NL8203942A - Anti-schuimmiddelen voor waterige, oplosbare zinkzouten bevattende vloeistoffen. - Google Patents

Description

- 1 - ^ ί * 4 ΪΓ.Ο. 31 272

Anti-sohuimmiddelen voor waterige, oplosbare zinkzouten bevattende vloeistoffen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op water bevattende vloeistoffen die een oplosbaar zinkzout bevatten en meer in het bijzonder op zogenaamde zware zoutoplossingen met een dichtheid van ongeveer 1,7 kg/dm^ of hoger.

5 In de laatste jaren is het praktische bedrijfstraject van heldere zoutoplossingen voor toepassing in de olie- en gasindustrie aanzienlijk uitgebreid door toepassing van oplosbare zinkzouten, in het bijzonder zinkbromide, zodat de voordelen van heldere zoutoplossingen nu verkregen kunnen worden met fluida met dichtheden 10 tot 2,30 kg/dm^ bij omgevingstemperaturen en drukken.

De heldere zoutoplossingen met grote dichtheid worden op grote schaal gebruikt: als voltooiingsvloeistoffen om verstopping van perforatietunnels te minimaliseren, om de formatie permeabiliteit te beschermen en om mechanische problemen te minimaliseren; 15 als herstelvloeistoffen om dezelfde redenen; als opvulvloeistoffen om een gemakkelijke beweging en herstel van de opvulling mogelijk te maken; voor onder opruiming, grintvulling en zandconsolidatie-toepassingen; als doodpompfluidum of ballastfluidum; voor water-lijnwerk en als boorfluida· 20 Heldere zoutoplossingen met een dichtheid van 1,70 kg/dm^ of lager worden in het algemeen geformuleerd met natriumchloride, natriumbromide, kaliumehloride, calciumchloride, calciumbromide of mengsels van deze zouten. Heldere zoutoplossingen met een dichtheid tot ongeveer 1,82 kg/dm? kunnen met calciumchloride en calcium-25 bromide geformuleerd worden; wanneer echter de zoutoplossing een lage kristallisatietemperatuur moet hebben, dan worden heldere zoutoplossingen in dit dichtheidstraject in het algemeen geformuleerd met een oplosbaar zinkzout. Zinkbromide verdient de voorkeur, omdat zoutoplossingen die zinkbromide bevatten minder corrosief' 30 zijn dan zoutoplossingen, die zinkchloride bevatten. Heldere zoutoplossingen met een dichtheid groter dan ongeveer 1,82 kg/dm^ worden met zinkbromide geformuleerd.

Viskeuze heldere fluida worden soms verlangd. In het algemeen zijn hydroxyethylcellulose (HEC) en xanthangom (xc) pplymeren ver-35 enigbaar met de fluida, die geen zinkzouten bevatten. Bij de hogere 8203942 « %» - 2 - dichtheden is echter de hydratering van de viskeus makende middelen aanzienlijk langzamer. HEG wordt in het algemeen als onbevredigend beschouwd voor toepassing in fluida, die zinkzouten bevatten. Echter zijn werkwijzen voor het activeren van HEG, XC polymeer en 5 andere in water oplosbare polymeren, zodanig dat zij; gemakkelijk in zware zoutoplossingen, die zinkbromide bevatten, hydrateren, beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvragen 119*805 ingediend 8 februari 1980, 196*367 ingediend 14 oktober 1980, 146*286 ingediend 5 mei 1980 en 161.444 ingediend 20 juni 1980* 10 Gevonden werd, dat heldere zoutoplossingen, die oplosbare zinkzouten bevatten, na mengen opschuimen. Bij aanwezigheid van een hydrofiel polymeer viskeusmakend middel zoals EEC wordt de schuim tot een zodanige mate gestabiliseerd, dat een zeer lange verouderingstijd vereist is om de schuim te breken en te elimineren. 15 Gevonden werd, dat een bijzondere combinatie van produkten, synergistisch de opschuiming van zware zoutoplossingen, die een oplosbaar zinkzout bevatten, verlaagt en derhalve gebruikt kan worden als anti-schuimmiddel voor dergelijke zoutoplossingen.

Het is derhalve een oogmerk van de onderhavige uitvinding een 20 nieuwe samenstelling te verschaffen, die geschikt is voor het elimineren van de vorming van een stabiele schuim in zware zoutoplossingen, die een oplosbaar zinkzout bevatten.

Het is een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding een werkwijze te verschaffen voor het elimineren van de vorming van 25 een stabiele schuim in zware zoutoplossingen, die een oplosbaar zinkzout bevatten.

Nog een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van verbeterde, zware zoutoplossingen bevattende putbe-handelingsvloeistoffen.

30 Een verder oogmerk van de onderhavige uitvinding is het ver schaffen van viskeuze, zware zoutoplossingen bevattende putbe-handelingsvloeistoffen.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de vondst, dat bepaalde mengsels van 2,6,8-trimethyl-4-nonanon (TM) en het getri-35 ethoxyleerde derivaat van 2,6,8-trimethyl-4-nonanol (TETM) synergistisch op elkaar inwerken om de opschuiming in zware zoutoplossingen, die een oplosbaar zinkzout, in het bijzonder zinkbromide, bevatten, te verminderen.

De volumeverhouding van TETMN tot TM in de anti-schuimsamen-40 stelling dient in het traject van ongeveer 9*1 "tot ongeveer 1:9, bij 8203942 \ - 3 - voorkeur van ongeveer 7:1 tot ongeveer 1s7 en het meest hij voorkeur van ongeveer 5:1 tot ongeveer 1:5 te zijn.

De concentratie van de gebruikte anti-schuimsamenstelling ter voorkoming van opschuiming of het elimineren van de schuim uit 5 zware zoutoplossingen, die een oploshaar zinkzout bevatten, behoeft slechts een werkzame hoeveelheid te zijn, in het algemeen van onge- x veer 0,01 tot ongeveer 5>0 milliliter per 0,16 m zoutoplossing*·, hij voorkeur van ongeveer 0,05 tot ongeveer 0,5 milliliter per 0,16 m^.

10 De zware zoutoplossingen, waarin (EMU en TETMN samenwerken om synergistisch de opschuiming te verlagen, kunnen ongeveer 1 tot ongeveer 60 gew.% van een oplosbaar zinkzout, hij voorkeur zinkbromide bevatten. De overige oplosbare zouten in de zware zoutoplossingen zijn in het algemeen calciumchloride en/of calcium-15 bromide. Bij voorkeur zal de zware zoutoplossing ten minste ongeveer 16% zinkbromide, het meest bij voorkeur ten minste ongeveer 20% zinkbromide, bevatten.

Het verdient de voorkeur, dat de zware zoutoplossingen van de onderhavige uitvinding, die een schuim eliminerende hoeveelheid 20 van de anti-schuimsamenstelling van de onderhavige uitvinding bevatten, tevens een daarin gehydrateerd hydrofiel polymeer, in het bijzonder hydroxyethylcellulose bevatten. Het meest bij voorkeur dient het hydroxyethylcellulose geactiveerd te zijn voor toepassing in zware zoutoplossingen, die zinkbromide bevatten, zoals 25 volgens de werkwijzen, die in de hiervoor vermelde octrooiaanvragen zijn beschreven. Het EEC zal in het algemeen aanwezig zijn in een concentratie van ongeveer 2,8 tot ongeveer 14,3 kg/m^.

Om meer volledig de onderhavige uitvinding toe te lichten, worden de volgende niet beperkende voorbeelden gegeven. Tenzij 50 anders aangegeven werden alle fysische eigenschapsmetingen uitgevoerd volgens beproevingsmethoden uiteengezet in Standard Procedure for testing drilling fluid, API HP IJB, Seventh Edition, April 1978· De fysische eigenschapparameters, die in de voorbeelden zijn aangehaald, zijn, tenzij anders aangegeven, als volgt in eenheden 35 uitgedrukt: AV = schijnbare viscositeit, centipoise PY = plastische viscositeit, centipoise 2 YP = gietpunt, kg/m 2 gelsterkte = kg/m 8203942 - 4 -

Yoorbeeld I

Yerschillende mengsel van 2,6,8-trimethyl-4-nonanon (ΤΜΝ) en getriëthoxyleerd 2,6,8-trimethyl-4-nonanol (TETM), zie de formule van het formuleblad, werden door mengen bereid. Deze 5 mengsels werden als anti-schuimmiddelen als volgt gewaardeerd: (1) 350 milliliter zoutoplossing werden met 7»5 gram van een geactiveerde hydroxyethylcellulosegeleringssamenstelling, die 20% NATR0S0L 250 EHR hydroxyethylcellulose, 25% glycerol, 0,4% CAB-O-SIL MS gerookt siliciumoxide en 54,6% isopropanol bevatte 10 5 minuten op een multimixer gemengd} (2) na 4 minuten mengen werden de in tabel A vermelde anti-schuimmengsels toegevoegd; (3) onmiddellijk na het mengen werden de zoutoplossingen in geijkte cilinders gegoten; (4) de hoogte van de schuim werd genoteerd en daarna met intervallen van 1 minuut waargenomen en (5) de proef 15 werd na 5 minuten beëindigd, wanneer de schuim niet verdwenen was. Twee zoutoplossingen werden gebruikt met de volgende eigenschappen: zoutoplossing A - 2,0 kg/dm^, die 7>t5% calciumchloride, 30,2% calciumbromide en 32% zinkbromide in water bevatte. Zoutoplossing B - 2,3 kg/dm^, die 20% calciumbromide en 57% zinkbromide in water 20 bevatte. De waargenomen tijd voor sehuimeliminering is in tabel A gegeven.

De gegevens geven aan dat TETM en TM synergistisch de tijd vereist voor schuimeliminatie, verminderden.

8203942 4* - 5 - w γΗ p.

o ^^WIAi'N'rrrKNNW -P

<D pi

•H O

-p tq cö U Ö

o -H

P a <

r* *H

H · 0 Φ H o) a p

-P *rH O LTN^i'CMCM^^OOO·'- OO

pi pf -P

a λ pi •H O ° £ ca h -p

CJ

Φ H Ö LP» LT\ LT\

töffig ooiAWino^>-^(M

|> S H OOCM-r-OOOT-f^OO

0 »k · #, f\ ·»**#»·» Λ

ρ H Ö OOOOOOOOOO

σ' o 3 h

rn > > B

-P g

< S3 S

Η Η Η LT\ LTV ITV

φ CÖ®B O o t- ir\ o m cm in cm ,n j>a cm 1-000^^^0000 (g «H 3 Λ » ·,·»·»·*·*·*·.

£h piHd oo o o o o o o o

σ' o 3 H

h > > a

iH

0) d) scq o o o o o o irs 3¾) C\1 <M C\1 (M CV1 r o

ΟΦΗ ' ' ' ' ' O O O O O O O

> B B

ÖD

Ö

•H

•d Φ pi ρ rj g r r r lf\ t- r r h .¾ f» g i i.i i i ">* — \ \\ \\ o®HS c~-ro,v-T-i-T-t-

i> i> EH EH

H

φ d ra φ ^ t>o a iiiiiT-CMKN'tf-mvof- ü § φ 3 S3 a 8203942 * - 6 -

Voorbeeld II

Een 1/1 mengsel van TM en TETME werd gewaardeerd op het effect ervan op de rheologische eigenschappen van de zoutoplossing, viskeus gemaakt met HEC als volgt: (l) viskeus gemaakte zoutoplos-5 singen werden bereid, die 350 milliliter zoutoplossing A of zoutoplossing B, 7>5 gram geleringsmiddel A of geleringsmiddel B en 0,20 gram van het 1/1 mengsel bevatten, door op een multimixer 5 minuten te mengen en de zoutoplossingen in een rollenoven bij kamertemperatuur zestien uren te behandelen; (2) de rheologische 10 eigenschappen werden verkregen; (3) de viskeus gemaakte zoutoplossingen werden gedurende 16 uren bij 65,5°C in de roloven behandeld en (4) de rheologische eigenschappen werden na koeling op kamertemperatuur verkregen. De verkregen gegevens zijn in tabel B opgenomen. Geleringsmiddel A bevat 20% EATR0S0L 250 HER hydroxyethyl-15 cellulose, 25% glycerol, 0,4% CAB-0-SI1 M5 gerookt siliciumoxide en 54>6% isopropanol. Geleringsmiddel B bevat 20% EATR0S0I 250 HEER, 22% 0,25E EaOH en 58% isopropanol.

De gegevens geven aan dat dit anti-schuimmengsel geen nadelig effect had op de rheologische eigenschappen van de zoutoplos-20 sing.

3203942 t- - 7 - . τφ ΙΛ vo Ό VO co •'Φ'Φ rj * *s ·* VO F- ^ Λ ^ Λ •rt ON ON ·* « VO VO r VO ·» ·» VO VO t— » C t"~ ö « »03DOVt,“®VOOV^,VOVOOK>WW φ ^J· »3- t~-C~-T“T_T“T-VT“T-T_T"0\,'— *” -P O Λ! T-

Ö P

<D (D

P -P

§ H . CM VO 't VO CO 'tf-'it- pj Q) O ******** VO Γ“— ψ* ·* ·* φ rh φ ON OV » . VO VO VO VO ·> *» O'- VO «.O-O- m *> ~ co cd co vo o- vo on ^ m co kncvj cm tH ^•^•^^rrrrrrrrCNON'·'·

Φ O

T“ Φ 'q m in m ca I m nn - «-I D-ι I *> ·> T- 1— LTV T“

ίί PI 'Φ 'φ 1 I I · I I CO C~- I I

ο I KN CO T- T- 'ïf- 'St

rH

0

ri >| 1- KN I I I I I IVOC-I I r· CM I I

pjj p^j VO VO CO CO

K m <ij irvtnojcd rara in in ö S ·* race

{>•,«00 VOC* * •^(MOVC'ONCM

<d'ivOt-C-PiT-0,t,tinvOlMCVlrCM

«3- «3- τ- t- cviCMCOCOCVlCVlT-rCVlCVI

.· ·· ·· ·· • p! ft ft Pi A Pi Pi ft aaooaaooaaooaaoo rn ö ΦΦΟΟ ΦΦΟΟ ΦΦΟΟ ΦΦΟΟ " § ^j+amLn-p-pinin-P-Pinin-p-pinm _l 43 sj f4 » * P P •'•'PP ·> »>ΡΡ “ ·* φ η φ φΐηιηΦΦΐηιηΦΦΐηιηΦΦΐηιη ^ ο ιΐ'0^ 3 i

É5 W J J J? XX XX

I δ£

Pi fl -Pm<iS-e}<5<5WFCiPPlR-,aS<,i<i<}P:iP:i(E'Pcl

Pm ,-.

0 0 g tf S •h a a φ 1 & +5 m 2 ö &n Pi 3 a . 0 Τη φ «ij <4 <j «j <4 <j<j<jpfflpqppwpp g 2 53 0 g Ü a 0 m

ü B O -H

m j>

ba Φ Ö -P

a « •Η φ 0 ö h in S _> tH τ-

Ο Φ P A

mam dc-ö'oöoflosofloöoso

•η &0 S φ in (D CVI Φ CVI ΦΙΜ Φ CM Φ CM ® CM Φ CVi II II

43 ö ''-v φ·*φ··φ·*φ»Φ·*Φ·»Φ**®·* PJ o « ia o ElDO ίιοο ie O &OO Eioo &DO tlOO Φ,Ο < a -¾] 8203942

Claims (10)

1. Antischuimsamenstelling, met het kenmerk, dat de samenstelling een mengsel bevat van 2,6,8-trimethyl-4-nona-non en het getriëthoxyleerde derivaat van 2,6,8-trimethyl-4-nonanol.

2. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de volumeverhouding van 2,6,8-trimethyl-4-nonanon tot het getriëthoxyleerde derivaat van 2,6,8-trimethyl-4-nonanol in het traject van ongeveer 9s 1 "tot ongeveer 1:9 ligt.

3· Samenstelling volgens conclusie 2, met het 10 kenmerk, dat de volumeverhouding in het traject van ongeveer 7:1 tot ongeveer 1:7 ligt.

4· Samenstelling volgens conclusie 3> met het kenmerk, dat de volumeverhouding in het traject van ongeveer 5:1 tot ongeveer 1:5 is. 15

5· Werkwijze voor het verminderen van schuim, die ontstaat bij mengen van een waterige zoutoplossing, die een oplosbaar zink-zout bevat, met het kenmerk, dat men de zoutoplossing mengt met de antischuimende samenstelling volgens één of meer van de conclusies 1 tot 4·

6. Werkwijze voor het verminderen van schuim, die ontstaat bij mengen van een waterige zoutoplossing, die zinkbromide bevat, met het kenmerk, dat men de zoutoplossing mengt met de antischuimende samenstelling volgens één of meer van de conclusies 1 tot 4· 25

7* Werkwijze voor het verminderen van schuim, die ontstaat bij het mengen met een zoutoplossing met een dichtheid groter dan ongeveer 1,7 kg/dm^, die ten minste 20 gew.% zinkbromide bevat, met een samenstelling, die hydroxyethylcellulose bevat, met het kenmerk, dat men de zoutoplossing mengt met de 30 antischuimende samenstelling van één of meer van de conclusies 1 tot 4·

8. Een zware zoutoplossing bevattende putbehandelingsvloeistof, gekenmerkt door de aanwezigheid van een waterige oplossing aanwezig is met een dichtheid groter dan ongeveer 1,7 kg/dm^ 35 en de antischuimende samenstelling volgens één of meer van de conclusies 1 tot 4*

9· Een zware zoutoplossing bevattende putbehandelingsvloeistof, gekenmerkt door de aanwezigheid van een waterige oplossing met een dichtheid groter dan ongeveer 1,70 kg/dm^, ongeveer 40 2,8 tot 14,3 kg/m^ hydroxyethylcellulose en ongeveer 0,01 tot onge- 8203942 ·». - 9 - yeer 5» O milliliter per 6,7 van de antischuimende samenstelling volgens één of meer Tan de conclusies 1 tot 4·

10. Een zware zoutoplossing bevattende putbehandelingsvloei-stof, gekenmerkt door de aanwezigheid van een wate-5 rige oplossing met een dichtheid groter dan ongeveer 1,70 kg/dm^, ongeveer 2,8 tot ongeveer 14,3 kg/m^ hydroxyethylcellulose en ongeveer 0,05 tot 0,5 milliliter per 6,7 m van de antischuimende samenstelling volgens één of meer van de conclusies 1 tot 4« 8203942