SE462914B - Flytbarhetsbefraemjande medel foer vattenbaserade borrvaetskor samt anvaendning av medlet i borrvaetskor - Google Patents

Description

10 15 20 25 35 ß.) 462 914 . cerbart, även under de temperatur- och tryckbetingelser, som är förknippade med borrning på ökande djup.

För fackmannen, skulle den idealiska borrvätskan vara den som uppvisar följande egenskaper: för det första, sådana reologiska egenskaper, att den kunde medbrínga de mineraliska avfall som är suspenderade in situ, fastän vissa av dessa skulle kunna förorena denna lera; därefter, medge avskiljning av av- fallen genom vilket som helst känt sätt efter avlägsnande av borrleran från källan, sedan att anbringa en densitet så att den kan utöva ett tillräckligt tryck på de geologiska forma- tionerna som borras; och slutligen ha förmågan att behålla dess grundegenskaper när den utsättes för mer och mer förhöjda temperaturer i borrhål på stora djup. Det är av denna anledning, som fackmännen har infört kemiska tillsatser av mineraliskt och/eller organiskt ursprung i de vattenbaserade borrlerorna, som innehåller kolloidala mineraliska material, såsom svällande leror, särskilt bentoniter och attapulgiter, mineraliska tät- hetsförhöjande material såsom exempelvis baryt, kalciumkarbonat, ilmenit, i ett försök att förse dem med maximal stabilitet obe- roende av den geologiska formation som borras. Sålunda innehål- ler leror för borrning i vatten beståndsdelar, som väsentligen utgöres av den vattenbaserade fasen, sötvatten eller saltvatten, eventuellt en lera och/eller en viskosítetsförhöjande polymer, en filtratreducerare, som kan vara en polymer, ett flytbarhets- befrämjande medel, som medger att viskositeten för leran eller slammet kan sänkas allteftersom lera tillsättes, och slutligen ett densítetsförhöjande medel.

Fastän flera försök har gjorts för att minska ovan nämnda nackdelar genom att påverka de olika beståndsdelarna i en lera eller ett slam, intresserar sig speciallitteraturen för flyt- barhetsbefrämjande medel. Den anger som ett ofta vedertaget för- faringssätt tillsats av åtminstone ett flytbarhetsbefrämjande! medel för borrleror, för att behålla deras reologiska egenskaper så stabila som möjligt, när de användes under borrningen.

Sålunda har det visat sig önskvärt att reglera viskosi- teten av borrlerorna till ett värde som väljes av användaren, antingen genom att behålla det på ett värde som är nära dess begynnelsevärde, eller genom att låta det gå tillbaka till detta begynnelsevärde, när det har höjts alltför mycket under 10 15 20 35 462 9“i4 dess användningsperiod.

De flytbarhetsbefrämjande medel, som beskrivits i spe- ciallitteraturen och tidigare använts, är av olika och många ur- sprung.

Fosfater eller polyfosfater, som spelar en flytbarhetsbe- främjande roll i borrleran, orsakar en deflockuleríng av kolloi- dal lera och möjliggör användning av en lera med högre densitet och lägre viskositet, under det att man på samma gång säkerstäl- ler en viss reduktion av filtratet. Emellertid, och detta är en huvudolägenhet, är fosfaterna och polyfosfaterna vanligtvis in- stabila även vid låg temperatur såsom SOOC exempelvis och utan- för denna temperatur resulterar det i en minskning, ja till och med i ett försvinnande av deras stabiliserande funktion.

På samma sätt har lignin, som användes i vattenbaserade borrvätskor ett rykte om att reglera tixotropin hos dessa vätskor; men införande av förorenande medel i vätskorna under borrning, såsom NaCl, CaSO4 orsakar dess gradvis tilltagande utfällning, vilket sålunda gör den ineffektiv.

Med hänsyn till ovannämnda olägenheter har man i borr- vätskorna använt lignosulfonater i form av salter av kalcium, natrium, järn, krom eller samtidigt av järn och krom, för att spela rollen av flytbarhetsbefrämjare, dvs medel för stabilise- ring av viskositeten på för användaren önskat värde. Men det är allmänt bekant, att natrium- och kalciumlignosulfater dåligt uppfyller rollen som viskositetsstabilisator, och att ligno- sulfonater av krom, eller av järn och krom som har ersatt dessa, är betydande faktorer för miljöförstöring, vilket tvingar fram en minskning i användning av dessa, fastän dessa stabilisatorer för närvarande är de bästa, eftersom de bibehåller en effektivi- tet, som är acceptabel till och med vid temperaturer i botten på hålet av storleksordningen 150°C.

Andra kemiska tillsatser har föreslagits i specialäitte- raturen i syfte att spela en särskild roll i borrvätskor. Så- lunda förordar den amerikanska patentskriften 3 730 900 använd- ning av en sampolymer av maleinsyraanhydrid och styrensulfon- syra som kolloidalt stabiliseringsmedel. Nu är det så att om detta kolloidala stabiliseringsmedel tycks verka på ett intres- sant sätt i borrvätskorna, medför dess syntes, som kräver olika steg i lösningsmedelsmiljö, att det är svårtillgängligt vid en 10 15 462 914 exploatering i industriell skala.

Andra polymerer eller sampolymerer med låg molekylvikt innehållande hydroxamin- eller tiohydroxaminfunktioner har före- slagits i den franska patentskriften 2 476 113 för att spela roll som dispergeringsmedel under det att de adsorberas på ler- partiklarna. Men detta medel har den stora olägenheten att inte vara effektivt vid mycket hög temperatur.

Slutligen utlär artikeln "High Temperature stabílization of drilling fluids with a low molecular weight copolymer", som är publicerad i "Journal of Petroleum Technology", juni 1980, att de alkaliska salterna av polyakrylsyror är föga effektiva som flytbarhetsbefrämjande medel i de medier, som är satsade i elektrolyter, därför att de är alltför känsliga för de alkaliska jordartsmetalljoner, som är närvarande i borrlerorna till följd av förorening. Sålunda har den tidigare tekniken föreslagit för fackmannen lösningar, som inte fullständigt kan tillfredsställa honom, därför att de flytbarhetsbefrämjande medel, som förordats, ofta leder till besvikelse. Deras verkan försvagas i själva ver- ket antingen genom närvaro av besvärande mineraliska föreningar, såsom exempelvis NaCl, CaSO4, eller genom temperaturutvecklingen i botten på borrhålet eller likväl därför att de har blivit in- effektiva eller har fullständigt inhiberats, när de använts i en borrvätska, vars vattenfas är saltvatten, eller slutligen där- för att de kan ha en förorenande effekt på omgivningen.

Medveten om ovannämnda olägenheter fann nu och utvecklade sökanden, som fortsatte sina efterforskningar, ett icke-förore- nande flytbarhetsbefrämjande medel med stor effektivitet vid varje användningstemperatur både i lätta och i tunga leror.

Det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen, som tillhör gruppen polymerer och/eller sampolymerer med syra- funktioner och är avsett för vattenbaserade, eventuellt salt- vattenbaserade, borrvätskor kännetecknas av att det är ett salt av nämnda polymerer och/eller sampolymerer vari åtminstone en saltbildande katjon motsvarar en metall vald bland magnesium, zink, koppar, mangan och aluminium. Ända tills nu och såsom avslöjas i dokumenten enligt ti- digare teknik har forskningen beträffande flytbarhetsbefrämjan- de medel för borrleror avsett förbättring av organiska moleky- ler av typ polymer och/eller sampolymer innehållande syrafunk- 10 15 20 25 35 5 »m2 an: tioner, som varit neutraliserade med de vanligaste medlen, eftersom de är de enklaste att använda, såsom exempelvis nat- triumhydroxid, kaliumhydroxid, ammoniak.

Dessutom, såsom redan nämnts, beskriver tidigare teknik den störande karaktären hos flervärda katjoner, såsom exempelvis Ca2+, Mg2+ rer med låg molekylvíkt, vilka används som flytbarhetsbefräm- , med avseende på effektiviteten hos alkaliska polyme- jande medel för vattenbaserade borrleror.

Nu har sökanden under sin forskning klart visat, att natu- ren hos den katjon, som användes för att omvandla syrafunktio- nerna i polymererna och/eller sampolymererna till salt, var vä- sentlig för att uppnå den flytbarhetsbefrämjande effekten i borr- lerorna, varvid denna effekt var större ju högre elektronegativi- teten hos den saltbíldande metallen var. Och detta fenomen för- blev sant även för de enligt tidigare teknik illa beryktade fler- värda katjonerna såsom kalcium, magnesium, mangan, dvs sådana som var kända för att orsaka en förändring i det behandlade me- diets tillstånd.

Sökanden har likaledes klart visat att effekten av den katjon, som motsvarar en metall med en elektronegativitet vilken företrädesvis är större än l, är tydligare ju högre densiteten för den använda leran år, vilket densitetsförhöjande medel än användes, såsom exempelvis kalciumkarbonat, bariumsulfat .... _ Sålunda bekräftar jämförande analys enligt tidigare tek- nik som hänför sig till konventionella flytbarhetsbefrämjande medel för borrleror och de experimentella resultat som erhållits vid sökandens forskning inom detta område, att polymeren och/ eller sampolymeren bara är en flytbarhetsbefrämjande beståndsdel, varvid den andra beståndsdelen som väsentligt förstärker den flytbarhetsbefrämjande effekten är åtminstone en katjon, som motsvarar en metall enligt ovanstående definition och med en elektronegativitet som företrädesvis är större än 1, varvid den- na flytbarhetsbefrämjande verkan är större ju högre elektronega- tiviteten för nämnda element är.

Nu har sökanden funnit, att de polymerer och/eller sam- polymerer, som är bärare av det flytbarhetsbefrämjande aktiva elementet enligt uppfinningen, skall ha en syrakaraktär, dvs måste innehålla åtminstone en syrafunktion, såsom exempelvis av karboxylsyra-, hydroxamsyra-, svavelsyra-, sulfonsyra-, 10 15 20 25 30 35 6 462 914 fosforsyra- eller fosfonsyratyp.

De polymerer och/eller sampolymerer, som är avsedda att användas enligt uppfinningen, härrör från polymerisation av åt- minstone en av de monomerer eller sammonomerer, som förfogar över eller innehåller syrafunktioner eller som har möjlighet att bilda sådana funktioner, såsom exempelvis akryl- och/eller metakryl-, itakon-, kroton-, fumarsyra-maleinsyraanhydrid eller isokroton-, akonit-, mesakon-, sinapin-, undecylên-, angelin-, hydroxiakryl-, akrolein-, vinylsulfon-, akrylamid-alkylsulfon- syra, svavelsyraestrar och/eller fosforsyraestrar av akrylater och/eller metakrylater av alkylenglykol, eventuellt förbundna med akrylamid, alkylnitril, estrar av akryl- och metakrylsyror och i synnerhet dimetylaminoetylmetakrylat, vinylpyrolidon och vinylkaprolaktam, eten, propen, isobuten, diisobuten, vi- nylacetat, styren, alfametylstyren, metylvinylketon.

De polymerer och/eller sampolymerer, som används som bärare för den katjon, som motsvarar en metall vald bland mag- nesium, zink, koppar, mangan och aluminium och vars elektronega- tivitet företrädesvis är större än l, är erhållna genom poly- merisation eller sampolymerisation i närvaro av för fackmannen välkända initiatorer och regulatorer för ovannämnda monomerer, enligt kända förfaranden, i vattenhaltigt, alkoholhaltigt, vat- ten-alkoholhaltigt, aromatiskt eller alifatiskt medium.

Sålunda kan polymerisationsmediet vara vatten, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanoler, dimetylformamid, di- metylsulfoxid, tetrahydrofuran, aceton, metyletylketon, etyl- acetat, butylacetat, hexan, heptan, bensen, toluen, xylen, merkaptoetanol, tert-dodecylmerkaptan, tíoglykolestrar, n-do- decylmerkaptan, ättíksyra, vinsyra, mjölksyra, citronsyra, glukonsyra, glukoheptonsyra, 2-merkaptopropionsyra, tiodíetanol, koltetraklorid, kloroform, metylenklorid, metylklorid, estrar_ och/eller etrar av monopropylenglykol, etylenglykol. i De sura polymererna och/eller sampolymererna, som är av- sedda för att användas som bärare för det aktiva katjoniska ele- mentet enligt uppfinningen, har vanligtvis en specifik viskositet av högst lika med 9. Men det är önskvärt, att nämnda polymerer och/eller sampolymerer är valda inom området med specifika vis- kositeter mellan 0,2 och 3 och till och med föredraget mellan 0,3 och 1,5. 10 15 20 25 35 7 462 91,4 Vid slutet av polymerisationen är polymerisatet i lösning åtminstone delvis omvandlat till salt medelst ett saltbildande medel, vars katjon är av ovan angivet slag och vars elektronega- tivitet företrädesvis är större än l.

Den saltbildande katjonen är sålunda vanligtvis vald bland de metaller, som har en elektronegativitet av mellan 1,0 och 2,0 och företrädesvis mellan 1,2 och 1,9.

Den åtminstone delvisa saltbildningen av syrafunktionerna på polymererna och/eller sampolymererna kan likaledes erhållas genom kombinationer av katjoner, vari åtminstone en motsvarar en metall med en elektronegativitet, som företrädesvis är större än 1 och som önskvärt ligger inom nämnda områden.

Saltbildningsgraden för syrafunktionerna på nämnda poly- merer och/eller sampolymerer genom åtminstone en katjon av ovan angivet slag och företrädesvis med en elektronegativitet större än l, är önskvärt åtminstone 5%, men ligger företrädesvis mel- lan 20% och 80%.

Det är tydligt, och det har sökanden funnit, att den par- tiella saltbildningsgraden för syrafunktionerna kan erhållas på likvärdigt sätt genom blandning av lämpliga fraktioner av polymerer och/eller sampolymerer som är helt omvandlade till salt och helt surgjorda.

I praktiken kan den vätskefas, som resulterar från poly- merisationen och som innehåller de delvis till salt omvandlade akrylpolymererna och/eller -sampolymererna, användas i denna form som flytbarhetsbefrämjande medel för borrleror, men den kan likaledes vara behandlad på vilket som helst känt sätt, för att avlägsna denna fas och isolera de delvis till salt omvandla- de polymererna och/eller sampolymererna i form av ett pulver, som kan användas i denna andra form som flytbarhetsbefrämjande medel.

Den specifika viskositeten för de enligt uppfinningen an- vända polymererna och/eller sampolymererna, som symboliseras med bokstaven "n" bestämmes på följande sätt: Man frâåïïäller en lösning av polymer och/eller sampoly- mer, som är omvandlad till salt till 100% (saltbildningsgrad = 1) medelst natriumhydroxid för mätningen, genom upplösning av 50 g torr polymer och/eller sampolymer i en liter av en lösning av destillerat vatten innehållande 60'g NaCl. Därefter mäter man .H _ med šäskapšåzäíviskosimeter, som är placerad i ett termostatbad vid ZSOC, utrinningstiden för en given volym av ovannämnda lös- ning innehållande den alkaliska akrylpolymeren och/eller -sam- polymeren, såväl som utrinningstiden för samma volym av en vat- tenlösning av natriumklorid utan nämnda polymer och/eller sampo- lymer. Det är då möjligt att definiera den specifika viskosite- ten "n"SpeC tack vare följande samband: (utrinningstiden för _ (utrinningstiden för polymerlösningen) NaCl-lösningen) nspec _ _______________________________________________ -- utrinningstiden för NaCl-lösningen Kapillärröret väljes vanligen på sådant sätt, att utrinningstiden för NaCl-lösningen, utan polymer och/eller sampolymer, är unge- fär 90 till 100 sekunder, vilket medger mätningar av den speci- fika vískositeten med mycket god precision.

Omfattningen och fördelen med uppfinningen inses bättre med följande exempel 1 till ll.

I exemplen 2 till 7 har sökanden frambringat extrema svå- righeter genom att använda mycket viskösa leror, som vanligen inte används på borrarbetsplatser, för att bättre klargöra skill- naden mellan de effektiva flytbarhetsbefrämjande medlen (enligt uppfinningen) och de som inte är effektiva (enligt tidigare tek- nik), när lerorna har gjorts tyngre.

Exempel 1: ' Detta exempel illustrerar framställning av sura homo- polymerer och sampolymerer, som tillhör tidigare teknik och som erhållits genom något för fackmannen välkänt radikalpolymerisa- tionsförfarande, i vatten-, vatten-a1kohol- eller lösningsmedels- miljö, i närvaro av katalytíska system (peroxider, persalter) och överföringsmedel (alkoholer, merkaptaner), som är välkända för fackmannen. _ Alla dessa polymerer (numrerade från 1 till 7) och sam- polymerer (numrerade från 8 till 25), som erhållits genom poly- merisation eller som är kommersiellt tillgängliga (numrerade 26 och Z7 : Alcomer 75L saluförd av "Allied Colloids"), och som var upplösta i vatten för att bilda lösningar med ett torrinne- håll av 41%, hade helt eller delvis blivit omvandlade till salt i borrlerorna med hjälp av saltbildande medel vars katjon mot- svarade en metall med en elektronegativitet av högst lika med 10 15 20 9 462 914 0,9 enligt tidigare teknik och enligt uppfinningen, företrädes- vis med en elektronegativitet som är större än 1, varvid den ligger inom det stora elektronegativitetsområde som sträcker sig från 1,0 till 2,0, enligt Pauling-tabellerna, som publice- rats exempelvis i följande verk: - Notions Fondamentales de Chimie av D.H. Andrews och R.J. Kokes utgiven av DUNOD Université 1968 (tabell V - sidan 111).

- Sargent-Welch Scientific Company - 4647 West-Foster Avenue - Chicago - Illinois - 60630.

- Usuel de Chimie Gênérale et Minérale av M. Bernard och F. Busnot utgiven av DUNOD - 1984 (sidorna 98-99).

På samma sätt fastställdes systematiskt de specifika vis- kositeterna för polymererna, enligt ovan beskriven metod.

Följande Tabell I visar en lista på olika flytbarhetsbe- främjande medel, som användes i de andra exemplen, för att il- lustrera uppfinningens ändamål och framför allt för att jämföra den med tidigare teknik.

I denna tabell blir de syrafunktioner, som inte är om- vandlade till salt under framställningen, därefter omvandlade till salt genom det natriumhydroxid, som är närvarande i borr- leran. 10 Tabell I ÅEII o! ma...

A1 a oo _ - . N ._ . o 2 ooäoä ošfioooš ooo: o H N H 22 = 3 o moooïoo ooï? 2 >o wnmmsfiom oo. a oofl . ocmx .Po .S6 4 mo .Hoëoufio vw ooo: a oo o.~ - oå ocoo. ä. 2.6 oo mmmD R OO mi.. NSoOV :N _ Oß.O NN ooo: a oo må oc: 2.6 HN få .. ofiaäoooos É a oo o.o oêo. å 2.6 -ooïoooooooo oo Ho. a om m6 N :ox oß.o . >o .Houoo m." moon a oo mm." .. Nmfi N26. u: fivmfi lëšwoomooo mo" oooo a 8 n o _. ~ o ES s. oßo ä. oëïäooo S E. . a oo o o wmooz om o .owo . . . oÄoTQVÉ oo moon a ovxa oo mwošmtfi r mi; wmoczx Com. w: oß.o Äxff w wcflcoomocoä ma oooo a oía oo o .Qmoå -..QS E8~ao\ zoo. u: oño -_53 mooooeooooaoo 3 oooo a oo . ok .. ~.~ NES o: 2. o 2 ooo: a oo o o | ~ fi ES o: 2.6 wo oo. a oo od :ooz 2.6 S oë a oofl o.o :oøz 2.6 2 R 00 fl-H .l Nffl N n .WOW . . . UflENHäHM/w ooo: wsoo. a wo. o Éo oošoïívz» o . . . ÄVZ> fi :ficuomocoä .HF R oo m o :ooz mo o :Emm ocoooëæfiomäow m oooo a oo o; ._ o; N33 u: ooá a.

.HF R Om m.O N :Oøz Om.O w ooo: a oo nå 1 wå NES u: oo.o o "Eos a ow nå.. | NÃ Nfioov u: om.o ooæofiæovooxflom w ooo: a oo o; 1 NJ ES o: oo.o o oo. a oo m6 :ouz oo.o w ä. a oofl m6 :ooz oo.o d o .E .woaw wcfifisoo owflflco HoooE 2.3 .Eoooooofioofioo :oïfios »oo ooo ooïo m . owomflofio. Öäow Åoåpowocooobomfim osooz :oxoff wficoomocoëaoo .AowoE owcowflnoàow .šofiuocm oooofioov. ocoooorfioo Jfionokfio 10 15 20 11 462 9111 Exempel 2: Detta exempel illustrerar den flytbarhetsbefrämjande verkan av medlen enligt uppfinningen i jämförelse med medlen enligt tidigare teknik, som införes i en borrlera, vars vat- tenfas var havsvatten och vilken hade framställts i ett labo- ratorium med den metod som innefattar stegen A till H nedan, varvid utgångspolymeren var polyakrylsyra.

Steg A: Man framställde basleran på följande sätt genom att pla- cera 500 ml havsvatten (Medelhavet) i en Hamilton Beach-skål, därefter tillsattes 1,5 g (dvs 3 g/l) Naz C03, sedan 12,53g (dvs 25 g/1) av en bentonít (K) (utbyte från 18 till 20 m /t mätt enligt normen OCMA-DFCP nr 4 - 1973), under det att man rör- de om i Hamilton Beach-skålen i position "Low", under 10 minuter.

Därefter infördes 50 g (dvs 100 g/1) av en attapulgit (L) (utbyte från 14 till 15 m3/t uppmätt enligt normen OCMA-DFCP nr 1 - 1973), under det att man omrörde i 15 minuter.

Sedan infördes, under omröríng, 3,5 g (dvs 7 g/l) av en karboximetylcellulosa (teknisk CMC med låg viskositet motsvarande normen OCMA-DFCP nr 2 - 1980) under omröring i 15 minuter.

Slutligen tillsattes 60 g (dvs 120 g/l) av en fyllmedels- lera (M) med låg svällning (utbyte från 8 till 9 m3/t mätt enligt normen OCMA-DPCP nr 4 - 1973) och man behöll omröring i 45 minu- ter.

Under framställningen behölls pH vid 9,5 genom en 50%-ig natriumhydroxidlösning.

Man upprepade flera gånger detta försök, därefter blan- dade man de olika sålunda framställda lerorna för att erhålla en homogen vätska, som utgjorde, efter 24 timmars vila vid omgivande temperatur, den behandlade basleran i stegen (B) till (H).

Den homogena basleran hade följande reologíska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 97 Plastisk viskositet : V.P. : 41 Utbytesvärde : Y.V. : 112 Geler 0/10 : Geler O/10 : 152/170 Alla dessa egenskaper är välkända för fackmannen, och som är beskrivna i detalj i arbetet “Manuel de Rhéologie des fluides de forage et laitiers de ciment" - Edition Technip - 1979, uppmättes med hjälp av en viskosimeter FANN 35 vid ZOOC.

Steg B: Till ett prov om 500 ml av basleran tillsatte man 2,5 ml 10 15 12 462 914 av det flytbarhetsbefrämjande medlet, som skall testas, därefter omrörde man under 10 minuter med Hamilton Beach-skålen i läge "Low".

Man justerade pH till 9,5, därefter uppmätte man egen- skaperna för denna nya lera.

Steg C: Den lera, som gjorts flytande och som erhållits i steg B läts stå och åldras i 16 timmar vid 150oC i en rotationsugn.

Efter avsvalning reglerades pH till 9,5, därefter upp- mätte man egenskaperna för leran.

Steg D: Detta steg benämnes "barium"-steget för leran. För att göra detta uttogs 500 ml av den lera, som framställts i steg C, och man tillsatte 400 g (dvs 800 g/1) bariumsulfat enligt nor- men OCMA, specifikation DFCP nr 3 - februari 1963. Densíteten efter denna tillsats var 1,65.

Man omrörde under 30 minuter med hjälp av Hamilton Beach-skålen i läge "Low" och reglerade pH till 9,5.

Man har på detta sätt erhållit en lera med ökad densitet till densiteten 1,65, på vilken man uppmätte egenskaperna.

Steg E: Leran med den ökade tätheten i steg D tilläts åldras vid 120°C under 16 timmar i en rotatíonsugn.

Efter nedkylning reglerade man pH till 9,5, därefter upp- mättes egenskaperna för denna nya lera.

Steg F: Man uttog 500 ml av den åldrade leran i steg E och man tillsatte 2,5 ml (dvs 5 l/m3) av det flytbarhetsbefrämjande me- del, som skall testas, därefter omrörde man under 10 minuter med Hamilton Beach-skålen i läge "Low".

Man justerade då pH till 9,5, därefter uppmätte man egenskaperna för leran.

Steg G: Till leran, som härrörde från steg P, tillsatte man under samma betingelser 5 l/ms av det flytbarhetsbefrämjande medel, som skall testas.

Steg H: Till leran från steg G tillsatte man en andra gång 5 1/ms av det flytbarhetsbefrämjande medel, som skall testas, under samma betingelser som i steg F.

Förfarandet upprepades lika många gånger som man hade flyt- barhetsbefrämjande medel som skulle testas, vilka antingen till- hörde tidigare teknik eller utgjorde ändamål för uppfinningen.

Alla de resultat som hänför sig till de flytbarhetsbe- främjande medlen 1 till 7, är samlade i tabell II nedan: 10 15 20 30 13 462 914 Tabell II ' xPlytbàrhetsbe-l I ämjande medel 2 3 4 5 5 7 R°°1°2i TT TT UPPF UPPF UPPF _TT UPPF Baslera v.A. 42 44 40 40 40 43 40 '° + 3 v.P. 24 24 24 2a 23 23 22 m, 5 l/m Lv. 35 40 32 34 34 40 as g ifllytgaš-n ïe- 0/10 29/137 32/140 25/119 29/130 29/121 32/125 25/110 v) 6115 6 ram- er jande medel o stegâß v.4. 32 32 90 29 29 32 29 + v.1>. 14 14 13 13 15 15 11 ä” 199 - 150-0 Lv. 39 39 34 32 29 34 34 5 Ge- 0/10 21/70 20/95 20/70 19/71 19/97 19/95 23/95 ler Steg C v.A. 112 109 112 99 100 120 99 n + v.P. 53 59 49 42 49 53 39 u, aaryf Lv. 119 99 12s 109 109 134 129 g a = 1,95 G9- 0/10 104/149 94/123 109/149 99/129 95/135 120/170 111/149 _ w ler a Steg D v.A. 103 109 111 97 99 119 99 + v.1>. 42 47 49 39 43 47 31 få* 1sh - 120-c my. 122 122 130 119 110 142 119 ä Ge- 0/10 105/149 70/110 47/157 9s/1a1 99/143 110/150 100/130 ler Steg E v.A. 103 100 97 95 92 119 91 "' * 3 v.1=. 40 39 a7 35 as 45 25 c? h _ 7.7. 129 124 120 100 94 142 72 å» bešräâš ' G9- 0/10 105/145 99/105 100/135 77/111 75/112 99/132 51/99 medel ler I 0 Små P v.A. 110 112 95 79 79 112 59 5 l/mš v.r. 44 45 37 aa 32 45 23 w _ Lv. 132 134 11s 92 99 134 99 å” ' G9- 0/10 114/153 99/105 97/127 99/102 72/110 77/125 45/93 medel 161' Steg G I I 7 I _ l __: 1 v.A. 114 11s 92 9 73 112 55 5 l/mš- v.1=. 45 49 35 32 33 45 24 w Y.v. 139 -140 114 94 90 l 134 92 I 1 h.- få , Ge- 0/10 120/155 79/109 93/125 70/101 99/105 75/135 41/94 J) medel 191" à 10 15 20 25 14 462 914 Tabellen visar att, natriumsalterna av polyakrylsyror inte ut- gör flytbarhetsbefrämjande medel för borrleror, då de har fått ökad densitet, under det att samma polymerer, som omvandlats till salter med magnesium, leder till en betydlig minskning av egenskaperna V.A., Y.V. och gel 0.

Exempel 3: Detta exempel illustrerar i jämförande syfte den flyt- barhetsbefrämjande verkan på en borrlera, vars vattenfas är havsvatten, av ett flytbarhetsbefrämjande medel enligt uppfin- ningen, vilket utgöres av en sampolymer av akrylsyra (70%) och akrylamid (30%), vari 60% av syrafunktionerna har omvandlats till salt genom magnesium med en elektronegativitet av 1,2, och av ett flytbarhetsbefrämjande medel enligt tidigare teknik, vilket bílàfls av samma sampolymer, vari 60% av de sura funktioner- na har omvandlats till salt med natrium med en elektronegativitet av 0,9. ' För att genomföra detta framställde man först en borr- lera i laboratoriet, enligt det arbetssätt som beskrives i exem- pel 2, dvs genom att utföra steg A.

Vid slutet av steg A hade den homogena basleran följande reologiska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 122 Plastisk viskositet : V.P. : 47 Utbytesvärde : Y.V. : 150 Geler 0/10 : Geler O/10 : 120/146 Denna tabell visar, att för samma dos flytbarhetsbefräm- jande medel uppvisar den borrlera, som innehåller medel enligt uppfinningen, ett mycket bättre reologiskt uppträdande än den borrlera, som innehåller flytbarhetsbefrämjande medel enligt ti- digare teknik. Vad som hänför sig till dessa två borrleror, visas i tabell III nedan: 10 15 20 25 35 15 t 462 Tabell E Plytbarhetsbefräm- 'ande medel 5 9 III' Reologl TT UPPF m Basíera v.A. ss 51 5 l/mß v.P. 22 90 bl) B flytbarh__ Y-V. 52 42 w befrämjande Ge- 0/10 70/105 34/106 medel 191' U Steg a v.A. 29 27 m, + v.P. 13 10 3 1611 - 1s0°c v.v. 32 34 w Ge- 0/10 21/92 22/76 ler a, Steg c v.A. 92 91 + v.P. ss 42 2,” naryt Y.v. 114 110 3 d = 1,55 Ge- 0/10 117/174 99/134 ler h, Steg. n v..\. 104 92 + V.P. 42 36 å” 1011 _ 120-0 Y.v. 124 112 w Ge- 0/10 123/193 91/125 ler ._ Små E v.1. 102 94 w 5 ”m3 v.1>. as aa e fl tb h _ Y.v. 134 102 4.1 y 8.1' . w befrämjandä Ge- 0/10 130/184 e6/11s medel ler g Steg F 11.4. 104 19 + 3 v.P. 30 30 gb 5 l/m v.v. 149 99 5 flflëalïh" Ge- 0/1o 146/172 80/109 befrarnjande medel 161' I Steg G v.A. 112 ao * 3 v.P. 99 az ä :Sfll/bm 1 Lv. 140 90 3,; Vtnaïfï” Ge- 0/10 1601182 93/112 befrarnjande ler medel 10 15 20 25 30 16 4622 914 Denna tabell visar, att för samma dos flytbarhetsbefräm- jande medel uppvisar den borrlera, som innehåller medlet enligt uppfinningen ett mycket bättre reologiskt uppträdande än den borrlera, som innehåller det flytbarhetsbefrämjande medlet en- ligt tidigare teknik. ' Exempel 4: Detta exempel illustrerar den flytbarhetsbefrämjande ver- kan för medlet enligt uppfinningen, som införes i en borrlera, vars vattenfas är havsvatten.

För detta ändamål framställde man först en borrlera i laboratoriet, s k baslera, enligt arbetssättet i exempel Z, dvs genom att utföra steg A.

Vid slutet av detta steg hade borrleran följande reolo- giska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 98 Plastisk viskositet : V.P. : 45 Utbytesvärde : Y.V. : 106 Geler 0/10 : Geler 0/10 : 147/169 Sedan uttog man ur denna baslera 9 prover om 500 ml var- dera, som därpå utsattes för vart och ett av stegen B till H på arbetssättet enligt exempel 2, i närvaro av ett flytbarhetsbe- främjande medel.

Varje använt flytbarhetsbefrämjande medel var en sampoly- mer av akrylsyra (65%), akrylamid (15%) och fosforsyraester av etylenglykolmetakrylat (20%), vars syrafunktioner hade blivit delvis eller helt omvandlade till salter: - med natrium (flytbarhetsbefrämjande medel 10, 11 och 16), som utgör medel enligt tidigare teknik. - med en metall med en elektronegativitet enligt uppfinningen (flytbarhetsbefrämjande medel 12, 13, 14, 15, 17 och 18).

Alla de resultat, som hänför sig till dessa borrleror,ï visas i tabell IV nedan: I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 17 Tabell IV F u n ...__ a u m ..

I P 3791 B56/ 9241 20 1 .o 61 5921 0220 1 W 2 U 212.11. ISOU SAHU 737V 737V 747Ü I.. M ............n..II f n Lri n 2 0 .a 6 IIIIUIII I? 1 ISGN 71.3” 2 IW 6 4 2 2 w. .n ...nw .fåw ...lny annu »än »nun »än W ß 2 fl Ü N I' l I' l- 'll \l n n ïšm nå, nan.. .Én _... »n .nanm nïn.

.G a 0» 15% n» 10% 2 1o°n 14 21.» 2 14” llllllllllfllillilflIII...IIHIIIIIIhIIIIIIMIIIIII...I n l Ill'“|l 2 7 ß .Ål 5 X 2 S F 31 1 636/ 6 1 0 1 P 42 / 2125 N SU ß 23.01 7 I 7..7/ INN IIIIW u 1 n an ß. a u 2 7 4 J? 7 2 2 0 0 .. m ...um annu »än n... n »än nu n n» n 1 7 1 5 | ...II _.. II .. .Ilnllll n.. w .I P iaf 2 11.2/ 11- 1 2 1 42M/ 212! 1 1 2 21 1 12 W .d l G4 U 8 7 7W 36% | ._ .. _... ||..im||||||n|f||||n|||| . 1 | 4 . III' I-IIÜIIIIQ' ia 7 »J Ö t. w -I 2 F J 2 1 .. w .nam ...nav nanm »än ...inn n» n nanm 14 Û n n .Iull |||| ln ||||| lmlll.. ln.. ß. in |.I .Ilnalu-IIIIÜI-lll-l' 1 “EON 420% ROH 128.4 m.. ß ß 1 n 240% 2129 N45/ GSSH NN H DN N 24 I :d Q. ß nl ß a l O n S9 1 020/ 30 1 6 4 2 2 1 42%/ 2129 94%/ n. UN ...a-MH 2461 341 039 I :l lll: . 0 I . m 10; :4 :OA me. 102 0 m r o 0 uu o 0 n” c n :w a u o, I I n fi n nav. .än ...få ...wo ...rfå ...V6 ...än 1 'via-T 'VV-.T vvvn.f LV-In-f |.».f .v-.r ..- .Wïæ .mh . .uk ræk . .WR VV än.. Vvïnæh Vïïfwfl am c I. IIIJeIII 1 .m8 .% I .ß .nu . .G1 .E C D . .W ÜW .MW mt-lfiffl: wow... .tßo . ¶ F. I.. fiia ...J t.. Û.) WH. .1 10/ 1 I . ä! 1. ä§ mbnfll rr 3 .ß G flaflß 1 3 s 1w.1% S Q t u t . Zo/W/T Éom . fløefi/.DTI F .m .æ Sfl 1 S d S E n.. 1fl%.% m Ufifi w lvnnåw .. . S S flfiï I 144.1 InI-lillfllllul-IIÜIIIÉFIS ull S 5 n uouw _ u muum _ n uoum _ u uoum _ u muuw _ o uIu fn : uouw .I||I lll I 10 15 18 4¿5Benšh1Égbell bekräftar att vid lika dos flytbarhetsbe- befrämjande medel uppvisar den borrlera, som innehåller medlet enligt uppfinningen, ett mycket bättre reologiskt uppträdande än den lera, som innehåller flytbarhetsbefrämjande medel enligt tidigare teknik.

Emellertid visar denna tabell likaledes, att den flytbar- hetsbefrämjande verkan i borrlerorna på medlet enligt uppfin- ningen, är mer betydande ju högre elektronegativiteten för den saltbildande metallen är, t o m med flervärda katjoner såsom magnesium, som har särskilt dåligt rykte i samband med borr- leror enligt tidigare teknik.

Exempel 5: Detta exempel illustrerar den flytbarhetsbefrämjande ver- kan på medel enligt uppfinningen, som införes i en borrlera vars vattenfas är havsvatten, och denna jämföres med ett flyt- barhetsbefrämjande medel, som tillhör tidigare teknik.

Det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt tidigare teknik (24 i tabell I) är en alkalisk akrylsampolymer, marknadsförd un- der märket ALCOMER 75 L av företaget Allied Colloids.

Det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen (25 i tabell I) är samma alkæüska akrylsampolymer ALCOMER 75 L, som modifierats av sökanden, genom eliminering av den alkaliska katjonen genom passage genom katjonbytarharts, och därpå överfö- ring av den sura sampolymeren till magnesiumsalt med en elektro- negativitet av 1,2 - 1,3.

För detta ändamål framställde man en borrlera i laborato- rium, enligt det arbetssätt som beskrives i exempel 2, dvs under genomförande av steg A.

Vid slutet av steg A hade den homogena leran följande reologíska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 73 Plastisk viskositet : V.P. : 27 Utbytesvärde : Y.V. : 92 Geler 0/10 ' Geler 0/10 71/93 Därefter uttogs ur denna baslera två prover om 500 ml vardera, som sedan utsattes för vardera stegen B till H i när- varo av flytbarhetsbefrämjande medel enligt tidigare teknik (flytbarhetsbefrämjande medel 24) och enligt uppfinningen (flyt- barhetsbefrämjande medel 25). 10 15 25 35 f C142 ~' Alla de resultat, som hänför sig till dessa êšàzborrlélor, visas i tabell V nedan: 19 medel Tabell V FlytbârhetSbefïäm' 2 4 2 5 'anàanædel ' III".

Re0l0g1 TT UPPF Baslerå v.A. 92 ao "° s 1 / m vm. 11 19 :f Y.V. 30 24 ä flytlsarlh- Ge- 0/10 19/96 20/63 , beframg. ler nædel u steg s 11.41. 94 27 m + v.1=. 9 12 e 1611 - 1s0°c Lv. so 90 ä Ge- 0/10 26/62 19/64 ler n steg c v41. as 66 + V.P. 30 28 00 Baryt Y.V. 110 80 3 a = 1,65 Ge- 0/10 91/121 s4/1o1 ' W ler m steg n v.A. 99 vs + v.v. 96 26 br, 1611 _ 120~c v.v. 126 se 3 Ge- 0/10 'me/las 72/10? w ler h Steg z v.A. 69 63 + 3 væ. 91 as e? s 1 / n mr. 116 76 ä f1ytbarh.- Ge- 0/10 1031126 ss/a? befrämj. ler redel u Steg i' V.A. 92 56 m + 3 v.P. 32 23 s s 1 / n v.v. 120 66 ä flytbarh, Ge- 0/10 107/127 sa/az befrämj. ler medel :n Steg G V.A. 92 56 + V.P. 29 22 2? s 1 / ma Y.v. 126 66 J; f1ytbarh.- Ge- 0/10 108/131 46/84 befrämj. ler 10 15 462 914 2° Tabellen visar, att vid samma dos flytbarhetsbefrämjande medel den borrlera, som innehåller medlet enligt uppfinningen, uppvisar mycket bättre reologiska egenskaper från steg D än borr- leror, som innehåller tilllsatser av flytbarhetsbefrämjande medel enligt tidigare teknik. = “fïilmzíï Detta exempel illustrerar den flytbarhetsbefrämjande « verkan för medel enligt uppfinningen, som införes i en borrlera, vars vattenfas är färskvatten, och detta i jämförelse med ett flytbarhetsbefrämjande medel, som tillhör tidigare teknik.

Det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt tidigare teknik är en polymer av akrylsyra (flytbarhetsbefrämjande medel 2 i tabell I), vilket är omvandlat till salt med natrium med elektro- negativitet 0,9.

Det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen är samma akrylsyrapolymer (flytbarhetsbefrämjande medel 5), som om- vandlats till salt med magnesium med elektronegativitet 1,2-1,3.

För att genomföra denna jämförelse mellan de flytbarhetsbe- främjande medlen framställde man först en borrlera i laboratorium enligt det arbetssätt, som beskrivits i exempel 2, men under det att man genomför steg A enligt följande arbetssätt: Steg A: man framställde basleran på följande sätt genom att pla- cera 500 ml färskvatten (TH 250) i en Hamilton Beach-skål, där- efter tillsatte man 25 g (dvs 50 g/l) av en bentonit (K) (utbyte 18 till 20 m3/t uppmätt enligt normen OCMA-DFCP nr 4 - 1973) under omröring i läge "Low" under 10 minuter.

Man införde under omröring 3,5 g (dvs 7 g/1) av en karboxi- metylcellulosa (teknisk CMC med låg viskositet enligt normen OCMA-DFCP nr 2 - 1980) under omröring under 15 minuter.

Slutligen tillsattes 60 g (dvs 120 g/1) av en fyllmedels- lera (M) med låg svällning (utbyte 8 till 9 m3/t uppmätt enligt normen OCMA-DPCP nr 4 - 1973) och man behöll omröringen i 45 mi- nuter.

Under hela framställningsförfarandet justerades pH till 9,5 med en 50%-íg natriumhydroxidlösning.

Man upprepade flera gånger denna framställning, därefter blandade man de olika sålunda framställda lerorna för att erhålla en homogen vätska, som efter 24 timmars vila i omgivande tempera- tur utgjorde den behandlade basleran i stegen (B) till (H), 10 21 462 914 Den komogena basleran hade följande reologíska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A : 131 Plastisk viskositet : V.P. : 47 Utbytesvärde : Y.V. : 168 Geler 0/10 : Geler O/10 : 127/215 Därefter uttogs ur basleran två prover om 500 ml vardera, som sedan utsattes vart och ett för stegen B till H i närvaro av flytbarhetsbefrämjande medel enligt tidigare teknik (2) och en- ligt uppfinningen (5).

Alla de resultat, som hänför sig till dessa två borrle- ror, visas i tabell VI nedan: 22 4652 9'ïá Tabell VI Flytbarhetsbefräzn- 2 s jande medel III' R . °°1°g1 TT UPPF Baßlera v.A. s1 se 5 n + væ. as as m 5 1 / m3 YN. 42 34 g flytbarh, Ge- 0/10 16/26 10/25 W befrämj. 161' medel ° steg n v.1. aa za 10 .gfl + væ. az ao 3 1611 - 1so°c ¥.v. aa 16 Ge- o/1o 10/16 5/9 ler n Steg 0 V.A. 74 50 + væ. 48 as 15 ä? sax-y: Lv. sz 2s_ ö? a = 1.65 Ge- o/1o 16/25 1/1a ler h, Steg n 11.1. 107 s? m + væ. 'ro 41 3 161» - 12o~c Lv. 74 40 20 m _. 0/10 22/as 11/19 Ge ler u, + 8 væ. 51 44 3 s 1 / n 7.11. 66 as V” flytbarh.- Ge- 0/10 22/32 12/20 befïämj. ler medel 25 o steg r 11.1. sz sa bl) f 3 VQPQ 58 B s 1 / n av. se 40 f” .dfiytbarhß Ge- o/1o zalas :la/aa befrämj. ler ädel I Steg G V.A. 94 64 30 + v.1>. sv 42 ”ä” s 1 / ma Y.v. '14 44 ä flytbarh» Ge- o/1o 27/41 15/21 befrämj. ler | medel | 10 15 20 25 4.62 914 Denna tabell bekräftar sålunda att vid lika dos flytbar- hetsbefrämjande medel uppvisar den borrlera, som är baserad på färskvatten och som innehåller medlet enligt uppfinningen, mycket bättre reologíska egenskaper än samma lera som innehåller det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt tidigare teknik.

Exempel 7: Detta exempel illustrerar den flytbarhetsbefrämjande verkan av medlet enligt uppfinningen, som införes i en s k tung borrlera, vars vattenfas är havsvatten (taget från Medelha- vet) och det densitetsökande medlet är kalciumkarbonat (marknads- fört under benämningen DURCAL 15 av företaget OMYA).

För detta ändamål framställde man först en borrlera i laboratorium, benämnd baslera, enligt steg A på det arbetssätt som beskrives i exempel 2.

Vid slutet av detta steg hade basleran följande reologiska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 73 Plastisk viskositet : V.P. : 27 Utbytesvärde : Y.V. : 92 Geler 0/10 : geler 0/10 : 71/93 Sedan uttogs ur denna baslera två prover om 500 ml vardera, som sedan utsattes för vardera stegen B till H på arbetssättet enligt exempel 2 i närvaro av ett flytbarhetsbefrämjande medel, varvid man har i åtanke att steg D i detta exempel innefattar in- förande av CaCO3 i stället för det bariumsulfat, som användes i exempel 2, i en halt av 260 g CaC03 motsvarande en tillsats mätt i volym identisk med den för bariumsulfatet. Densiteten för le- ran var 1,40.

Varje använt flytbarhetsbefrämjande medel var en sampoly- mer av akrylsyra (65%), akrylamid (15%) och fosforsyraester av etylenglykolmetakrylat (20%), vars syrafunktioner var partiellt omvandlade till salt. I - med natríum (flytbarhetsbefrämjande medel 11), som utgör med- let enligt tidigare teknik. - med magnesium (flytbarhetsbefrämjande medel 12), som utgör med- let enligt uppfinningen.

Alla de resultat, som hänför sig till dessa borrleror, visas i tabell VII nedan: 24 10 20 462 914 Tabell VII Flfllzzäïzïäíïæ" n 12 III' 'IT UPPP .n Basfem v.A. 31 29 3 væ. 16 16 ä 5 l / m v.v. 26 22 5 flytbarh-- Ge- o/1o 20/61 16/74 befrämj. ler medel o steg n v.A. 26 26 ef, + v.P. 11 12 B 1611 - 1so°c Lv. ao 22 U” Ge- o/1o 2o/66 16/64 ler n steg c v.A. 67 ss w + væ. 27 26 3 ceco mr. eo 64 w a = 1,36 Ge- 6/10 61/96 43/69 ler e, steg n v.A. vs 69 w + væ. ao 24 g 1611 - 12o°c Y.v. as vo W Ge- o/1o 66/69 44/64 ler ,,_ Steg E V.A. 69 51 + 3 væ. 26 22 ä” 6 1 / n Lv. 66 ss ä flytbarh» Ge- o/1o 66/96 66/73 befrämj. ler medel c Steg F V.A. 69 50 än + 3 V.P. 25 22 | 5 6 1 l m Y.v. 66 66 flyrbarh» Ge- o/1o 66/96 36/79 befrämj. ler medel Steg G V.A. 72 49 I + v.x>. 26 23 w 6 1 / ms Lv. 94 62 I flytbarh__ ge' O/IÛ V3 -- - el' | | ÉÉÉÉW' 10 15 25 25 462 914 Denna tabell bekräftar, att vid lika dos flytbarhetsbe- främjande medel den borrlera, som är baserad på havsvatten och vars densitetshöjande medel är kalciumkarbonat, och som inne- håller medlet enligt uppfinningen uppvisar mycket bättre reolo- giska egenskaper än samma lera till vilken är tillsatt flyt- barhetsbefrämjande medel som tillhör tidigare teknik.

Exempel 8: Genom fig. 1 illustrerar detta exempel på ett jämförande sätt på en baslera från arbetsplatsen, den förbättring som åstadkommes genom de flytbarhetsförbättrande medlen enligt upp- finningen, när de användes i s k tunga borrleror, och klargör den tilltagande flytbarhetsbefrämjande verkan, som är förknippad med förhöjning av elektronegatívítet för den metall, som omvand- lar de sura funktionerna till salt i de använda polymererna och/eller sampolymererna inom ramen för uppfinningen.

Leran baserad på havsvatten, utan tillsats av baryt och utan dispergermedel, vilken härrörde från en borrarbetsplats och vilken hade uträttat ett arbete, dvs den hade cirkulerat i borrhålet och hade fått tillsats av lera, som härrörde från det aktuella området.

Denna baslera, som hade en densitet av 1,12, hade följande reologiska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 22 Plastisk viskositet : V.P. : 14 Utbytesvärde : Y.V. : 16 Geler 0/10 : Geler 0/10: 7/24 Därefter uttogs ur denna baslera nio prover om 500 ml vardera, som sedan utsattes för stegen D till H på sätt som be- skrivits i exempel 2 i närvaro av ett flytbarhetsbefrämjande medel, varvid stegen A, B och C utelämnades med hänsyn till bas- lerans ursprung. 2 Varje använt flytbarhetsbefrämjande medel var en sampoly- mer av akrylsyra (65%), akrylamid (15%) och fosforsyraester av etylenglykolmetakrylat (20%), vars syrafunktíoner var delvis ombíldade till salter med: - en metall med elektronegatívítet lägre än 0,95 (natrium, kalium, barium) (flytbarhetsbefrämjande medel 11, 19, 20), som utgjorde medel enligt tidigare teknik. - en metall med en elektronegatívítet enligt uppfinningen 462 9113 26 (magnesium, mangan, zink, koppar) (flytbarhetsbefräm- jande medel 12, Zl, 22 och 23), som utgjorde medel en- ligt uppfinningen.

Alla de resultat, som hänför sig till dessa borrleror, 5 visas i tabell VIII nedan: Tabell VIII nytbafhets- I I I I I I I I befrämjande I u In Izo II: I21I22 I 23! fledel i HT TT III I Ir IIPPP 'upvrluppr I IIPPPI I I I I I I I I 1512:33' I I I I I I I I o,aIo.s I o,aI1.zI1,sI1.sI1.aI I I I I I I I I I I I I I I I I I I IBaslera I LA. I u In Iei In In In In I QI Ivæ. IsaIssIasIasIxIasIssI I I Imv. IsoIsoIsoIsoIsoIsoIsoI ImIsxln° I Lv. I s: Iso Iso Iso Ian Ia: Is: lå I flyIbaI-II-I Ge- ø/wl :mel:s/sslaansIaa/vsqza/»Iuna:sm §°I :ç-y: IGe- olxoI aslnIaa/sxlaalsxIsa/sxlsa/sxIaa/szlas/sxl we-xnoIkf I I I I I I I I I__I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Iulsreg IIvJI. IazIuzIazIazIczIazInI Igø] . Iv.r. IssIssIsaIssIssIsaIs-:I |äIIeI-xzo°c|1.v. lszlszlszIszlszlszlszl I"'I IGe- o/wI :s/uIae/uIuJuIas/uIaø/uIx/uIaa/uI I_I I1°f I I I I I I I I I I ' I I I I I I I I I IIStegCIV-l- ISOISIIIIIISIIS-ZIS-'II-'III IhI v IYJ. ISSISIISÅISCISSINIS-ll I I Igågïlffli-Il" I I I I I II I' .I IIIII I I I I I I I IsaIuISxInInIAoI I I I I I I | Steg D I v.A.

IOI' Ö ”VQII Iwsx/fllnv. IszIsaIulzslulzn IÉÉ I I I I axlsaIsaIuIazlsz I I flWbafh-'I Ge- o/:oI :s/e-:Iaz/uIaslssIzanslxmsIzalsoIzz/va I I I I I 60 32 S6 Iæfrâfi.

Imde; Il" I I I I I I I I I I I I I fI I I I I I I I I I I I I I I II5teg;|v,A. sslszmzIsoIuInIasI I=| . |v.r, azInlaxIulazIszIszI INIsII-SILV. IuIszIszIrzIuIaoIzsI lå ' IGe- blwllfl/Io;pa/Inpo/ssIn/nlxsnaIzo/sslzo/ael I_1JI_I=¿e1 'Jm I I I I I I I I 10 15 20 25 27 462 911.

Denna tabell bekräftar, att vid lika dos av flytbarhets- befrämjande medel den borrlera, som innehåller medlet enligt upp- finningen uppvisar mycket bättre reologiska egenskaper än borr- leran som innehåller det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt ti- digare teknik. I Emellertid visar denna tabell likaledes, att den flytbar- hetsbefrämjande verkan på borrlerorna av medlet enligt uppfin- ningen är mer betydande ju högre elektronegativiteten av den saltbildande metallen är, t o m med flervärda katjoner, såsom magnesium och mangan, vilka har rykte om att vara särskilt besvärliga vad beträffar borrleror enligt tidigare teknik.

Enligt fig. 1, som är ett utdrag ur tabell VIII och som illustrerar detta exempel, är det intressant att konstatera, att utvecklingen av utbytesvärdet (Yield Value) som funktion av behandlingsstegen för leran, är karaktäristisk för den salt- bildande metallen för polymererna och/eller sampolymererna med sura funktioner.

Kurvorna, som hänför sig till natrium, kalium och barium med elektronegativitet lägre än 0,95, utgör en homogen grupp i vilken utbytesvärdet ökar som funktion av de efter varandra föl- jande behandlingsstegen för vilka leran utsättes, dvs vars flyt- barhetsbefrämjande verkan försvinner mycket snabbt i leror med ökad densitet.

De kurvor, som hänför sig till metaller med en elektro- negativitet enligt uppfinningen utgör en likaledes homogen grupp men vars utbytesvärde snabbt minskar som funktion av de efter varandra följande behandlingsstegen, för vilka leran ut- sättes, dvs vars flytbarhetsbefrämjande effekt gradvis i tiden förstärker lerorna med ökad densitet.

Exempel 9: Detta exempel illustrerar den svällningsinhiberande ver- kan på leror i borrleror baserade på havsvatten på grund av när- varo av det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen.

För att göra detta och enligt steg A framställes först en borrlera, en s k baslera, enligt följande framställningssätt: Steg A: Man placerade 2 000 ml naturligt havsvatten (uttaget ur Medelhavet i Golfe du Lion), i en behållare om 5 liter.

Sedan tillsatte man under omröring (Rayneri-turbin med diameter 50 mm, som roterar med 1 500 varv/minut) 8 g (dvs 4 10 15 FJ V1 'Jl G 28 462 914 g/l) teknisk natriumkarbonat för att åstadkomma utfällning av Cazfik- och Mgzïjoner.

Sedan infördes samtidigt i mediet 60 g (dvs 30 g/1) av en bentonit (K) (utbyte 18 till 20 m3/t mätt enligt normen OCMA- DFCP nr 4 - 1973) och 120 g (dvs 60 g/1) av en attapulgit (L) (utbyte från 14 till 15 m3/t mätt enligt normen OCMA-DFCP nr 1 - 1973) under omröring i 20 minuter.

I detta medium ínföres slutligen under omröring 14 g (dvs 7 g/1) karboximetylcellulosa (teknisk CMC med låg viskositet mot- svarande normen OCMA-DPCP nr 2 - 1980) under att omröring bibe- hölls i 30 minuter.

Under denna framställning kontrollerades och korrigerades pH för mediet med en lösning av natriumhydroxid på sådant sätt att detta hölls vid 9,5.

Steg B: Den baslera, som framställts i steg A, uppdelades i delar om 500 ml vardera.

Därefter tillsattes det flytbarhetsbefrämjande medlet till en fraktion om 500 ml under det att mediet hölls under omröring i 10 minuter (Hamilton Beach, läge "Low") och detta genomfördes för två olika koncentrationer av nämnda medel. ph justerades till 9,5.

Steg C: Till 500 ml av den lera, som härrör från steg B, och som innehåller det flytbarhetsbefrämjande medlet, sattes under omrö- ring (Hamilton Beach, läge "Low") 100 g (dvs 200 g/1) av en fyllmedelslera (M) och denna omröring bíbehölls i 30 minuter un- der det att man justerade pH till 9,5.

Efter en viloperiod om 24 timmar vid omgivande temperatur utsattes ånyo leran för omröring under 5 minuter och pH justera- des till 9,5 varefter egenskaperna uppmättes.

Steg D: Den lera, som härrör från steg C, bringades till en temperatur av 120°C i 16 timmar i en rotationsugn för att däri utsättas för åldring.

Efter nedkylning utsattes den sålunda åldrade leran ånyo för omröring i 5 minuter och pH justerades till 9,5 varefter egenskaperna uppmättes.

Förfarandet, som innefattar stegen B till D, upprepades så många gånger som man testade de använda flytbarhetsbefrämjan- de medlen och koncentrationerna av de flytbarhetsbefrämjande med- len, antingen de tillhörde tidigare teknik eller uppfinningen. 10 15 20 25 29 462 914 Alla de resultat, sem hänför sig till de flytbarhetsbe- främjande medlen 11 (tidigare teknik) och 12 (uppfinningen) är sammanställda i tabell IX nedan: Igbell IX I Élšåbarhetsbe- : 11 : 12 : jande medel I f” I TT I UPPF I I I l I I I I I I I I KOUC- I I I I I IReo1ogi /mal 5 I 10 I 5 I lo I I I I I I I I I I I I I I | Basleffl | v.A. | 39 | 29 _ l 40 | 29 l l + l v.P. l 25 l 24 | 21 l 23 l l l v.v. l 26 l 1o l 26 l 12 | l medel + o/1o|26/112 l 4/54 l 26/70 l s/s1 l I Fyllmedelsl Fíltfaf I I I I I I lera I API wa I mi' I 8'5 I 9'5 I 7'5 I l I I I I I I I I I I I I I I Efter I V-A- I 35 I 28 I ss l as l I åldring I V-P- I 23 I 20 I 26 I 27 | I l Y.v. l 24 l 16 l 16 l 16 l l llfâ; c/mlav/lao l 7/67 | 15/76 | 9/62 | l 16 n - 12o°c l rim-at l l l l | | Iwre-»PNI I °~1°'5|“-~'*| I I I I I Denna tabell visar sålunda, att det flytbarhetsbefräm- jande medlet enligt uppfinningen är mycket effektivt när det gäller att förhindra svällning av lerorna.

Denna tabell visar likaledes den mångfaldiga karaktären för det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen, efter- som den utöver att vara ett mycket effektivt flytbarhetsbefräm- jande medel också är en effektiv inhibitor för höjning av visko- 01 10 15 20 25 462 914 30 siteten hos leror med låg densitet, när de förorenas med leror. Éšgmpel 10: Detta exempel illustrerar den inhiberande verkan på sväll- ningen av leror i borrleror baserade på naturligt färskvatten med hårdhet lika med 250 TH (fransk hårdhet), tack vare närvaro av det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen.

För att göra detta och enligt steg A, framställdes först en borrlera, s k baslera, enligt följande framställningssätt: Steg A: Man placerade 200 ml färskvatten (TH 250) i en behållare om 5 liter.

Därefter tillsatte man under omröring (Rayneri-turbin med diameter 50 mm, som roterar med 1 500 varv/minut) 100 g av en bentonit (K) (dvs 50 g/l) (utbyte 18 till 20 m3/t mätt enligt normen OCMA-DFCP nr 4 - 1973) under omröring i 30 minuter.

Under denna framställning kontrollerades och justerades pH i mediet med en natriumhydroxidlösning på så sätt att detta hölls vid 9,5.

Sedan utsattes denna lera för samma förfarande som ovan beskrivna i stegen B, C och D i exempel 9, i närvaro av flytbar- hetsbefrämjande medel enligt tidigare teknik (11) eller enligt uppfinningen (12) och detta genomfördes för två olika koncentra- tioner av nämnda medel.

Alla de resultat, som hänför sig till de flytbarhetsbe- främjande medlen enligt tidigare teknik (11) eller uppfinningen (12) har sammanställts i tabell X nedan: 31 fill Q/ .n/f. |n|||l|||||||||l|||||l|||||||||||l|l||||||||I /O 6 6 1 9 Å» O 636/ - 0501 _. 1 11 2 6 211V 4 mw lllllllllllillllilil 5 W 5 380% 7 14 nu: 5 211/ 42M2 5 4 1. . 7 Û 2 0 2882 5 2383 I 1 21 / 321/ 4 3 4 1.. ||||||||l|||||||||||l|||l|||||||||||||l|||| X 1 Ü 1 1 8 S 8 8 1 5 2625 .. 026/ .. e 211/ 6 4 33 4 3 1 w T .3 0 Û Cm 1t3 1t3 lr m! 0 o o 0 .en .K ÅPV .t ÅPV .t ed o a ø-r-I-I n I ø-rlrl be vvVLee-lp vvYee-l” Bm GlFA GlF 1% 8. _ a be S 8 C 1D...J Sm .i T n o .t t 0 vtm a ee e 6 .1 2 lr T hd d f. T 1..

FrI .l e+ïä+ê f d E. l a m E l _ O S b-J la å h 1 a Wm. lr O 21 e B lre Ye 6 R Ffd Fl 1 (11 10 15 32 462 914 Resultaten bekräftar att det flytbarhetsbefrämjande med- let enligt uppfinningen är en inhibitor för svällning av de le- ror, som är närvarande i borrlerorna baserade på färskvatten.

Denna tabell visar också den mångsidiga karaktären hos det flyt- barhetsbefrämjande medlet enligt uppfinningen, eftersom det ut- över att vara ett effektivt flytbarhetsbefrämjande medel också är en effektiv inhibitor för höjning av viskositeten för lerorna med låg densitet, när de förorenas med leror.

Exempel 11: Detta exempel illustrerar den flytbarhetsbefrämjande ver- kan på medlet enligt uppfinningen, vilket införes i de s k tunga borrlerorna, som på samma gång innehåller betydande mängder av leror och bariumsulfat (baryt) och vars vattenfas är vatten mät- tat med NaCl.

För att göra detta och enligt det sätt som beskrives i exempel 2 framställde man (steg A) en baslera genom att placera 500 ml av en mättad saltlösning, som framställes ur färskvatten och teknisk natriumklorid i en Hamilton Beach-skål. Sedan till- satte man till denna under omröring (läge "Low") 37,5 g (dvs 75 g/l) av en attapulgit (L) enligt normen OCMA-DFCP nr 1 - 1973) under omröring i 30 minuter och under justering av pH till 10 med hjälp av en 50%-ig Na0H-lösning.

Därefter infördes under omröring (läge "Low") 50 g (100 g/l) av en fyllmedelslera (M) och man bibehöll omröringen i en timme under det att man justerade pH till 10.

I Detta arbetssätt upprepades flera gånger, därefter blan- dade man de sålunda framställda olika lerorna för att erhålla en homogen vätska, som efter en åldring i 24 timmar vid omgivande temperatur utgjorde den baslerreserv, som användes i stegen B till H såsom beskrivits i exempel 2.

Den homogena basleran hade följande reologiska egenskaper: Skenbar viskositet : V.A. : 71 Plastisk viskositet : V.P. : 17 Utbytesvärde : Y.V. :108 Geler 0/10 : Geler 0/10 : 35/36 Man uttog två prover om 500 ml vardera för att testa effektiviteten av det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt upp- finningen (12) och detta i jämförelse med ett flytbarhetsbefräm- jande medel enligt tidigare teknik (11) använda i samma koncentra- 10 33 462 9% tioner. _ De två provmängderna utsattes för stegen B till H, som beskríves i exempel 2, dvs 400 g bariumsulfat tillsattes vart och ett av dem i steg D, vilket medförde leror med ökad densi- tet om 1,75.

Alla de resultat, som hänför sig till de flytbarhetsbe- främjande medlen (11) och (12), är sammanställda i tabell XI nedan: 10 15 462 911? 34 Tabell XI Flytbarhetsbe- främjande 11 12 medel ' _ TT UPPF Reologl N Baslera v.A' 16 14 3 8 1 fiyibárfl- ïiïi 12 3 befrämj_ Ge- 0/10 17/42 22/45 W medel ler U *stegs v.A. 15 12 + vopo 6 6 få len - 150°c Y.v. 18 12 u» Ge- 0/10 20/55 13/44 ___ ler n stege i: 43 + o o °° ßeryt Y.v. 100 76 å a = 1,75 Ge- 0/10 38/67 50/55 ler m steg» v? i: i: + v: o g° 1511 - 120-0 mr. 100 80 f» Ge-. 0/10 76/101 50/82 Û ler __ steg 1: v41. 57 + V.P. 15 E? 5 1 / ma Y.V. 34 32 w f1ytbarh.- Ge- 0/10 75/90 44/108 befrämj- ler medel Steg r v.A. 50 31 (D + væ. 14 21 en 5 1 / ms Y.V. 72 29 S flytbarh.- Ge- 0/10 56/80 24/71 “Û befrämj. ler nædel steg c v.A. S1 30 = + V.P. 14 21 S? 5 1 / ma av. 74 18 å* flytbarh» ge- 0/10 55/77 11/58 befrämj. ler medel II .n 35 462 914 Sålunda visar tabellen för denna typ av lera med mycket förhöjd täthet, vars vattenfas är mättat saltvatten, en mycket stor förbättring av de reølogiska egenskaperna för borrleran med medlet enligt uppfinningen (12), och detta i jämförelse med dessa för borrlerorna med ökad densitet, vilka innehåller det flytbarhetsbefrämjande medlet enligt tidigare teknik (11) (steg F till H).

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 462 *H4 Jc PATENTKRAV

1. Flytbarhetsbefrämjande medel för vattenbaserade, eventuellt saltvattenbaserade, borrvätskor ingående i gruppen polymerer och/eller sampolymerer med syrafunktioner, känneteck- nat av att det är ett salt av nämnda polymerer och/eller sam- polymerer vari åtminstone en saltbildande katjon motsvarar en metall vald bland magnesium, zink, koppar, mangan och aluminium.

2. Flytbarhetsbefrämjande medel enligt krav 1, känne- tecknat av att de sura polymerer eller sampolymerer, som använ- des som bärare för den saltbildande katjonen, härrör från poly- merisation på något känt sätt av åtminstone en av de monomerer eller sammonomerer, som innehåller eller uppvisar förmåga att bilda syrafunktioner.

3. Flytbarhetsbefrämjande medel enligt krav 2, känne- tecknat av att de monomerer och/eller sammonomerer, som inne- håller eller uppvisar förmåga att bilda syrafunktioner, är valda bland dem, som har en funktion av karboxylsyra-, hydroxamsyra-, svavelsyra-, sulfonsyra-, fosforsyra- eller fosfonsyratyp.

4. Flytbarhetsbefrämjande medel enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknat av att de sura polymerer och/eller sam- polymerer, som användes som bärare för den saltbildande kat- jonen, har en specifik viskositet av högst lika med 9, vanligt- vis mellan 0,2 och 3,0 och företrädesvis mellan 0,3 och 1,5.

5. Flytbarhetsbefrämjande medel enligt något av kraven 1 - 4, kännetecknat av att de sura polymerer och/eller sam- polymerer, som användes som bärare för den saltbildande kat- Jonen, åtminstone delvis är omvandlade till salt medelst åt- minstone ett saltbildande medel, vars katjon motsvarar en metall_ vald bland magnesium, zink, koppar, mangan och aluminium.

6. Flytbarhetsbefrämjande medel enligt något av kraven 1 - 5, kännetecknat av att den åtminstone delvisa saltbild- ningen av syrafunktionerna i bärarpolymererna och/eller -sampolymererna för den saltbildande katjonen, är erhållna med kombinationer av katjoner, vari åtminstone en motsvarar en me- tall vald bland magnesium, zink, koppar, mangan och aluminium. 10 37 462 91.4

7. Flytbarhetsbefrämjande medel enligt nagot av kraven 1 - 6, kännetecknat av att saltbildningshalten av syrafunk- tioner i de polymerer och/eller sampolymerer, som tjänar som bärare för åtminstone en saltbildande katjon, är åtminstone 5%, företrädesvis mellan 20 och 80%

8. Användning av det flytbarhetsbefrämjande medlet en- ligt nagot av kraven 1 - 7 i borrvätskor, varvid det är ett salt av polymerer och/eller sampolymerer vari åtminstone en salt- bildande katjon motsvarar en metall vald bland magnesium, zink, koppar, mangan och aluminium.