DE2451773C3

DE2451773C3 - Abstandsfluid zum Getrennthalten zweier Bohrlochflüssigkeiten und seine Verwendung

Info

Publication number: DE2451773C3
Application number: DE19742451773
Authority: DE
Inventors: Leroy Lloyd Duncan OkIa. Carney (V.St.A.)
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1976-12-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandsfluid zum Getrennthalten zweier Bohrlochflüssigkeiten, aus einer Wasser-in-öl-Emulsion mit etwa 40 bis 60 Volumprozent eines Kohlenwasserstofföls und etwa 60 bis 40 Volumprozent Wasser, einem Emulgator mit einer Fettsäurekomponente und einem grenzflächenaktiven Dispersionsmittel, sowie die Verwendung solcher Abstandsfluide zum Getrennthalten von Bohrschlamm und einer Zementierungszusammensetzung.

Beim Zementieren von Futterrohren und Liner-Füßen in einem Bohrloch gibt es in der öl- und gasfördernden Industrie seit zahlreichen Jahren Probleme ohne optimale Lösung. Im allgemeinen wird nach dem Abschluß des Bohrens eines Bohrloches der verwendete Bohrschlamm durch den Zement verdrängt, der zum Zementieren der Verrohrung verwendet wird. Die Zusammensetzungen und Eigenschaften von Bohrschlämmen und Zementen wurden in großem Maße mit dem Ergebnis variiert, daß der Grenzflächenkontakt zwischen dem verdrängenden Zement und einem nicht verträglichen Bohrfluid oftmals stark störende physikalische und chemische Zwischenwirkungen ergab, die die Ursache von zahlreichen der hierbei auftretenden Probleme waren.

Wenn z. B. ein Bohrfluid mit hoher Viskosität und hoher Dichte verwendet wird, kann die beschriebene Unverträglichkeit dazu führen, daß eine zufriedenstellende Bindung zwischen dem Zement und dem Bohrloch nicht erreicht wird Wenn ein Bohrfluid auf Wasserbasis verwendet wird, ist eine ausreichende Entfernung des Schlammes und des Schlammkuchens aus dem Bohrloch schwierig. Wenn Bohrflüssigkeiten auf ölbasis (Invert-Bohrfluide) verwendet, werden, ergibt die Unvertiäglichkeit oft eine Verunreinigung oder ein Vermischen des Schlammes mit dem Zement und des Zementes mit dem Schlamm. Extreme Viskositäten des Schlammes sind oftmals die Folge eines solchen Zusammenmischens, wodurch schwankende Drücke und Pumpprobleme verursacht werden. In einigen Fällen führt dies zu einem unerwünschten

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Zusammenbrechen der Formation. Wenn die Fest- halten, die beim Bohren von Öl- und Gasbohrlöchern

stoffe mit dem Zement zusammengemischt werden, verwendet werden. So sind die erfindungsgemäßen

wird oftmals ein vorzeitiges Erharten des Zementes Abstandsfluide mit Schlammsysiemen auf Wasserbasis

induziert, und wenn umgekehrt die Bohrfiuide mit vom Ferrochrom-Lignosulfonat-Typ und von poly-

den Feststoffen aus der Zementauf schlämmung ver- 5 nieren Typen verträglich, und ebenfalls sind sie mit

unreinigt werden, werden die vorteilhaften Eigenschaf- Schiammsystemen auf ölbasis verträglich, und zwar

ten der Bohrfiuide nachteilig beeinträchtigt. So können in allen Gewichtsbereichen, in denen solche Systeme

z. B. Bohrflussigkeiten vom Invertemulsionstyp (auf üblicherweise angewandt werden. Anders ausgedrückt

Ölbasis) zum Zusammenbrechen der Emulsion ge- bedeutet dies, daß die erfinduni?sgemäßen Aufschläm-

bracht werden, wodurch höhere Viskositäten und io mungen mit praktisch allen Öl-in-Wasser-Emulsionen

höhere Pumpleistungen erforderlich werden. wie auch mit allen Wasser-in-Öl-Emulsionen verträg-

Wegen der beschriebenen Schwierigkeiten, die bei Hch sind. Die erfindungsgemäßen Abstandsfluide sind einer direkten Verdrängung der Bohrfiuide mit Zemen- mit den Zementtypen verträglich, welche üblicherten bei der Verwendung von Bohrschlämmen und weise beim Zementieren von ölbohilöchem verölbohrungszementen beim Abschluß und Zementieren 15 wendet werden, und sie erhöhen ihre Viskositäten eines Bohrloches auftreten, wurde häufig so vorge- oder verändern die erforderlichen Pumpzeiten nicht, gangen, daß eine Trennung dieser zwei nicht mitein- Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die Abstandsander verträglichen Aufschlämmungen durchgeführt fluide gemäß der Erfindung, obwohl die Hauptverwurde, indem zwischen sie eine Abstandsflüssigkeit Wendung und häufigere Verwendung der erfindungs- oder Trennflüssigkeit gegeben wurde Zahlreiche 20 gemäßen Aufschlämmungen ais Abstandsöuid zwtunterschiedliche Typen von Abstandsflüssigkeiten wur- sehen Zement- und Bohrschlämmen erfolgt, ebenfalls den bereits angewandt, und in einigen Fällen weiden zwischen zwei beliebigen Bohrschlämmen verwendet mehrere Typen von Abstandsflüssigkeiten in einem werden können, falls der eine durch den anderen einzigen System für die Vornahme einer Verdrängung verdrängt werden soll. Die erfindungsgemäßen Abangewandt. Dies erfordert einen beträchtlichen Um- 25 standsfluide können bis zu jeder gewünschten Dichte fang an teurer Ausrüstung und spezialisiertem Be- über einem weiten Bereich im spezifischen Gewicht triebspersonal. Verschiedene Typen von ölartigen angehoben werden, und sie können in einfacher Weise Materialien sind für Abstandsflüssigkeiten oder -fluide so hergestellt werden, daß sie eine Dichte zwischen der zwischen Aufschlämmungen auf Zementbasis und Dichte des Bohrfluides und der Dichte der Zementauf-Ölbasis angewandt worden. Solche Abstandsöle lassen 30 schlämmung in dem System, in welchem das Abstandses nicht zu, daß der Zement angemessen hydratisiert, fluid seine Wirkung entfalten soll, besitzen,
und das öl verdünnt den Schlamm. Darüber hinaus Die erfindungsgemäßen Abstandsfluide zeichnen kann das den Abstand haltende öl nicht mit einem sich dadurch aus, daß der Wasseranteil der Wasserausreichend hohen spezifischen Gewicht hergestellt in-öl-Emulsion Frischwasser ist, das einen Gehalt an werden, um die Dichte des Schlammes zur Herbei- 35 aufgelösten Chloridsalzen von weniger als 1000 ppm führung einer wirksamen Entfernung hiervon zu er- und eine Gesamthärte von weniger als 500 ppm aufreichen. Darüber hinaus bringt die Unmöglichkeit, weist, daß der Emulgator etwa 1 bis 20 Gewichtsirgendeines der Abstandsfluide vom öltyp mit aus- prozent eines Fettsäureamides mit etwa 16 bis reichend hohem spezifischen Gewicht herstellen, ein 22 C-Atomen und etwa 55 bis 78 Gewichtsprozent Ungleichgewicht der hydrostatischen Säule in dem 40 eines festen, teilchenförmigen Trägermaterials aus Ringraum des Bohrloches mit sich. Im allgemeinen Kalk oder Diatomeenerde aufweist, auf dessen Oberist es wünschenswert und vorteilhaft, ein Abstands- fläche das Fettsäureamid adsorbiert ist, und daß das fluid zu haben, das etwas schwerer als der Schlamm, grenzflächenaktive Dispersionsmittel ein sulfoniertes den es verdrängt, ist, und einen Zementschlamm, der Paraffin, Harzsäure, eine Harzseife und/oder eine etwas schwerer als das Abstandsfluid ist. Dies ist 45 Mischung eines sulfonierten Lignins n>it einem Oleyljedoch sehr schwierig mit zahlreichen Typen von Ab- amid ist.
standsfluiden zu erreichen, die bislang benutzt wurden. Im folgenden wird eine mehr ins einzelne gehende

Aus den US-PS 28 05 722 und 36 25 286 sind bereits Beschreibung der verschiedenen Bestandteile der erfin-Abstandsfluide zum Getrennthalten zweier Bohrloch- dungsgemäßen Abstandsfluide oder Abstandsflüssigflüssigkeiten in Form von Wasser-in-Öl-Emulsionen 50 keiten und der Weise gegeben, in der solche Fluide mit etwa gleichen Anteilen an öl und Wasser bekannt, vorzugsweise angesetzt werden, wobei das in dem bei denen ein Kohlenwasserstofföl, ein Emulgator Abstardsfluid verwendete Wasser frisches Wasser ist. und ein grenzflächenaktives Dispersionsmittel ver- Dieser Ausdruck wird im Gegensatz zu Wasser verwendet werden und wobei gemäß US-PS 36 25 286 wendet, das einen hohen Gehalt an aufgelösten, anorzusammen mit dem Emulgator eine Fettsäbrekompo- 55 ganischen Salzen und insbesondere einen beträchtlichen nente verwendet wird. Gehalt an Chloridsalzen enthält. Das gemäß der Erfin-

Aufgabe der Erfindung ist ein universell anwend- dung verwendete frische Wasser kann als Wassei bares Abstandsfluid, das bei beliebigen Bohrflüssig- definiert werden, das einen aufgelösten Gesamtkeiten und ohne beträchtliche Veränderung der rheo- chloridsalzgehalt von weniger als etwa 1000 ppm und logischen Eigenschaften des Bohrschlammes oder des 60 eine Gesamthärte von weniger als 500 ppm (ppm = Teile Zementes und ohne Veränderung der für die verwen- pro Million) enthält.

deten Zementaufschlämmungen erforderlichen Pump- Das bei der Herstellung der Emulsion verwendet«

zeiten eingesetzt werden kann. öl ist ein Kohlenwasserstofföl, das geeigneterweis«

Die erfindungsgemäßen Abstandsfluide sind prak- Dieselöl, Rohöl, Kerosen oder einer der verschiedener

tisch universell anwendbar, besitzen ausgezeichnete 65 anderen Kohlenwasserstoffe oder ein Gemisch vor

Temperatur- und Druckstabilität und sind in wirk- Kohlenwasserstoffen sein kann. Dieselöl stellt du

samer Weise in der Lage, Zementaufschlämmungen derzeit bevorzugte ölkomponente dar.

von praktisch allen Schlammsystemen getrennt zu Das öl und das frische Wasser werden in der

erfindungsgemäßen Abstandsfluiden in Volumenver- emulgierende Koniponeate in den erfindungsgemäßen hältnissen von etwa 40i6ß bis etwa 60:40 öl zu Zusammensetzungen betrachtet, und vorzugsweise Wasser verwendet. Vorzugsweise werden von etwa stammt es aus der Reaktion einer 12 bis 18 Kohlen-45 Volumteile bis etwa 55 Volumteile öl mit etwa 55 Stoffatome enthaltenen Fettsäure mit einem Amin ab. bs etwa45 Volumteilen Wasser 'Kombiniert. Im allge- 5 Das Amid-Reaktionsprodukt enthält vorzugsweise meinen enthält die vorteilhf.fteste Zusammensetzung von etwa 16 bis etwa 22 Kohlenstoffatome und 1 bis des Abstandsfluides für die meisten Anwendungen 2 Amidgruppen. Das am meisten bevorzugte, einzelne etwa gleiche Volumteile von Wasser und öl. In jedem Oleylamid ist das Produkt, das durch Kondensieren Fall istdie Abstandsflüssigkeit oder das Abstandsfluid von Oleinsäure mit Diäthanulamin hergestellt wurde, eine relativ schwache (aufgeglichene) Wasser-in-öl- io Das die Hauptkomponente des in einem erfindungs-Emi'ision (Invertemulsion). Anders ausgedrückt be- gemäßen Abstandsfluid verwendeten Emulgators dardeutet diesj daß die Grenzflächenspannungskräfte stellende Oleylamid dient dazu, die Grenzflächenin der Emulsion so ausgeglichen sind, daß die Emulsion spannung zwischen dem öl und dem Wasser, welche leicht umkippen kann und eine Öl-in-Wasser-Emulsion die Hauptkomponenten der Abstandsflaidemulsionen werden kann, um die Verträglichkeit mit einem 15 darstellen, zu reduzieren, so daß, wenn das Gemisch Schlamm auf Wasserbasis aufrechtzuerhalten, wsnp gerührt oder in Bewegung gehalten wird, leicht eine sie neben solchen Bohrschlämmen eingesetzt wird. Wasser-in-öl-Emulsion hergestellt wird, und damit Das »Gleichgewicht« der Abstandsfluidemulsionen ihre Stabilität während ausreichender Zeitspannen gemäß der Erfindung ist ein wesentlicher Faktor, um aufrechterhalten wird. Wenn weniger als etwa 1 Geihre Verträglichkeit mit praktisch allen Bohrschlämmen 20 wjchtsprozent des Oleylamids angewandt werden, wird und Zementaufschlämmungen, die derzeit angewandt eine nicht ausreichende Herabsetzung der Grenzwerden, zu ermöglichen. flächenspannung erhalten, und es ist schwierig, eine

Wenn die Menge an in dem Abstandsfluid verwen- vollständige Emulgation der Abstandsfluidzusammen-

detem öl ein Volumenverhältnis zu Wasser von etwa Setzung zu erreichen. Die Zugabe von 20 Gewichts-

1,5:1 übersteigt, wurde gefunden, daß der dem Ab- 25 prozent des Gesamtgewichtes des Emulgators über-

standsfluid benachbarte Zement eine unerwünschte schreitenden Mengen an Oleylamid erzeugt, außer daß

Verminderung der Erhärtungszeit erfährt. Wenn das dies unwirtschaftlich ist, eine übermäßige Dispersion

Verhältnis unter etwa 1:1,5 abfällt, geht die Fähig- der inneren Wasserphase in der kontinuierlichen öl-

keit zur Aufrechterhaltung der Kontinuität der öl- phase der Emulsion.

phase verloren, und das Fluid bzw. die Flüssigkeit 30 Zusätzlich zu dem Oleylamid enthalten die in den wird eine Öl-in-Wasser-Emulsion. Die Fähigkeit zur Abstandsfluiden der Erfindung verwendeten Emul-Veränderung des öl-zu-Wasser-Verhältnisses innerhalb gatoren vorzugsweise auch dimerisierte Oleinsäure, des angegebenen Bereiches ermöglicht eine größere adsorbiert auf dem teilchenförmigen Trägermaterial, Flexibilität für eine selektive Anpassung der Viskosität wobei diese in einer Menge bis zu etwa 30 Gewichtsund des Gewichtes des Abstandsfluides. In dieser 35 prozent des Gesamlgewichtes des Emulgators vorliegt. Hinsicht sei darauf hingewiesen, daß der in der Be- Vorzugsweise werden von etwa 5 bis 15 Gewichtsschreibung verwendete Ausdruck »Gewicht«, falls er prozent angewandt. Die dimerisierte Oleinsäure wirkt, sich nicht auf Gewichtsprozent oder Gewichtsteile falls sie verwendet wird, zur Erhöhung der Viskosität bezieht, als Ausdruck dieses Fachgebietes, der sich des Abstandsfluides, wodurch es möglich ist, es mit tatsächlich auf einen Dichteparameter bezieht, ver- 4° einer Vielzahl von konventionellen, die Dichte erwendet wird, wobei er üblicherweise in kg/1 angegeben höhenden Materialien im Gewicht zu erhöhen, z. B. wird. mit Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Eisenoxiden,

Die in dem erfindungsgemäßen Abstandsfluid ver- Bleisulfiden und Zementfeststoffen, so daß eine wendeten Emulgatoren bestehen grundsätzlich bzw. selektive Einstellung des Gewichtes (der Dichte) des im wesentlichen aus einem Oleylamid, das auf einem 45 Abstandsfluides über einem weiten Bereich möglich teilchenförmigen, festen Trägermaterial in Form von wird. Wenn Konzentrationen größer als etwa 30 GeKalk oder Diatomeenerde oder Mischungen hiervon wichtsprozent an dimerisierter Säure in dem Emulabsorbiert ist. Der in der Beschreibung verwendete gator verwendet werden, wird das Abstandsfluid in Ausdruck »Kalk« umfaßt: Calciumoxid, Calcium- unerwünschter Weise dick, und seine Viskosität erhöht hydroxid, Magnesiumoxid oder Mischungen dieser 50 die Pumpleistungen bis auf ein unerwünschtes Maß. Verbindungen. Ebenfalls umfaßt der in der Beschrei- Für die meisten Anwendungen von in ihrem Gewicht bung verwendete Ausdruck »Emulator« sowohl das (Dichte) erhöhten Abstandsfluiden hat sich eine Menge feste, teilchenförmige Trägermaterial als auch die von etwa 10 Gewichtsprozent als optimal herausgeteilchenförmigen Materialien, die an der Oberfläche stellt.

hiervon adsorbiert sind, obwohl nur eines oder wenige 55 Es sei darauf hingewiesen, daß bei Anwendungs-

der letztgenannten Materialien al.« Emulgator an sich orten mit relativ niedriger Temperatur und bei Fällen,

wirken können. wo nur sehr wenig oder gar kein das Gewicht (Dichte)

Das in dem Emulgator verwendete Oleylamid ist erhöhendes Material zu dem Abstandsfluid zugesetzt

auf der Oberfläche des teilchenförmigen Trägerma- wird, die dimerisierte Oleinsäure aus der Emulgator-

terials in einer Menge absorbiert, die von etwa 1 bis 60 zusammensetzung weggelassen werden kann. Diese

etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamt- Fälle sind jedoch relativ selten, und in den meisten

gewicht von in dem Abstandsfluid verwendetem Emu!- Fällen wird die dimerisierte Säure vorzugsweise

gator, variiert. Vorzugsweise werden von etwa 2 bis eingesetzt.

etwa 10 Gewichtsprozent Oleylamid verwendet, wobei Von geringerer Bedeutung für eine Zugabe in den

die vorteilhafteste Menge dieser Verbindung, die in 65 Emulgator, der in den erfindungsgemäßen Abstands-

dem Emulgator am häufigsten angewandt wird, etwa fluiden verwendet wird, ist die Zugabe von Oleinsäure,

4,9 Gewichtsprozent beträgt. wobei diese jedoch den Abstandsfluiden einige er-

Das hier beschriebene Oleylamid wird als primäre, wünschte Eigenschaften erteilen kann. Wenn Olein-

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säure verwendet wird, wird sie in einem Bereich von Problem bei der Anwendung der erfindungsgemäßen

etwa 3 bis etwa 15 Gewichtsprozent des Gesamtge- Abstandsfluide ist. Geeignete Asphaltharze umfassen

wichtes des Emulgators angewandt. Vorzugsweise solche, die einen Schmelzpunkt zwischen 121 und werden von etwa 3 bis etwa 10 Gewichtsprozent der 204⁰C besitzen. Es können Kesselrückstände, lu't-

Oleinsäure verwendet. Die vorteilhafteste Menge 5 geblasene Harze oder natürlich vorkommende Harze

beträgt etwa 5 Gewichtsprozent. Die Zugabe dieses sein. Falls solche Asphaltharze verwendet werden,

Materials unterstützt die Stabilisierung der Abstands- können so geringe Mengen wie etwa 55 Gewichts-

fluid-Emuision gegenüber einem Brechen beim Kon- prozent an Kalkträger verwendet werden,

takt mit Salz enthaltenden, unterirdischen Wässern Zusätzlich zu dem in das erfindungsgemäße und wie

und insbesondere bei fossilen Wässern mit hohem io zuvor angegeben zusammengesetzte Abstandsfluid

Salzgehalt. eingegebenen Emulgator kann das Abstandsfluid

Weiterhin ist sie ein sehr brauchbarer Zusatzstoff, weiterhin ein stark grenzflächenaktives Dispersionswenn der verwendete Zement wesentliche Mengen material enthalten. Diese Komponente der Abstandsvon Natriumchlorid enthält. fluidzusammensetzung dient dazu, die teilchenför-

Es sei darauf hingewiesen, daß bei Zugabe von öl- 15 migen, festen, das Gewicht (Dichte) erhöhenden säure in die Emulgatorzusammensetzung wirtschaft- Materialien in den Abstandsfluid, falls sie verwendet liehe Betrachtungen häufig die Verwendung von nicht werden, zu dispergieren, und weiterhin dient sie zur destillierter, dunkler ölsäure (Oleinsäure) in Mischung Verhinderung, daß feste Bestandteile, welche in das mit unreiner, aus Olein gewonnener ölsäure (red oil) Abstandsfluid entweder aus dem Bohrschlamm oder an Stelle von reiner ölsäure fordern. Die nicht destil- ao dem Zementschlamm, zwischen welchem es angelierte, dunkle ölsäure enthält etwa 75 % ölsäure ordnet ist, eintreten könnten, die Emulsion brechen und kleinere Mengen an Linolsäure, Linolensäure, oder schädlich beeinflussen. Eine Vielzahl von grenz-Palmitoleinsäure, Palmitinsäure, Myristinsäure, My- flächenaktiven Dispersionsmitteln können verwendet ristoleinsäure und Stearinsäure. Die unreine, aus werden, einschließlich von sulfonierten Paraffinen, Olein gewonnene ölsäure (red oil) eines solchen nicht as Harzsäuren und Harzseifen (z. B. die disproportiodestillierten, dunklen ölsäuregemisches ist der Rück- nierten Harzseifen, die aus bei der Destillation von stand, der bei einem konventionellen Destinations- Tallölen gebildeten Kesselrückständen abstammen, prozeß von ölsäure gebildet wird, und sie enthält die und die Seifen solcher Säuren) sowie auch Mischungen beschriebene ölsäure wie auch Mengen der anderen von sulfonierten Lignin mit bestimmten, teilchenobengenannten Säuren, einschließlich kleiner Mengen 30 förmigen Oleylamiden, die sich noch in der im foleiniger dimerisierter Säuren. genden beschriebenen Weise von den in dem Emul-

Ein Emulgator, der sich als besonders wirksam bei gator enthaltenen Oleylamiden unterscheiden. Solche den erfindungsgemäßen Abstandsfluiden herausgestellt Dispersionsmittel werden in das Abstandsfluid in hat, besteht aus gepulvertem, grauweißem, gelöschtem einer Menge von etwa 0,00142 bis etwa 0,0286 kg pro Kalk, der in der Emulgatorzusammensetzung in einer 35 Liter eingegeben. Vorzugsweise beträgt die Menge an Menge im Bereich von etwa 55 bis etwa 78 Gewichts- verwendetem, grenzflächenaktivem Dispersionsmittel prozent vorliegt, und der als andere Komponenten von etwa 0,00572 bis etwa 0,0228 kg pro Liter. Wenn des Emulgators auf seiner Oberfläche adsorbiert ent- das am meisten bevorzugte, im folgenden noch behält: Oleylamid, herrührend aus der Kondensation schriebene, grenzflächenaktive Dispersionsmittel vervon ölsäure mit Diäthanolamin, in einer Menge im 40 wendet wird, beträgt die in dem Abstandsfluid verBereich von etwa 3 bis etwa 10 Gewichtsprozent, wendete Menge am vorteilhaftesten etwa 0,0114 kg sowie dimerisierte ölsäure, die in einer Menge im pro Liter.

Bereich von etwa 8 bis etwa 12 Gewichtsprozent Die bevorzugten grenzflächenaktiven Dispersions-

vorliegt. zusammensetzungen sind solche, die durch Vermischen

Die am meisten bevorzugte, einzelne Emulgator- 45 eines sulfonierten Lignins, wie Abfallsulfitlaugen, zusammensetzung zur Verwendung in erflndungsge- mit einem Oleylamid, das aus der Reaktion eines mäßen Abstandsfluiden besteht im wesentlichen aus Oleylchlorids mit einer 2 bis 5 Kohlenstoffatome entgepulvertem, gelöschtem Kalk in einer Menge von haltenden Aminosulfonsäure abstammen, gebildet etwa 68,1 Gewichtsprozent, etwa 4,9 Gewichtsprozent wurden. Ein grenzflächenaktives Dispersionsmittel, Oleylamid, nicht destillierter ölsäure, die in einer 50 welches sich als besonders vorteilhaft und hochwirk-Menge von etwa 5 Gewichtsprozent vorhanden ist, sam in den Abstandsfluidzusammensetzungen herausunreiner, aus Olein stammender ölsäure (red oil), die gestellt hat und welches das bevorzugte Dispersionsin einer Menge von etwa 5 Gewichtsprozent vorliegt, mittel zur Anwendung gemäß der Erfindung darstellt, sowie nicht destillierter, dimerisierter Ölsäure, die in ist ein Produkt, das durch Reaktion von Oleylchlorid einer Menge von etwa 10 Gewichtsprozent vorhanden 55 mit n-Methyltaunn und dann Vermischen dieses ist. Reaktionsproduktis, das ein Oleyiamid darstellt, mit

Um bei einigen Anwendungerj der Abstandsfluide Abfallsulfitlauge in einer Menge im Bereich von 25 Gediesen Abstandsfluiden eine Fluidverlustkontroüe zu wichtsprozent bis etwa 75 Gewichtsprozent des Sulfiterteilen, ist es manchmal vorteilhaft, in die Zusammen- laugen-OIeylamid-< jemisches hergestellt wurde! Am Setzung zusätzlich zu dem beschriebenen Emulgator 60 vorteilhaftesten werden das Oleylamid-Reaktibnsproein konventionelles, teilchenfönniges, festes, asphal- dukt und die Sulfidauge in praktisch gleichen Mengen tiscbes Harz einzugeben, weJches zu der Abstaads- vermischt Das so gewählte Gemisch ;Wird unter fiuidznsammenseizung in einer Menge im Bereich von Bildung einer festen, teilchenförmigen Zusammehetwa 1 bis etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen aaf das setzung spriihgetrocknet. Der iri der Beschreibung yer-Gewichtdes;zogeseizien Emulgators, zugegeben wird. 65 wendete Ausdruck»Abfalisülfitlauge« Iraicihnejt^e t^fr*>erw«seiiefern von etwa iÖ bis etwa 14 Gewichts- Abfall-Laugen, y^^e'^i^ihsi^orate'^ih^aa^cl^ prozent eines Asphaltharzes eine angemessene Fluid- beim Sulntpapier-Herstellüngsprozeß gebndet wurden verYipstkonfrolle b^ den seltenen Fällen, wo dies ein oder Kraft-Lig&ini!, difj sulfoniertwinden.,, IJ^^,

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Z4Ö1

Zusätzlich zur Funktion zum Dispergieren und Unterstützen der Suspension von festen Teilchen, welche in das Abstandsfluid aus der benachbarten Zementaufschlämmung oder aus dem hiervon entfernten Bohrschlamm eintreten könnten, ermöglicht das in dem Abstandsfluid verwendete grenzflächenaktive Dispersionsmittel die rasche Dispersion von konventionellen, das Gewicht (Dichte) erhöhenden Materialien wie teilchenförmigen!, festem Qzarz, Calcit, Barit, Eisenoxid, usw. in der das Abstandsfluid darstellenden Wasser-iri-öl-Emulsion.

Es wurde gefunden, daß die die beschriebenen Bestandteile (Emulgator und grenzflächenaktives Dispersionsmittel) enthaltenden Abstandsfluide in der Lage sind, das Gewicht (die Dichte) erhöhende Materialien in einer ausreichenden Menge zu dispergieren oder suspendieren, um dem Abstandsfluid ein Gewicht (eine Dichte) von 0,96 bis 2,39 kg/1 zu erteilen.

Bei dem Ansetzen der erfindungsgemäßen Abstandsfluidemulsion wird das Emulgatormaterial zuerst zu dem öl hinzugesetzt. Ein Fluidverlustzusatzstoff wie die zuvorgenannten Asphaltharze können gleichzeitig oder später zugesetzt werden, falls sie angewandt werden. Nachdem der Festemulgator und die Fluidverlustzusatzstoffmaterialien, falls vorhanden, zu dem Kohlenwasserstofföl zugesetzt worden sind, werden die Feststoffe in dem öl gründlich dispergiert, und dann wird das frische Wasser zu der Aufschlämmung unter Bildung einer Wasser-in-öl-Emulsion zugesetzt. Nachdem die Emulsion gebildet wurde, wird die zuvor angegebene Menge an grenzflächenaktivem Dispersionsmaterial zugesetzt, um das Abstandsfluid mit Aufnahme der Zugabe irgendwelcher die Dichte erhöhenden Materialien, welche verwendet werden, zu vervollständigen.

Die auf diese Weise hergestellten Abstandsfluide sind im allgemeinen schwächere Emulsionen als die Bohrfluide, welche sie von den verschiedenen Zementzusammensetzungen fernhalten sollen. Da das Abstandsfluid, obwohl es eine Wasser-in-öl-Emulsion ist, durch die Verwendung von annähernd gleichen Mengen von dispergierter und kontinuierlicher Phase ausgeglichen oder im Gleichgewicht ist, kann die Emulsion in eine Öl-in-Wasser-Emulsion umgewandelt werden, falls sie eine überschüssige Menge an Wasser enthält. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß im Fall der Verwendung eines Bohrschlammes auf Wasserbasis Wasser aus dem Bohrschlamm die Neigung besitzt, die Wasserphase in dem Abstandsfluid zu erhöhen, wodurch dieses umgekehrt wird und eine Öl-in-Wasser-Emulsion wird. Auf diese Weise behält es seine Verträglichkeit mit dem Schlamm wie auch mit dem Zement bei. Die Verwendung des kräftigen, grenzflächenaktiven Dispersionsmaterials in dem Abstandsfluid ermöglicht es, daß es je nach Wunsch in einem weiten Bereich von etwa 0,96 bis etwa 2,39 kg/I in seiner Dichte eingestellt werden kanu, wobei dieses Material ebenfalls dazu dient, irgendwelche Zementfeststoffe, die in idas Äbstandsffaid aus der benachbarten Zementauf schlämmung wandern könnten, mit ΟΓ zu benetzen. Darüber hinan«« sind die Abstandsfluide mit allen Typen von Zementaufschlämmtingen, ste1uOng^: Yerwendfei werden,ΪVerträglich, und sie erhöhen dieViskosität nicht und verändern nicht die Pumpzeiten solcher Zementaufschlämmungen.

Bei der Anwendung wird das erfindungsgemäße Abstandsfluid in ein fertigzustellendes Bohrloch hinter dem Bohrschlamm eingepumpt, um den Schlamm aus dem Bohrloch herauszuspülen, und es wird vor der Zementsäule verschoben, die in das Bohrloch zum Zwecke des Zementierens eingepumpt wird. Im allgemeinen wird es bevorzugt, das Abstandsfluid im Gewicht bis zu einer Dichte zu bringen, welche etwas schwerer als die Dichte des Bohrschlamms, den es verschiebt, ist, und etwas leichter als der Zementschlamm, welcher auf das Abstandsfluid folgt.

ίο Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Abstandsfluidzusammensetzungen gemäß der Erfindung und die Funktion bestimmter Komponenten hiervon näher erläutert werden. In allen Beispielen beziehen sich die Angaben auf das bevorzugte grenzflächenaktive Dispersionsmittel auf ein Gemisch von gleichen Teilen von Abfallsulfitlauge und Oleylamid, das aus der Reaktion von Oleylchlorid mit n-Methyltaurin herrührt.

B e i s ρ i e 1 1

Es wurde ein Bohrloch mit einer Tiefe von 6400 m an einer Stelle in Kalifornien gebohrt, wobei eine Zirkulationstemperatur an der Bohrlochsohle von 154⁰C gegeben war. Bei der Fertigstellung des Bohr-

*5 loches wurde der beim Bohren des Loches verwendete Schlamm durch den Kreisring zwischen der Verrohrung und dem Bohrloch unter Verwendung eines Abstandsfluides verdrängt, welches zwischen dem Schlamm und dem dem Abstandsfluid zum Zwecke der Zementierung

der Verrohrung folgenden Zementschlamm angeordnet war. Der verwendete Schlamm besaß eine Dichte von 2,15 kg/1 und war ein Schlamm auf Basis von Lignosulfonat enthaltendem Wasser. Der verwendete Zement war ein API Class G-Zement mit einer Dichte von 1,72 kg/1, und er wa, durch Zugabe kleiner Mengen von Natriumchlorid, Kieselerdemehl, Eisenoxid und einem geeigneten Verzögerer modifiziert.

Das gemäß der Erfindung angesetzte Abstandsfluid, welches zwischen dem Zement und dem Schlamm verwendet wurde, besaß ein Gewicht von 2,18 kg/1, was durch Verwendung von Bariumsulfat als die Dichte erhöhenden Material erreicht wurde. Die Abstandsfluidemulsion enthielt Wasser und öl in einem 50: 50-Volumenverhältnis und enthielt 0,0711 kg eines Emulgators pro Liter, welcher 68,1 Gewichtsprozent an gepulvertem, gelöschtem Kalk enthielt, der auf seiner Oberfläche adsorbiert hatte: 4,9 Gewichtsprozent Oleylamid, herrührend aus der Kondensation von ölsäure mit Diethanolamin, 5 Gewichtsprozent nicht destil-

lierte Ölsäure, 5 Gewichtsprozent unreine, aus Olein erhaltene ölsäure (red oil) und 10 Gewichtsprozent nicht destillierte, dimerisierte ölsäure. Das Abstandsfluid enthielt weiterhin 0,0114 kg des bevorzugt in den Abstandsfluiden der Erfindung verwendeten, grenz-

flächenaktiven Dispersionsmittel pro Liter. SchheßÜcif enthielt das verwendete Abstandsfluid 12 Gewichtsprozent eines Asphaltharzes, das zur Verminderung von Fluidverlusten zugesetzt wurde. ^'1

Der Schlamm und der Zement, die bei dem Zettel·'-

tieren dieses Versuchs in Kalifornien Verwender wÄ den, sind nicht miteinander verträglich. 795Ö1 i^i*- standsfluid wurden zwischen Schlamni und Zsment; verwendet. " ■ '■"}■'■- ' ■■'■■■■ '■ *-^;'^; ^- '-^Vk-S

Die kritischen Geschwindigkeiten, bei welchen Üer'l

Übergang von laminarer zu turMl^tbr Stiörmmg" ~

auftritt, wurden gemessen und 1ur den;iföhrsctiiamk S

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Abstandsfluides und des verwendeten Zementes; sowie "■

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ein Gemisch des Abstandsfluides und des Bohrschlammes abgeschätzt. Die Temperatur, bei welches die kritischen Geschwindigkeitsuntersuchungen durchgeführt wurden, betrug 93,3°C. Die kritischen Geschwindigkeiten wurden für verschiedene Größen des

Kreisringes bestimmt, wie er durch den Unterschied des ßohrlochdurchmessers und des Außendurchmessers der Verrohrung bestimmt wird. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

	Kritische Geschwindigkeit (	m/min), bezogen	50,8	76,2	auf Bohrlochdurchmesser abzüglich äußerer	127,0	152,4
	Durchmesser der Verrohrung (mm)
	25,4	112,8	97,5	101,6	82,3	76,2
Bohrschlamm
	143,3	70,1	53,3	88,4	38,1	35,1
Abstandsfluid
	108,2	73,2	62,5	44,2	50,3	45,7
Abstandsfluid + 50% Zement
	99,1			54,7
Abstandsfluid + 50%
Schlamm

103,6

76,2

64,0

56,4

51,8

47,2

Die Ergebnisse der Messungen der kritischen Geschwindigkeit zeigen, daß wesentlich niedrigere kritische Geschwindigkeiten für Mischungen von Abstandsfluid mit entweder Zement oder Schlamm erhalten wurden als im Fall des Schlamms alleine. Es gibt daher keine schädliche Steigerung der Viskosität, und es wird eine größere Leichtigkeit bei der Erzielung einer turbulenten Strömung festgestellt, falls ein beträchtliches Vermischen von Abstandsfluid mit entweder dem Schlamm oder dem Zement auftritt.

Beispiel 2

Es wurden Vorversuche vor der Feitigstellung eines Bohrloches in Ost-Texas durchgeführt. Das Bohrloch besaß eine Tiefe von 2957 m und besaß eine Zirkulationstemperatur an dem Fußpunkt von 121°C. Der zum Bohren des Loches verwendete Schlamm war ein Schlamm auf ölbasis mit einer Dichte von 1,675 kg/1, und der zum Fertigstellen des Bohrloches verwendete API Klasse Η-Zement besaß eine Dichte von 1,89 kg/1. Der Zement enthielt 18 % Natriumchlorid, eine kleine Menge eines im Handel erhältlichen Reibungsreduktionsmittels und eine kleine Menge Verzögerer.

Das Abstandsfluid, das wie im Beispiel 1 angegeben zusammengesetzt war, jedoch unter Verwendung von Bariumsulfat bis auf ein Gewicht von 1,675 kg/1 gebracht worden war, wurde zur Anordnung zwischen dem Schlamm und dem Zement ausgewählt Um die Einflüsse auf die Viskosität festzustellen, deren Auftreten als Ergebnis einer gewissen an der Grenzfläche zwischen dem Abstandsfluid und dem Schlamm auftretenden Verunreinigung erwartet werden könnte, ebenso zwischen dem Abstandsfluid und dem Zement, wurden verschiedene Untersuchungen mit einem Fann-Viskosimeter durchgeführt, und die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Verunreinigungsuntersuchungen 600/300-Fann-Ablesung

Volumprozent Verunreinigung 0 10

30

50

Schlamm + Zement
Schlamm + Abstandsfluid
Zement + AbstanGsfluid

3O0+/30O+ 300+/276 300+/260 300+7210 63/30 59/33

3OO+/3OO+ 300+/300+ 3OO+/3OO+ 3OO+/3OO+
295/177 257/152 202/133 204/118
62/37 61/38 58/38 56/36

Die aus Tabelle II ersichtlichen Ergebnisse zeigen, daß die bei den Fann-Untersuchungen für den Typ des Mischens entwickelten Viskositäten, welche wahrscheinlich an der Grenzfläche zwischen Abstandsfluid und Schlamm auftreten können, sehr viel geringer sind als diejenigen, welche ohne Verwendung des Abstandsfluids an der Grenzfläche zwischen Schlamm und Zement auftreten könnten. Dasselbe gilt für die an der Grenzfläche zwischen Abstandsfluid und Zement entwickelten Viskositäten, wobei variierende Ausmaße an Verunreinigungen bis zu einem 50:50-Volumenverhältnis an Verunreinigung angenommen wurden.

Beispiel 3

Zum Zwecke der Fertigstellung eines in Oklahoma gebohrten Bohrloches mit einer Tiefe von 6096 n^ das eine Zirkulationstemperatur von. 149° C an der Bohrlochsohle besaß, wurde ein Abstandsfluid, das wie im Beispiel 1 beschrieben zusammengesetzt war, gemäß der Erfindung angesetzt, um es zwischen einem Bohrschlamm auf Wasserbasis und Ferrochrom- Lignosulfonat mit einer Dichte von 1,28 kg/1 und einem Zement mit einer Dichte vpn 1,53 jkg/I anzuordnen. Das Abstandsfluid wurJe mit Bariumsulfat auf eine Dichte von 1,38 kg/1 gebracht. Untersuchungen mittels

¥

Fann-Viskosimeter, wie sie im Beispiel 2 beschrieben wurden, wurden dann durchgeführt, um die Wirkungen auf die Viskosität des Systems des Miteinandervermischens oder Zusammenbringens zu untersuchen, die an den Grenzflächen des Abstandsfluids mit dem

(J

Zement oder mit dem Schlamm auftrat, im Vergleich zu dem Viskositätseffekt, der aus dem Vermischen des Schlamms mit dem Zement bei NichtVerwendung des Abstandsfluids auftrat. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle IH

Verunreinigungsuntersuchungen 600/300-Fann-Ablesung

Volumprozent Verunreinigung 30

40

50

Schlamm + Zement
Schlamm + Abstandsfluid Zement + Abstandsfluid

133/82	156/94	182/109	230/135
97/58	97/58	105/60	105/60
33/22	32/20	27/17	26/17

Beispiel 4

Ein Bohrloch von 5486 m mit einer Zirkulationstemperatur von 139° C an der Bohrlochsohle, das in Louisiana unter Verwendung eines Bohrschlamms auf ölbasis mit einer Dichte von 2,10 kg/1 gebohrt worden war, sollte mit einem API Klasse Η-Zement mit einer Dichte von 2,17 kg/1 fertiggestellt werden. Dieser Zement enthält ein Eisenoxid als die Dichte erhöhendes Mittel, Kieselerdemehl und eine kleine Menge eines im Handel erhältlichen Verzögerers. Es wurde ein Abstandsfluid hergestellt, um es zwischen dem Zement und dem Schlamm zwischenzu- »0 setzen, das ein Gewicht von 2,01 kg/1 besaß, was durch Erhöhen der Dichte mittels Bariumsulfat erreicht wurde. Das Abstandsfluid besaß im übrigen die Zusammensetzung des im Beispiel 1 angegebenen Abstandsfluides. Es wurden Untersuchungen im Fann-Viskosimeter an dem Abstandsfluid in Mischung mit sowohl dem Schlamm als auch dem Zement durchgeführt, und die Ergebnisse wurden mit Messungen der Fann-Viskosität verglichen, die an verschiedenen Mischungen von Zement und Schlamm durchgeführt wurden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Verunreipigungsuntiirsuchungen 600/300-Fann-Ablesung

Volumprozent Verunreinigung 0 10

30

50

Zement + Schlamm 3OO+/21 293/170

Schlamm + Absitandsfluid 129/73 98/58

Zement + Abstandsfluid 224/132 194/116

300+/250 300+/243 300+/276 3O0+/30O+ 94/55 90/51 84/48 81/45

116/105 155/100 137/83 157/93

Beispiel 5

Es wurden vier Abstandsfluidzusammensetzungen hergestellt, wovon jede 108 ml Dieselöl Nr. 2 und ein gleiches Volumen von Wasser enthielt. Jede Zusammensetzung enthielt weiterhin 0,0428 kg ölsäure pro Liter 0,00428 kg Oleylamid (Kondensationsprodukt so von ölsäure und Diäthanolamin) pro Liter 0,00428 kg dimerisierte ölsäure pro Liter und 1,50 kg Bariumsulfat pro Liter als die Dichte erhöhendes Material. Die Mengen und Arten des festen Trägermaterials in der Emulgatorzusammensetzung wurde in den vier Ansätzen variiert, ebenso die Menge an grenzflächenaktivem Dispersionsmittel. Diese Veränderungen in der Zusammensetzung waren wie folgt:

Zusammensetzung A: 0^)570 kg/1 Cälctumoxid und 0,0114 kg/1 des bevorzugten, zuvor beschriebenen, grenzflächenaktiven Dispersionsmittels.

Zusammensetzung B: _e

iXeseibe Zusammensetzung mit A, jedoch ohne Einschluß von Kalk oder deinem anderen, festen Tragert

Zusammensetzung C:

Dieselbe Zusammensetzung wie B mit der Ausnahme, daß 0,0143 kg/1 des bevorzugten Dispersionsmittels/grenzflächenaktiven Mittels verwendet wurden.

Zusammensetzung D:

Dieselbe Zusammensetzung wie A mit der Ausnahme, daß 0,00572 kg/1 Natriumhydroxid an Stelle des Calciumhydroxids verwendet wurden.

Um die Viskositäten abzuschätzen und die Eigen-; schäften des Zusammenbrechens unter Spannung der Abstandsfluidzusammensetzungen zu bestimmen, wurden Untersuchungen des Zusammenbrechens unter Spannung und im FannrViskosimeter anden Zu-V sammensetzungen A, B und C durchgeführt.j^e sammensetzung D bildete keineEmulsion, L₁ was' zeigt, daß NatiiHmhydroJäd H»c!itL an LSteÖe φ^ Calciumhydroxid alsTrägennaterial verwendet/wenieiiv kann. Die Ergebnisse der Untersuchungen 'der Viskosität und des Zusammenbrechens unter. Spannung« sind in der folgenden Tabelle V zusamriiengesibelät^*

15

TabeUe \

Zusammensetzung AB C

Scheinbare Viskosität 600-Fann-Abiesung 300-Fann-Ablesung Plastische Viskosität Bruchpunkt (Yield Point) 200-Fann-Ablesung 100 Fann-Ablesung 6-Fann-Ablesung 3-Fann-Ablesung Zusammenbrechen unter Spannung

Die in der Tabelle V angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die Ausschaltung des festen Trägers (CaOH) bei

95	150+	150 +
190	300+	300 +
140	300+	244
50
90
118	286	207
86	227	163
31	93	69
27	49	39
70	74	34

dem Abstandsfluid (Zusammensetzung B) eine zu hohe Viskosität ergibt, ais daß das Abstandsfluid noch brauchbar wäre. Die Zugabe von 25% mehr grenzflächenaktivem Mittel/Dispersionsmittel zu der Zusammensetzung C setzt die Viskosität nicht in angemessener Weise herab, um dieses Problem zu lösen.

Beispiel 6

Zu einem Gemisch von 108 ml Dieselöl Nr. 2 und ic 108 ml frischem Wasser wurden verschiedene der Bestandteile der Abstandsfluidzusammensetzung gemäß der Eiündung 7ugesetzt, mit Ausnahme des Oleylamids des Emulgators. Acht Zusammensetzungen wurden auf diese Weise formuliert, und ihre Eigenschaften des is Zusammenbrechen unter Spannung wurden dann bestimmt. In der Tabelle VI ist die Zusammensetzung der verschiedenen Ansätze und das hiermit erreichte Zusammenbrechen unter Spannung angegeben.

Tabelle VI

Bestandteil

Zusammensetzung (g/l) 1 2 3

5»)

6·)

Dimerisierte ölsäure	7,11	7,11	7,11	7,11	4,28	4,28	10,0	7,11
Asphaltstoffe	—	11,45	11,45	11,45	5,72	5,72	5,72	—
Dispersionsmittel/grenzflächenaktives Mittel	—	—	11,45	11,45	2,83	14,3	14,3	22,8
Barit	—			1497			1497	, .
Zusammenbrechen unter Spannung**)	20	12	50		16	0

*) Die festen Komponenten wurden alle zusammen in das Dieselöl gegeben, das dann zu dem frischen Wasser zugesetzt wurde. **) Die Zusammensetzungen 4 und 7 sind zu dick, um den gesamten Barit anzunehmen und das Vermischen hiermit zu ermöglichen. Im Fall der Zusammensetzung 8 brach die Emulsion während der Zugabe des Barits.

Die schlechten erhaltenen Ergebnisse in dem Falle, in dem das emulgierende Mittel Oleylamid, das im Emulgator verwendet wurde, und der feste Träger (Kalk, usw.) weggelassen wurden, zeigen die Wichtigkeit der Zugabe dieser Komponenten.

Beispiel 7

Es wurde eine Anzahl von Zusammensetzungen !lergjstellt, wovon jede 151 ml Dieselöl Nr. 2, 151 ml frisches Wasser und 0,313 kg Barit mit einem spezifischen Gewicht von 4,23 pro Liter enthielt. Die anderen Bestandteile der Zusammensetzungen wurden in folgender Weise variiert:

Bestandteil

Zusammensetzung (g/l) 1 2 3

Oleylamid*) Dimerisierte ölsäure ölsäure Reibungsreduktionsmittel * *)

4,28 - -

- 7,11 -

- - 7,11

*) Reaktionsprodukt von ölsäure und Diälhanolamin. *·) Derivat von Dodccylbcnzolsulfonsäurc.

4,28	4,28	—	4,28	4,28
7,11	—	7,11	7,11	7,11
—	7,11	7,11	7,11	7,11
—	—	—	—	5,72
				609 649/359

17 ¹⁸

Die-Untersuchungen im Fann-Viskosimeter und des Zusammenbrechens unter Spannung wurden, wie zuvor beschrieben, an den acht Zusammensetzungen durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind m der folgende« Tabelle VII zusammengestellt. '

Tabelle VlI	Zusammensetzung	2	3	53	4	5	6	80	7	8
	1	174	27	175	58	50	83	77
	40	165	26	142	31	30	59	57
600-Ablesung	21	9	1	33	27	20	24	20
300-Ablesung ·..'.	19	156	32	109	4	38	35	37
Plastische Viskosität	2	158	23	122	27	25	48	47
Brüchpünkt (Yield Point)	15	137	7	96	14	8	35	35
200-Ablesung	10	24	5	37	3	5	13	12
100-AbIesung	3	18	100	32	2	100	10	8
6-Ablesung	2	100		60	62		60	20
3-Ablesung	72
Zusammenbrechen unter Spannung

Die Werte der Tabelle VII zeigen die Notwendigkeit

der Zugabe der dimerisierten ölsäure in der Zusam- Beispiels
mensetzung, um eine angemessene Kapazität zum 30

Tragen der Gewichte erhöhenden Stoffe zu erhalten 0,0286 kg CaO pro Liter wurden zu jeder der acht

(Bruchpunkt von wenigstens 8), weiterhin wird jedoch Zusammensetzungen, die wie im Beispiel 7 angegeben

gezeigt, daß die dimerisierte Säure bei alleiniger Ver- angesetzt waren, hinzugesetzt. Die Untersuchungen

wendung oder in relativ hoher Konzentration dazu der Viskosität und des Zusammenbrechens unter

neigt, die Viskosität der Zusammensetzung zu einem 35 Spannung der so modifizierten Zusammensetzungen

höheren als dem optimalen Wert zu steigern. zeigten folgende Ergebnisse:

Tabelle VIII	Zusammensetzung	2	3	4	5	6	7	8
	1	115	64	145	60	100	80	92
	42	82	37	114	35	70	55	67
600-Ablesung	22	33	27	31	25	30	25	25
300-Ablesung	20	49	10	83	10	40	30	42
Plastische Viskosität	2	72	27	95	25	60	45	55
Bk-uchpunkt (Yield Point)	15	64	15	75	17	52	22	40
200-Ablesung	9	11	4	30	5	14	11	14
100-Ablesung	3	7	3	24	4	7	9	11
6-Ablesung	2	80	0	66	60	52	60	40
3-Ablesung	2.8
Zusammenbrechen unter Spannung

Die Eigenschaften der Abstaridsfluidemulsionen, 60 Nr. 2 und frischem Wasser enthielt, und jede 0,0114 kg welche durch diese Werte gezeigt we rden, werden allge- pro Liter des bevorzugten grenzflächenaktiven Dispermein durch Zugabe des teilchenförmigen Calcium- sionsmittels (ein Gemisch von gleichen Teilen Abfalloxids verbessert. sulfitlauge und dem von Methykaurin abstammenden

Oleylamid) enthielt. Die restlichen Bestandteile der

B e i s ρ i e 1 9 65 verschiedenen Zusammensetzungen wurden wie in

Tabelle IX gezeigt variiert, worin ebenfalls die Dichte

Es wurden neun Abstandsfluidzusammensetzungen in kg/1 jedes der erhaltenen Abstandsfiuide angegeben hergestellt, wovon jede gleiche Volumina von Dieselöl ist.

153	121	102
153	121	102
42	42	42
0,314	1,069	1,534
1,15	1,72	2,07

19

Tabelle IX

Zusammensetzung

1 2 3 4 S 6

Diesel Nr. 2, ml 153 121 102 153 121 102

Frisches Wasser, ml 153 121 102 153 121 102

Emulgator, g/l*) 71 71 71 57 57 57

Barit, kg/1 0,314 1,069 1,534 0,314 1,069 1,534

Dichte, kg/1 1,15 1,72 2,07 1,15 1,72 2,07

*) Der Emulgator besaß folgende Zusammensetzung:

Bestandteil Gewichtsprozent

Calciumoxid 56

Oleylamid 4

ölsäure 10

Dimerisierte Ölsäure 10

Dispersionsmittel/grenzflächenaktiver Stoff 8

Asphaltartige Stoffe ... J.2

Die Werte im Fann-Viskosimeter und des Zusammenbrechens unter Spannung für die Zusammensetzungen wurden ebenfalls bestimmt und sind in der folgenden Tabelle X angegeben.

Tabelle X

Zusammensetzung
12 3

6O0^Ablesung	100	140	300+	71	146	282	58	112	300+
3O0uAblesung	69	85	190	45	88	162	33	61	171
Plastische Viskosität	31	55	—	26	58	120	25	51	—
Bruchpunkt (Yield Point)	38	30	—	19	30	42	8	10	—
200-Ablesung	55	62	143	34	64	116	24	44	129
lOCl-Ablesung	38	36	84	21	38	66	13	24	75
6-Ablesung	8	6	11	3	4	9	2	3	10
3-Ablesung	5	4	8	2	3	6	1,5	2	5
Zusammenbruch unter	200	124	160	200	160	124	124	80	82
Spannung

Claims

Patentansprüche:

1. Abstandsfluid zum Getrennthalten zweier Bohrlochflüssigkeiten, aus einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit etwa 40 bis 60 Volumprozent eines Kohlenwasserstofföls und etwa 60 bis 40 Volumprozent Wasser, einem Emulgator mit einer Fettsäurekomponente und einem grenzflächenaktiven Dispersionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil der Wasser-in-öl-Emulsion Frischwasser ist, das einen Gehalt an aufgelösten Chloridsalzen von weniger als 1000 ppm und eine Gesamthärte von weniger als 500 ppm aufweist, daß der Emulgator etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent eines Fettsäureamides mit etwa 16 bis 22 C-Atomen und etwa 55 bis 78 Gewichtsprozent eines festen, teilchenförmigen Trägermaterials aus Kalk oder Diatomeenerde aufweist, auf dessen Oberfläche das Fettsäureamid absorbiert ist, und daß das grenzflächenaktive Dispersionsmittel ein sulfoniertes Paraffin, Harzsäure, eine Harzseife und/oder eine Mischung eines sulfonierten Lignins mit einem Oleylamid ist.

2. Abstandsfluid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,043 bis 0,144 kg Emulgator pro Liter Abstandsfluid enthält.

3. Abstandsfluid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,0014 bis 0,0286 kg grenzflächenaktives Dispersionsmittel pro Liter Abstandsfluid enthält.

4. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator bis zu 30 Gewichtsprozent dimerisierte ölsäure enthält und das Abstandsfluid durch ein Beschwermaterial auf eine Dichte von etwa 0,96 bis 2,39 kg/1 eingestellt ist.

5. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 3 bis 15 Gewichtsprozent Ölsäure enthält.

6. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Emulgators, eines teilchenförmigen AsphaLharzes enthält.

7. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 45 bis 55 Volumteile öl und etwa 45 bis 55 Volumteile frisches Wasser enthält.

8. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäureamid des Emulgators ein Oleylamid ist, das durch Kondensation von ölsäure mit Diäthanylamin gebildet ist. SS

9. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Dispersionsmittel im wesentlichen gleiche Gewichtsteile von Abfallsulfitlauge und einem Oleylamid, das aus der Reaktion von Oleylchlorid mit n-Methyltaurin gebildet ist, enthält.

10. Abstandsfluid nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 5 bis

15 Gewichtsprozent ölsäure enthält.

11. Abstandsfluid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstofföl Dieselöl ist.

12. Abstand£fluid nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ölsäure nicht destillierte, unreine, aus Olein gebildete Ölsäure ist.

13. Abstandsfluid nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 65 bis 70 Gewichtsprozent Calciumhydroxid als Kalkkomponente sowie etwa 3 bis 10 Gewichtsprozent des Oleylamids enthält.

14. Abstandsfluid nach Anspruch i3, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 45 bis 55 Volumteile Ol und etwa 45 bis 55 Volumteile frisches Wasser enthält.

15. Abstandsfluid nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator etwa 68,1 Gewichtsprozent Calciumhydroxid, etwa 4,9 Gewichtsprozent Oleylamid sowie etwa 10 Gewichtsprozent dimerisierte ölsäure enthält.

16. Abstandsfluid nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das öl Dieselöl ist, das im Abstandsfluid in im wesentlichen gleichen Volumen wie das frische Wasser vorliegt.

17. Verwendung der Abstandsfluide nach einem der vorhergehenden Ansprüche zwischen einer Zementierungszusammensetzung und einem Bohrschlamm.