NO810352L

NO810352L - Dispergerbare hydrofile polymersammensetninger.

Info

Publication number: NO810352L
Application number: NO810352A
Authority: NO
Inventors: Lonnie Daniel Hoover; Roy Francis House
Original assignee: Nl Industries Inc
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1981-08-10
Also published as: GB2070611B; US4330414A; GB2070611A; CA1168849A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer sammensetninger til bruk som tykningsmidler i vandige systemer, samt vandige bronnbehandlingsvæsker, fremstilt av disse.

Tyknede, vandige medier, særlig slike som inneholder olje-feltsjovann, benyttes vanligvis som bronnbehandlingsvæsker i form av. borevæske, bearbeidingsvæske, fullforingsvæske, pak-ningsvæs'key.;t til annen bronnbehandling, til påvirkning av un-derjordiske formasjoner, til avstandsholding og ved hull opp-givelse, ''cfort,sagt til alle slags formål hvor vandige medier med okt viskositet er onskelige. Det er kjent å benytte hydrofile polymermaterialer, som hydroksyetylcellulose (HEC) som tykningsmiddel for vandige medier som benyttes i slike bronnbehandlingsvæsker. Men HEC lar seg ikke lett hydratisere, opplose eller dispergere i vandige systemer uten forhoyede temperaturer og/eller blanding med hoy skjærkraft i lengre tidspe-rioder. For eksempel har hydroksyetylcellulose seg vanskelig hydratisere, opplose eller dispergere i vandige opplosninger som inneholder vannloslige salter med en eller flere kationer, som meget salt sjovann, som vanligvis benyttes i bronnbehandlingsvæsker. I mange tilfelle, f.eks. bronnbehandlingssitua-sjoner, kan det tilgjengelige utstyr for fremstilling av bronnbehandlingsvæsker ikke uten videre varmes opp til hoye temperaturer eller benyttes til blanding med hoy skjærkrafto Hvis det er onskelig å benytte slikt tyknet saltvann, blir det folgelig som regel nodvendig å fremstille det fjernt fra bronnen.

Foreliggende oppfinnelse går derfor ut på å tilveiebringe nye polymersammensetninger som er egnet for tykning av vandige medier, særlig meget salt sjovann med storre tetthet enn 1,4 g/cm .

Oppfinnelsen går videre ut på å tilveiebringe en bedret, vandig bronnbehandlingsvæske.

Oppfinnelsen har også den hensikt å fremstille en flytende polymersammensetning, som er lett å håndtere, helle og pumpe og som kan benyttes for dannelse av tyknede, vandige bronnbe handlingsvæsker under forhold hvor sammenblandingen gjennom-føres med lav skjærkraft0

De ovennevnte og andre formål med oppfinnelsen vil fremgå av nedenstående beskrivelse og de etterfolgende krav.

Ifolge oppfinnelsen er det ved ett utforelseseksempel av oppfinnelsen tilveiebrakt;';en polymersammensetning til bruk for tykning av vandigeunedier som omfatter HEC og et opplosningsmiddel. Opplosningsmidlet er en vannblandbar, polar, organisk væske som, når den blir -jevnt blandet, f.eks. ved omroring med spatel, med HEC i et vektforhold på 1:2 av HEC til opplosningsmiddel, vil danne en viskos til halvfast blanding, i det vesentlige uten fri væske (opplosningsmiddel) etter at blandingen har fått sette seg i cac 1 uke ved omgivelsestemperatur i en forseglet beholder. Opplosningsmidlet som "pre<->hydratiserer'<1>HEC tilsettes i en slik mengde at polymersammensetningen forblir et findelt, fast, hellbart materiale.

Ved et annet utforelseseksempel av oppfinnelsen tilveiebrin-ges en flytende, fortrinnsvis pumpbar og hellbar polymersammensetning, som omfatter HEC, et opplosningsmiddel som omtalt ovenfor og et fortynningsmiddel som ikke er et opplosningsmiddel for HEC. Fortrinnsvis inngår også et foreneliggjoringsmiddel som har evnen til å danne gel av fortynningsmidlet.

I ytterligere et utforelseseksempel av foreliggende oppfinnelse kan polymersammensetningen som omtalt ovenfor blandes med et vandig medium, som f.eks. sterk saltlake for fremstilling av bronnbehandlingsvæsker, f.eks. en overhalingsvæske0

Som hydrofil polymer ved polymersammensetningene ifolge foreliggende oppfinnelse benyttes HEC som primær komponent for oppnåelse av tykningseffekten. HEC-polymerene er faste, findelte materialer som er vannopploselige eller dispergerbare i vann og som ved opplosning eller dispergering i et vandig medium oker systemets viskositet. HEC-polymerer er generelt vannloslige, ikke-ioniske hoyutbyttes ("high yield") materialer, som fremstilles ved behandling av cellulose med natrium-hydroksyd, etterfulgt av reaksjon med etylenoksyd. Hver anhydroglykoseenhet i cellulosemolekylet har tre reaktive hydrok-sygruppero Den gjennomsnittlige antall mol av etylenoksyden som blir tilknyttet hver anhydroglykoseenhet i cellulosen kalles mol av kombinert substituent. Generelt gjelder at jo hoyere substitusjonsgrad, desto sterkere vannloslighet. Det er generelt fordelaktig å bruke HEC-polymerer med et hoyest mulig molsubstitusjonsnivåo

Ved tilsetning av -torre, pulverformede,. hydrofile materialer, som HEC til vann, gjennomgår polymerpartiklene vanligvis hydratisering som hindrer partiklenes indre fra lett hydratisering, opplosning eller dispergering i det vandige medium. Folgelig må det-benyttes lange blandeperioder med hoy skjærspenning og/eller forhoyede temperaturer for oppnåelse av et homogent system. Det er et trekk ved foreliggende oppfinnelse at polymersammensetningene ifolge oppfinnelsen lett hydratiseres, opploses eller dispergeres i vandige medier ved for-holdsvis lav skjærkraft og omgivelsestemperatur.

Tykningsmidlet eller polymersammensetningen som fremstilles av HEC har enten formen av (1) et fast, findelt, hellbart materiale eller (2) et flytende, pumpbart og hellbart mate-rialet, I begge tilfelle omfatter sammensetningene et opplosningsmiddel. Generelt omfatter opplosningsmidlet en vannblandbar, polar organisk væske, som har svellevirkning på HEC. Mange forbindelser kan benyttes som opplosningsmiddel, avhengig av den tilsiktede bruk av tykningsmidlet. For å be-stemme om en spesiell forbindelse eller et bestemt materiale vil virke som opplosningsmiddel for foreliggende oppfinnelse, kan man bruke en enkel prove som folger r en (1) vektdel HEC-polymer blir jevnt blandet, f.eks. ved spatling, med to (2) vektdeler av det aktuelle opplosningsmidlet. Blandingen får deretter stå i ro i en uke ved omgivelsestemperatur i en beholder som fortrinnsvis er forseglet0Væsker som er hensiktsmessige som opplosningsmidler vil, når de utsettes for denne prove, danne faste, halvfaste eller viskose blan dinger, i det vesentlige uten fri væske nærværende i blandingen etter den ene ukens opplosningsperiode. Generelt sett, har det vist seg at så å si enhver organisk forbindelse som virker tilfredsstillende ved ovennevnte prove, vil virke som opplosningsmiddel i en brukbar grad. Uten å begrense utvalget omfatter foretrukne opplosningsmidlerr

alifatiske glykoler som inneholder fra 2 til 5 karbonatomer, som etylenglykol, 1,2-propandiol, 1,4-butandiol, 1,3-pentan-diol~6il.p alkylentrioler som inneholder fra 2 til 6 karbonatomer, som glyserol, 1,2,3-butan-triol, 1,2,3-pentantriol o. l. p amider som inneholder fra 1 til 4 karbonatomer, som formamid, acetamid, dimetyl-formamid,o.l. og blandinger av de nevnte forbindelser. Ved utarbeidelse av tykningsmidlet ifolge oppfinnelsen foretrekkes av håndteringshensyn at opplosningsmidlet foreligger i en slik mengde at HEC-polymerene forblir findelte-materialer med flyteevne. Betegnelsen "findelt materiale med flyteevne" skal utelukke væsker, det være seg viskose eller ikke viskose væsker og halvfaste materialer som ikke har atskilte partikler, uansett partikkelstorrelse. Generelt vil opplosningsmidlet, avhengig av dets evne til å svelle HEC, foreligge i polymersammensetningene i et vektforhold mellom HEC-polymer og opplosningsmiddel på mindre enn ca. 2,5:1, fortrinnsvis i området ca. 2,5:1 til 1:4.

Skjont polymersammensetninger ifolge oppfinnelsen som er faste (partikkelformet med flyteevne), vil bedre reologien og

væsketap-styreegenskapene av bronnbehandlingsvæskene og generelt hydratiseres eller.dispergeres hurtigere i vandige medier enn HEC-polymerer som ikke er behandlet med opplosningsmidler, dispergeres eller hydratiseres slike materialer ikke så raskt som de foretrukne hellbare, flytende polymersammensetninger ifolge oppfinnelsen. Det har således vist seg at en hellbar eller pumpbarflytende polymersammensetning som lettere hydratiseres et vandig medium bg som vil bedre viskositeten, væsketap-styringen og andre onskelige egenskaper av et slikt vandig medium kan fremstilles, dersom det i tillegg til HEC og opplosningsmidlet foreligger et fortynningsmiddelo Fortynningsmidlet vil generelt være en valgfri flytende, or-

ganisk forbindelse eller et tilsvarende materiale som ikke er et opplosningsmiddel. Generelt er fortynningsmidlene væsker som ikke merkbart sveller HEC-polymerene, dvs de fremkaller ikke halvfaste eller viskose blandinger som ikke har fri væske nærværende etter en vikes opplosningsperiode, som omtalt i forbindelse med ovennevnte prove for bestemmelse av opplosningsmidler. Noen ikke-begrensende eksempler på fortynnings-midler omfatter flytende alifatiske og aromatiske hydrokarboner som inneholder fra 5 til 10 karbonatomer, parafin, dieselolje, isopropanol, alkylenglykoletere, planteoljer m.v.

Det foretrekkes spesielt organiske væsker som er vannopplos-lige eller blandbare, fortrinnsvis alkanpler med minst 3 karbonatomer, etylenglykol-monoalkyletere, dialkylen-glykol-monoalkyletere o.l. Når et fortynningsmiddel er i bruk, vil det fortrinnsvis foreligge i en mengde som holder polymersammensetningen i flytende, hellbar tilstand ved en temperatur på ca. 20°C. Det skal imidlertid bemerkes at mindre fortyn-ningsmiddelmengder om onsket kan benyttes og at den mengde som til slutt brukes vil avhenge av den skjærkrafttype som er tilgjengelig for dispergering av tykningsmidlet. Det har generelt vist seg at onskelige tykningsmidler som er hellbare væsker kan fremstilles av sammensetninger som inneholder fra ca. 10 til ca. 25 vekt-% HEC-polymer, fra ca. 2 til ca. 70 vekt-% fortynningsmiddel og fra ca. 5 til ca. 88 % opplosningsmiddel.

Når det benyttes et fortynningsmiddel^ brukes fortrinnsvis også et foreneliggjoringsmiddel. Foreneliggjoringsmidlet vil være et materiale som vil dispergeres i fortynningsmidlet,

oke fortynningsmidlets viskositet, redusere syneresis, generelt bidra til opprettelse av en homogen kombinasjon av HEC-polymer, opplosningsmidlet og fortynningsmidlet.

Noen ikke begrensende eksempler på foreneliggjoringsmidler omfatter organofile he&toritter, organofile attapulgitter, organofile sepiolitter o0l. Slike organofile leirarter fremstilles ved fremgangsmåter og har sammensetninger som er omtalt i U.S. patent 2 966 506 og 4 105 578. Dessuten kan for- eneliggjbringsmidlet omfatte findelte kiselsyrer, som forgasset kiselsyre,, ■.-/'*!overflatebehandlede kiselsyrer,

som silanbehandlede kiselsyrer m.v. Særlig foretrukne foreneliggjbrende midler ér de organofile leirer som er omtalt i UeS. patent 4 105 578. Slike leirarter dannes ved reaksjon av en metylbenzyl-dialkyl-ammoniumforbindelse, hvor ammoniumforbindelsen inneholder 20 til 25 % alkylgrupper med 16 karbonatomer og 60-75 % alkylgrupper med 18 karbonatomer, og en smectitt-leire...med kationisk utveks lings evne på minst 75 miliiekvivalenter?pr. hundre gram av nevnte leire, og hvor mengden av nevnte ammoniumforbindelse er fra ca. 100 til ca. 120 milliekvivalenter pr. hundre gram av nevnte leire, på basis av 100% aktiv leire. Ikke begrensende eksempler på slike organofile leirearter omfatter dimetyl-dialkyl-ammoniumbentonitt, dimetyl-ben2yl-alkyl-ammoniumbentonitt, metyl-benzyl- dialkyl-ammoniumbentonitt og blandinger av disse,

hvor alkylgruppen inneholder minst 12 karbonatomer, fortrinnsvis 16-18 karbonatomer, og spesielt foretrukket hvor alkylgruppen er derivert av hydrogenert talg. En særlig foretrukket organofil leire er métyl-benzyl-dihydrogenert talg-ammoniumbentonitt.

Når en organofil leire benyttes som foreneliggjbrende middel, brukes fortrinnsvis et dispergeringsmiddel for å oke den organofile leires dispergeringsevne i fortynningsmidlet. Generelt sagt, er dispergeringsmidlet en polar organisk forbindelse med lav molekylvekt, som en alkohol med lavere molekylvekt,

en lavere keton, et lavere alkylenkarbonat o.l. Foretrukket er alifatiske alkoholer med fra 1 til 2 karbonatomer, ketoner som har fra 2 til 5 karbonatomer og blandinger derav. Blandinger av slike polare organiske forbindelser og vann kan brukes, likesom vann i og for seg, sistnevnte dersom det brukes tilstrekkelig skjærspenning for dispergering av for-eneliggjbringsmidlet. Et foretrukket dispergeringsmiddel omfatter en metanol-vannblanding som inneholder fra 75 til caD 98 vekt-% metanol og fra ca. 25 til cac 2 vekt-% vann. Dispergeringsmidlet kan med fordel omfatte et av opplbsningsmid-lene som er nevnt ovenfor. Således kan f0eks0 en del av opp-

losningsmidlet brukes for dispergering av det foreneliggjbrende middel i fortynningsmidlet. Det skal bemerkes at dispergeringsmidlet, om enn bnskelig, er valgfritt, idet dets funksjon er å bidra til dannelse av en homogen suspensjon av den organofile léire, dvs det foreneliggjbrende middel, i fortynningsmidlet. En slik homogen suspensjon kan oppnås ved blandeteknikker som er kjent på området. Når det brukes et dispergeringsmiddel, vil det foreligge i en mengde på ca. 1,5 til ca. 80 vekt-%, basert på vekten av forenelig-gjbringsmidlet, fortrinnsvis fra ca. 20 til ca. 40 vekt-%, basert på foreneliggjbringsmidlets vekt.

Det foreneliggjbrende middel trenger bare å foreligge i sam-mensetningen i.en tilstrekkelig mengde til å avverge at blandingen av HEC-polymer, opplosningsmiddel og alt eller en del av fortynningsmidlet festner seg. Fortrinnsvis vil det foreneliggjbrende middel foreligge i en mengde, basert på fortynningsmidlet pluss det foreneliggjbrende middel, på fra ca. 2,85 til ca. 71,32 g/l, og.mest foretrukket fra ca. 14,26 til ca. 42,79 g/l.

Mens polymersammensetningene ifolge foreliggende oppfinnelse er hensiktsmessige som tykningsmidler eller suspensjonsmid-ler i gjbdningsmiddelsuspensjoner, flytende pesticider, flytende plantevernmidler og andre vandige systemer som krever viskositetsbkning, er de spesielt hensiktsmessige ved fremstilling av brbnnbehandlingsmidler og især brbnnbehandlingsmidler som fremstilles av vandige medier som inneholder opplbselige salter, f.eks. et opplbselig salt av et alkalimetall, et jordalkalimetall, et metall fra gruppe Ib, et metall fra gruppe Ilb, likesom vannlbslige salter av ammoniakk og andre kationerQ De tykkere sammensetninger er særlig hensiktsmessige ved fremstilling av tyknede sterke saltlaker, dvs vandige opplbsninger av opplbselige salter av flerverdige kationer, f.eks. Zn og Ca.

De mest foretrukne tyknede sterke saltopplbsninger,især de som brukes til brbnnbehandlingsvæsker, er fremstilt av salt opplesning med storre tetthet enn ca. 1,4 g/cm 3. Særlig foretrukne, sterke saltopplosninger omfatter vannlosninger av salter som er valgt fra gruppen kalsiumklorid, kalsiumbromid, sinkklorid, sinkbromid og blandinger derav.

Bruk av et fast, findelt, inert fyllstoff i sammensetningene ifolge oppfinnelsen bidrar til dispergeringsevnen og oker hydratiseringshastigheten av polymersammensetningene i sterke saltopplosninger. Folgelig oppnås den onskede reologi med storre hastighet, når polymeropplosningene settes til slike saltopplosninger. Fyllstoffet bor være et materiale som viser liten eller ingen absorpsjonsevne for opplosningsmidlet og er vanligvis ikke reaktivt med HEC, opplosningsmidlet eller for-tynning smidiet. Ikke begrensende eksempler på slike faste, findelte, inerte fyllstoffer omfatter kaolin, alumina, kiselsyre, diatomejord, oljeldselige harpikser, jordalkalimetall-karbonater, alkalimetallkarbonater m„v. Når et inert fyllstoff benyttes, vil det foreligge i et vektforhold HEC/fyllstoff fra ca. 1:1 til ca. 1:10.

Det har vist seg at dersom polymersammensetningene eller tykningsmidlene eldes for de settes til de sterke saltopplosninger, vil hydratiseringshastigheten i slike saltopplosninger . oke. Skjont polymersammensetningene eller tykningsmidlene kan settes til de'sterke saltopplosninger i lopet av tre timer etter fremstillingen av dem, vil lengre eldingspérioder folgelig oke den hastighet med hvilken tykningsmidlene hydratiseres i de sterke saltopplosningene.

En særlig onsket flytende polymersammensetning til bruk i sterke saltopplosninger vil omfatte fra ca. 20 til ca. 10 vekt-% HEC, fra ca. 87 til ca. 5 vekt-% etylenglykol, fra ca.

70 til ca. 2 % isopropylalkohol og fra 1 til ca. 0,05% forgasset kiselsyre. En slik sammensetning vil raskt hydratiseres i en 1,9 g/cm 3 CaBr2/ZnBr2- og en 2,3 g/cm 3 CaBr2/ZnBr2-saltopplosning»

Som en mer fullstendig illustrasjon av foreliggende oppfinn neise folger noen ikke begrensende utforelseseksempler. Med mindre annet er angitt, ble alle målinger av fysiske egenskaper gjennomfort i overensstemmelse med prbvemetoder angitt i Standard Procedure for Testing Drilling Fluid API RP 13B,

7. oppi., april 1978. Parametrene for fysiske egenskaper som

er angitt i eksemplene er, med mindre annet er angitt, i en-heter, uttrykt som folger: 30,0 rpm = Fann V-G måleravlesning ved 300 omdreininger

pr. minutt

PV = API plastisk viskositet (eps)

YP = API flytegrense (g/cm<2>)

GELER = 10-sek. gel/10 min. gel, hvor 10-sek. gel =

API 10-sek. gelstyrke (g/cm 2), 10 min. gel = API 10 min. gelstyrke (g/cm 2)

Den anvendte HEC-polymer var, med mindre annet er angitt, en HEC-polymer, markedsfort av Hercules, Inc. under varemerket

...NATROSOL 250 HHR.

Eksempel 1

Polymersammensetninger ble fremstilt etter folgende metode: (1) En lagerblanding av dieselolje og metyl-benzyl dihydrogenert talg-ammoniumbentonitt ble fremstilt ved sammenblanding med en Premier Dispefsator i 20 minutter,. >■ . 8.000 vektdeler dieselolje, 160 vektdeler av en organofil bentonitt (GELTONE II, som er handelsfort av NL Baroid, Houston, Texas) og 45,5 vektdeler av en 95/5 (vektforhold) blanding av metanol og vann, idet sistnevnte blanding virker som disperge-ringshjelp for den organofile leire; (2) Til 200 g av denne diesel-lagerblanding ble tilsatt 100g av hydroksyetylcellulosen under blanding med en Multi-mixer, og blandingen fortsatte i 2 minutter; (3) 100 g opplosningsmiddel ble tilsatt og blandingen fortsatte i 5 minutter; (4) Deretter fikk polymersammensetningene henstå i minst 16 timer for de ble vurdert. Polymersammensetningene ble vurdert i en 2,3 g/cm 3 saltopplosning som inneholdt kalsiumbromid og sinkbromid ved en tykningsmiddelkonsentrasjon på 11,4 g/l

(2,85 g/l HEC) ved folgende fremgangsmåte:

(1) 350 ml av saltopplosningen og 4 g polymersammensetning (tykningsmiddel) ble blandet sammen i 5 minutter med en Multimixer; (2) de reologiske egenskaper ble målt; (3) Provene ble anbrakt i pint-beholdere i en rulleovn ved en temperatur på 65,6°C og ble rullet natten over; (4) De reologiske egenskaper ble bestemt etter at provene var avkjolt til romtemperatur.

De oppnådde data er gjengitt i Tabell I.

For sammenligning ble det fremstilt polymersammensetninger, hvor lagerdieselblandingen erstattet opplosningsmidlet (betegnet INTET). Den torre, pulverformede, uopploste HEC-polymer ble også vurdert i CaBr2/ZnBr2saltopplosningen. Som det vil fremgå av tabell I, virker et stort antall forbindelser som opplosningsmidler. I tillegg fremgår det at hydratiseringshastigheten er sterkt redusert uten opplosningsmiddel, som vist ved dårlige reologiske egenskaper.

Eksempel 2 •:

Polymersammensetninger ble fremstilt ved blanding i 2 minutter

i en Multimixer dieselolje og HEC i mengder som angitt i Tabell II. Deretter ble den angitte etylenglykolmengde tilsatt og blandingen fortsatt i 5 minutter. Etter 2 dagers henstand ble provene spatiet og vurdert som folger:

(1) 350 ml av 2,3g/cm saltopplosningen som ble benyttet i Eksempel 1 og tilstrekkelig polymersammensetning for å danne 1 g HEC (dermed 2,85 g/l HEC) ble rystet sammen i en pint-beholder 50 ganger; (2) Provene ble anbrakt på et Fann V-G reometer-sett ved 300 omdreininger pr. min. og avlesning ble foretatt hvert tiende minutt i en time; (3) reologien ble da bestemt; . (4) Provene ble blandet i 5 minutter i en Multimixer og reologien ble igjen bestemt; (5) Provene ble anbrakt i en rulleovn ved 65,6°C og rullet natten over; (6) De reologiske egenskaper ble bestemt etter at provene var avkjolt til romtemperaturo

For sammenligning ble det fremstilt en polymersammensetning

for evaluering, hvor vann erstattet opplosningsmidlet.

De oppnådde data er gjengitt i Tabell II.

Som det vil fremgå av Tabell II, gir et vektforhold mellom HEC og etylenglykol på ca. 2,5:1 et særdeles onskelig tykningsmiddel. Tykningsmidlet bor helst ha et vektforhold HEC til opplosningsmiddel i området fra ca. 2,5:1 til 1:2.

Eksempel 3

Fremgangsmåten ifolge Eksempel 2 ble fulgt, bortsett fra at glyserol ble brukt som opplosningsmiddel i stedet for etylenglykol. De oppnådde data er vist i Tabell III og viser at glyserol har like god effekt som opplosningsmiddel0

Eksempel 4

Det ble fremstilt polymersammensetninger ved blanding i 2 minutter i en Multimixer 200 g av diesellagerblandingen som angitt i Eksempel 1 og den HEC-mengde som er angitt i Tabell IV. Deretter ble den etylenglykolmengde som er angitt i Tabell IV tilsatt og blandingen fortsatt i 5 minutter. Etter henstand over natten ble provene vurdert som i Eksempel 2 (2,85 g/l HEC

i 2,3 g/cm 3CaBr^znBr^ opplosning), bortsett fra at de reologiske egenskaper etter en times hydratisering ved 300 omdr. pr. minutt ikke ble undersokt. De oppnådde data er gjengitt i Tabell IV.

Eksempel 5

Det ble fremstilt polymersammensetninger ved sammenblanding

i en Multimixer i 2 minutter av dieselolje og HEC i de forhold som er angitt i Tabell V. Deretter ble etylenglykol tilsatt i de forhold som er angitt i Tabell V og blandingen ble fortsatt i :5"'"minutter .

Polymersammensetningens virkning på viskositetsutviklingen

(og folgelig polymerens hydratasjonshastighet) i flere saltopplosninger ble sammenlignet med -det torre HEC-pulverets virkningGFolgende saltopplosninger ble brukt ved dette for-sbk:

(1) 1,2 g/cm 2 saltopplosning - konsentrert NaCl - 300 omdr/min. = 3; PV = 2; YP = 0,005 (2) 1,4 g/cm saltopplosning - konsentrert CaCl - 300 omdr./min. = 7; PV = 4; YP = 0,015 (3) 1,7 g/cm saltopplosning - konsentrert CaBr2- 300 omdr./ min. =8; PV = 6; YP =0,01 (4) 2,3 g/cm 2 saltopplosning - konsentrert CaBr2/ZnBr2- 300 omdr./min. = 25?PV = 22; YP = 0,015

Provene ble fremstilt med en konsentrasjon av 2,85 g/l HEC,

som antydet i. Tabell IV, enten ved håndrysting i 15 sekunder, blanding i en Multimixer i 15 minutter eller ved spatling. Deretter ble provene anbrakt på et Fann V-G reometer-sett ved 300 omdr./min. og avlesning fulgte periodevis som angitt i Tabell V. På slutten av den angitte hydratasjonstid ble provene anbrakt i en ovn ved 65,6°C og rullet natten over. 300 omdr./ min.-avlesningen ble foretatt etter at provene var avkjolt til romtemperatur. De oppnådde data er angitt i Tabell VD

Eksempel 6

Polymersammensetninger ble fremstilt ved spatling av de ande-ler glyserol og polymer som er angitt i Tabell VI. En annen polymersammensetning ble fremstilt av 25 deler glycerol, 25 deler HEC og 50 deler dieselolje med den fremgangsmåte som er angitt i Eksempel 4. Polymersammensetningenes virkning på API reologien i 2,3 g/cm CaB^/ZnB^ saltopplosningen ble sammenlignet med virkningen av det torre polymerpulver. Provene ble fremstilt ved blanding av saltopplosningen og en mengde av

hver polymersammensetning som ga enten 5, 7 g/l eller 14,26 g/ 1 polymer i 15 minutter i en Multimixer. Etter bestemmelse av

API reologiske egenskaper, ble provene rullet natten over ved

65,6°C, avkjolt til romtemperatur og det ble igjen foretatt en bestemmelse av API reologiske egenskaper.

De oppnådde data er gjengitt i Tabell IV.

Eksempel 7

Det ble fremstilt polymersammensetninger ved bruk av den fremgangsmåte som er angitt i Eksempel 1. Polymersammensetningene ble evaluert i en 1,4 g/cm kalsiumkloridopplosning, hvor saltopplosningen ble behandlet som angitt i Eksempel 1. Etter at de reologiske egenskaper ble bestemt på provene som var blitt rullet ved 65,6°C, ble 28,5 g/lav et kalsiumkarbonat- _ overgangsmiddél^BARACARB, som er handelsfbrt av NL Baroid, Houston, Texas)"tilsatt og blandet i to minutter i en Multi-mixer o API filtreringsproven ble deretter gjennomfort på provene. For sammenligning ble de torre polymerpulvere evaluert ved samme konsentrasjon. De oppnådde data er angitt i Tabell VIIo

Eksempel 8

Tykningsmidler med den sammensetning som er vist i Tabell VIII ble fremstilt enten ved sammenblanding av komponentene for hånd (prover 1,2 og 4) eller ved blanding av komponentene i Multimixer i to minutter (prove 3).

Provene ble evaluert ved en konsentrasjon av 2,85 g/l HEC i 1,9 g/cm 3 CaBr2ZnBr2opplosning og/eller 2,3 g/cm 3CaBr2/ZnBr„ opplosning. 1,9 g/cm^ opplosningen ble fremstilt ved blanding av 1,7 g/cm 3 CaBr2opplosning og en 2,3 g/cm<3>CaBr2/ZnBr2opplosning i et 1,78 v/v forhold. Provene ble evaluert ved at de "opploste" polymerprover og saltopplosningene ble håndrystet i ca. 30 sekunder, hvorpå opplosningen ble blandet ved 300 omdr./min. med et Fann VG reometer, mens det periodevis ble tatt viskositetsavlesninger. Etter hoyst to timer fikk provene hydratisere natten over og Fann reologi ble igjen bestemt. Deretter ble provene rullet natten over ved 65,6°C og Fann reologien ble bestemt etter avkjoling til romtemperatur.

De oppnådde data er vist i Tabell VTII og angir at "forhånds-opplosningen" av HEC med etylenglykol forer til en polymer-blanding som lett hydratiseres i sterk saltopplosning med et minimum av omroring.

Eksempel 9

En gelformet dieselolje ble fremstilt ved sammenblanding i 20 minutter i en Premier Dispersator av 8000 vektdeler dieselolje, 160 vektdeler GELTONE II (organofil leire) og 4,5 vektdeler av en 95/5 (vekt/vekt-forhold) blanding av metanol og vann, sistnevnte som dispergeringsmiddel for leiren. Prover ble fremstilt ved blanding av komponentene for hånd og har sammensetninger som vist i tabell IX. Provene ble evaluert som i Eksempel 8, bortsett fra at prove 5 ble evaluert ved en konsentrasjon på 0,7 g/l HEC i 2,3-g/cm CaBr2/ZnBr2saltopplosning. De oppnådde data er vist i Tabell IX og viser at polymersammensetningene som inneholder isopropanol har langt storre hydratiseringshastighet i sterke saltopplosninger enn de polymersammensetninger som bare inneholder gelformet dieselolje. Dette fremgår særlig klart i 1,9 g/cm CaBr2/ZnBr2saltopplosningen, hvor polymersammensetningene som inneholdt gelformet dieselolje viste ringe hydratiseringshastighet. De oppnådde data tyder også på at hydratiseringshastigheten i 2,3 g/cm ZnBr2opplosningen avhenger av HEC konsentrasjonen i polymersammensetningene som inneholder gelformet dieselolje.

Eksempel 10

Et tykningsmiddel omfattende 20 vekt-% HEC, 40 vekt-% etylenglykol, 39,8 % isopropanol og 0,2 % KLUCEL H ble fremstilt ved sammenblanding av komponentene for hånd, bortsett fra at KLUCEL H forst ble opplost med en konsentrasjon på 1% i iso-propanolen. Tykningsmidlet ble evaluert på samme måte som ved Eksempel 8 og 9 i en 1,9 g/cm CaB^/znB^ opplosning umiddel-bart etter fremstilling, etter 5 timer og.etter 1, 3 6 og 11 dager. De oppnådde data er angitt i Tabell X og viser at polymersammensetningene hydratiseres. langt hurtigere i sterke saltopplosninger etter en tids elding eller "opplosning".

Eksempel 11

En fast, findelt blanding ble fremstilt ved sammenblanding av

1 vektdel HEC og 2 vektdeler etylenglykol. Til en del av blandingen ble tilsatt 4 vektdeler kalsiumkarbonat. En prove av blandingen uten (prove A) og en prove med (prove B) kalsiumkarbonat ble eldet over natten. Eventuelle klumper i provene ble knust og provene ble evaluert i en 1,9 g/cm 3 CaB^/ZnB^ opplosning ved en konsentrasjon på 4,3 g/l HEC. Provene og opp-løsningene ble blandet ved rysting for hånd i 30 sekunder og ble deretter blandet med en Fann V-G måler ved 300 omdr/min. 300 omdr./min. avlesningen ble tatt etter 60 minutter og etter at opplosningene var rullet natten over ved 65,6°C. De oppnådde data er angitt i Tabell XI og viser at polymersammensetninger som inneholder et inert fyllstoff hydratiseres lettere i

' saltopplosningen.

Oppfinnelsen kan gjennomføres i form av andre utforelseseksempler uten at oppfinnelsens ramme forlates. De omtalte eksempler er således i alle henseende å betrakte som illustrerende, uten å være begrensende, idet oppfinnelsens ramme er angitt i de

etterfølgende krav.

Claims

1. Findelt, flytbar polymersammensetning til bruk for tykning av vandige medier, karakterisert ved at den omfatter hydroksyetylcellulose og et opplosningsmiddel, som omfatter en polar, organisk væske som er blandbar med vann og som, når den er jevnt blandet med hydroksyetylcellulosen i et vektforhold mellom hydroksyetylcellulose og opplosningsmiddel på 1:2, danner en blanding som i det Vesentlige er fri for fritt, flytende opplosningsmiddel etter å ha stått stille i en uke ved omgivelsestemperatur i en forseglet beholder, hvor opplosningsmidlet foreligger i en slik mengde at polymersammensetningen forblir et findelt, flytbart materiale.

2. Sammensetning som angitt i krav 1, karakterisert ved at opplosningsmidlet er valgt fra den gruppe som består av alifatiske glykoler som inneholder fra 2 til 5 karbonatomer, alkylentrioler som inneholder fra 3 til 5 karbonatomer, amider som inneholder fra 1 til 4 karbonatomer og blandinger derav, fortrinnsvis etylenglykol og glyserin.

3. Sammensetning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at vektforholdet mellom hydroksyetylcellulose og opplosningsmiddel er lavere enn ca. 2,5:1, fortrinnsvis fra 2,5:1 til 1:4.

4. Sammensetning som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at den omfatter et fast, findelt, inert fyllstoff, fortrinnsvis et alkalimetallkarbonat.

5. Polymersammensetning til bruk for tykning av vandige medier, karakterisert ved at den omfatter hydroksyetyllcellulose, et opplosningsmiddel, som omfatter en polar, organisk væske som er blandbar med vann og som, når den er jevnt blandet med hydroksyetylcellulosen i et vektforhold mellom hydroksyetylcellulose og opplosningsmiddel på 1:2, danner en blanding som i det vesentlige er fri for fritt, flytende opplosningsmiddel etter å ha stått stille i en uke ved omgivelsestemperatur i en forseglet beholder, og et fortyn ningsmiddel, hvor fortynningsmidlet omfatter en organisk væske som ikke er et opplosningsmiddel, og hvor fortynningsmidlet er valgt fra gruppen som omfatter alifatiske glykoler som inneholder fra 2 til 5 karbonatomer, alkylentrioler som inneholder fra 3 til 5 karbonatomer, amider som inneholder fra 1 til 4 karbonatomer og blandinger derav, fortrinnsvis etylenglykol og glyserin.

6. Sammensetning som angitt i krav 5,. karakterisert ved at fortynningsmidlet er valgt fra den gruppe som består av flytende alifatiske og aromatiske hydrokarboner, som inneholder fra 5 til 10 karbonatomer, dieselolje, petro-leum, alkanoler som inneholder minst 3 karbonatomer og blandinger derav.

7. Sammensetning som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at den omfatter et foreneliggjbrende middel, som inneholder et materiale som er i stand til å oke viskositeten av fortynningsmidlet.

8. Sammensetning som angitt i krav 7, karakterisert ved at det foreneliggjbrende middel omfatter reaksjonsproduktet av en metyl-benzyl-dialkyl-ammoniumforbindelse, hvor ammoniumforbindelsen inneholder 20 til 35% alkylgrupper med 16 karbonatomer <p> g 60 - 75 % alkylgrupper med 18 karbonatomer, fortrinnsvis metyl-benzyl-dihydrogenerte talg-ammoniumklorider, og en smektitt-leirtype med en kationisk ut-vekslingsevne på minst 75 milliekvivalenter prQ 100 g av leiren, fortrinnsvis hektoritt eller natriumbentonitt, og hvor mengden av nevnte ammoniumforbindelse utgjor 100 til 120 milliekvivalenter pr. hundre gram av nevnte leire, og hvor mengden av nevnte ammoniumforbindelse utgjor fra 100 til 120 milliekvivalenter pr. 100 g av nevnte leire, basert på 100% aktiv leire.

9. Sammensetning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det foreneliggjbrende middel er et findelt kiselsyre geldanningsmiddel.

10. Sammensetning som angitt i krav 5-9, karakte risert ved at hydroksyetylcellulosen foreligger i en mengde på 10 til 25 vekt-%, at opplosningsmidlet foreligger i en mengde fra • <.>" 5 til-.-, h 88 vekt-% og at f ortynnings-midlet foreligger i en mengde fra 2 til ' ~ : 70 vekt-%.

11. Bronnbehandlingsvæske, karakterisert ved at den omfatter et vandig medium og et tykningsmiddel, valgt fra gruppen som omfatter: (A) en findelt, flytbar polymersammensetning, som omfatter hydroksyetylcellulose og et opplosningsmiddel, som omfatter en polar, organisk væske som er blandbar med vann og som, når den er jevnt blandet med hydroksyetylcellulosen i et vektforhold mellom hydroksyetylcellulose og opplosningsmiddel på 1:2, danner en blanding som så å si er fri for fritt, flytende opplosningsmiddel etter å ha stått stille i en uke ved omgivelsestemperatur i en forseglet beholder; og (B) en polymersammensetning som omfatter en hydroksyetylcellulose, et opplosningsmiddel som inneholder en polar, organisk væske som er blandbar med vann og som, når det er jevnt blandet med hydroksyetylcellulosen i et vektforhold mellom hydroksyetyllcellulose og opplosningsmiddel på 1:2 danner en blanding som så å si er fri for fritt, flytende opplosningsmiddel etter å ha stått stille i en uke ved omgivelsestemperatur i en forseglet beholder, samt et fortynningsmiddel, som omfatter en organisk væske som ikke er et opplosningsmiddel, hvor nevnte vandige medium fortrinnsvis omfatter en opplosning av minst ett vannloslig salt av et flerverdig metallion, og har storre tetthet enn 1,4 g/cm 3 , fortrinnsvis fra 1,44 til 2,3 g/cm 3.

12. Sammensetning som angitt i krav 11, karakterisert ved . at det vannloslige salt er valgt fra gruppen som omfatter kalsiumklorid, kalsiumbromid, sinkklorid, sinkbromid og blandinger derav.