NO342495B1 - Borehole fluid and process for preparing an additive to increase the density of a fluid - Google Patents

Borehole fluid and process for preparing an additive to increase the density of a fluid Download PDF

Info

Publication number
NO342495B1
NO342495B1 NO20035454A NO20035454A NO342495B1 NO 342495 B1 NO342495 B1 NO 342495B1 NO 20035454 A NO20035454 A NO 20035454A NO 20035454 A NO20035454 A NO 20035454A NO 342495 B1 NO342495 B1 NO 342495B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fluid
dispersant
daltons
borehole fluid
barite
Prior art date
Application number
NO20035454A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20035454L (en
NO20035454D0 (en
Inventor
Andrew J Bradbury
Christopher Alan Sawdon
Original Assignee
Mi Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/610,499 external-priority patent/US7267291B2/en
Application filed by Mi Llc filed Critical Mi Llc
Publication of NO20035454D0 publication Critical patent/NO20035454D0/en
Publication of NO20035454L publication Critical patent/NO20035454L/en
Publication of NO342495B1 publication Critical patent/NO342495B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/32Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/502Oil-based compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/56Compositions for consolidating loose sand or the like around wells without excessively decreasing the permeability thereof
    • C09K8/565Oil-based compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/64Oil-based compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/82Oil-based compositions

Abstract

Et borehullfluid med en oljeaktig fase og et tilsetningsstoff for å øke densiteten av borehullfluidet. Tilsetningsstoffet omfatter faste kolloidale partikler belagt med et dispergeringsmiddel påført den kolloidale partikkel under findelingsprosessen for å danne partiklene. Eksempelvise utgangsmaterialer for de kolloidale partikler inkluderer vanlig kjente vektmidler inklusive barytt, kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, sideritt, og strontiumsulfat så vel som blandinger og kombinasjoner av disse og andre lignende vektmaterialer. Dispergeringsmiddelet er i en illustrativ utførelsesform valgt fra karboksylsyrer med molekylvekt på minst 150 Dalton. Alternativt kan dispergeringsmiddelbelegget bestå av forbindelser inklusive oljesyre, flerbasiske fettsyrer, alkonbenzensulfonsyrer, alkansulfonsyre, lineær alfaolefinsulfonsyre eller jordalkalimetallsaltene av hvilke som helst av de ovennevnte syrer, og fosforlipider så vel som blandinger og kombinasjoner av disse forbindelser. l en ytterligere illustrativ utførelsesform er dispergeringsmiddelet en polyakrylatester. Det illustrative polymere dispergeringsmiddel bør ha en gjennomsnittlig molekylvekt fra omtrent 10.000 Dalton til omtrent 200.000 Dalton.A borehole fluid having an oily phase and an additive to increase the density of the borehole fluid. The additive comprises solid colloidal particles coated with a dispersant applied to the colloidal particle during the comminution process to form the particles. Exemplary starting materials for the colloidal particles include commonly known weighting agents including barite, calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine, siderite, and strontium sulfate as well as mixtures and combinations thereof and other similar weight materials. The dispersant is in an illustrative embodiment selected from carboxylic acids having a molecular weight of at least 150 Daltons. Alternatively, the dispersant coating may comprise compounds including oleic acid, polybasic fatty acids, alkonobenzene sulfonic acids, alkanesulfonic acid, linear alpha olefin sulfonic acid or alkaline earth metal salts of any of the above acids, and phosphorus lipids as well as mixtures and combinations of these compounds. In a further illustrative embodiment, the dispersant is a polyacrylate ester. The illustrative polymeric dispersant should have an average molecular weight of from about 10,000 Daltons to about 200,000 Daltons.

Description

342495 342495

1 1

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

En av de viktigste funksjoner av et borehullsfluid er å bidra til stabiliteten av borehullet og kontrollere strømmen av gass, olje eller vann fra porene i formasjonen for f.eks. å hindre strøm eller utblåsning av formasjonsfluider eller One of the most important functions of a borehole fluid is to contribute to the stability of the borehole and to control the flow of gas, oil or water from the pores in the formation for e.g. to prevent flow or blowout of formation fluids or

5 sammenfalling av trykksatte jordformasjoner. Søylen av fluid i hullet utøver et hydrostatisk trykk proporsjonalt til dybden av hullet og densiteten av fluidet. 5 coincidence of pressurized soil formations. The column of fluid in the hole exerts a hydrostatic pressure proportional to the depth of the hole and the density of the fluid.

Høytrykksformasjoner kan kreve et fluid med en spesifikk vekt opp til 3,0. High pressure formations may require a fluid with a specific gravity up to 3.0.

En rekke forskjellige materialer anvendes i dag for å øke densiteten av borehullsfluider. Disse inkluderer oppløste salter som natriumklorid, kalsiumklorid A number of different materials are used today to increase the density of borehole fluids. These include dissolved salts such as sodium chloride, calcium chloride

10 og kalsiumbromid. Alternativt tilsettes pulveriserte mineraler som barytt, kalsitt og hematitt til et fluid for å danne en suspensjon med økt densitet. Det er også kjent å anvende findelt metall som f.eks. jern som et vektmateriale. I denne forbindelse omhandler litteraturen et borefluid hvor vektmaterialet inkluderer jern/stål kuleformede partikler med en diameter på mindre enn 250�m og foretrukket mellom 10 and calcium bromide. Alternatively, powdered minerals such as barite, calcite and hematite are added to a fluid to form a suspension with increased density. It is also known to use finely divided metal such as e.g. iron as a weight material. In this connection, the literature deals with a drilling fluid where the weight material includes iron/steel spherical particles with a diameter of less than 250�m and preferably between

15 15 og 75�m. Det er også blitt foreslått å anvende finpulverisert kalsium- eller jernkarbonat med vanskeligheten er da at den plastiske viskositet av slike fluider hurtig øker ettersom partikkelstørrelsen minsker. 15 15 and 75�m. It has also been proposed to use finely powdered calcium or iron carbonate, with the difficulty then being that the plastic viscosity of such fluids rapidly increases as the particle size decreases.

Det er et krav til borehullsfluider at partiklene danner en stabil suspensjon, og ikke lett avsettes. Et andre krav er at suspensjonen bør fremvise en lav visko- It is a requirement for borehole fluids that the particles form a stable suspension, and are not easily deposited. A second requirement is that the suspension should exhibit a low visco-

20 sitet for å lette pumping og minimere generering av høye trykk. Et ytterligere krav er at borehullsfluidslurryen bør fremvise lave filtreringstap (fluidtap). 20 sited to facilitate pumping and minimize the generation of high pressures. A further requirement is that the borehole fluid slurry should exhibit low filtration losses (fluid losses).

Konvensjonelle vektmidler som f.eks. pulverisert barytt fremviser en gjennomsnittlig partikkeldiameter (d50) i området 10 til 30�m. For tilfredsstillende å oppslemme disse materialer kreves tilsetning av et gelmiddel som f.eks. Conventional weights such as e.g. powdered barite exhibits an average particle diameter (d50) in the range of 10 to 30�m. In order to satisfactorily suspend these materials, the addition of a gelling agent such as e.g.

25 bentonitt for vannbaserte fluider, eller organisk modifisert bentonitt for oljebaserte fluider. Et oppløselig polymert viskositetsøkende middel som f.eks. xantangummi kan også tilsettes for å forsinke sedimentasjonshastigheten av vektmiddelet. Dette skjer imidlertid på bekostning av at ettersom mer gelmiddel tilsettes for å øke suspensjonsstabiliteten øker fluidviskositeten (plastisk viskositet) uønsket og 25 bentonite for water-based fluids, or organically modified bentonite for oil-based fluids. A soluble polymeric viscosity-increasing agent such as e.g. xanthan gum can also be added to delay the sedimentation rate of the weighting agent. However, this comes at the expense of the fact that as more gelling agent is added to increase suspension stability, the fluid viscosity (plastic viscosity) increases undesirably and

30 resulterer i redusert pumpbarhet. Dette er klart også tilfellet hvis et viskositetsøkende middel anvendes for å opprettholde et ønsket nivå av faststoffoppslemning. 30 results in reduced pumpability. This is clearly also the case if a viscosity increasing agent is used to maintain a desired level of solids slurry.

Sedimentasjonen (eller ”siging”) av partikkelformede vektmidler blir mer kritisk i borehull boret i butte vinkler fra vertikalretningen, ved at siging av f.eks. The sedimentation (or "seeking") of particulate weights becomes more critical in boreholes drilled at obtuse angles from the vertical direction, as seepage of e.g.

342495 342495

2 2

2,54 cm kan resultere i en kontinuerlig søyle av redusert densitetsfluid langs den øvre del av borehullveggen. Slike buttvinkelbrønner bores ofte over lange avstander for f.eks. å få tilgang til fjerne deler av et oljereservoar. I disse tilfeller er det viktig å minimere et borefluids plastiske viskositet for å redusere trykktapene 2.54 cm can result in a continuous column of reduced density fluid along the upper part of the borehole wall. Such butt-angle wells are often drilled over long distances for e.g. to gain access to remote parts of an oil reservoir. In these cases, it is important to minimize the plastic viscosity of a drilling fluid to reduce pressure losses

5 langs borehullslengden. Samtidig bør også en høy densitet opprettholdes for å hindre en utblåsning. Videre, som bemerket ovenfor med partikkelformede vektmaterialer blir spørsmålene om siging økende betydningsfulle for å unngå differensial fastkiling eller utseparasjon av de partikkelformede vektmidler på den nedre side av borehullet. 5 along the borehole length. At the same time, a high density should also be maintained to prevent a blowout. Furthermore, as noted above with particulate weights, issues of seepage become increasingly important to avoid differential wedging or separation of the particulate weights on the lower side of the borehole.

10 At man er i stand til å sammensette et borefluid med en høy densitet og en lav plastisk viskositet er ikke mindre viktig i dype høytrykksbrønner hvor det kreves høydensitet borehullsfluider. Høye viskositeter kan resultere i en økning i trykket ved bunnen av hullet under pumpebetingelser. Denne økning i ”ekvivalent sirkulerende densitet” kan resultere i åpning av frakturer i formasjonen og 10 Being able to compose a drilling fluid with a high density and a low plastic viscosity is no less important in deep high-pressure wells where high-density borehole fluids are required. High viscosities can result in an increase in bottom hole pressure under pumping conditions. This increase in "equivalent circulating density" can result in the opening of fractures in the formation and

15 alvorlige tap av borehullsfluid inn i den frakturerte fomasjon. Også her er imidlertid stabiliteten av suspensjonen viktig for å opprettholde det hydrostatiske trykk for å unngå en utblåsing. Formålet med høydensitet fluider med lav viskositet pluss minimal siging av vektmaterialet kan være vanskelig å forenes. Det foreligger derfor et behov for materialer for å øke fluiddensiteten og som samtidig tilveie- 15 severe loss of borehole fluid into the fractured formation. Here too, however, the stability of the suspension is important to maintain the hydrostatic pressure to avoid a blowout. The purpose of high density fluids with low viscosity plus minimal seepage of the weight material can be difficult to reconcile. There is therefore a need for materials to increase the fluid density and which at the same time provide

20 bringer forbedret suspensjonsstabilitet og mindre viskositetsøkning. 20 brings improved suspension stability and less viscosity increase.

Patentsøknad WO1998003609 vedrører et tilsetningsstoff som øker tettheten til borehullsfluidet. Tilsetningsstoffet beskrevet i WO1998003609 omfattes av kolloidale partikler med en spesifikk dimensjon, idet partiklene blir deflokkulert under virkning av et dispergeringsmiddel. Patent application WO1998003609 relates to an additive that increases the density of the borehole fluid. The additive described in WO1998003609 comprises colloidal particles with a specific dimension, the particles being deflocculated under the action of a dispersant.

25 US 5681877 beskriver anvendelse av AB blokk-kopolymerer som fukte. og dispergeringsmidler for faste partikler suspendert i et organisk medium omfattet av et løsningsmiddel eller løsningsmiddelblanding i hvilken blokk B er løselig. US 5681877 describes the use of AB block copolymers as wetting agents. and dispersants for solid particles suspended in an organic medium comprising a solvent or solvent mixture in which block B is soluble.

US 6204224 vedrører et borefluidsystem som omfatter en formulering hvor kopolymerer av polyalkylmetakrylat, med en valgt mengde vinylpyrrolidon US 6204224 relates to a drilling fluid system comprising a formulation in which copolymers of polyalkyl methacrylate, with a selected amount of vinyl pyrrolidone

30 forhindrer og reduserer baryttutfelling samtidig som det tilveiebringer borkakstransport i boresystemet. Særlig er US 6204224 relevant for å modifisere et borefluids egenskaper med hensyn til reologi og filtreringskontroll ved anvendelse av additivene. 30 prevents and reduces barite precipitation while providing cuttings transport in the drilling system. In particular, US 6204224 is relevant for modifying the properties of a drilling fluid with regard to rheology and filtration control when using the additives.

342495 342495

3 3

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

I et første aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse et borehullsfluid, som omfatter en oljeaktig fase og et tilsetningsstoff for å øke densiteten av borehullfluidet, hvor tilsetningsstoffet omfatter faste kolloidale partikler belagt med et In a first aspect, the present invention provides a borehole fluid, which comprises an oily phase and an additive to increase the density of the borehole fluid, where the additive comprises solid colloidal particles coated with a

5 dispergeringsmiddel, hvori dispergeringsmiddelet er en polymer akrylatester. 5 dispersant, wherein the dispersant is a polymeric acrylate ester.

Oppfinnelsen tilveiebringer i et annet aspekt en fremgangsmåte for fremstilling av et tilsetningsstoff for å øke densiteten av et fluid, som omfatter: findeling av et fast materiale og et dispergeringsmiddel i et flytende medium slik at det frembringes faste kolloidale partikler belagt med dispergeringsmiddelet, hvori In another aspect, the invention provides a method for producing an additive to increase the density of a fluid, which comprises: comminuting a solid material and a dispersant in a liquid medium so as to produce solid colloidal particles coated with the dispersant, wherein

10 dispergeringsmiddelet er en polymer akrylatester. 10 the dispersant is a polymeric acrylate ester.

Det beskrives her et borefluid tilsetningsstoff og en fremgangsmåte for fremstilling av tilsetningsstoffet for å øke densiteten av fluidet mens samtidig en brukbar suspensjonsstabilitet opprettholdes uten en signifikant viskositetsøkning. I en illustrativ utførelsesform inkluderer fremgangsmåten findeling av et fast A drilling fluid additive and a method for producing the additive are described here to increase the density of the fluid while at the same time a usable suspension stability is maintained without a significant increase in viscosity. In an illustrative embodiment, the method includes comminuting a solid

15 materiale og et dispergeringsmiddel i et flytende medium, slik at det frembringes faste kolloidale partikler som er belagt med dispergeringsmidler. Foretrukket har de kolloidale partikler en vektmidlere partikkeldiameter (D50) på mindre enn omtrent 10�m og mer foretrukket mindre enn omtrent 2�m. Det flytende medium er foretrukket et oljeaktig fluid og mer foretrukket en oljeaktig væske som er 15 material and a dispersant in a liquid medium, so that solid colloidal particles are produced which are coated with dispersants. Preferably, the colloidal particles have a weight average particle diameter (D50) of less than about 10 µm and more preferably less than about 2 µm. The liquid medium is preferably an oily fluid and more preferably an oily liquid which is

20 miljømessig akseptabel som den kontinuerlige fase av et oljebasert borefluid. For å oppnå en optimal og sikker maleprosess har det oljeaktige fluid foretrukket en kinematisk viskositet mindre enn 10 centistoke (10 mm<2>/s) ved 40�C og et flammepunkt på mer enn 60�C. Illustrative eksempler på slike oljeaktige fluider inkluderer dieselolje, mineraloljer eller en flytende parafin, n-alkaner eller 20 environmentally acceptable as the continuous phase of an oil-based drilling fluid. In order to achieve an optimal and safe grinding process, the oily fluid has preferred a kinematic viscosity of less than 10 centistokes (10 mm<2>/s) at 40�C and a flash point of more than 60�C. Illustrative examples of such oily fluids include diesel oil, mineral oils or a liquid paraffin, n-alkanes or

25 syntetiske oljer som f.eks. alfaolefinoljer, esteroljer eller polyalfaolefiner, så vel som kombinasjoner og blandinger av disse og lignende fluider som vil være kjent for en fagkyndig. Dispergeringsmiddelet som belegges på den faste partikkel under forløpet av malingen er en polymer akrylatester. Den polymere akrylatester bør ha en gjennomsnittlig molekylvekt fra omtrent 10.000 Dalton til omtrent 25 synthetic oils such as alpha olefin oils, ester oils or polyalpha olefins, as well as combinations and mixtures of these and similar fluids which will be known to one skilled in the art. The dispersant which is coated on the solid particle during the course of the painting is a polymeric acrylate ester. The polymeric acrylate ester should have an average molecular weight of from about 10,000 Daltons to about

30 200.000 Dalton og mer foretrukket fra omtrent 17.000 Dalton til omtrent 30.000 Dalton. Det faste materialet kan velges fra en lang rekke forskjellige kjente vektmaterialer og i en illustrativ utførelsesform er det faste materialet valgt fra gruppen bestående av barytt, kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, sideritt og strontiumsulfat, blandinger og kombinasjoner 200,000 Daltons and more preferably from about 17,000 Daltons to about 30,000 Daltons. The solid material can be selected from a wide variety of known weight materials and in an illustrative embodiment the solid material is selected from the group consisting of barite, calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine, siderite and strontium sulfate, mixtures and combinations

342495 342495

4 4

av disse og lignende vektmaterialer som vil være kjent for en fagkyndig. I en foretrukket illustrativ utførelsesform gjennomføres findelingen av det faste materialet og dispergeringsmiddelet i det flytende medium i et omrørt fluidisert lag av et partikkelformet malemateriale. of these and similar weight materials that will be known to a person skilled in the art. In a preferred illustrative embodiment, the fine division of the solid material and the dispersant in the liquid medium is carried out in a stirred fluidized layer of a particulate grinding material.

5 Disse og andre trekk ved oppfinnelsen er mer fullstendig angitt i den følgende beskrivelse av foretrukne eller illustrative utførelsesformer av oppfinnelsen. These and other features of the invention are more fully set forth in the following description of preferred or illustrative embodiments of the invention.

Beskrivelse av illustrative utførelsesformer Description of illustrative embodiments

10 Det er på dette området kjent at reduserte partikkelsedimentasjonstakter kan oppnås ved å redusere den anvendte partikkelstørrelse. Det konvensjonelle syn innenfor boreindustrien er imidlertid at reduksjon av partikkelstørrelsen bevirker en uønsket økning i viskositet. Den hurtige økning i viskositet ettersom partikkelstørrelsen minsker antas å skyldes en økning i overflatearealet av 10 It is known in this area that reduced particle sedimentation rates can be achieved by reducing the particle size used. However, the conventional view within the drilling industry is that reducing the particle size causes an undesirable increase in viscosity. The rapid increase in viscosity as the particle size decreases is believed to be due to an increase in the surface area of

15 partiklene og som bevirker adsorpsjon av vann på overflaten av partiklene. Som rapportert i ”Drilling and Drilling Fluids” Chilingarian G.V. og Vorabutor P.1981, sidene 441-441, ”The difference in results (i.e. increase in plastic viscosity) when particle size is varied in a mud slurry is primarily due to magnitude of the surface area, which determines the degree of adsorption (tying up) of water. More water is 15 the particles and which causes adsorption of water on the surface of the particles. As reported in "Drilling and Drilling Fluids" Chilingarian G.V. and Vorabutor P.1981, pages 441-441, "The difference in results (i.e. increase in plastic viscosity) when particle size is varied in a mud slurry is primarily due to magnitude of the surface area, which determines the degree of adsorption (tying up) of water. More water ice

20 adsorbed with increasing area”. Videre angis det også at “Viscosity considerations often will not permit the addition of any more of the colloidal solids necessary to control filtration, unless the total solids surface area is first reduced by removing a portion of the existing clays”. Det rapporteres således i litteraturen at kolloidale finstoffer, på grunn av deres høye forhold mellom overflateareal og volum, vil 20 adsorbed with increasing area”. Furthermore, it is also stated that "Viscosity considerations often will not permit the addition of any more of the colloidal solids necessary to control filtration, unless the total solids surface area is first reduced by removing a portion of the existing clays". It is thus reported in the literature that colloidal fines, due to their high ratio between surface area and volume, will

25 adsorbere signifikant mer borefluid enn større partikler. På grunn av denne høye adsorpsjon av borefluid til overflaten av partiklene iakttas en økning i viskositeten (dvs. en minsking i fluiditeten) av slammet. Av disse grunner bør en fagkyndig forstå og innse at det i vekttilsatte partikkelformede slam er nødvendig å fjerne finstoffene for å redusere viskositetsøkningen som skyldes slike fine partikler. 25 adsorb significantly more drilling fluid than larger particles. Due to this high adsorption of drilling fluid to the surface of the particles, an increase in the viscosity (ie a decrease in the fluidity) of the mud is observed. For these reasons, a person skilled in the art should understand and realize that in weighted particulate sludge it is necessary to remove the fines in order to reduce the viscosity increase due to such fine particles.

30 Dette konsept er avspeilet i API spesifikasjonen for barytt som et borefluid tilsetningsstoff. Som angitt i API spesifikasjonen er %vekt/vekt av partikler med en diameter under 6�m begrenset til et 30 %vekt/vekt maksimum for å minimere viskositetsøkningen. 30 This concept is reflected in the API specification for barite as a drilling fluid additive. As stated in the API specification, the %w/w of particles with a diameter below 6�m is limited to a 30%w/w maximum to minimize the increase in viscosity.

I lys av det foregående bør en fagkyndig med en gang innse og forstå at In light of the foregoing, a person skilled in the art should immediately realize and understand that

35 det er meget overraskende at produktene ifølge denne oppfinnelse, som an 35 it is very surprising that the products according to this invention, as an

342495 342495

5 5

vender partikler malt til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse (d50) på mindre enn 2 �m, tilveiebringer borehullsfluider med redusert plastisk viskositet mens de samtidig sterkt reduserer sedimentasjon eller siging. turning particles ground to an average particle size (d50) of less than 2 �m, provides wellbore fluids with reduced plastic viscosity while greatly reducing sedimentation or seepage.

Tilsetningsstoffene ifølge denne oppfinnelse omfatter faste kolloidale The additives according to this invention comprise solid colloidal

5 partikler med et deflokkulerende middel eller dispergeringsmiddel belagt på overflaten av partiklene. Den fine partikkelstørrelse genererer høydensitet suspensjoner eller slurryer som viser en redusert tendens til sedimentering eller siging, mens dispergeringsmiddelet på overflaten av partiklene kontrollerer interaksjonene partiklene imellom og resulterer i lavere reologiske profiler. Det er 5 particles with a deflocculant or dispersant coated on the surface of the particles. The fine particle size generates high-density suspensions or slurries that show a reduced tendency to sedimentation or seepage, while the dispersant on the surface of the particles controls the interactions between the particles and results in lower rheological profiles. It is

10 således kombinasjonen av høy densitet, fin partikkelstørrelse og kontroll av kolloidale interaksjoner ved hjelp av overflatebelegging av partiklene med et dispergeringsmiddel som forener formålene med høy densitet, lavere viskositet og minimal siging. 10 thus the combination of high density, fine particle size and control of colloidal interactions by means of surface coating of the particles with a dispersant which combines the purposes of high density, lower viscosity and minimal seepage.

En fagkyndig vil innse og forstå at anvendelsen av små partikler i bore- A person skilled in the art will realize and understand that the use of small particles in drilling

15 fluider er vel kjent på området, men for et totalt forskjellig formål. F.eks. omhandles i EP-A-119745 et høydensitet fluid for å hindre utblåsning og som inneholder vann, et første og eventuelt et andre vektmiddel og et gelmiddel fremstilt av fine partikler (gjennomsnitt diameter fra 0,5 til 10�m). Gelmiddelpartiklene er små nok til å gi statisk gelstyrke til fluidet på grunnlag av inter- 15 fluids are well known in the field, but for a totally different purpose. E.g. EP-A-119745 deals with a high-density fluid to prevent blowout and which contains water, a first and possibly a second weighting agent and a gelling agent made of fine particles (average diameter from 0.5 to 10�m). The gelling agent particles are small enough to impart static gel strength to the fluid on the basis of inter-

20 partikkel tiltrekningskreftene. En fagkyndig bør også innse at hvis konsentrasjonen av vektmiddelet er tilstrekkelig lav behøves ikke noe gelmiddel i fluidene ifølge EP-A-119745. Den lille partikkelstørrelse gir fluidet ifølge EP-A-119745 viskositetsmiddeløkende egenskaper som skriver seg fra det høye forhold mellom overflateraeal og volum for de små partikler. Læren ifølge EP-A-119745 hen- 20 particle attractive forces. A person skilled in the art should also realize that if the concentration of the weighting agent is sufficiently low, no gelling agent is needed in the fluids according to EP-A-119745. The small particle size gives the fluid according to EP-A-119745 viscosity-increasing properties which are evident from the high ratio between surface area and volume for the small particles. The teaching according to EP-A-119745 re-

25 visningen og andre lignende henvisninger er nøyaktig motsatt lærene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Det vil si at lærene ifølge den tidligere kjente teknikk indikerer at materialet med liten partikkelstørrelse kan tilsettes til et borefluid, men når dette gjøres så øker viskositeten av borefluidet. I motsetning til dette er de overraskende resultater ved den foreliggende oppfinnelse at man kan tilsette 25 view and other similar references are exactly contrary to the teachings of the present invention. That is to say, the teachings according to the prior art indicate that the material with a small particle size can be added to a drilling fluid, but when this is done, the viscosity of the drilling fluid increases. In contrast to this, the surprising results of the present invention are that one can add

30 meget finpartiklet materiale som er belagt med et dispergeringsmiddellag og ikke utsettes for de hurtige økninger i viskositet som fremvises ved den tidligere kjente teknikk. 30 very fine particulate material which is coated with a dispersant layer and is not subjected to the rapid increases in viscosity exhibited by the prior art.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er dispergeringsmiddel belagt på det partikkelformede vekttilsetningsstoff under findelingsprosessen (maleprosessen). According to the present invention, dispersant is coated on the particulate weight additive during the comminution process (grinding process).

342495 342495

6 6

Det vil si at grovt vekttilsetningsstoff males i nærvær av en forholdsvis høy konsentrasjon av dispergeringsmiddel slik at de nydannede overflater av de fine partikler eksponeres til og således belegges med dispergeringsmiddelet. Det tenkes at dette tillater at dispergeringsmiddelet kan finne en akseptabel kon- That is to say, coarse weight additive is ground in the presence of a relatively high concentration of dispersant so that the newly formed surfaces of the fine particles are exposed to and thus coated with the dispersant. It is thought that this allows the dispersant to find an acceptable con-

5 formasjon på partikkeloverflaten slik at overflaten dekkes. Alternativt tenkes det at på grunn av en forholdsvis høyere konsentrasjon av dispergeringsmiddel i malefluidet, i motsetning til konsentrasjonen i et borefluid, vil dispergeringsmiddelet mer sannsynlig bli absorbert (enten fysisk eller kjemisk) til partikkeloverflaten. Som denne betegnelse anvendes heri, er ”belegging av overflaten” ment å angi at 5 formation on the particle surface so that the surface is covered. Alternatively, it is thought that due to a relatively higher concentration of dispersant in the grinding fluid, in contrast to the concentration in a drilling fluid, the dispersant will more likely be absorbed (either physically or chemically) to the particle surface. As this term is used herein, "coating the surface" is intended to indicate that

10 et tilstrekkelig antall dispergeringsmiddelmolekyler absorberes (fysisk eller kjemisk) eller på annen måte assosieres tett med overflaten av partiklene slik at de fine partikler av materialet ikke bevirker den hurtige økning i viskositet som iakttas ved den tidligere kjente teknikk. Ved å anvende en slik definisjon bør en fagkyndig forstå og innse at dispergeringsmiddelmolekylene ikke faktisk kommer 10 a sufficient number of dispersant molecules are absorbed (physically or chemically) or otherwise closely associated with the surface of the particles so that the fine particles of the material do not cause the rapid increase in viscosity observed in the prior art. Using such a definition, one skilled in the art should understand and realize that the dispersant molecules do not actually come

15 til fullstendig å dekke partikkeloverflaten og at kvantifikasjon av antallet av molekyler er meget vanskelig å gjøre. Den nødvendige avhengighet gjøres derfor av en resultatorientert definisjon. Som et resultat av den oppfinneriske prosess er det oppdaget at man kan kontrollere de kolloidale interaksjoner av de fine partikler ved å belegge partiklene med dispergeringsmiddel før tilsetning til borefluidet. Ved 15 to completely cover the particle surface and that quantification of the number of molecules is very difficult to do. The necessary dependence is therefore made on a result-oriented definition. As a result of the inventive process, it has been discovered that the colloidal interactions of the fine particles can be controlled by coating the particles with a dispersant prior to addition to the drilling fluid. By

20 å gjøre dette er det mulig systematisk å kontrollere de reologiske egenskaper av fluider som inneholder tilsetningsstoffer så vel som toleransen ovenfor forurensninger i fluidet i tillegg til å øke fluidtap (filtrering) egenskapene av fluidet. 20 to do this it is possible to systematically control the rheological properties of fluids containing additives as well as the tolerance to contaminants in the fluid in addition to increasing the fluid loss (filtration) properties of the fluid.

Bevis som understøtter denne resultatorienterte definisjon i det foregående kan finnes i utførelseseksemplene som følger så vel som i den tidligere kjente Evidence supporting this result-oriented definition in the foregoing can be found in the embodiment examples that follow as well as in the prior art

25 teknikk. Som det er vel kjent for en fagkyndig vil i fravær av belegningsdispergeringsmiddelet en konsentrert slurry av partikler med en d50på mindre enn 2 �m, resultere i en ikke-pumpbar pasta eller gel. Ifølge fremgangsmåten og blandingene ifølge oppfinnelsen belegges et dispergeringsmiddel på partikkeloverflaten under malingsprosessen eller findelingsprosessen. Dette tilveiebringer 25 technique. As is well known to one skilled in the art, in the absence of the coating dispersant, a concentrated slurry of particles with a d50 of less than 2 µm will result in a non-pumpable paste or gel. According to the method and the mixtures according to the invention, a dispersant is coated on the particle surface during the grinding process or the comminution process. This provides

30 en fordelaktig forbedring i dispersjonstilstanden av partiklene sammenlignet med ettertilsetning av dispergeringsmiddel til fine partikler. Nærværet av dispergeringsmiddel i findelingsprosessen gir separate partikler som kan danne en mer effektiv sammenpakket filterkake og således fordelaktig å redusere filtreringstap. 30 a beneficial improvement in the dispersion state of the particles compared to subsequent addition of dispersant to fine particles. The presence of dispersant in the comminution process produces separate particles which can form a more effective compacted filter cake and thus advantageously reduce filtration losses.

Ifølge en illustrativ utførelsesform velges dispergeringsmiddelet slik at det According to an illustrative embodiment, the dispersant is selected so that it

35 tilveiebringer den egnede kolloidale interpartikkel-interaksjonsmekanisme for å 35 provides the appropriate colloidal interparticle interaction mechanism to

342495 342495

7 7

gjøre den tolerant overfor et område av vanlige borehullsforurensninger, inklusive saltmetning. making it tolerant of a range of common borehole contaminants, including salt saturation.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen dannes vektmiddelet ifølge oppfinnelsen av partikler bestående av et materiale med spesifikk vekt According to a preferred embodiment of the invention, the weight agent according to the invention is formed from particles consisting of a material with a specific weight

5 minst 2,68. Dette tillater at borehullsfluider kan sammensettes for å oppfylle de fleste densitetskrav men likevel ha en partikkelvolumfraksjon lav nok til at fluidet kan være pumpbart. 5 at least 2.68. This allows borehole fluids to be formulated to meet most density requirements but still have a particle volume fraction low enough for the fluid to be pumpable.

En foretrukket utførelsesform av denne oppfinnelse er at den vektmidlere partikkeldiameter (d50) av den nye vektmiddel skal være mindre enn 1,5 mikro- A preferred embodiment of this invention is that the weight average particle diameter (d50) of the new weight agent should be less than 1.5 microns

10 meter. Dette vil øke suspensjonens karakteristikker med hensyn til sedimentasjon eller sigestabilitet uten at viskositeten av fluidet øker slik at det blir ikke-pumpbart. 10 meters. This will increase the suspension's characteristics with respect to sedimentation or seepage stability without the viscosity of the fluid increasing so that it becomes unpumpable.

En fremgangsmåte for findeling av et fast materiale for å oppnå materiale inneholdende minst 60 vekt% partikler mindre enn 2�m er kjent f.eks. fra Britisk patent 1472 701 eller 1599 632. Som det læres deri males et grovt mineral i en A method for comminuting a solid material to obtain material containing at least 60% by weight of particles smaller than 2�m is known, e.g. from British Patent 1472 701 or 1599 632. As taught therein, a coarse mineral is ground in a

15 vandig suspensjon i et omrørt fluidisert lag av et partikkelformet malemedium i en tid tilstrekkelig til å tilveiebringe den nødvendige partikkelstørrelsesfordeling. Den samme maleprosess kan gjennomføres ved å erstatte det vannbaserte fluid med et oljeaktig (olje) basert fluid. Et viktig foretrukket utførelsesaspekt av oppfinnelsen er nærværet av dispergeringsmiddelet i trinnet med den ”våte” maling av 15 aqueous suspension in a stirred fluidized bed of a particulate grinding medium for a time sufficient to provide the required particle size distribution. The same grinding process can be carried out by replacing the water-based fluid with an oily (oil) based fluid. An important preferred embodiment aspect of the invention is the presence of the dispersant in the step of the "wet" painting of

20 mineralet. 20 the mineral.

De kolloidale partikler kan tilveiebringes som en konsentrert slurry enten i et vandig medium eller mer foretrukket som en organisk væske. I det siste tilfellet bør den organiske være akseptabel som en komponent og ha de nødvendige miljøkarakteristikker som kreves for tilsetningsstoffer til oljebaserte borefluider. The colloidal particles can be provided as a concentrated slurry either in an aqueous medium or more preferably as an organic liquid. In the latter case, the organic should be acceptable as a component and have the necessary environmental characteristics required for additives to oil-based drilling fluids.

25 Med dette for øyet er det foretrukket at det oljeaktige fluid har en kinematisk viskositet på mindre enn 10 centistoke (10 mm<2>/s) ved 40�C og av sikkerhetsgrunner et flammepunkt på mer enn 60�C. Egnede oljeaktige væsker er f.eks. dieselolje, mineralolje eller flytende parafin, n-alkaner eller syntetiske oljer som alfaolefinoljer, esteroljer eller polyalfaolefiner, blandinger av disse fluider så vel 25 With this in mind, it is preferred that the oily fluid has a kinematic viscosity of less than 10 centistokes (10 mm<2>/s) at 40�C and, for safety reasons, a flash point of more than 60�C. Suitable oily liquids are e.g. diesel oil, mineral oil or liquid paraffin, n-alkanes or synthetic oils such as alpha olefin oils, ester oils or polyalpha olefins, mixtures of these fluids as well

30 som andre lignende fluider som vil være vel kjent for den fagkyndige på området av borefluidsammensetning. 30 as other similar fluids which will be well known to those skilled in the art of drilling fluid composition.

Det er kjent at polymerer med høy molekylvekt virker som flokkuleringsmidler ved brodannelse mellom partikler mens f.eks. polymerer med lav molekyl It is known that polymers with a high molecular weight act as flocculants by bridging between particles, while e.g. low molecular weight polymers

342495 342495

8 8

vekt (mindre enn 10.000) virker som deflokkulerende midler ved å skape samlede negative ladninger. weight (less than 10,000) act as deflocculating agents by creating overall negative charges.

Det er funnet at når dispergeringsmiddelet tilsettes under maling kan det effektivt anvendes polymerer med midlere molekylvekt (i området f.eks.10.000 til It has been found that when the dispersant is added during painting, polymers with medium molecular weight (in the range of e.g. 10,000 to

5 200.000). Dispergeringsmidler med mellomliggende molekylvekt er fordelaktig mindre sensitive overfor forurensninger som f.eks. salt og er derfor vel tilpasset til borehullsfluider. 5,200,000). Dispersants with an intermediate molecular weight are advantageously less sensitive to contaminants such as e.g. salt and is therefore well adapted to borehole fluids.

Den polymere akrylatester som anvendes som dispergeringsmiddel bør ha en gjennomsnittlig molekylvekt fra omtrent 10.000 Dalton til omtrent 200.000 The polymeric acrylate ester used as dispersant should have an average molecular weight of from about 10,000 Daltons to about 200,000

10 Dalton og mer foretrukket fra omtrent 17.000 Dalton til omtrent 30.000. 10 Daltons and more preferably from about 17,000 Daltons to about 30,000.

De kolloidale partikler består selv av vekttilsetningsmaterialer som er vel kjent for en fagkyndig på området av vekttilsetning av borefluider. I en illustrativ utførelsesform er partiklene fremstilt fra et eller flere materialer valgt fra men ikke begrenset til bariumsulfat (barytt), kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt The colloidal particles themselves consist of weighting materials which are well known to a person skilled in the art of weighting drilling fluids. In an illustrative embodiment, the particles are made from one or more materials selected from but not limited to barium sulfate (barite), calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite

15 eller andre jernmalmer, olivin, sideritt, strontiumsulfat. Normalt oppnås de laveste borehullsfluidviskositeter ved en hvilken som helst spesiell densitet ved bruk av de kolloidale partikler med den høyeste densitet. Andre betraktninger kan imidlertid påvirke valget av produkt som f.eks. pris, lokal tilgjengelige og den energi som kreves for maling. Mineraler som f.eks. kalsiumkarbonat og dolomitt har den fordel 15 or other iron ores, olivine, siderite, strontium sulphate. Normally, the lowest borehole fluid viscosities at any particular density are obtained by using the colloidal particles with the highest density. However, other considerations can influence the choice of product, such as price, local availability and the energy required for painting. Minerals such as calcium carbonate and dolomite have that advantage

20 at resterende faststoffer eller filterkake lett kan fjernes fra en brønn ved behandling med syrer. 20 that residual solids or filter cake can be easily removed from a well by treatment with acids.

Blandingene som resulterer fra fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har en overraskende forskjelligartede anvendelser i borefluider, sement, høydensitet fluider og spiralrørborefluider for å nevne noen få. De nye partikkelformede vekt- The mixtures resulting from the process according to the invention have a surprisingly diverse range of applications in drilling fluids, cement, high density fluids and coiled tubing drilling fluids to name a few. The new particulate weight-

25 midler har evnen til å stabilisere det laminære strømningsregimet og forsinke oppkomsten av turbulens. Det er mulig å sammensette fluider for flere anvendelser inklusive spiralrørborefluider som kan pumpes hurtigere før turbulens påtreffes, slik at det gis hovedsakelig lavere trykkfall ved ekvivalente strømningstakter. Denne evne til å stabilisere det laminære strømningsregimet er riktignok 25 agents have the ability to stabilize the laminar flow regime and delay the onset of turbulence. It is possible to combine fluids for several applications including spiral pipe drilling fluids that can be pumped faster before turbulence is encountered, so that mainly lower pressure drops are given at equivalent flow rates. This ability to stabilize the laminar flow regime is true

30 overraskende men vises adekvat i høydensitetslam med 2,39 g/cm<3>(20 pounds per gallon) eller mer. Slike høydensitetsslam som bruker konvensjonelle vektmidler med en vektmidlere partikkeldiameter på 10 til 30�m ville fremvise dilatasjon med den samtidige økning i trykkfallene som skyldes den genererte turbulens. Evnen av det nye vektmiddel til å stabilisere strømningsregimet selv i 30 surprisingly but appears adequately in high density muds of 2.39 g/cm<3> (20 pounds per gallon) or more. Such high density slurries using conventional weight agents with a weight average particle diameter of 10 to 30�m would exhibit dilation with the concomitant increase in pressure drops due to the turbulence generated. The ability of the new weight agent to stabilize the flow regime even i

342495 342495

9 9

nærvær av en komponent av større partikler betyr at høydensitet fluider med akseptabel reologi er mulig med lavere trykkfall. the presence of a component of larger particles means that high density fluids with acceptable rheology are possible with lower pressure drop.

En ytterligere og uventet anvendelse forekommer i sement hvorved det nye vektmiddel vil generere slurryer av mer kontrollert og lavere reologi slik at slurryen A further and unexpected application occurs in cement whereby the new weighting agent will generate slurries of more controlled and lower rheology so that the slurry

5 kan pumpes mer fritt til posisjon. En fagkyndig vil innse at den reduserte partikkelstørrelse gjerne vil ha en mindre abrasiv karakter, mens dens suspensjonskarakteristikker vil redusere spørsmålene om det fri vann og andre suspensjonsspørsmål som opptrer når sementen størkner. Den høye fraksjon av finstoffer bør også virke som effektivt filtreringstapkontrollmiddel slik at gassmigrasjon hindres 5 can be pumped more freely into position. One skilled in the art will appreciate that the reduced particle size will have a less abrasive character, while its suspension characteristics will reduce the free water and other suspension issues that occur when the cement sets. The high fraction of fines should also act as an effective filtration loss control agent so that gas migration is prevented

10 og det frembringes sterkere sementer. 10 and stronger cements are produced.

Fluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes ved ikkeoljefeltanvendelser som f.eks. separasjonsfluid for kompakte media (f.eks. for utvinning av malm) eller som et fartøys ballastfluid. The fluids according to the present invention can also be used in non-oil field applications such as e.g. separation fluid for compact media (e.g. for the extraction of ore) or as a vessel's ballast fluid.

De følgende eksempler illustrerer egenskapene og ytelsen av The following examples illustrate the characteristics and performance of

15 borehullsfluidene ifølge oppfinnelsen selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til de spesifikke utførelsesformer ifølge disse eksempler. All testing ble gjennomført ved hjelp av API RP 13 B hvor dette passer. Blanding ble utført på Silverson L2R eller Hamilton Beach miksere. Viskositeten ved forskjellige skjærhastigheter omdreininger per minutt (RPM) og andre reologiske egenskaper ble oppnådd ved 15 the borehole fluids according to the invention, although the invention is not limited to the specific embodiments according to these examples. All testing was carried out using API RP 13 B where appropriate. Mixing was performed on Silverson L2R or Hamilton Beach mixers. The viscosity at different shear rates revolutions per minute (RPM) and other rheological properties were obtained by

20 bruk av et Fann viskosimeter. Slamvekt ble kontrollert ved bruk av en standard slamskala eller en analysevekt. Filtreringstap ble målt ved hjelp av en standard API filtreringstapcelle. 20 use of a Fann viscometer. Sludge weight was checked using a standard sludge scale or an analytical balance. Filtration loss was measured using a standard API filtration loss cell.

Ved uttrykking til metriske ekvivalenter er det anvendt de følgende US til metriske omregningsfaktorer: 1 gal = 3,785 liter; 1 lb. = 0,454 kg; 1 lb./gal(ppg) = When expressing to metric equivalents, the following US to metric conversion factors have been used: 1 gal = 3.785 litres; 1 lb. = 0.454 kg; 1 lb./gal(ppg) =

25 0,120 g/cm3; 1 bbl = 42 gal; 1 lb./bbl (ppb) = 2,835 kg/m<3>; 1 lb/100ft<2>= 0,488 (0,4788) Pa = 48,8 g/m<2>= 4,88 kg/100m<2>. 25 0.120 g/cm3; 1 bbl = 42 gal; 1 lb./bbl (ppb) = 2.835 kg/m<3>; 1 lb/100ft<2>= 0.488 (0.4788) Pa = 48.8 g/m<2>= 4.88 kg/100m<2>.

Disse tester er blitt gjennomført med forskjellige grader av barytt: en standard grad av API barytt, med en vektmidlere partikkeldiameter (D50) på omtrent 20�m; en kommersiell barytt (M) fremstilt ved møllebehandling/maling av These tests have been carried out with different grades of barite: a standard grade of API barite, with a weight average particle diameter (D50) of approximately 20�m; a commercial baryte (M) produced by milling/grinding of

30 barytt mens denne er i denne tørre tilstand, med en gjennomsnittlig størrelse på 3 �m til 5�m og kolloidal barytt ifølge oppfinnelsen (med en D50fra 0,5�m til 1,5 �m) med et dispergeringsmiddel inkludert under den ”våte” maleprosess. De tilsvarende partikkelstørrelsesfordelinger er vist i fig.1. Dispergeringsmiddelet er ”IDSPERSE” XT (varemerke for Schlumberger), en anionisk akrylisk ter-polymer 30 barite while in this dry state, with an average size of 3 �m to 5 �m and colloidal barite according to the invention (with a D50 from 0.5 �m to 1.5 �m) with a dispersant included under it ” wet” painting process. The corresponding particle size distributions are shown in fig.1. The dispersant is "IDSPERSE" XT (trademark of Schlumberger), an anionic acrylic terpolymer

342495 342495

10 10

med molekylvekt i området 40.000 til 120.000 med karboksylat- og andre funksjonelle grupper. Denne foretrukne polymer er fordelaktig stabil ved temperatur opp til 200�C, tåler et bredt område av forurensning, gir gode filtreringsegenskaper og desorberer ikke lett fra partikkeloverflaten. with molecular weight in the range 40,000 to 120,000 with carboxylate and other functional groups. This preferred polymer is advantageously stable at temperatures up to 200�C, withstands a wide range of contamination, provides good filtration properties and does not easily desorb from the particle surface.

5 Prøver ble målt på et Malvern ”Microplus” instrument ved å bruke visningen (optisk modell) RI (partikkel 1,61; absorpsjon 0,1; RI (dispergeringsmiddel) 1,46). Analysen ble foretatt ved bruk av en dråpe av det malte materialet i et oljedispergeringsmiddel. 5 Samples were measured on a Malvern "Microplus" instrument using the display (optical model) RI (particle 1.61; absorption 0.1; RI (dispersant) 1.46). The analysis was carried out using a drop of the ground material in an oil dispersant.

De følgende eksempler er inkludert for å vise foretrukne utførelsesformer The following examples are included to show preferred embodiments

10 for oppfinnelsen. Det vil av de fagkyndige innses at metodene omhandlet i eksemplene som følger representerer metoder som av oppfinnerne er påvist å virke bra ved utøvelsen av oppfinnelsen og kan således betraktes som å utgjøre foretrukne former for dens utøvelse. 10 for the invention. It will be realized by those skilled in the art that the methods discussed in the examples that follow represent methods which have been proven by the inventors to work well in the practice of the invention and can thus be regarded as constituting preferred forms of its practice.

15 Eksempel 1 15 Example 1

Flere 2,63 g/cm<3>(22 ppg) fluider, basert på bariumsulfat og vann, ble fremstilt ved bruk av standard barytt og kolloidal barytt ifølge oppfinnelsen. Den 2,63 g/cm<3>(22 ppg) slurry av API grad barytt og vann ble fremstilt uten noe gelmiddel for å styre de interpartikkelinteraksjoner (Fluid #1). Fluid #2 er også basert Several 2.63 g/cm<3> (22 ppg) fluids, based on barium sulfate and water, were prepared using standard barite and colloidal barite according to the invention. The 2.63 g/cm<3> (22 ppg) slurry of API grade barite and water was prepared without any gelling agent to control the interparticle interactions (Fluid #1). Fluid #2 is also based

20 på standard barytt men med ettertilsetning av 5,7 kg per kubikkmeter (two pounds per barrel) ”IDSPERSE” XT. Fluid #3 er 100 % nytt vektmiddel med 67 %vekt/vekt partikler med størrelse under 1 mikrometer og minst 90 % mindre enn 2�m. 20 on standard baryte but with the subsequent addition of 5.7 kg per cubic meter (two pounds per barrel) "IDSPERSE" XT. Fluid #3 is 100% new weight agent with 67% weight/weight particles with a size below 1 micrometer and at least 90% smaller than 2�m.

Resultatene er angitt i tabell I. The results are shown in Table I.

25 Tabell I 25 Table I

# Viskositet ved forskjellige skjærhastigheter (rpm Plastisk Flyteomrøring): Instrumentavlesning eller ”Fann enheter” for: viskositet grense 600 rpm 300 rpm 200 rpm 100 rpm 6 rpm 3 rpm mPa.s Pascal (lb/100ft<2>) 1 250 160 124 92 25 16 90 34 (70) 2 265 105 64 26 1 1 160 -26 (55) 3 65 38 27 17 3 2 27 5 (11) # Viscosity at different shear rates (rpm Plastic Fluid Agitation): Instrument reading or "Find units" for: viscosity limit 600 rpm 300 rpm 200 rpm 100 rpm 6 rpm 3 rpm mPa.s Pascal (lb/100ft<2>) 1 250 160 124 92 25 16 90 34 (70) 2 265 105 64 26 1 1 160 -26 (55) 3 65 38 27 17 3 2 27 5 (11)

Etter å ha betraktet de foregående data bør en fagkyndig innse at viskositet av fluid # 1 er meget høy og slurryen ble iakttatt å filtrere meget hurtig. Det bør After considering the foregoing data, one skilled in the art should realize that the viscosity of fluid #1 is very high and the slurry was observed to filter very rapidly. It should

342495 342495

11 11

også innses at hvis ytterligere materialer tilsettes for å redusere filtreringstapet ville viskositeten øke ennå mer. Det er også å notere at dette system siger signifikant i løpet av 1 time og gir vesentlig fritt vann (ca.10 % av opprinnelig volum). also realize that if additional materials are added to reduce the filtration loss, the viscosity would increase even more. It is also worth noting that this system seeps significantly within 1 hour and provides significant free water (approx. 10% of the original volume).

Etter tilsetningen av 5,7 kg/cm<3>(two pounds per barrel) ”IDSPERSE” XT til After the addition of 5.7 kg/cm<3> (two pounds per barrel) "IDSPERSE" XT to

5 dette system fluid (#2) viser seg å redusere den lave skjærhastighetsviskositet ved å kontrollere interpartikkel-interaksjonene. Det skal imidlertid bemerkes at på grunn av partikkelkonsentrasjonen og gjennomsnittlig partikkelstørrelse fremviser fluidet dilatasjon, som indikeres ved den høye plastiske viskositet og negative flytegrense. Det bør innses at dette vil resultere i vesentlige trykkfall under 5 this system fluid (#2) is shown to reduce the low shear rate viscosity by controlling the interparticle interactions. However, it should be noted that due to the particle concentration and average particle size, the fluid exhibits dilation, which is indicated by the high plastic viscosity and negative yield strength. It should be realized that this will result in significant pressure drops below

10 pumpingen av disse fluider. Videre skal det bemerkes at fluid #2 siger med en gang ved henstand. 10 the pumping of these fluids. Furthermore, it should be noted that fluid #2 seeps immediately upon respite.

En fagkyndig vil bemerke at med hensyn til fluid #3 fremviser fluidet en vesentlig lavere plastisk viskositet ved sammenligning med fluid #1 og #2. Nærværet av dispergeringsmiddelet belagt på partiklene viser seg å kontrollere inter- One skilled in the art will note that with regard to fluid #3, the fluid exhibits a substantially lower plastic viscosity when compared to fluids #1 and #2. The presence of the dispersant coated on the particles is found to control the inter-

15 partikkelinteraksjonene slik at fluid #3 blir pumpbart og ikke gellignende. Det vil også bli innsett at den mye lavere gjennomsnittlige partikkelstørrelse har stabilisert strømningsregimet. Det vil si at en betraktning av dataene vil vise at strømningen er nå laminær ved 1000 s<-1>som påvist ved den lave plastiske viskositet og positive flytegrense. Etter å ha betraktet de ovenstående data vil en 15 the particle interactions so that fluid #3 becomes pumpable and not gel-like. It will also be appreciated that the much lower average particle size has stabilized the flow regime. That is, a consideration of the data will show that the flow is now laminar at 1000 s<-1> as evidenced by the low plastic viscosity and positive yield strength. After considering the above data one will

20 fagkyndig innse at det eksisterer en observerbar og vesentlig effekt på de reologiske egenskaper av de ovennevnte fluider bevirket ved beleggingen av de fine partikler med dispergeringsmiddelet. Det vil si at egenskapene og resultatene ifølge oppfinnelsen oppnås når partiklene først belegges med dispergeringsmiddel og deretter tilsettes til fluidet. Dette er i motsetning til egenskapene og resultatene 20 experts realize that there is an observable and significant effect on the rheological properties of the above-mentioned fluids caused by the coating of the fine particles with the dispersant. That is to say, the properties and results according to the invention are achieved when the particles are first coated with dispersant and then added to the fluid. This is in contrast to the properties and results

25 som oppnås når det ikke anvendes noe dispergeringsmiddel eller når dispergeringsmiddelet enkelt tilsettes til borefluidet sammen med partiklene. En fagkyndig på området med borefluidsammensetning vil innse at det er en utbredt praksis innenfor industrien enkelt å kombinere materialer inn i et basisfluid for å oppnå den ønskede endelige sammensetning. Som understøttet ved de fore- 25 which is achieved when no dispersant is used or when the dispersant is simply added to the drilling fluid together with the particles. One skilled in the art of drilling fluid composition will realize that it is a widespread practice within the industry to simply combine materials into a base fluid to achieve the desired final composition. As supported by the pre-

30 gående data resulterer imidlertid beleggingen av et dispergeringsmiddel på finpartiklede vektmaterialer før tilsetningen til basisfluidet i en vesentlig og observerbar forskjell i reologiske egenskaper som er overraskende og uventet. 30 current data, however, the coating of a dispersant on fine particulate weight materials prior to addition to the base fluid results in a significant and observable difference in rheological properties that is surprising and unexpected.

342495 342495

12 12

Eksempel 2 Example 2

Forsøk ble gjennomført for å undersøke effekten av ettertilsetningen av det valgte polymere dispergeringsmiddel til en slurry sammensatt til å inkludere vektmidler av den samme kolloidale partikkelstørrelse. En malt barytt (D50~ 4�m) og Experiments were conducted to investigate the effect of post-addition of the selected polymeric dispersant to a slurry composed to include weighting agents of the same colloidal particle size. A ground baryte (D50~ 4�m) and

5 et findelt kalsiumkarbonat (70 vekt% av partiklene mindre enn 2�m) ble valgt, idet begge hadde lignende partikkelstørrelse som materialene omhandlet heri. 5 a finely divided calcium carbonate (70% by weight of the particles smaller than 2�m) was chosen, both having similar particle size to the materials discussed herein.

Slurryene ble fremstilt ved en ekvivalent partikkelvolumfraksjon på 0,282. Se tabell II. The slurries were prepared at an equivalent particle volume fraction of 0.282. See table II.

Reologiene ble målt ved 49�C (120�F), deretter ble 17,2 kg/m<3>(6 ppb) The rheologies were measured at 49�C (120�F), then 17.2 kg/m<3>(6 ppb)

10 ”IDSPERSE” XT tilsatt. Reologiene av de oppnådde slurryer ble til slutt målt ved 49 �C (120�F) (se tabell III) med ytterligere API filtreringstaptest. 10 "IDSPERSE" XT added. The rheologies of the resulting slurries were finally measured at 49°C (120°F) (see Table III) with additional API filtration loss testing.

Tabell II Table II

# Materiale Dispergerings- Densitet Volumfraksjon Vekt/vekt middel g/cm<3>(ppg) # Material Dispersion Density Volume fraction Weight/weight average g/cm<3>(ppg)

4 Ny barytt Under maling 1,92 g/cm<3>0,282 0,625 4 New baryte Under painting 1.92 g/cm<3>0.282 0.625

(16,0) (16.0)

5 Malt barytt Intet 1,92 g/cm<3>0,282 0,625 5 Ground baryte Nothing 1.92 g/cm<3>0.282 0.625

(16,0) (16.0)

6 Malt barytt Ettertilsetning 1,92 g/cm<3>0,282 0,625 6 Ground barite Additional addition 1.92 g/cm<3>0.282 0.625

(16,0) (16.0)

7 Kalsiumkarbonat Intet 1,48 g/cm<3>0,282 0,518 7 Calcium carbonate None 1.48 g/cm<3>0.282 0.518

(12,4) (12.4)

8 Kalsiumkarbonat Ettertilsetning 1,48 g/cm<3>0,282 0,518 8 Calcium carbonate Subsequent addition 1.48 g/cm<3>0.282 0.518

(12,4) (12.4)

15 Tabell III 15 Table III

# Viskositet ved forskjellige skjærhastigheter Plastisk Flytegrense API (omrørings rpm) : Instrumentavlesning eller viskositet Filtreringstap ”Fann enheter” for : ml 600 300 200 100 6 3 mPa.s g/m<2># Viscosity at different shear rates Plastic Yield strength API (stirring rpm) : Instrument reading or viscosity Filtration loss "Find units" for : ml 600 300 200 100 6 3 mPa.s g/m<2>

rpm rpm rpm rpm rpm rpm (lb/100ft<2>) rpm rpm rpm rpm rpm rpm (lb/100ft<2>)

4 12 6 4 2 6 0 11 4 12 6 4 2 6 0 11

5 os os os os os os 5 os os os os os

6 12 6 4 2 6 0 total<1>7 os os 260 221 88 78 6 12 6 4 2 6 0 total<1>7 os os 260 221 88 78

8 12 6 4 3 1 1 6 0 total<1>1 - totalt filtreringstap 26 minutter 8 12 6 4 3 1 1 6 0 total<1>1 - total filtering loss 26 minutes

342495 342495

13 13

2 - totalt filtreringstap 20 minutter 2 - total filtration loss 20 minutes

os = ikke målbar (”off-scale”) os = not measurable (“off-scale”)

rpm = omdr./min rpm = revolutions/min

Etter betraktning av de ovenstående data vil en fagkyndig bemerke at det After considering the above data, an expert will note that it

5 ikke vinnes noe filtreringskontroll ved ettertilsetning av polymeren som vist ved det totale filtreringstap i API testen. 5 no filtration control is gained by subsequent addition of the polymer as shown by the total filtration loss in the API test.

Eksempel 3 Example 3

Denne test ble gjennomført for å vise at det er mulig med 2,87 g/cm<3>(24 This test was carried out to show that it is possible with 2.87 g/cm<3>(24

10 ppg) slurryer (0,577 volumfraksjon). Hvert fluid inneholdt de følgende komponenter, f.eks. ferskvann 135,4 g, total barytt 861,0 g, ”IDSPERSE” XT 18,0 g. Baryttkomponenten ble variert i blandingen ifølge den følgende tabell. 10 ppg) slurries (0.577 volume fraction). Each fluid contained the following components, e.g. fresh water 135.4 g, total barite 861.0 g, "IDSPERSE" XT 18.0 g. The barite component was varied in the mixture according to the following table.

Tabell IV Table IV

# API grad barytt (%) Kolloidal barytt (%) # API grade barite (%) Colloidal barite (%)

9 100 0 9 100 0

10 90 10 10 90 10

11 80 20 11 80 20

12 75 25 12 75 25

13 60 40 13 60 40

14 0 100 14 0 100

15 15

Tabell V Table V

# Viskositet ved forskjellige skjærhastigheter (omrørings rpm) Plastisk Flyte-: Instrumentavlesning eller ”Fann enheter” for: viskositet grense 600 300 200 117 100 59 30 6 3 mPa.s Pascal (lb/100ft<2>) 9 *os 285 157 66 56 26 10 3 2 # Viscosity at different shear rates (stirring rpm) Plastic Flow-: Instrument reading or "Find units" for: viscosity limit 600 300 200 117 100 59 30 6 3 mPa.s Pascal (lb/100ft<2>) 9 *os 285 157 66 56 26 10 3 2

10 245 109 67 35 16 13 7 3 2 136 -13 (-27) 11 171 78 50 28 23 10 7 3 2 93 -7 (-15) 12 115 55 36 19 17 8 5 3 2 60 -2 (-5) 10 245 109 67 35 16 13 7 3 2 136 -13 (-27) 11 171 78 50 28 23 10 7 3 2 93 -7 (-15) 12 115 55 36 19 17 8 5 3 2 60 -2 (-5 )

13 98 49 34 21 20 14 10 4 3 49 0 13 98 49 34 21 20 14 10 4 3 49 0

14 165 84 58 37 32 22 18 5 3 81 -1,5 (3) *os = ikke målbar 14 165 84 58 37 32 22 18 5 3 81 -1.5 (3) *os = not measurable

rpm = omdr./min rpm = revolutions/min

Etter betraktning av resultatene gitt i tabell V vil en fagkyndig innse at API After considering the results given in Table V, one skilled in the art will realize that API

20 grad barytt, på grunn av dens partikkelstørrelse og den høye volumfraksjon nød 20 degree baryte, due to its particle size and the high volume fraction needed

342495 342495

14 14

vendig for å oppnå høye slamvekter, fremviste dilatasjon (dvs. høye plastiske og tilsynelatende viskositetsverdier og negative flytegrenseverdier). necessary to achieve high mud weights, demonstrated dilatation (ie high plastic and apparent viscosity values and negative yield strength values).

Det skal videre bemerkes at innføringen av de fingraderte materialer gjerne vil stabilisere strømningsregimet ved å holde det laminært ved høyere skjær- It should also be noted that the introduction of the finely graded materials will tend to stabilize the flow regime by keeping it laminar at higher shear

5 hastigheter: plastisk viskositet minsker markert og flytegrensen endrer seg fra negativ til positiv. I tillegg bemerkes det at den kolloidale barytt ikke bevirker noen signifikant økning i lavhastighets skjærviskositeten (@ 3 rpm). 5 speeds: plastic viscosity decreases markedly and the yield point changes from negative to positive. In addition, it is noted that the colloidal baryte does not cause any significant increase in the low speed shear viscosity (@ 3 rpm).

De ovenstående resultater vil vise en fagkyndig at det kollodiale vektmaterialet belagt med dispergeringsmiddel som omhandlet heri med fordel kan The above results will show a person skilled in the art that the colloidal weight material coated with dispersant as discussed herein can advantageously

10 anvendes i forbindelse med konvensjonell API barytt. 10 is used in conjunction with conventional API barite.

Eksempel 4 Example 4

En 2,15 g/m<3>(eighteen (18) pound per gallon) slurry av vektmiddel ifølge oppfinnelsen ble sammensatt og deretter forurenset med et område av vanlige A 2.15 g/m<3> (eighteen (18) pound per gallon) slurry of weighting agent according to the invention was composed and then contaminated with a range of common

15 forurensninger og varmrullet ved 148,9�C (300�F). De reologiske resultater for ”før varmrulling” (BHR) (”before hot rolling”) og ”etter varmrulling” (AHR) (”after hot rolling”) er anført i det følgende. 15 contaminants and hot rolled at 148.9�C (300�F). The rheological results for "before hot rolling" (BHR) and "after hot rolling" (AHR) are listed below.

Tabell VI (Ny barytt) Table VI (New baryte)

Viskositet (Fann enheter) ved PV YP Filtrer forskjellige skjærhastigheter -ings-(omrørings rpm): tap 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) ingen forurensning BHR 21 11 8 4 1 1 10 0,5 (1) ingen forurensning AHR 18 10 7 4 1 1 8 1 (2) 5,0 227 g/l (+80ppb) NaCl BHR 41 23 16 10 2 1 18 2,5 (5) 227 g/l (+80ppb) NaCl AHR 26 14 10 6 1 1 12 1 (2) 16 85,1 g/l (+30ppb) OCMA<1>38 22 15 9 2 1 16 3 (6) BHR Viscosity (Find units) at PV YP Filter different shear rates -ings-(stirring rpm): loss 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) no contamination BHR 21 11 8 4 1 1 10 0 .5 (1) no pollution AHR 18 10 7 4 1 1 8 1 (2) 5.0 227 g/l (+80ppb) NaCl BHR 41 23 16 10 2 1 18 2.5 (5) 227 g/l ( +80ppb) NaCl AHR 26 14 10 6 1 1 12 1 (2) 16 85.1 g/l (+30ppb) OCMA<1>38 22 15 9 2 1 16 3 (6) BHR

85,1 g/l (+30ppb) OCMA 26 14 10 6 1 1 12 1 (2) 6,8 AHR 85.1 g/l (+30ppb) OCMA 26 14 10 6 1 1 12 1 (2) 6.8 AHR

14,2 g/l (5 ppb) Lime BHR 15 7 5 3 1 1 8 0,5 (1) 14,2 g/l (5 ppb) Lime AHR 10 5 4 2 1 1 5 0 6,4 14.2 g/l (5 ppb) Lime BHR 15 7 5 3 1 1 8 0.5 (1) 14.2 g/l (5 ppb) Lime AHR 10 5 4 2 1 1 5 0 6.4

20<1>OCMA = OCMA leire, en finpartiklet kuleleire vanlig anvendt for å etterligne forurensning med borede faststoffer er holdt fra skifersedimenter under boring 20<1>OCMA = OCMA clay, a fine-grained ball clay commonly used to simulate contamination with drilled solids is kept from shale sediments during drilling

rpm = omdr./min rpm = revolutions/min

342495 342495

15 15

lime = kalksten lime = limestone

BHR: som tidligere BHR: as before

AHR: som tidligere AHR: as before

Ved ettersyn av de foregående resultater vil en fagkyndig innse at det Upon inspection of the previous results, a specialist will realize that

5 dispergeringsmiddelbelagte vektmaterialsystem viste utmerket motstand mot forurensning, lav kontrollerbar reologi og gir filtreringstapkontroll under en standard API slamtest som vist i den følgende tabell VII. Et ekvivalent sett av fluider ble fremstilt ved bruk av API standard barytt uten polymerbelegget som en direkte sammenligning av de to partikkeltyper (tabell VII). 5 dispersant coated weight material system demonstrated excellent resistance to fouling, low controllable rheology and provides filtration loss control under a standard API sludge test as shown in the following Table VII. An equivalent set of fluids was prepared using API standard barite without the polymer coating as a direct comparison of the two particle types (Table VII).

10 10

Tabell VII (Standard API barytt) Table VII (Standard API baryte)

Viskositet (Fann enheter) ved PV YP Filtrer forskjellige skjærhastigheter -ings-(omrørings rpm): tap 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) ingen forurensning BHR 22 10 6 3 1 1 12 -2 Viscosity (Find units) at PV YP Filter different shear rates -ings-(stirring rpm): loss 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) no contamination BHR 22 10 6 3 1 1 12 - 2

ingen forurensning AHR 40 24 19 11 5 4 16 8 Total<1>+227 g/l (+80ppb) NaCl BHR 27 13 10 6 2 1 14 -1 no pollution AHR 40 24 19 11 5 4 16 8 Total<1>+227 g/l (+80ppb) NaCl BHR 27 13 10 6 2 1 14 -1

227 g/l (+80ppb) NaCl AHR 25 16 9 8 1 1 9 7 Total<1>+85,1 g/l (+30ppb) OCMA 69 55 49 43 31 26 14 31 227 g/l (+80ppb) NaCl AHR 25 16 9 8 1 1 9 7 Total<1>+85.1 g/l (+30ppb) OCMA 69 55 49 43 31 26 14 31

BHR BHR

85,1 g/l (+30ppb) OCMA 51 36 31 25 18 16 15 21 Total<2>AHR 85.1 g/l (+30ppb) OCMA 51 36 31 25 18 16 15 21 Total<2>AHR

14,2 g/l (5 ppb) Lime BHR 26 14 10 6 2 1 12 2 14.2 g/l (5 ppb) Lime BHR 26 14 10 6 2 1 12 2

14,2 g/l (5 ppb) Lime AHR 26 14 10 6 1 1 12 2 Total<1>rpm = omdr./min 14.2 g/l (5 ppb) Lime AHR 26 14 10 6 1 1 12 2 Total<1>rpm = rev./min

lime = kalksten lime = limestone

BHR: som tidligere BHR: as before

15 AHR: som tidligere 15 AHR: as before

1 - Totalt filtreringstap 30 sekunder 1 - Total filtering loss 30 seconds

2 - Totalt filtreringstap 5 minutter 2 - Total filtration loss 5 minutes

Etter sammenligning av de to sett av data vil en fagkyndig innse at vektmiddelet ifølge oppfinnelsen har betraktelige filtreringstap kontrollegenskaper ved After comparing the two sets of data, a person skilled in the art will realize that the weighing agent according to the invention has considerable filtration loss control properties by

20 sammenligning med API barytt. Videre bemerkes det at API barytt også viser sensitivitet overfor forurensning av borede faststoffer mens derimot det nye baryttsystem er mer tolerant. 20 comparison with API baryte. Furthermore, it is noted that API baryte also shows sensitivity to contamination by drilled solids, while the new baryte system, on the other hand, is more tolerant.

342495 342495

16 16

Eksempel 5 Example 5

Et forsøk ble gjennomført for å vise evnen av det nye vektmiddel til å sammensette boreslam med densiteter over 2,29 g/cm<3>(20 pound per gallon). An experiment was conducted to demonstrate the ability of the new weighting agent to compound drilling muds with densities above 2.29 g/cm<3> (20 pounds per gallon).

2,63 g/cm<3>(twenty two pound per gallon) slamsystemer ble sammensatt, 2.63 g/cm<3>(twenty two pound per gallon) sludge systems were composed,

5 idet vektmidlene omfattet en blanding av 35 %vekt/vekt nytt baryttvektmiddel med 65 %vekt/vekt API grad barytt (fluid #1) vektmiddel og 100 % API grad barytt (fluid #2), begge med 32,8 kg/m<3>(11,5 pound per barrel) ”STAPLEX” 500 (varemerke for Schlumberger, skiferstabiliserende middel), 5,7 kg/m<3>(2 pound per barrel) ”IDCAP” (varemerke for Schlumberger, skiferinhiberende middel), og 10 kg/m<3>5 as the weights comprised a mixture of 35% w/w new barite weight agent with 65% w/w API grade barite (fluid #1) weight agent and 100% API grade barite (fluid #2), both with 32.8 kg/m< 3>(11.5 pounds per barrel) “STAPLEX” 500 (trademark of Schlumberger, shale stabilizer), 5.7 kg/m<3>(2 pounds per barrel) “IDCAP” (trademark of Schlumberger, shale inhibitor), and 10 kg/m<3>

10 (3,5 pound per barrel) KCl. De andre tilsetningsstoffer medfører inhibisjon til borefluidet, men viser her kapasiteten av den nye sammensetning til å klare eventuelle etterfølgende polymertilsetninger. Fluidet ble varmrullet ved 93,3�C (200�F). 10 (3.5 pounds per barrel) KCl. The other additives cause inhibition to the drilling fluid, but show here the capacity of the new composition to handle any subsequent polymer additions. The fluid was hot rolled at 93.3°C (200°F).

Resultatene er anført i tabell VIII. The results are listed in Table VIII.

15 Tabell VIII 15 Table VIII

Viskositet (Fann enheter) ved PV Flyte- Filtrer forskjellige skjærhastigheter grense -ings-(omrørings rpm): tap 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) Før varmrulling (#1) 110 58 46 30 9 8 52 2,9 (6) Etter varmrulling (#1) 123 70 52 30 9 8 53 8,1 (17) 8,0 Før varmrulling (#2) 270 103 55 23 3 2 167 -32 (-64) Etter varmrulling (#2) os 177 110 47 7 5 12,0 os: ikke målbar Viscosity (Find units) at PV Flow- Filter different shear rates limit -ings-(stirring rpm): loss 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) Before hot rolling (#1) 110 58 46 30 9 8 52 2.9 (6) After hot rolling (#1) 123 70 52 30 9 8 53 8.1 (17) 8.0 Before hot rolling (#2) 270 103 55 23 3 2 167 -32 (-64 ) After hot rolling (#2) os 177 110 47 7 5 12.0 os: not measurable

rpm = omdr./min rpm = revolutions/min

Etter betraktning av de ovenstående data vil en fagkyndig innse at 100 % API grad barytt har meget høy plastisk viskositet og medfører turbulens som vist After considering the above data, one skilled in the art will realize that 100% API grade barite has very high plastic viscosity and causes turbulence as shown

20 ved den negative flytegrense. Videre bemerkes det at etter varmrulling er reologien så høy at den ikke er målbar. 20 at the negative yield point. Furthermore, it is noted that after hot rolling, the rheology is so high that it is not measurable.

Eksempel 6 Example 6

Dette forsøk viser evnen av det nye vektmiddel i lavviskositetsfluider (dvs. This experiment shows the ability of the new weight agent in low viscosity fluids (i.e.

25 sammensetninger med høy fluiditet). Vektmiddelet er 100 % kolloidal barytt ifølge oppfinnelsen. Fluid #15 er et syntetisk basisborefluid (”Ultidrill”, varemerke for Schlumberger, et lineært alfaolefin med 14 til 16 karbonatomer). Fluid #16 er et 25 compositions with high fluidity). The weighting agent is 100% colloidal barite according to the invention. Fluid #15 is a synthetic base drilling fluid (“Ultidrill”, trademark of Schlumberger, a linear alpha olefin with 14 to 16 carbon atoms). Fluid #16 is a

342495 342495

17 17

vannbasert slam og inkluderer et viskositetsøkende middel (1,42 g/l (0,5 ppb) ”IDVIS”, varemerke for Schlumberger, en ren xantangummipolymer) og et filtreringstapkontrollmiddel (18,7 g/l (6,6 ppb) ”IDFLO”, varemerke for Schlumberger). Fluid #15 ble varmrullet ved 93,3�C (200�F), fluid #16 ble water-based sludge and includes a viscosity increasing agent (1.42 g/l (0.5 ppb) “IDVIS”, trademark of Schlumberger, a pure xanthan gum polymer) and a filtration loss control agent (18.7 g/l (6.6 ppb) “IDFLO ”, trademark of Schlumberger). Fluid #15 was hot rolled at 93.3�C (200�F), fluid #16 was

5 varmrullet ved 121,1�C (250�F). Resultater etter varmrulling er vist i tabell IX. 5 hot rolled at 121.1�C (250�F). Results after hot rolling are shown in Table IX.

Tabell IX Table IX

Viskositet (Fann enheter) ved PV Geler<1>Flyteforskjellige skjærhastigheter grense (omrørings rpm): Viscosity (Find units) at PV Gels<1>Flow different shear rates limit (stirring rpm):

600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal Pascal (lb/100ft<2>) (lb/100ft<2>) #15 : 1,63 g/cm<3>(13,6 ppg) 39 27 23 17 6 5 12 11 (7) 7,5 (15) #16 : 1,67 g/cm<3>(14 ppg) 53 36 27 17 6 5 17 - (-5) 10 (19)<1>Et mål på de geldannende og oppslemmende karakteristikker av fluidet, bestemt ved 10 sek/10 min ved bruk av et Fann viskosimeter. 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal Pascal (lb/100ft<2>) (lb/100ft<2>) #15 : 1.63 g/cm<3>(13.6 ppg) 39 27 23 17 6 5 12 11 (7) 7.5 (15) #16 : 1.67 g/cm<3>(14 ppg) 53 36 27 17 6 5 17 - (-5) 10 (19)<1>A measure of the gelling and slurrying characteristics of the fluid, determined at 10 sec/10 min using a Fann viscometer.

10 rpm = omdr./min 10 rpm = revolutions/min

Etter betraktning av de ovenstående representative testdata vil en fagkyndig innse at de nye vektmidler omhandlet heri tilveiebringer en ny metode for sammensetning av saltoppløsningsanalogfluider nyttige for ”slimhole” anvendelser eller spiralrør-borefluider. Det skal videre bemerkes at reologiprofilen forbedres Upon consideration of the above representative test data, one skilled in the art will recognize that the novel weights discussed herein provide a new method of composition of saline analog fluids useful for "slimhole" applications or coiled tubing drilling fluids. It should also be noted that the rheology profile is improved

15 ved tilsetningen av kolloidale partikler. 15 by the addition of colloidal particles.

Eksempel 7 Example 7

Et forsøk ble gjennom for å vise evnen av det nye vektmiddel til å sammensette kompletteringsfluider, hvor densitetskontroll og følgelig sedimentasjons- An experiment was carried out to show the ability of the new weight agent to compose completion fluids, where density control and consequently sedimentation

20 stabilitet er en primær faktor. Vektmiddelet består av den nye kolloidale barytt ifølge oppfinnelsen med 142,65 kg/m<3>(50 pound per barrel) standard API grad kalsiumkarbonat som virker som et selvtettende middel.2,23 g/cm<3>(18,6 ppg) fluid ble sammensatt med 5,7 kg/m<3>(2 pound per barrel) ”PTS” 200 (varemerke for Schlumberger, pH buffer). De statiske aldringstester ble gjennomført ved 204,4 20 stability is a primary factor. The weighting agent consists of the new colloidal barite according to the invention with 142.65 kg/m<3> (50 pounds per barrel) standard API grade calcium carbonate which acts as a self-sealing agent. 2.23 g/cm<3>(18.6 ppg ) fluid was composed with 5.7 kg/m<3> (2 pounds per barrel) "PTS" 200 (trademark of Schlumberger, pH buffer). The static aging tests were carried out at 204.4

25 �C (400�F) i 72 timer. Etter vurdering av de eksempelvise resultater vist i den følgende tabell vil en fagkyndig bemerke at ”før statisk aldring” (BSA) (”before static aging”) og ”etter statisk aldring” (ASA) (”after static aging”) kan det oppnås en god stabilitet for sedimentasjon og reologisk profil. 25 �C (400�F) for 72 hours. After assessing the exemplary results shown in the following table, an expert will note that "before static aging" (BSA) and "after static aging" (ASA) can be achieved a good stability for sedimentation and rheological profile.

342495 342495

18 18

Viskositet (Fann enheter) ved PV YP Fritt forskjellige skjærhastigheter vann* (omrørings rpm): Viscosity (Find units) at PV YP Freely different shear rates water* (stirring rpm):

600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) 2,23 g/cm<3>(18,6 ppg) BSA 37 21 15 11 2 1 16 2,5 (5) -2,23 g/cm<3>(18,6 ppg) ASA 27 14 11 6 1 1 13 0,5 (1) 6 *fritt volum er det volum av klart vann som kommer til syne på toppen av fluidet. Resten av fluidet har ensartet densitet. 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) 2.23 g/cm<3>(18.6 ppg) BSA 37 21 15 11 2 1 16 2.5 (5) -2 .23 g/cm<3>(18.6 ppg) ASA 27 14 11 6 1 1 13 0.5 (1) 6 *free volume is the volume of clear water that appears on top of the fluid. The rest of the fluid has uniform density.

rpm = omdr./min rpm = revolutions/min

BSA = før statisk aldring BSA = before static aging

5 ASA = etter statisk aldring 5 ASA = after static ageing

Eksempel 8 Example 8

Dette forsøk viser evnen av det nye vektmiddel til å sammensette lavviskositetsfluider og viser dets toleranse overfor pH variasjoner. Vektmiddelet This experiment shows the ability of the new weighting agent to compose low viscosity fluids and shows its tolerance to pH variations. The weight mean

10 består av den nye kolloidale barytt ifølge oppfinnelsen. 1,91 g/cm<3>(16 ppg) fluidet ble sammensatt med kaustisk soda for å innstille pH til det nødvendige nivå, med etterfølgende fluid reologi og API filtreringstest. 10 consists of the new colloidal barite according to the invention. The 1.91 g/cm<3> (16 ppg) fluid was compounded with caustic soda to adjust the pH to the required level, with subsequent fluid rheology and API filtration testing.

Viskositet (Fann enheter) ved PV Flyte- Filtrer forskjellige skjærhastigheter grense ings-(omrørings rpm): tap pH 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) 8,01 14 7 5 3 7 0 (0) 8,4 9,03 14 8 5 3 6 1 (2) 8,5 10,04 17 9 6 3 8 0,5 (1) 7,9 10,97 17 9 6 3 8 0,5 (1) 7,9 12,04 19 10 7 4 1 1 9 0,5 (1) 8,1 rpm = omdr./min Viscosity (Find units) at PV Flow- Filter different shear rates limit ings-(stirring rpm): loss pH 600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml (lb/100ft<2>) 8.01 14 7 5 3 7 0 (0) 8.4 9.03 14 8 5 3 6 1 (2) 8.5 10.04 17 9 6 3 8 0.5 (1) 7.9 10.97 17 9 6 3 8 0.5 ( 1) 7.9 12.04 19 10 7 4 1 1 9 0.5 (1) 8.1 rpm = revolutions/min

15 BSA = før statisk aldring 15 BSA = before static ageing

ASA = etter statisk aldring ASA = after static aging

Ved å se på eksempelresultatene vil en fagkyndig konkludere at en god stabilitet overfor pH variasjon og reologisk profil er etablert i fluidene sammensatt ved bruk av belagte vektmidler omhandlet heri. By looking at the example results, an expert will conclude that a good stability against pH variation and rheological profile has been established in the fluids composed by the use of coated weight agents referred to herein.

20 20

342495 342495

19 19

Eksempel 9 Example 9

Dette forsøk viser evnen av det nye vektmiddel til å sammensette lavreologi-høytemperatur, høytrykksstabile vannbaserte fluider. Vektmiddelet består av en ny kolloidal barytt ifølge oppfinnelsen, med 28,53 kg/m<3>(10 pounds This experiment demonstrates the ability of the new weighting agent to compose low-rheology-high-temperature, high-pressure stable water-based fluids. The weighting agent consists of a new colloidal barite according to the invention, with 28.53 kg/m<3> (10 pounds

5 per barrel) ”CALOTEMP” (varemerke for Schlumberger, filtreringstap tilsetningsstoff) og 2,85 kg/m<3>(1 pound per barrel) ”PTS” 200 (varemerke for Schlumberger, pH buffer).2,04 g/cm<3>(17 ppg) og 2,16 g/cm<3>(18 ppg) fluider ble statisk aldret i 72 timer ved 121�C (250�F). 5 per barrel) "CALOTEMP" (trademark of Schlumberger, filtration loss additive) and 2.85 kg/m<3> (1 pound per barrel) "PTS" 200 (trademark of Schlumberger, pH buffer). 2.04 g/cm <3>(17 ppg) and 2.16 g/cm<3>(18 ppg) fluids were statically aged for 72 hours at 121�C (250�F).

Densitet pH Viskositet (Fann enheter) ved PV Flyte- Fritt Filtrerforskjellige skjærhastigheter (omrørings grense vann ingstap rpm): Density pH Viscosity (Find units) at PV Flow Free Filter different shear rates (stirring limit water ing loss rpm):

g/cm<3>600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml ml (ppg) (lbs/100ft<2>) g/cm<3>600 300 200 100 6 3 mPa.s Pascal ml ml (ppg) (lbs/100ft<2>)

2,04 7,4 28 16 11 6 1 1 12 2 (4) 10 3,1 (17) 2.04 7.4 28 16 11 6 1 1 12 2 (4) 10 3.1 (17)

2,16 7,5 42 23 16 10 1 1 19 2 (4) 6 3,4 (18) 2.16 7.5 42 23 16 10 1 1 19 2 (4) 6 3.4 (18)

10 Ved å betrakte de ovenstående illustrative resultater vil en fagkyndig innse at fluidene sammensatt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse fremviser god stabilitet overfor sedimentasjon og lav reologisk profil med etterfølgende filtreringstest. 10 By considering the above illustrative results, a person skilled in the art will realize that the fluids composed in accordance with the present invention exhibit good stability against sedimentation and a low rheological profile with a subsequent filtration test.

15 Eksempel 10 15 Example 10

Det følgende eksempel viser at et borefluid med oljeaktig basis inneholdende de belagte faststoffer ifølge den foreliggende oppfinnelse gir bedre total ytelse, med spesielle fordeler for statisk siging, dynamisk siging og filtreringstap. Tre fluider ble sammensatt, det første i samsvar med læren ifølge oppfinnelsen, The following example shows that a drilling fluid with an oily base containing the coated solids according to the present invention provides better overall performance, with particular advantages for static seepage, dynamic seepage and filtration loss. Three fluids were composed, the first in accordance with the teachings of the invention,

20 det andre med et finmalt ”Norway” barytt og ”EMI” 759 som et dispergeringsmiddel og et tredje fluid sammensatt med fin ”Chinese” utfelt barytt og ”EMI” 759 dispergeringsmiddel. 20 the second with a finely ground "Norway" barite and "EMI" 759 as a dispersant and a third fluid composed of fine "Chinese" precipitated barite and "EMI" 759 dispersant.

Den følgende tabell angir forsøksresultatene oppnådd fra partikkelstørrelsesanalyse ved bruk av Malvern ”Microplus” instrumentet. Alle målinger ble The following table indicates the experimental results obtained from particle size analysis using the Malvern "Microplus" instrument. All measurements were

25 tatt i olje dispergeringsmiddel. 25 taken in oil dispersant.

342495 342495

20 20

Partikkelstørrelsesfordelinger Particle size distributions

Barytt D10D50D90Dispergeringsmiddel 0,31 1,04 3,27 belagt barytt Baryte D10D50D90 Dispersant 0.31 1.04 3.27 coated baryte

”Chinese” utfelt 0,32 1,30 3,01 barytt "Chinese" precipitated 0.32 1.30 3.01 baryte

”Norway” finmalt 0,94 7,86 31,25 barytt "Norway" finely ground 0.94 7.86 31.25 baryt

En fagkyndig vil innse at ”Norway Fine Grind” barytt vil anses å være på den ”fine” ende av API standard malegraden for barytt. Fluidene ble sammensatt An expert will realize that "Norway Fine Grind" baryte will be considered to be on the "fine" end of the API standard grinding grade for baryte. The fluids were combined

5 som angitt i den følgende tabell. Hvert fluid ble sammensatt til en densitet på 1,56 g/cm<3>(13 ppg) og et forhold mellom olje og vann (O/W) på 80/20. 5 as indicated in the following table. Each fluid was formulated to a density of 1.56 g/cm<3> (13 ppg) and an oil to water (O/W) ratio of 80/20.

Fluidsammensetningen The fluid composition

Produkt ”Norway” barytt Utfelt barytt Dispergeringsmiddel-(g/cm<3>) (g/cm<3>) belagt barytt (g/cm<3>) ”EDC” 99 Etter behov Etter behov Etter behov ”Chinese” pptd barytt - Etter behov -”Norway” Etter behov - -fin barytt Product "Norway" baryt Precipitated baryt Dispersant-(g/cm<3>) (g/cm<3>) coated baryt (g/cm<3>) "EDC" 99 As required As required As required "Chinese" pptd baryt - As needed - "Norway" As needed - - fine baryt

”OBWARP” - - Etter behov Polyakrylatester 0,9 0,9 -dispergeringsmiddel* ”OBWARP” - - As required Polyacrylate ester 0.9 0.9 -dispersant*

Fettsyreamid 1,2 1,2 1,2 emulgeringsmiddel Fatty acid amide 1,2 1,2 1,2 emulsifier

Organoleire 0,36 0,36 0,36 fortykningsmiddel Organoclay 0.36 0.36 0.36 thickener

Kalksten 0,72 0,72 0,72 CaCl2saltoppløsning Etter behov Etter behov Etter behov (25vekt%) Limestone 0.72 0.72 0.72 CaCl2 salt solution As needed As needed As needed (25% by weight)

Gilsonittbasert 0,24 0,24 0,24 filtreringstap Gilsonite-based 0.24 0.24 0.24 filtration loss

kontrolltilsetningsstoff control additive

342495 342495

21 21

* Bemerk: Mengden som tilsettes til borefluidet er ekvivalent til den mengde av forbindelse som belegges på den dispergeringsmiddelbelagte barytt. * Note: The amount added to the drilling fluid is equivalent to the amount of compound coated on the dispersant coated barite.

Fluidene ble testet før og etter aldring ved 121,1�C (250�F). Reologiene ble målt ved 49�C (120�F) ved bruk av et Fann 35 viskosimeter og filtreringstap- The fluids were tested before and after aging at 121.1�C (250�F). The rheologies were measured at 49�C (120�F) using a Fann 35 viscometer and filtration loss

5 verdiene ble målt ved 121,1�C (250�F). Den dynamiske siging ble målt på et Fann 35 viskosimeter ved 49�C (120�F) etter 30 min ved 100 rpm. Den statiske siging ble målt etter aldring av fluidet ved 121,1�C (250�F) i 40 timer. Den følgende tabell gir illustrative og eksempelvise data: 5 values were measured at 121.1�C (250�F). The dynamic seepage was measured on a Fann 35 viscometer at 49°C (120°F) after 30 min at 100 rpm. The static seepage was measured after aging the fluid at 121.1°C (250°F) for 40 hours. The following table provides illustrative and exemplary data:

10 Fluidegenskaper - dispergeringsmiddelbelagt barytt 10 Fluid properties - dispersant-coated barite

Fluid Fluid

Basis 56,8 g/l (20ppb) 10 %volum/volum HMP sjøvann BHR AHR BHR AHR BHR AHR Base 56.8 g/l (20ppb) 10% volume/volume HMP seawater BHR AHR BHR AHR BHR AHR

600 31 37 39 47 40 44 600 31 37 39 47 40 44

300 17 20 21 25 22 24 300 17 20 21 25 22 24

200 12 14 15 18 15 17 200 12 14 15 18 15 17

100 7 8 9 10 9 10 100 7 8 9 10 9 10

6 1 1 1 1 1 2 6 1 1 1 1 1 2

3 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1

Geler 2/4 2/5 2/4 Gels 2/4 2/5 2/4

PV 14 17 18 22 18 20 PV 14 17 18 22 18 20

YP 3 3 3 3 4 4 YP 3 3 3 3 4 4

ES 731 810 405 ES 731 810 405

HTHP FL 121,1�C (250�F)<2,2 1,2 1,2>HTHP FL 121.1�C (250�F)<2.2 1.2 1.2>

Dynamisk sigefaktor 0,501 - -Statisk sigefaktor 0,509 - -PV = plastisk viskositet Dynamic seepage factor 0.501 - -Static seepage factor 0.509 - -PV = plastic viscosity

YP = flytegrense YP = yield strength

HTHP FL = høytemp. høytrykks reologi HTHP FL = high temp. high pressure rheology

BHR: som tidligere BHR: as before

15 AHR: som tidligere 15 AHR: as before

342495 342495

22 22

Fluidegenskaper med tørre pulverbarytter tilsatt Fluid properties with dry powder barytes added

”Norway Fine Grind” barytt ”Chinese” utfelt barytt "Norway Fine Grind" baryte "Chinese" precipitated baryte

Basis 56,8 g/l 10 % Basis 56,8 g/l 10 % (20ppg) volum/volum (20ppg) volum/volum HMP sjøvann HMP sjøvann Base 56.8 g/l 10% Base 56.8 g/l 10% (20ppg) volume/volume (20ppg) volume/volume HMP seawater HMP seawater

BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR BHR AHR

600 36 40 43 46 44 43 36 40 43 60 44 54 600 36 40 43 46 44 43 36 40 43 60 44 54

300 20 21 23 25 24 23 20 22 24 32 24 30 300 20 21 23 25 24 23 20 22 24 32 24 30

200 13 14 15 17 16 16 15 16 17 22 17 21 200 13 14 15 17 16 16 15 16 17 22 17 21

100 7 8 8 10 9 9 8 9 10 12 10 12 100 7 8 8 10 9 9 8 9 10 12 10 12

6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2

3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Geler - 1/3 - 1/5 - 1/5 - 1/4 - 1/6 - 2/4 10’/10’’ Gels - 1/3 - 1/5 - 1/5 - 1/4 - 1/6 - 2/4 10'/10''

PV 16 19 20 21 16 20 16 18 19 28 20 24 PV 16 19 20 21 16 20 16 18 19 28 20 24

YP 4 2 3 4 8 3 4 4 5 4 4 6 YP 4 2 3 4 8 3 4 4 5 4 4 6

ES 830 715 355 802 629 371 ES 830 715 355 802 629 371

HTHP FL 2,0 3,6 1,8 8,8 12,0 -121,1�C HTHP FL 2.0 3.6 1.8 8.8 12.0 -121.1�C

(250�F) (250�F)

Dynamisk 0,527 - - 0,525 - -sigefaktor Dynamic 0.527 - - 0.525 - -sag factor

Statisk 0,718 - - 0,664 Static 0.718 - - 0.664

sigefaktor see factor

PV, YP, ES, HTHP FL: Som tidligere PV, YP, ES, HTHP FL: As before

Etter omhyggelig vurdering vil en fagkyndig innse at resultatene viser at hvert basisfluid har lignende reologiske egenskaper etter forurensning med leire After careful consideration, one skilled in the art will realize that the results show that each base fluid has similar rheological properties after contamination with clay

5 og sjøvann, men fluidet sammensatt med utfelt barytt gir en større økning i PV enn ”Norway” barytten og fluidene inneholdende de dispergeringsmiddelbelagte vektmaterialer ifølge den foreliggende oppfinnelse. Denne økning i plastisk viskositet kan skyldes de ”ikke-belagte” finstoffer til stede i fluidet. Videre vil denne fagkyndige ved sammenligning av filtreringstapegenskapene av de tre fluider se 5 and seawater, but the fluid composed of precipitated barite gives a greater increase in PV than the "Norway" barite and the fluids containing the dispersant-coated weight materials according to the present invention. This increase in plastic viscosity may be due to the "non-coated" fines present in the fluid. Furthermore, when comparing the filtration loss properties of the three fluids, this expert will see

342495 342495

23 23

at fluidene inneholdende de belagte vektfaststoffer ifølge den foreliggende oppfinnelse viser den beste totale ytelse, selv om ”Norway” barytten også gir en lignende ytelse. Fluidet med den utfelte barytt har imidlertid et meget dårligere filtreringstap. Dette skyldes mest sannsynlig den meget snevre partikkel- that the fluids containing the coated weight solids according to the present invention show the best overall performance, even though the "Norway" barite also gives a similar performance. However, the fluid with the precipitated barite has a much worse filtration loss. This is most likely due to the very narrow particle

5 størrelsesfordeling av den utfelte barytt så vel som at belegningseffekten av baryttpartiklene er mindre effektive ved denne prosess. En fagkyndig på området med borefluider vil bemerke at den mest signifikante forskjell mellom de tre fluider er i deres sigeytelse. Fluidet inneholdende de belagte vektmaterialer omhandlet heri viser meget gode sigeegenskaper, både for den dynamiske og den statisk 5 size distribution of the precipitated barite as well as the coating effect of the barite particles are less effective in this process. A person skilled in the field of drilling fluids will note that the most significant difference between the three fluids is in their seepage performance. The fluid containing the coated weight materials discussed herein shows very good seepage properties, both for the dynamic and the static

10 aldrede siging. Den grovere ”Norway Fine Grind” barytt gir meget dårlig sigeytelse for både de dynamiske og statiske sigetester. Dette kunne muligens forventes for et ikke-optimert fluid ved bruk av en grovere formalt barytt, men det vil også innses at optimering for å forbedre dets sigeytelse vil gå på bekostning av de lavreologiske egenskaper av fluidet. Den ”Chinese” utfelte barytt har en mye 10 aged saying. The coarser "Norway Fine Grind" baryte gives very poor sieving performance for both the dynamic and static sieving tests. This could possibly be expected for a non-optimized fluid using a coarser formal barite, but it will also be realized that optimization to improve its seepage performance will come at the expense of the low rheological properties of the fluid. The "Chinese" precipitated baryte has a lot

15 finere partikkelstørrelsesfordeling lignende faststoffene ifølge den foreliggende oppfinnelse, men dens sigeytelse var også meget dårlig for både den dynamiske og den statiske sigetest. Dette kan også skyldes den ineffektive belegging av barytten ved denne prosess. 15 finer particle size distribution similar to the solids of the present invention, but its sieving performance was also very poor for both the dynamic and static sieving tests. This may also be due to the ineffective coating of the barite by this process.

Etter ytterligere vurdering av de foregående data vil en fagkyndig kon- After further assessment of the preceding data, an expert con-

20 kludere at ved sammenligning av de tre forskjellige barytter oppnås lignende reologier til tross for deres forskjellige partikkelstørrelse. Det vil videre bemerkes at de tre basisfluider gir meget lignende reologier som viser fordelene av et fluid sammensatt ved bruk av de belagte kolloidale partikler ifølge den foreliggende oppfinnelse. Det skal videre bemerkes at fluider inneholdende faststoffene ifølge 20 kludder that when comparing the three different barytes, similar rheologies are obtained despite their different particle sizes. It will further be noted that the three base fluids give very similar rheologies which demonstrate the advantages of a fluid composition using the coated colloidal particles according to the present invention. It should further be noted that fluids containing the solids according to

25 den foreliggende oppfinnelse fremviser utmerkede resultater for sigeytelse og filtreringstap sammenlignet med de andre fluider. Dette ville logisk føre en fagkyndig til å konkludere at for å sammensette de andre fluider til å gi lignende ytelse sannsynligvis ville resultere i et fluid med mye høyere reologi. 25 the present invention exhibits excellent results for sieve performance and filtration loss compared to the other fluids. This would logically lead one skilled in the art to conclude that to compound the other fluids to provide similar performance would likely result in a fluid with much higher rheology.

På bakgrunn av den foregående lære vil den vanlig fagkyndige forstå og On the basis of the preceding teaching, the ordinary expert will understand and

30 innse at en illustrativ utførelsesform av oppfinnelsen inkluderer et borehullsfluid med en oljeaktig fase og et tilsetningsstoff for å øke densiteten av borehullsfluidet. Tilsetningsstoffet omfatter faste kolloidale partikler belagt med et dispergeringsmiddel. Dispergeringsmiddelet belegges på den kolloidale partikkel under findelingsprosessen for dannelse av partiklene. De illustrative partikler har en 30 realize that an illustrative embodiment of the invention includes a wellbore fluid with an oily phase and an additive to increase the density of the wellbore fluid. The additive comprises solid colloidal particles coated with a dispersant. The dispersant is coated on the colloidal particle during the comminution process to form the particles. The illustrative particles have a

35 vektmidlere partikkeldiameter (D50) på mindre enn 2�m og foretrukket en D50på 35 weight average particle diameter (D50) of less than 2�m and preferably a D50 of

342495 342495

24 24

mindre enn 1,5�m diameter. Foretrukket består de kolloidale partikler av et materiale med spesifikk vekt på minst 2,68. Eksempelvise utgangsmaterialer for de kolloidale partikler inkluderer mange vanlig kjente vektmidler inklusive barytt, kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, sideritt less than 1.5�m diameter. Preferably, the colloidal particles consist of a material with a specific gravity of at least 2.68. Exemplary starting materials for the colloidal particles include many commonly known weighting agents including barite, calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine, siderite

5 og strontiumsulfat så vel som blandinger og kombinasjoner av disse og andre lignende vektmaterialer. Dispergeringsmiddelet som påføres på partiklene under maleforløpet er en polymer akrylatester. Den polymere akrylatester bør ha en gjennomsnittlig molekylvekt fra omtrent 10.000 Dalton til omtrent 200.000 Dalton og mer foretrukket fra omtrent 17.000 Dalton til omtrent 30.000 Dalton. 5 and strontium sulfate as well as mixtures and combinations of these and other similar weight materials. The dispersant applied to the particles during the grinding process is a polymeric acrylate ester. The polymeric acrylate ester should have an average molecular weight of from about 10,000 Daltons to about 200,000 Daltons and more preferably from about 17,000 Daltons to about 30,000 Daltons.

10 Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for fremstilling av et tilsetningsstoff for å øke densiteten av et fluid. I en illustrativ utførelsesform inkluderer fremgangsmåten findeling av et fast materiale og et dispergeringsmiddel i et flytende medium, for å frembringe faste kolloidale partikler med en vektmidlere partikkeldiameter (D50) på mindre enn 2�m og som er belagt med 10 The invention also includes a method for producing an additive to increase the density of a fluid. In an illustrative embodiment, the method includes comminuting a solid material and a dispersant in a liquid medium to produce solid colloidal particles having a weight average particle diameter (D50) of less than 2�m and which are coated with

15 dispergeringsmiddelet. Det flytende medium er foretrukket et oljeaktig fluid og mer foretrukket en oljeaktig væske med en kinematisk viskositet på mindre enn 10 centistoke (10 mm2/s) ved 40�C og et flammepunkt på mer enn 60�C. Illustrative eksempler på slike oljeaktige fluider inkluderer dieselolje, mineraloljer eller flytende parafinoljer, n-alkaner eller syntetiske oljer som f.eks. alfaolefinoljer, 15 the dispersant. The liquid medium is preferably an oily fluid and more preferably an oily liquid with a kinematic viscosity of less than 10 centistokes (10 mm 2 /s) at 40°C and a flash point of more than 60°C. Illustrative examples of such oily fluids include diesel oil, mineral oils or liquid paraffin oils, n-alkanes or synthetic oils such as e.g. alpha olefin oils,

20 esteroljer eller polyalfaolefiner så vel som kombinasjoner og blandinger av disse og lignende fluider. Dispergeringsmiddelet som belegges på partiklene under forløpet av malingen er en polymer akrylatester. Optimalt er det illustrative dispergeringsmiddel dannet av stearylmetakrylat, butylakrylat og akrylsyremonomerer. Den polymere akrylatester bør ha en gjennomsnittlig 20 ester oils or polyalphaolefins as well as combinations and mixtures of these and similar fluids. The dispersant that is coated on the particles during the course of the painting is a polymeric acrylate ester. Optimally, the illustrative dispersant is formed from stearyl methacrylate, butyl acrylate and acrylic acid monomers. The polymeric acrylate tester should have an average

25 molekylvekt fra omtrent 10.000 Dalton til omtrent 200.000 Dalton og mer foretrukket fra omtrent 17.000 Dalton til omtrent 30.000 Dalton. Det faste materialet kan velges fra en lang rekke forskjellige kjente vektmaterialer og i en illustrativ utførelsesform er det faste materialet valgt fra gruppen bestående av barytt, kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, 25 molecular weight from about 10,000 Daltons to about 200,000 Daltons and more preferably from about 17,000 Daltons to about 30,000 Daltons. The solid material can be selected from a wide variety of known weight materials and in an illustrative embodiment the solid material is selected from the group consisting of barite, calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine,

30 siderett og strontiumsulfat, blandinger og kombinasjoner av disse og lignende vektmaterialer som vil være kjent for den fagkyndige. I en foretrukket illustrativ utførelsesform gjennomføres findelingen av det faste materialet og dispergeringsmiddelet i det flytende medium i et omrørt fluidisert lag av et partikkelformet malemateriale. 30 side dish and strontium sulphate, mixtures and combinations of these and similar weight materials which will be known to the person skilled in the art. In a preferred illustrative embodiment, the fine division of the solid material and the dispersant in the liquid medium is carried out in a stirred fluidized layer of a particulate grinding material.

342495 342495

25 25

Mens apparaturen, blandinger og fremgangsmåter ifølge oppfinnelsen er beskrevet på basis av foretrukne eller illustrative utførelsesformer vil det være klart for den fagkyndige at variasjoner kan gjennomføres for fremgangsmåten beskrevet heri uten å gå utenfor rammen for oppfinnelsen. Alle slike lignende While the apparatus, mixtures and methods according to the invention are described on the basis of preferred or illustrative embodiments, it will be clear to the person skilled in the art that variations can be made to the method described herein without going outside the scope of the invention. All such similar

5 erstatninger og modifikasjoner som vil være nærliggende for den fagkyndige er ansett å være innenfor rammen for oppfinnelsen som angitt i de etterfølgende patentkrav. 5 replacements and modifications which will be obvious to the person skilled in the art are considered to be within the scope of the invention as stated in the subsequent patent claims.

Claims (16)

342495 26 PATENTKRAV342495 26 PATENT CLAIMS 1. Borehullsfluid,1. Borehole fluid, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that 5 det omfatter en oljeaktig fase og et tilsetningsstoff for å øke densiteten av borehullsfluidet, hvor tilsetningsstoffet omfatter faste kolloidale partikler belagt med et dispergeringsmiddel, hvori dispergeringsmiddelet er en polymer akrylatester. 5 it comprises an oily phase and an additive to increase the density of the borehole fluid, the additive comprising solid colloidal particles coated with a dispersant, wherein the dispersant is a polymeric acrylate ester. 2. Borehullsfluid, ifølge krav 1,2. Borehole fluid, according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that 10 de kolloidale partikler består av et materiale med spesifikk vekt på minst 2,68.10 the colloidal particles consist of a material with a specific gravity of at least 2.68. 3. Borehullsfluid ifølge krav 1,3. Borehole fluid according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that de kolloidale partikler har en D50på mindre enn 2,0�m diameter.the colloidal particles have a D50 of less than 2.0 m in diameter. 4. Borehullsfluid ifølge krav 1,4. Borehole fluid according to claim 1, 15 k a r a k t e r i s e r t v e d at15 c a r a c t e r i s e r t w e d that sammensetningen av de kolloidale partikler er valgt fra gruppen bestående av barytt, kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, sideritt, strontiumsulfat og blandinger derav.the composition of the colloidal particles is selected from the group consisting of barite, calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine, siderite, strontium sulfate and mixtures thereof. 5. Borehullsfluid ifølge krav 1,5. Borehole fluid according to claim 1, 20 k a r a k t e r i s e r t v e d at20 c a r a c t e r i s e r t w e d that den polymere akrylatester er fremstilt fra monomerene stearylmetakrylat, butylakrylat og akrylsyre.the polymeric acrylate ester is prepared from the monomers stearyl methacrylate, butyl acrylate and acrylic acid. 6. Borehullsfluid ifølge krav 1,6. Borehole fluid according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that 25 den polymere akrylatester har en gjennomsnittlig molekylvekt mellom omtrent 10.000 Dalton og 200.000 Dalton.The polymeric acrylate ester has an average molecular weight between about 10,000 Daltons and 200,000 Daltons. 7. Borehullsfluid ifølge krav 1,7. Borehole fluid according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that den polymere akrylatester har en gjennomsnittlig molekylvekt mellom omtrentthe polymeric acrylate ester has an average molecular weight between approx 30 17.000 Dalton og 30.000 Dalton.30 17,000 Daltons and 30,000 Daltons. 8. Fremgangsmåte for fremstilling av et tilsetningsstoff for å øke densiteten av et fluid,8. Method for producing an additive to increase the density of a fluid, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that den omfatter:it includes: 342495342495 2727 findeling av et fast materiale og et dispergeringsmiddel i et flytende medium slik at det frembringes faste kolloidale partikler belagt med dispergeringsmiddelet, hvori dispergeringsmiddelet er en polymer akrylatester.comminution of a solid material and a dispersing agent in a liquid medium so that solid colloidal particles coated with the dispersing agent are produced, wherein the dispersing agent is a polymeric acrylate ester. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,9. Method according to claim 8, 5 k a r a k t e r i s e r t v e d at5 c a r a c t e r i s e r t w e d that det flytende medium er et oljeaktig fluid.the liquid medium is an oily fluid. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 8,10. Method according to claim 8, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that det flytende medium er en oljeaktig væske med kinematisk viskositet mindre ennthe liquid medium is an oily liquid with a kinematic viscosity less than 10 10 centistoke (10 mm<2>/s) ved 40�C og et flammepunkt på mer enn 60�C.10 10 centistokes (10 mm<2>/s) at 40�C and a flash point of more than 60�C. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 9,11. Method according to claim 9, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that det oljeaktige fluid er valgt fra gruppen bestående av dieselolje og mineralske eller flytende parafinoljer, n-alkaner eller syntetiske oljer som alfaolefinoljer, esteroljerthe oily fluid is selected from the group consisting of diesel oil and mineral or liquid paraffin oils, n-alkanes or synthetic oils such as alpha olefin oils, ester oils 15 eller polyalfaolefiner.15 or polyalphaolefins. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 8,12. Method according to claim 8, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that den polymere akrylatester er fremstilt fra monomerene stearylmetakrylat, butylakrylat og akrylsyre.the polymeric acrylate ester is prepared from the monomers stearyl methacrylate, butyl acrylate and acrylic acid. 20 20 13. Fremgangsmåte ifølge krav 8,13. Method according to claim 8, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that den polymere akrylatester har en gjennomsnittlig molekylvekt mellom 10.000 Dalton og 200.000 Dalton.the polymeric acrylate ester has an average molecular weight between 10,000 Dalton and 200,000 Dalton. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 8,14. Method according to claim 8, 25 k a r a k t e r i s e r t v e d at25 c a r a c t e r i s e r t w e d that den polymere akrylatester har en gjennomsnittlig molekylvekt mellom omtrent 17.000 Dalton og 30.000 Dalton.the polymeric acrylate ester has an average molecular weight between about 17,000 Daltons and 30,000 Daltons. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 8,15. Method according to claim 8, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that 30 findelingen av et fast materiale og et dispergeringsmiddel i et flytende medium gjennomføres i et omrørt fluidisert lag av et partikkelformet malemateriale.30 the fine division of a solid material and a dispersant in a liquid medium is carried out in a stirred fluidized layer of a particulate grinding material. 16. Fremgangsmåte ifølge krav 8,16. Method according to claim 8, k a r a k t e r i s e r t v e d atc a r a c t e r i s e r t w e d that det faste materialet er valgt fra gruppen bestående av barytt, kalsiumkarbonat, dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, sideritt, strontiumsulfat og blandinger derav.the solid material is selected from the group consisting of barite, calcium carbonate, dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine, siderite, strontium sulfate and mixtures thereof.
NO20035454A 2003-06-30 2003-12-08 Borehole fluid and process for preparing an additive to increase the density of a fluid NO342495B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/610,499 US7267291B2 (en) 1996-07-24 2003-06-30 Additive for increasing the density of an oil-based fluid and fluid comprising such additive

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20035454D0 NO20035454D0 (en) 2003-12-08
NO20035454L NO20035454L (en) 2004-12-31
NO342495B1 true NO342495B1 (en) 2018-06-04

Family

ID=30444333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20035454A NO342495B1 (en) 2003-06-30 2003-12-08 Borehole fluid and process for preparing an additive to increase the density of a fluid

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO342495B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5681877A (en) * 1993-09-30 1997-10-28 Lvmh Recherche Use of acrylic block copolymers as wetting and/or dispersing agents for solid particles, and resulting dispersions
WO1998003609A1 (en) * 1996-07-24 1998-01-29 Sofitech N.V. An additive for increasing the density of a fluid and fluid comprising such additive
US6204224B1 (en) * 1998-10-13 2001-03-20 Baker Hughes Incorporated Polyalkyl methacrylate copolymers for rheological modification and filtration control for ester and synthetic based drilling fluids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5681877A (en) * 1993-09-30 1997-10-28 Lvmh Recherche Use of acrylic block copolymers as wetting and/or dispersing agents for solid particles, and resulting dispersions
WO1998003609A1 (en) * 1996-07-24 1998-01-29 Sofitech N.V. An additive for increasing the density of a fluid and fluid comprising such additive
US6204224B1 (en) * 1998-10-13 2001-03-20 Baker Hughes Incorporated Polyalkyl methacrylate copolymers for rheological modification and filtration control for ester and synthetic based drilling fluids

Also Published As

Publication number Publication date
NO20035454L (en) 2004-12-31
NO20035454D0 (en) 2003-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7538074B2 (en) Additive for increasing the density of an oil-based fluid and fluid comprising such additive
US6586372B1 (en) Additive for increasing the density of a fluid and fluid comprising such additive
CA2502673C (en) Additive for increasing the density of a fluid for casing annulus pressure control
US7449431B2 (en) Additive for increasing the density of a fluid for casing annulus pressure control
CA2576936C (en) The use of sized barite as a weighting agent for drilling fluids
CA2598123C (en) Additive for reducing torque on a drill string
NO329016B1 (en) Copolymers of methacrylate for rheological transformation and filtration control for ester- and synthetically-based drilling fluids, as well as methods for applying a fluid system to a well, drilling a well and treating a well
NO342495B1 (en) Borehole fluid and process for preparing an additive to increase the density of a fluid
AU2003279939B2 (en) Additive for increasing the density of a fluid for casing annulus pressure control

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees