DE827338C

DE827338C - Deep drilling fluid and methods of treating it

Info

Publication number: DE827338C
Application number: DEH5545A
Authority: DE
Inventors: Norman Edward Martello; Everett Percy Partridge; Gerald Benjamin Tjoflat
Original assignee: Hall Labs LLC
Current assignee: Hall Labs LLC
Priority date: 1944-02-18
Filing date: 1950-09-24
Publication date: 1952-01-10

Description

Tiefbohrspülung und Verfahren zu ihrer Behandlung Beim Tiefbohren, z. B. nach 01, wird der Bohrabrieb bekanntlich durch Spülflüssigkeiten (Spülung bzw. Bohrschlämme), die von einem Sammellecken über Tage durch das Bohrrohr bis zum Bohrer und wieder nach oben in das Sammelbecken zirkulieren, zutage gefördert. Die aus dem Bohrloch kommende Spülung wird dann gereinigt und, gegebenenfalls nach Auffrischung, erneut zirkulieren gelassen. Neben einem Hochfördern von Gesteinsplittern und Bohrschmand dient diese sogenannte Dickspülung auch noch anderen Zwecken, wie Schmieren von Sonde und Bohrgestänge, zum Belegen und Abdichten der Sondenwand gegen Wasser oder Hochdruckgas, zur Verhinderung des Nachstürzens von gebrächem Gestein und schließlich zur Erzeugung eines genügend hohen hydrostatischen Drucks gegen Gasausbrüche. Um das Gewicht der Spülung zu erhöhen, ist es üblich, ihr Schweremittel, wie Schwerspat oder Hämatit, zuzusetzen. Sowohl solche Zusätze wie auch eine Erhöhung des spezifischen Gewichts der Spülung durch eine Erhöhung des Verhältnisses von Ton und Wasser steigern aber ihre Viskosität, so daß sie sich nur schwer pumpen läBt.Deep drilling fluid and methods of treating it. B. after 01, the drilling abrasion is known to be brought to light by flushing fluids (mud or drilling mud), which circulate from a collecting leak over days through the drill pipe to the drill and back up into the collecting basin. The fluid coming out of the borehole is then cleaned and, if necessary after being refreshed, is allowed to circulate again. In addition to pumping up rock splinters and drilling debris, this so-called thick flush also serves other purposes, such as lubricating the probe and drill rods, covering and sealing the probe wall against water or high-pressure gas, preventing broken rock from falling and finally generating a sufficiently high hydrostatic pressure against gas outbreaks. To increase the weight of the conditioner, it is common to add a heavy substance, such as barite or hematite, to it. Both such additives and an increase in the specific gravity of the mud by increasing the ratio of clay and water increase its viscosity, so that it is difficult to pump.

Es wurde daher schon vorgeschlagen, derartigen Viskositätserhöhungen durch gewisse Zusätze, u. a. von schnell in Lösung gehenden Meta- oder Pyrophosphaten, entgegenzuwirken. Solche Phosphate wirken wohl dispergierend auf die Spülung, wodurch deren Viskosität erniedrigt wird, sie haben aber auch ihre Nachteile. Werden nämlich z. B. Natriumhexametaphosphat oder Natriumpyrophosphat in fester Form der Spülung zugesetzt, so gehen sie in kürzester Zeit in Lösung. Unter Übertagebedingungen erfüllen sie dabei durchaus den Zweck einer Erniedrigung der Viskosität der Spülung. Kommt diese aber während des Umpumpens in die tieferen Zonen des Bohrlochs, auf dessen Sohle Temperaturen bis zu 9o° und darüber herrschen können, so werden sie zu unwirksamen Orthophosphaten hydratisiert oder als schwer lösliche Magnesium- oder Calciumpyrophosphate gefällt und dadurch ebenfalls unwirksam. Man kann auf solche Weise ihrem Wirkungszweck entzogene Phosphate wohl ergänzen, die für die Tiefe des Bohrlochs optimalen Dosierungen sind aber nicht ohne weiteres zu ermitteln, so daß die Gefahr sowohl einer Unter- als auch einer Überdosierung besteht. In letzterem Fall spricht dann die Spülung wegen Übersättigung mit Chemikalien auf die erneuten Zusätze nicht mehr entsprechend an.It has therefore already been proposed to increase viscosity of this kind through certain additives, including of rapidly dissolving meta- or pyrophosphates, to counteract. Such phosphates have a dispersing effect on the rinse, which means the viscosity of which is lowered, but they also have their disadvantages. Namely z. B. sodium hexametaphosphate or sodium pyrophosphate in solid form of the rinse added, they go into solution in a very short time. Under Surface conditions they certainly fulfill the purpose of lowering the viscosity of the mud. But if this occurs during the pumping over into the deeper zones of the borehole the bottom of which can have temperatures of up to 9o ° and above, so they will hydrated to ineffective orthophosphates or as poorly soluble magnesium or calcium pyrophosphate precipitated and therefore also ineffective. One can on In such a way, phosphates that are deprived of their purpose are supplemented for the Depth of the borehole optimal dosages are not easy to determine, so that there is a risk of both underdosing and overdosing. In the latter If so, the rinse speaks to the renewed case because of oversaturation with chemicals Additions no longer apply accordingly.

Es wurde nun gefunden, daß derartige Dosierungsschwierigkeiten durch die Anwendung von in der Spülung fein verteilten festen kristallinen anliydrischen Alkalimetaphosphaten, die in den Schlämmen nur langsam in Reaktion treten, überwunden werden können. Geeignet sind kristalline Alkalimetaphosphate, die in Wasser eine Löslichkeit von weniger als 0,005%, d. h. von weniger als fünf Teilen auf ioo ooo Teile Wasser, bei gewöhnlicher Temperatur besitzen. Dadurch unterscheiden sie sich grundsätzlich von glasigem Natriumphosphat von der Art des auch als Graham's Salz bekannten Natriumhexametaphosphats, welches in Wasser äußerst schnell zu 25 %igen und selbst noch höher konzentrierten Lösungen gelöst wird, oder von dem Natriumpyrophosphat, von dem unter raschem Inlösunggehen bei gewöhnlicher Temperatur etwa 7%ige Lösungen in Wasser hergestellt werden können. Die Löslichkeit der schwer löslichen oder unlöslichen kristallisierten Alkalimetaphosphate beträgt demgegenüber weniger als '/iooo der des Tetranatriumpyrophosphats, das unter den bisher für die Behandlung von Dickspülungen benutzten löslichen Phosphaten das bei gewöhnlicher Temperatur am wenigsten leicht lösliche ist. Trotz ihrer geringen Löslichkeit in Wasser reagieren die fein verteilten kristallinen Alkalimetaphosphate aber langsam und stetig in der Spülung im Sinne einer Aufrechterhaltung der erwünschten Eigenschaften, insbesondere deren Viskosität.It has now been found that such dosing difficulties are caused by the application of solid crystalline anliydric finely dispersed in the mud Alkali metaphosphates, which react only slowly in the sludge, were overcome can be. Crystalline alkali metaphosphates are suitable, which have a Solubility less than 0.005%; i.e. H. of less than five parts to ioo ooo Parts of water, at ordinary temperature. This is how they differ basically from vitreous sodium phosphate of the type also called Graham's salt well-known sodium hexametaphosphate, which is 25% strength in water extremely quickly and even more highly concentrated solutions is dissolved, or from the sodium pyrophosphate, about 7% solutions of the rapid dissolution at ordinary temperature can be made in water. The solubility of the poorly soluble or insoluble In contrast, crystallized alkali metaphosphate is less than ½ iooo of of tetrasodium pyrophosphate, one of the hitherto used for the treatment of thick muds used soluble phosphates that least easily at ordinary temperature is soluble. Despite their low solubility in water, the finely divided ones react crystalline alkali metaphosphates but slowly and steadily in the rinse in the sense maintaining the desired properties, in particular their viscosity.

Die erfindungsgemäß in Frage kommenden schwer löslichen kristallinen Alkalimetaphosphate gehören zu den anhydrischen Phosphaten, d. h. Phosphaten, die aus sauren Orthophosphaten durch Entzug von Konstitutionswasser entstanden gedacht werden können. Ihre Darstellung unterscheidet sich von der der löslichen, vornehmlich glasigen Produkte der gleichen Klasse von Phosphaten im wesentlichen durch die Art des Kühlens oder Abschreckens der Schmelzen, aus denen sie hervorgehen, und die Schmelztemperaturen, die erreicht bzw. nicht überschritten werden sollen und von denen aus abgekühlt oder abgeschreckt wird.The sparingly soluble crystalline substances which can be used according to the invention Alkali metaphosphates belong to the group of anhydrous phosphates, i. H. Phosphates that thought to have arisen from acidic orthophosphates through the withdrawal of constitutional water can be. Their presentation differs from that of the soluble, primarily vitreous products of the same class of phosphates essentially by the kind the cooling or quenching of the melts from which they arise and the Melting temperatures that should or should not be exceeded and of which is cooled or quenched from.

So entsteht z. B. das wasserunlösliche, auch unter dem Namen Maddrell-Salz bekannte kristalline Natriummetaphosphat in bekannter Weise durch Erhitzen von '_\Ioliotiatrittniortliophosphat auf etwa 400 bis 45o°. Durch Auswaschen kann es von den gewöhnlich mitentstandenen geringen Mengen löslichen Natriummetaphosphats, das im übrigen nicht viskositätserniedrigend auf die Spülung wirkt, getrennt werden. Es besitzt dann in Wasser eine Löslichkeit von etwa 5 bis io : i Million.So z. B. the water-insoluble, also under the name Maddrell salt known crystalline sodium metaphosphate in a known manner by heating '_ \ Ioliotiatrittnortliophosphat to about 400 to 45o °. By washing it out, it can be removed from those that have usually arisen small amounts of soluble sodium metaphosphate, which by the way does not lower the viscosity acts on the flush, be separated. It then has a solubility in water from about 5 to 10: 1 million.

Das entsprechende kristallisierte Kaliummetaphosphat kann in ebenfalls bekannter Weise bei Temperaturen bis hinauf zu seinem Schmelzpunkt etwa über 8oo° hergestellt werden. Es löst sich zu etwa 4o Teilen in i Million Teilen Wasser.The corresponding crystallized potassium metaphosphate can also be used known way at temperatures up to its melting point about 8oo ° getting produced. About 40 parts dissolve in a million parts of water.

Ungeachtet ihrer außerordentlich geringen Wasserlöslichkeit lvirken die kristallinen Alkalimetaphosphate der beschriebenen Art überraschenderweise dispergierend und damit viskositätserniedrigend auf die Spülung. Dies kann vielleicht auf die Gegenwart von Metallionen in der wässerigen Spülung, die in einen Austausch mit den Metallionen in dem Kristallgitter der unlöslichen Metaphosphate treten und damit deren Inlösunggehenermöglichen, zurückzuführen sein.Irrespective of their extremely low solubility in water, lvirken the crystalline alkali metaphosphates of the type described surprisingly dispersing and thus lower the viscosity of the conditioner. This may be due to the Presence of metal ions in the aqueous rinse that are in an exchange with the metal ions in the crystal lattice of the insoluble metaphosphates occur and thus their redemption possible.

Die Wirkung der erfindungsgemäß anzuwendenden Phosphate geht aus nachfolgenden Vergleichsversuchen mit einer künstlich gealterten, io% Ton, 20% Baryt und 3% Bentonit enthaltenden Spülung hervor. Diese besaß eine relative Viskosität von 64. Von drei 2ooo-Gramm-Proben wurden einer zum Vergleich 3 g glasiges Natriumhexametaphosphat und den beiden übrigen jeweils 3 g von den kristallinen Metaphosphaten im Sinne der Erfindung zugesetzt. Die Phosphate waren so fein gemahlen, daß sie ein Sieb mit 32 Maschen je qcm passierten. Nach dem Zumischen wurden die einzelnen Proben zunächst nach 1/2stündigem Stehen, dann wieder nach etwa i .5stündigem Stehen und schließlich nochmals nach 2stündigem Erhitzen auf 8o°, Abkühlen und Stehen über Nacht viskosimetrisch untersucht. Es ergaben sich folgende relative Werte: Geprüfte Verbindung 1 Relative `'iskosität nach ., Std. 1 15 Std. (Erhitzen Glasiges Natriummeta- phosphat........... 10,5 1315 35.5 Krist. Na P 03 (Maddrell- Salz) ............. 45 13 14 Krist. KPO, .. . ... . . 13,5 9 ifi Die Überlegenheit der geprüften schwerlöslichen kristallinen Metaphosphate gegenüber dem leichtlöslichen Natriumhexametaphosphat geht deutlich aus der Spalte für die erhitzten, also den Bedingungen ihrer Anwendung angepaßten Proben hervor. Eine Herabsetzung der Gelkraft, gemessen im 5-Minuten-Test, ging damit parallel.The effect of the phosphates to be used according to the invention is evident from the following comparative tests with an artificially aged rinse containing 10% clay, 20% barite and 3% bentonite. This had a relative viscosity of 64. Of three 2,000 gram samples, 3 g of glassy sodium hexametaphosphate were added to one for comparison, and 3 g each of the crystalline metaphosphates within the meaning of the invention were added to the other two. The phosphates were ground so finely that they passed a sieve with 32 meshes per square cm. After mixing, the individual samples were viscometrically examined first after standing for 1/2 hour, then again after about 15 hours of standing and finally again after 2 hours of heating to 80 °, cooling and standing overnight. The following relative values were obtained: Tested connection 1 Relative viscosity according to ., Hrs. 1 15 hrs. (Heating Glassy sodium meta- phosphate ........... 10.5 1315 35.5 Krist. Na P 03 (Maddrell- Salt) ............. 45 13 14 Krist. KPO, ... ... . 13.5 9 ifi The superiority of the sparingly soluble crystalline metaphosphate tested compared to the readily soluble sodium hexametaphosphate can be seen clearly from the column for the heated samples, that is to say the samples adapted to the conditions of their application. A reduction in gel strength, measured in the 5-minute test, went hand in hand with this.

Die Ergebnisse von Versuchen mit dem Bohrfeld entnommener, bereits stark behandelter Spülung lagen in gleicher Richtung.The results of tests with the drilling field already taken heavily treated rinsing lay in the same direction.

Einen besonderen Vorteil bedeutet die selbsttätige Anpassung der schwer löslichen Phosphate an die Verhältnisse in der Tiefe des Bohrlochs, indem die bei höheren Temperaturen in Lösung befindlichen und dabei einer Rückwandlung in Orthophosphat und Fällung ausgesetzten Anteile immer wieder durch Inlösunggehen von den festen, langsam löslichen Anteilen ersetzt werden. Im übrigen können die gegen atmosphärischeFeuchtigkeit recht unempfindlichen kristallisiertenMetaphosphateauch bei der Dispergierung anderer mineralischer Stoffe, wie Ton, Pigmente, Füllstoffe, fein verteilteOxyde, Salze usw., gute Dienste tun.The automatic adjustment of the difficult is a particular advantage soluble phosphates the conditions in the depth of the borehole, by being in solution at higher temperatures and thereby converting back portions exposed in orthophosphate and precipitation repeatedly go through dissolution be replaced by the solid, slowly soluble components. In addition, the Crystallized metaphosphates that are also quite insensitive to atmospheric moisture when dispersing other mineral substances such as clay, pigments, fillers, finely divided oxides, salts, etc., serve well.

Bei dem langsamen Inlösunggehen der so schwerlöslichen, in der Praxis in erster Linie in Betracht kommenden Kalium- und Natriummetaphosphate tritt die viskositätserniedrigende Wirkung nicht so rasch ein, wie bei den leichter löslichen anhydrischen Phosphaten, derenWirkung dafür auch rascher nachläßt. Das Kaliummetaphosphat, das an sich etwas schneller in Reaktion tritt als das Natriummetaphosphat, zeigt dabei die Eigenart, daß es im ersten Augenblick seiner Anwendung die Viskosität der Spülung etwas erhöht, bevor es dann die viskositätserniedrigende Wirkung entfaltet.With the slow dissolving of the so difficult to dissolve, in practice primarily comes into consideration potassium and sodium metaphosphates viscosity-lowering effect does not appear as quickly as with the more easily soluble anhydrous phosphates, the effect of which wears off more quickly. The potassium metaphosphate, which in itself reacts a little faster than sodium metaphosphate shows the peculiarity that at the first moment of its application there is the viscosity the conditioner slightly before it then unfolds the viscosity-lowering effect.

Es konnte nun weiterhin festgestellt werden, daß man diese, im Endeffekt zwar nicht ausschlaggebenden, aber doch unerwünschten vorübergehenden Erscheinungen ausschalten kann, wenn man die kristallisierten Kalium- und Natriummetaphosphate unter sich oder mit anderen Stoffen in geeigneter Weise kombiniert.It could now also be determined that this, in the end temporary phenomena, though not decisive, but undesirable can turn off when you get the crystallized potassium and sodium metaphosphates combined with each other or with other substances in a suitable manner.

So hat sich ergeben, daß durch eine gleichzeitige Verwendung von kristallisiertem Kaliummetaphosphat und kristallisiertem Natriummetaphosphat im Verhältnis von etwa 2 : i bis etwa i : 5, bevorzugt im Verhältnis um etwa i : i, die Neigung des Kaliummetaphosphats zu einer anfänglichen Viskositätserhöhung beträchtlich herabgesetzt oder ganz aufgehoben wird und die erstrebte Viskositätserniedrigung rasch einsetzt. Besonders zweckmäßig ist es, die beiden Phosphate der Spülung in Form einer etwa 5- bis 3o%igen Suspension, die unter Rühren bei erhöhter Temperatur hergestellt ist, zugegeben. Man kann die Gemische aber auch trocken, gegebenenfalls mit Ton, Bentonit, oder Beschwerungsmitteln vermischt, der Spülungsflüssigkeit zusetzen.So it has been found that by the simultaneous use of crystallized Potassium metaphosphate and crystallized sodium metaphosphate in the ratio of about 2: i to about i: 5, preferably in a ratio of about i: i, the inclination of the potassium metaphosphate to an initial viscosity increase considerably reduced or completely eliminated and the desired reduction in viscosity sets in quickly. Particularly useful it is the two phosphates of the rinse in the form of an approximately 5 to 3o% suspension, which is prepared with stirring at elevated temperature, added. You can Mixtures but also dry, optionally with clay, bentonite, or weighting agents mixed, add to the flushing liquid.

Schließlich können die beiden Phosphate trocken oder aufgeschlemmt auch nacheinander der Spülung zu Beginn ihres Umlaufs und zur Aufrechterhaltung der gewünschten Viskositätserniedrigung während des Umlaufs zugegeben werden. Die zuzusetzende Gesamtmenge der Phosphate kann sich in der üblichen Höhe von etwa o,i bis 0,4% bewegen. Aber auch Zusätze von etwa 1,3% und noch mehr zeitigen ausgezeichnete Ergebnisse.Finally, the two phosphates can be dry or slurried also successively flushing at the beginning of their circulation and to maintain it the desired viscosity reduction can be added during circulation. the The total amount of phosphates to be added can be in the usual amount of about o, i move up to 0.4%. But also additives of around 1.3% and even more produce excellent Results.

Zu gleichem Zweck und unter noch zuverlässigerer Ausschaltung einer anfänglichen vorübergehenden Verdickung der Spülung kann man das schwerlösliche kristalline Kaliummetaphosphat mit einer wasserlöslichen Verbindung eines insbesondere von Kalium verschiedenen Alkalimetalls oder das entsprechende Natriummetaphosphat mit einer wasserlöslichen Verbindung eines, insbesondere von Natrium verschiedenen Alkalimetalls oder die beiden schwerlöslichen Phosphate zusammen mit einer oder mehr wasserlöslichen Alkaliverbindungen zur Anwendung bringen. In allen diesen Fällen wird das Einsetzen der viskositätserniedrigenden Wirkung der kristallisierten Metaphosphate dadurch beschleunigt. Dabei hält die stabilisierende Wirkung der Phosphate auf die Spülung sehr lange an, so daß sie während des Spülungsumlaufes verhältnismäßig selten ergänzt werden müssen.For the same purpose and with an even more reliable elimination of one initial temporary thickening of the conditioner can be the poorly soluble crystalline potassium metaphosphate with a water-soluble compound of a particular alkali metal other than potassium or the corresponding sodium metaphosphate with a water-soluble compound one, in particular other than sodium Alkali metal or the two sparingly soluble phosphates together with one or apply more water-soluble alkali compounds. In all of these cases the onset of the viscosity-lowering effect of the crystallized metaphosphates thereby accelerated. The stabilizing effect of the phosphates keeps on the Flushing for a very long time, so that it is relatively seldom during the flushing cycle need to be supplemented.

Als dem schwerlöslichen kristallisierten Metaphosphat oder den Metaphosphaten zuzusetzende wasserlösliche Alkaliverbindungen kommen die verschiedensten, so z. B. Hydroxyde, Carbonate, Bicarbonate, Sesquicarbonate, Chloride, Sulfate, Nitrate, Silicate, Ortho-, Pyro-, Tripoly- oder Metaphosphate, Borate, Acetate oder sich von natürlichen organischen Stoffen, wie Tannin oder Lignin, ableitende, einzeln oder zu mehreren in Betracht. Aus wirtschaftlichen Gründen wird man im allgemeinen die Natrium- und Kaliumverbindungen bevorzugen. Verbindungen alkalischer Reaktion wirken auf die Erhaltung der viskositätserniedrigenden Eigenschaften der kristallisierten Metaphosphate in der Regel günstiger als die neutraler oder saurer Reaktion.As the sparingly soluble crystallized metaphosphate or the metaphosphates Water-soluble alkali compounds to be added come in a wide variety of ways, B. Hydroxides, carbonates, bicarbonates, sesquicarbonates, chlorides, sulfates, nitrates, Silicates, ortho-, pyro-, tripoly- or metaphosphates, borates, acetates or themselves of natural organic substances, such as tannin or lignin, dissipative, individually or more than one. For economic reasons, one will generally prefer the sodium and potassium compounds. Alkaline reaction compounds act to maintain the viscosity-reducing properties of the crystallized Metaphosphates are usually cheaper than the neutral or acidic reaction.

Bei den Zusätzen zu Gemischen von Kalium-und Natriummetaphosphaten spielt es keine Rolle, ob es sich um Verbindungen des Kaliums oder des Natriums handelt.When adding to mixtures of potassium and sodium metaphosphates It does not matter whether it is a compound of potassium or sodium acts.

Die dem schwerlöslichen Phosphat zuzusetzende Menge an Alkaliverbindung soll für das Kaliummetaphosphat etwa o, i bis 3 Äquivalente Na auf i K P 03, bevorzugt etwa i : i, und für das Natriummetaphosphat etwa o,5 bis 3 Äquivalente K auf i Na P O3, bevorzugt etwa 1,5 bis 2 : i, betragen. Die Gesamtmenge der einer vorher unbehandelten Spülung trocken oder in Suspension zuzusetzenden Menge an kristallisiertem Kalium- oder Natriummetaphosphat oder deren Gemisch liegt allgemein wiederum etwa zwischen o,i und o,40%. Falls die in ihren Eigenschaften zu beeinflussende Spülung bereits wasserlösliche Alkalisalze enthält, kann deren Art und Menge bei der Bereitung der zuzusetzenden Gemische mit in Rechnung gestellt werden.The amount of alkali compound to be added to the sparingly soluble phosphate should for the potassium metaphosphate about 0.1 to 3 equivalents of Na on i K P 03, preferred about i: i, and for the sodium metaphosphate about 0.5 to 3 equivalents of K on i Na P O3, preferably about 1.5 to 2: i. The total amount of a previously untreated Rinse dry or in suspension amount of crystallized potassium to be added or sodium metaphosphate or a mixture thereof is again generally somewhere between o, i and o, 40%. If the conditioner whose properties are to be influenced is already there Contains water-soluble alkali salts, their type and amount in the preparation of the Mixtures to be added are also billed.

Neben der viskositätserniedrigenden Wirkung auf die Spülung besitzen die gemäß der Erfindung anzuwendenden schwerlöslichen kristallisierten Metaphosphate, besonders im Gemisch oder einzeln oder zusammen mit wasserlöslichen Alkali- oder auch Calciumverbindungen gemischt, auch noch andere, nicht voraussehbare und äußerst wertvolle Eigenschaften. In geeigneterZusammensetzung und Konzentration wirken sie nämlich stabilisierend auf schieferartige Schichten, die beim Bohren gelegentlich durchfahren werden und infolge Abbröckelns und Niederstürzens von Brocken in das Bohrloch, sowie ihrer häufigen Neigung zum Quellen Schäden anrichten können, die zu den gefürchtesten im Bohrbetrieb gehören. Wie in ausgedehnten Versuchen erwiesen wurde, können Schiefer, welche im normalen Bohrbetrieb wegen der geschilderten Eigenschaften die größten Schwierigkeiten bereiten, mittels der erfindungsgemäßenZusätze zur Spülung weitgehend in ihrem Zusammenhalt gefestigt werden.In addition to the viscosity-lowering effect on the conditioner the sparingly soluble crystallized metaphosphates to be used according to the invention, especially in a mixture or individually or together with water-soluble alkali or also mixed calcium compounds, also other, unforeseeable and extreme valuable properties. They work in a suitable composition and concentration namely stabilizing on slate-like layers that occasionally appear when drilling be driven through and as a result of the crumbling and falling of chunks into the Borehole, as well as their frequent tendency to swell, can cause damage are among the most feared in the drilling industry. As shown in extensive trials was, can slate, which in normal Drilling operations because of The properties described cause the greatest difficulties by means of the additives according to the invention for flushing are largely consolidated in their cohesion.

Eine derart günstige Wirkung zeigen insbesondere Gemische von kristallisiertem Kalium- und Natriummetaphosphat unter sich oder im Gemisch mit irgendwelchen einzelnen oder mehreren wasserlöslichen Calcium- oder Alkaliverbindungen einschließlich des Ammoniums der oben erwähnten Hydroxyde, Carbonate usw. Das Verhältnis zwischen dem schwerlöslichen Monometaphosphat und der wasserlöslichen Verbindung kann dabei zwischen etwa i : 2 bis etwa io : i variieren, während die Gesamtkonzentration des trockenen Gemischs zweckmäßig etwas höher, etwa zwischen i und 300/0, bevorzugt zwischen etwa 4 und io%, bezogen auf die in der Spülung vorhandene Wassermenge, liegt.Such a beneficial effect is shown in particular by mixtures of crystallized Potassium and sodium metaphosphate alone or in admixture with any of the others or more water-soluble calcium or alkali compounds including the Ammonium of the above-mentioned hydroxides, carbonates, etc. The ratio between the sparingly soluble monometaphosphate and the water-soluble compound can be between about i: 2 to about io: i while varying the total concentration of dry Mixture appropriately somewhat higher, about between 1 and 300/0, preferably between about 4 and 10%, based on the amount of water in the rinse.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Aqueous dispersion of mineral substances. especially clay-containing thick mud for deep boreholes, characterized by a content of slowly soluble, crystallized alkali metaphosphates, preferably sodium and potassium metaphosphates, whose solubility in water at normal temperature is not higher than about 1/100 of the tetrasodium pyrophosphate and less than 0.05%.

2. Dispersion according to claim i, characterized in that the phosphates Mixtures of crystallized potassium and sodium metaphosphate are in which the The ratio of potassium to sodium dilution is between about 2: 1 and 1: 5.

3. Dispersion according to claims i and 2, characterized in that <iaß in addition the crystallized potassium or sodium metaphosphate or mixtures thereof at the same time including at least one water-soluble compound of calcium or an alkali metal of ammonium, preferably a water-soluble compound with an alkaline reaction in the Ratio between about i: 2 and about io: i is present.

4. Dispersion according to the Claims i to 3, characterized in that the crystallized potassium or Sodium metaphosphate and a water-soluble sodium or potassium compound in one Ratio of about i K P 03 or i Na P 03: about 0.1 to 3 equivalents of sodium or potassium are present.

5. Process for the treatment of drilling fluids, in particular of clay-containing rinses, characterized in that <let this in finely divided Form slowly soluble crystalline anhydrous alkali metaphosphates, optionally in a mixture with each other or with water-soluble compounds of calcium or the Alkali metals including ammonium, dry or in the form of suspensions can be added.