NO326687B1 - Fremgangsmate ved behandling av underjordisk sone med et vaesketapsreduserende tilsetningsmiddel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å behandle underjordiske soner som er penetrert av borehull med en vandig behandlingsvæske omfattende vann og et vannløselig væsketapsreduserende middel omfattende et polymert kompleks.

Bakgrunn

Brønnbehandlingsvæsker benyttes i en rekke operasjoner og behandlinger i olje- og gassbrønner. Slike operasjoner og behandlinger inkluderer kompletteringer så som gruspakking, for å hindre faststoffer fra formasjonen i å bli transportert ut av borebrønnen sammen med produserte hydrokarboner. Ved gruspakking blir suspenderte partikler av grus transportert inn i en underjordisk sone inneholdende et gitter, i hvilken gruspakningen skal plasseres ved hjelp av en viskøs, gelert behandlingsvæske. Så snart gruspakningen er plassert i sonen, blir den viskøse, gelerte væsken brutt (viskositeten blir redusert) og gjenvunnet (hentet opp til overflaten). For å hindre tap av væskekomponenter av behandlingsvæsken in i permeable formasjoner penetrert av en borebrønn, blir et væsketapsreduserende middel inkludert i behandlingsvæsken. Gruspakningen dannet i borebrønnen virker som et filter til å skille fast finmateriale fra produserte fluider når sistnevnte gis anledning til å strømme inn i og gjennom borebrønnen.

Vandige behandlingsvæsker inneholdende hydraulisk sement benyttes i stor grad til konstruksjon og reparasjon av olje- og gassbrønner. For eksempel benyttes hydrauliske sementblandinger ved primære sementeringsoperasjoner som innebærer plassering av en sementblanding i ringrommet mellom veggene av brønnen og de ytre flater av en rørstreng, så som et foringsrør, plassert i brønnen. Sementblandingen gis anledning til å herde i ringrommet slik at det danner en ringformet sjikt av hard, impermeabel sement i dette rommet. Formålet med sementsjiktet er å fysisk gi støtte til og posisjonere rørstrengen i borebrønnen samt binde rørstrengen til veggene av borebrønnen slik at uønsket migrasjon av formasjonsfluider mellom underjordiske soner penetrert av borebrønnen skal unngås.

Et eksempel på en produksjonsstimulerende behandling ved bruk av brønnbehandlingsvæske, er hydraulisk frakturering. Det vil si at en viskøs, gelert vandig behandlingsvæske, betegnet innen faget som en fraktureringsvæske, blir pumpet gjennom borebrønnen og inn i en underjordisk sone som skal stimuleres med en hastighet og et trykk som er slik at det dannes sprekker som strekker seg inn i den underjordiske sone. Fraktureringsvæsken transporterer også med seg partikkelformet proppemiddel, for eksempel sand, inn i sprekkene. Proppemiddelet er suspendert i den viskøse behandlingsvæsken slik at proppemiddelet blir avsatt i sprekkene når den viskøse fraktureringsvæske brytes og gjenvinnes. Proppemiddelet virker ti lå hindre sprekkene i å lukkes, slik at det oppstår ledende kanaler gjennom hvilke produksjonsfluider kan strømme inn i borebrønnen. For å hindre tap av fraktureringsvæske til permeable, underjordiske formasjoner, blir et vannløselig væsketapsreduserende middel inkludert i fraktureringsvæsken. Etter at den viskøse fraktureringsvæsken er blitt pumpet inn i formasjonen og fraktureringen av sonen har funnet sted, blir fraktureringsvæsken gjenvunnet fra formasjonen for å gi hydrokarboner anledning til å produseres gjennom de dannede sprekker. Generelt skjer fjerningen av den viskøse fraktureringsvæske gjennom å konvertere den til en lavviskøs væske. Dette oppnås ved å tilsette en forsinket "bryter", det vil si et viskositetsreduserende middel, til fraktureringsvæsken før denne pumpes inn i den underjordiske sonen som skal fraktureres.

Hvor vellykket gruspakkingsoperasjoner, primære sementeringsoperasjoner, frakturerings-operasjoner og andre operasjoner som gjør nytte av vandige brønnbehandlingsvæsker blir, avhenger i det minste delvis av behandlingsvæskens evne til å holde på vann inntil den har blitt plassert på ønsket sted i forhold til brønn. Det vil si at når en vandig behandlingsvæske blir pumpet gjennom borebrønnen og kommer i kontakt med permeable, underjordiske formasjoner som er penetrert av brønnen, kan vann som er til stede i behandlingsvæsken bli tapt i permeable formasjoner. Tap av vann fra behandlingsvæsken kan hindre behandlingsvæsken fra å fungere som den skal. For eksempel når deler av vannet som danner en sementblanding blir tapt, mister sementblandingen også sin konsistens hvilket kan hindre at sementblandingen blir plassert på riktig plass. Det kan også føre til at blandingen blir for viskøs for å kunne pumpes ut, og/ eller blandingen frakturerer underjordiske formasjoner slik at alt av eller deler av blandingen går tapt. Mens lettvekts, skummede vandige behandlingsvæsker ofte benyttes, er slike væsker også utsatt for væsketap når de kommer i kontakt med permeable formasjoner.

Det er allerede blitt utviklet en rekke forskjellige fluid- eller væsketapsreduserende midler for bruk i vandige brønnbehandlingsvæsker. Slike tilsetningsmidler reduserer tap av væske, vanligvis vann, fra slike behandlingsvæsker når behandlingsvæsken kommer i kontakt med permeable flater. Mens de hittil benyttede væsketapsreduserende midler har oppnådd varierende grad av suksess, er det et kontinuerlig behov for forbedrede væsketapsreduserende tilsetningsmidler som kan benyttes i ikke-skummede og skummede vandige brønnbehandlingsvæsker, og som effektivt reduserer tap av væske fra den vandige brønnbehandlingsvæske ved høye temperaturer.

Brønnbehandlingsfluider omfattende vann og vandige løsninger av polymerbaserte, fluidtapsregulerende tilsetningsmidler er kjent blant annet fra US patent nr. 6 342 467, fransk patent 2 759 364 og US patentene 6 165 947 og 4 486 318.

I henhold til US patentene nr. 6 342 467 og 6 165 947, benyttes en stabil, kryssbundet hydroksyetylcellulose, viskositetsreduserende midler med kontrollert frigivelse, samt midler for å heve pH idet en kryssbinder starter å kryssbinde hydroksyetylcellulosen ved høy pH.

Fra FR patent nr. 2 759 947 beskriver et fluidtapsreduserende middel for petroleumsindustrien eller for sementblandinger, hvor et overflateaktivt middel (tensid) og en mikrogel dannet ved kjemisk kryssbinding av en polyvinylalkohol. Midlet kan også fremstilles som en gasstett sammensetning.

US patent nr. 4 486 318 omhandler blandinger som er stabile ved høye temperaturer og som er i stand til å innta en pseudoplastisk tilstand som begrenser fluidtap i vandige systemer. Blandingen omfatter en hydroksyinneholdende aluminiumkomponent, en kjemisk komponent som er i stand til å bli konvertert til en høyere oksidasjonstilstand under alkaliske betingelser og et reaksjonsprodukt av en polymer substans valgt blant polyvinylalkohol eller hydroksyalkylcellulose reagert med et kryssbindende middel valgt blant et middel som inneholder eller er i stand til å danne epihalohydrin eller et aldehyd.

Blant andre beslektede publikasjoner kan nevnes US patentene nr. 6 124 245 og 6 124 244 samt EP 1 091 086 A1.

Kort om oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse bringer en forbedret metode for å behandle underjordiske soner penetrert av borebrønner med vandige brønnbehandlingsvæsker som har forbedrede egenskaper med hensyn til lave væsketap, som tilfredsstiller behovene beskrevet ovenfor og overvinner manglene ved den tidligere kjente teknikk.

Den forbedrede fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for å behandle en underjordisk sone penetrert av en borebrønn, omfatter å innføre i den underjordiske sone en vandig brønnbehandlingsvæske omfattende vann og et vannløselig væsketapsreduserende tilsetningsmiddel i form av et polymerkompleks samt en geldanner for å øke viskositeten til brønnbehandlingsvæsken, idet polymerkomplekset omfatter en kationisk, anionisk eller amfotær polymer som er dannet i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer samt at brønnbehandlingsvæsken også omfatter en forsinket viskositetsbryter til stede i en mengde tilstrekkelig til å bevirke en reduksjon av viskositeten til behandlingsvæsken etter en viss tid.

Det væsketapsreduserende tilsetningsmiddel omfatter et polymerkompleks av to eller flere vannløselige polymerer. Det vil si at det væsketapsreduserende tilsetningsmiddel som benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse er polymerkomplekser omfattende en kationisk, anionisk eller amfotær polymer dannet i nærvær av en ikke-ionaktiv polymer. Polymerkompleksene omfatter polymerer som ikke er fysisk forent ("blended"), men som er grundig blandet eller innbyrdes "mellomliggende" som følge av den metode med hvilken de er fremstilt. De væsketapsreduserende polymerkomplekser fremstilles ved å danne en av de polymere komponenter i nærvær av en annen polymer komponent som allerede finnes i polymerisasjonssonen. Således tilberedes en løsning, emulsjon eller annen form for preparat av de monomere som skal inngå i polymeren med den ønskede initiator eller katalysator, og en polymer blir dannet (syntetisert) i nærvær av en tidligere tilberedt eller naturlig polymer, som her også blir omtalt som vertspolymeren. Siden vertspolymeren er til stede i hele polymerisasjonsblandingen, vil den nydannede polymer være "mellomliggende" med vertspolymeren. Siden begge polymerene av polymerkomplekset er vannløselige, er også komplekset vannløselig.

Den ikke-ionaktive polymer, det vil si vertspolymeren, i det væsketapsreduserende middel som benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse, er fortrinnsvis en naturlig polymer. Mer foretrukket er den ikke-ionaktive polymer en hydroksyalkylert naturlig gummi, og mest foretrukket er den ikke-ionaktive polymer etoksylert hydroksyetylcellulose. Den kationiske, anioniske eller amfotære polymer som blir polymerisert i nærvær av den ikke-ionaktive polymer, omfatter fortrinnsvis, i det minste delvis, av monomerenheter avledet fra en sulfonsyre funksjonell monomer. Mest foretrukket består polymeren av monomerenheter av 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, som er til stede i polymeren i en mengde i området fra omtrent 25 til omtrent 75 mol-%. Polymeren kan inkludere andre monomerenheter, så om N,N-dimetylakrylamid, akrylamid, akrylsyre og vinylpyrrolidon.

En foretrukket fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for å behandle en underjordisk sone penetrert av en borebrønn, omfatter å innføre i den underjordiske sone en vandig brønnbehandlingsvæske omfattede vann og et væsketapsreduserende tilsetningsmiddel i form av et vannløselig polymerkompleks omfattende 1 vektdel polymer med 70 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 17 mol-% N,N-dimetylakrylamid og 13 mol-% akrylamid, samt 2 vektdeler hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksid substitusjon.

Et annet foretrukket væsketapsreduserende tilsetningsmiddel i form av et vannløselig polymerkompleks for bruk i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, består av 1 vektdel polymer med 40 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 30 mol-% akrylamid, 20 mol-% akrylsyre og 10 mol-% vinylpyrrolidon, og 1 vektdel hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksid substitusjon.

Den vandige brønnbehandlingsvæske kan være en skummet eller ikke-skummet hydraulisk sementblanding, en viskøs gruspakningsvæske, en fraktureringsvæske eller andre brønnbehandlende væsker.

Formålene, egenskapene og fordelene ved foreliggende oppfinnelse vil være åpenbare for fagfolk på området etter å ha lest den etterfølgende beskrivelse av foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen.

Foretrukne utførelsesformer

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte for å behandle underjordiske soner penetrert av borebrønner. Behandlingsvæskene omfatter i hovedsak de komponenter som er nevnt ovenfor, og kan inkludere hydraulisk sement, kryssbindere for geldannere, og andre komponenter kjent for fagfolk på området. Således kan behandlingsvæskene som er anvendelige med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse være blandinger for dannelse av gruspakninger, fraktureringsvæsker og lignende. Det væsketapsreduserende middel vil typisk være til stede i en mengde fra omtrent 0,09 til omtrent 2,5 vekt-% av vannet.

De vannløselige, polymerkomplekse, væsketapsreduserende midler som er anvendelige i henhold til foreliggende oppfinnelse, omfatter et kompleks av to vannløselige polymere. Polymerkompleksene tilberedes ved polymerisering av en eller flere polymeriserbare monomere i nærvær av en allerede dannet eller naturlig polymer. Polymerkompleksene blir "innflettet" som et resultat av fremgangsmåten med hvilken de fremstilles. Det vil si at kompleksene blir tilberedt ved polymerisering av monomerkomponenter i nærvær av en tidligere dannet eller naturlig polymer som er til stede i polymerisasjonsblandingen. En løsning, emulsjon eller annen form for preparat av de monomere som skal polymeriseres, tilberedes med ønsket initiator eller katalysator og en polymer blir syntetisert i nærvær av den tidligere dannede eller naturlige polymer, det vil si vertspolymeren. Siden vertspolymeren er til stede i hele polymerisasjonsblandingen, blir den innflettet med den nye polymer som dannes. Begge polymerene er vannløselige, hvorfor også polymerkomplekset er vannløselig. For komplettering og produksjonsstimulering av olje-og gassbrønner, blir det polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel dannet ved å polymerisere en kationisk, anionisk eller amfotær polymer i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer. Således benyttes betegnelsen "væsketapsreduserende middel i form av et polymerkompleks" (eller "polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel") om en kationisk, anionisk eller amfotær polymer som blir polymerisert i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer.

Som nevnt ovenfor omfatter det polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel som er spesielt egnet til bruk i behandlingsvæsker, gjerne også andre komponenter så som hydrauliske sementer eller lignende. Sagt på en annen måte er det polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel spesielt egnet til bruk i vandige brønnbehandlingsvæsker så som skummede eller ikke-skummede hydrauliske sementblandinger, viskøse, vandige fraktureringsvæsker og andre vandige brønnbehandlingsvæsker som benyttes ved boring, komplettering og stimulering av olje- og gassbrønner.

De polymerkomplekse, væsketapsreduserende midler som er anvendelige i samsvar med foreliggende oppfinnelse, er spesielt egnet for bruk i skummede eller ikke-skummede hydrauliske sementblandinger som benyttes ved sementering i borebrønner med høye temperaturer, det vil si temperaturer i området fra omtrent 27 °C til en bunnhulls sirkulasjonstemperatur (BHCT), det vil si omtrent 177 °C. Polymerkompleksene gir væsketapsreduksjon over vide områder av temperaturer og andre brønnbetingelser.

Som nevnt dannes polymerkompleksene ifølge foreliggende oppfinnelse ved polymerisering av en eller flere monomere i nærvær av vertspolymeren. Vertspolymeren kan være en syntetisk polymer så som de som produseres ved fri radikal polymerisasjon eller kondensasjonspolymerisasjon, eller den kan være en naturlig polymer så som naturgummi, stivelse, modifisert stivelse, et cellulosemateriale eller et modifisert cellulosemateriale. Eksempler på vertspolymere som kan benyttes i polymerkompleksene inkluderer, men er ikke begrenset til, vinylpolymere, polyolefiner, polyakrylater, polyamider, polyestere, polyuretaner, xantan gummier, natriumalginater, galaktomannaner, karragenan, gummi arabicum, cellulose og cellulosederivater, stivelse og derivater av stivelse, guar og derivater av guar, silikoninneholdende polymerer og derivater av slike, polysiloksaner og derivater av slike samt proteiner og deres derivater.

Vertspolymeren er en ikke-ionaktiv polymer så som en vannløselig naturgummi. Mens forskjellige naturgummier kan benyttes blant de arter som er nevnt ovenfor, er hydroksyalkylert naturgummi så som hydroksyetyl guargummi eller hydroksypropyl guargummi foretrukket.

Den kationiske, anioniske eller amfotære polymer dannet i nærvær av den ikke-ionaktive vertspolymer, kan inkludere monomerenheter avledet fra en eller flere monomere. Fortrinnvis er en majoritet av monomerenhetene for dannelse av polymeren, monomere enheter avledet fra enheter med funksjonell sulfonsyre. Blant de forskjellige sulfonsyre funksjonelle monomere som kan benyttes, er det foretrukket med 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre monomerenheter i en mengde av 25 til 75 mol-% i polymeren. En eller flere ytterligere monomerenheter kan være inkludert i den dannede polymer i tillegg til de sulfonsyre funksjonelle monomerenheter. Foretrukket blant slike ytterligere monomerenheter er N,N-dimetylakrylamid monomerenheter til stede i polymeren i en mengde i området fra omtrent 10 til omtrent 40 mol-%, akrylamid monomerenheter til stede polymeren i en mengde i området fra omtrent 10 til omtrent 30 mol-%, akrylsyre monomerenheter til stede i polymeren i en mengde i området fra omtrent 10 til omtrent 20 mol-% og/ eller vinylpyrrolidon monomerenheter til stede i polymeren i en mengde i området fra omtrent 5 til omtrent 20 mol-%.

Et spesielt egnet vannløselig polymerkompleks væsketapsreduserende middel for bruk i henhold il foreliggende oppfinnelse, består av 1 vektdel av en polymer omfattende omtrent 70 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, omtrent 17 mol-% N,N-dimetylakrylamid og omtrent 13 mol-% akrylamid og 2 vektdeler av hydroksyetylcellulose med 1,5 mol av etylenoksidsubstitusjon.

Et annet spesielt foretrukket vannløselig polymerkomplekst, væsketapsreduserende middel for bruk i henhold til foreliggende oppfinnelse består av 1 vektdel av en polymer omfattende omtrent 40 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre , omtrent 30 mol-% akrylamid, omtrent 20 mol-% akrylsyre og omtrent 10 mol-% vinylpyrrolidon, og 1 vektdel av hydroksyetylcellulose med 1,5 mol av etylenoksidsubstitusjon.

En utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for å sementere i en underjordisk sone penetrert av en borebrønn, omfatter å innføre i den underjordiske sone en sementblanding omfattende en hydraulisk sement slammet med vann i en mengde i området fra omtrent 35 til omtrent 50 vekt-% av sementen i blandingen, samt et vannløselig polymerkompleks væsketapsreduserende middel tilstede i en mengde i området fra omtrent 0,25 til omtrent 5 vekt-% av sementen i blandingen.

En annen fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for å sementere en underjordisk sone penetrert av en borebrønn, omfatter å innføre i den underjordiske sone en sementblanding inneholdende en hydraulisk sement slammet med vann til stede i en mengde i området fra omtrent 35 til omtrent 50 vekt-% av sementen i blandingen, et vannløselig polymerkompleks væsketapsreduserende middel til stede i en mengde i området fra omtrent 0,25 til omtrent 5 vekt-% av sementen i blandingen, gass til stede i en mengde tilstrekkelig til å skumme den vandige brønnbehandlingsvæsken og en blanding av skumdannende og skumstabiliserende tensider til stede i effektive mengder.

En rekke forskjellige hydrauliske sementer kan benyttes i samsvar med foreliggende oppfinnelse, inkludert de som omfatter kalsium, aluminium, silisium, oksygen og/ eller svovel, som stivner og blir hard ved reaksjon med vann. Slike hydrauliske sementer inkluderer, men er ikke begrenset til Portlandsementer, pozzolane sementer, gipssementer, aluminøse sementer, silikasementer og slaggsementer. Portlandsementer er generelt foretrukket for bruk i henhold til foreliggende oppfinnelse. Portlandsementer av typen definert og beskrevet i "API Specification For Materials And Testing For Well Cements", API spesifikasjon 10, 5. utgave, datert 1. juli 1990 av det amerikanske petroleumsinstituttet, er spesielt egnet. Foretrukne blant slike API Portlandsementer inkluderer klassene A, B, C, G og H, med API klassene G og H mer foretrukne og klasse H mest foretrukket.

Vannet benyttet i sementblandingen ifølge oppfinnelsen er til stede i en mengde

tilstrekkelig til å frembringe en pumpbar oppslemming av ønsket tetthet. Vannet kan være ferskvann eller saltvann. Saltvann benyttes her umettet saltvann og mettede saltløsninger inkludert "lake" og sjøvann. Vannet er generelt til stede i sementblandingen i en mengde i området fra omtrent 35 til omtrent 50 vekt-% av sementen i blandingen.

Som nevnt ovenfor er det polymerkomplekse væsketapsreduserende tilsetningsmiddel, dannet av en anionisk, kationisk eller amfotær polymer i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer. Slike polymerkomplekser gir utmerket væsketapskontroll i både ikke-skummede og skummede sementblandinger over et bredt spekter av temperaturer og brønnbetingelser. Når polymerkomplekset inneholder en skummet polymer eller en vertspolymer av en eller flere akrylamid type monomere og/ eller en basis vinylheterosyklisk monomer så som vinylamidazol, vinylpyridin, vinylpyrrolidon og derivater av disse, kan sementblandingen eventuelt inneholde et dispergeringsmiddel så som naftalen-sulfonsyre kondensert med formaldehyd eller kondensasjonsreaksjonsproduktet av aceton, formaldehyd, og natrium bisulfitt. Inkluderingen av et dispergeringsmiddel har en synergistisk effekt på polymerkomplekset som fører til en uventet økning av dets effektivitet som et væsketapsreduserende middel.

Når et dispergeringsmiddel er inkludert, er det til stede i en mengde i området fra omtrent 0,5 til omtrent 2 vekt-% av sementen. Et dispergeringsmiddel kan ikke være til stede i skummet sement.

De forskjellige tilsetningsmidler som konvensjonelt er inkludert i sementblandinger og som er vel kjent innen faget, kan også benyttes i sementblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse.

Det polymerkomplekse væsketapsreduserende middel ifølge foreliggende oppfinnelse, bevirker når det benyttes i en sementblanding, en vesentlig reduksjon i væsketap fra sementblandingen og en reduksjon av den målte viskositet for sementblandingen. Polymerkomplekset kan enkelt blandes med andre komponenter i sementblandingen og fører til god væsketapskontroll over et bredt temperaturområde uten å påvirke reologien negativt. Polymerkomplekset kan tilsettes til sementblandingen i tørr form, i løsning eller i emulsjon. Nærværet av det polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel i sementblandingen forbedrer også pumpbarheten av sementblandingen.

Som nevnt ovenfor er det polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel som benyttes i en sementblanding ifølge oppfinnelsen, fortrinnsvis valgt blant en gruppe polymerkomplekser bestående av 1 vektdel av en polymer omfattende 70 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 17 mol-% N,N-dimetylakrylamid og 13 mol-% akrylamid, og 2 vektdeler av hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksidsubstitusjon, eller et polymerkompleks bestående av 1 vektdel av en polymer omfattende 40 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 30 mol-% akrylamid, 20 mol-% akrylsyre og 10 mol-% vinylpyrrolidon, og 1 vektdel hydroksylcellulose med 1,5 mol etylenoksidsubstitusjon.

Det polymerkomplekse væsketapsreduserende tilsetningsmiddel er inkludert i sementblandingen i en mengde i området fra omtrent 0,25 til omtrent 5 vekt-% av sementen i sementblandingen.

Når sementblandingen er skummet, er det til stede i sementblandingen en gass i en mengde tilstrekkelig til å skumme sementblandingen og en blanding av et skumdannende og skumstabiliserende tensider, til stede i en effektiv mengde. Gassen som benyttes for å danne den skummede sementblanding kan være luft eller nitrogen, med nitrogen som foretrukket.

Gassen er generelt til stede i sementblandingen i en mengde i området fra omtrent 10 til omtrent 80 vol-% av den endelige, skummede sementblanding.

Forskjellige blandinger av skumdannende og skumstabiliserende tensider kan benyttes, idet en spesielt foretrukket slik blanding består av et etoksylert alkohol etersulfat tensid, et alkyl- eller alken amidopropylbetain tensid og et alkyl- eller alken amidopropyl dimetylaminoksid tensid. Denne tensidblanding er beskrevet i US patent nr. 6,063,738, bevilget til Chatterji et al 16 mai 2000, som det herved henvises til.

Blandingen av de skumdannende og skumstabiliserende tensider er til stede i sementblandingen i en effektiv mengde, det vil si i en mengde i området fra omtrent 0,8 til omtrent 5 volum-% av vannet i sementblandingen.

En annen vandig brønnbehandlingsvæske som kan benyttes i henhold til fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, består av vann, en geldanner til stede i en mengde i området fra omtrent 0,125 til omtrent 1,5 vekt-% av vannet i den vandige brønnbehandlingsvæske og et vannløselig polymerkompleks væsketapsreduserende tilsetningsmiddel til stede i en mengde i området fra omtrent 0,1 til omtrent 5 vekt-% av vannet i den vandige brønnbehandlingsvæsken.

Vannet som benyttes i brønnbehandlingsvæsken kan være ferskvann eller saltvann som beskrevet ovenfor.

Én eller flere geldannere for å øke viskositeten av den vandige behandlingsvæsken, er inkludert i væsken. Den økte viskositet for behandlingsvæsken gjør det mulig for denne å transportere partikulært faststoff og plassere dette på et ønsket sted. For eksempel, når den viskøse, gelerte behandlingsvæske blir benyttet som en fraktureringsvæske, blir den

pumpet inn i en underjordisk sone gjennom borebrønnen med en hastighet og et trykk tilstrekkelig til å danne sprekker i den underjordiske sone. Den viskøse fraktureringsvæske transporterer partikkelformet proppemiddel slik som gradert sand inn i sprekkene. Proppemiddelet blir suspendert i den viskøse fraktureringsvæske slik at proppemiddelet blir avsatt i sprekkene når den viskøse fraktureringsvæske brytes (gå tilbake til en tynn væske) og gjenvinnes. Proppemiddelet virker til å hindre at sprekkene lukkes, slik at det dannes ledende kanaler gjennom hvilke fluider som produseres kan strømme frem til borebrønnen.

En viskøs, gelert, vandig behandlingsvæske blir også benyttet ved gruspakking. Ved gruspakningsoperasjoner blir faste gruspartikler, så som gradert sand eller lignende, blir transportert inn i en underjordisk sone inneholdende et filter (gitter) som det skal plasseres en gruspakning i ved hjelp av den viskøse, vandige behandlingsvæsk. Det vil si at gruspartiklene blir suspendert i den viskøse, vandige behandlingsvæske ved overflaten og transportert inn i rommet mellom filteret og veggene av borebrønnen som penetrerer den underjordiske sone som gruspakningen skal plasseres i. Så snart gruspakningen er plassert i sonen, blir den viskøse, gelerte væsken brutt (viskositeten blir redusert) og gjenvunnet (returnert til overflaten). Gruspakningen virker som et filter for å separere faststoffer fra formasjonen fra fluider som produseres, slik at kun sistnevnte tillates å strømme inn i og gjennom borebrønnen.

En rekke forskjellige geldannere kan benyttes for å øke viskositeten av vandige brønnbehandlingsvæsker, så som fraktureringsvæsker, gruspakningsvæsker og lignende. De anvendelige geldannere inkluderer naturlige og derivatiserte polysakkarider som er løselige, dispergerbare eller svellbare i en vandig væske for å gi viskositet til væsken. En gruppe, for eksempel, av polysakkarider, som er egnet til bruk i henhold til foreliggende oppfinnelse, inkluderer, men er ikke begrenset til, galaktomannan gummier, så som gummi arabicum, gattigummi, karayagummi, tamarindgummi, tragacantgummi, guargummi, johannesbrødgummi johannesbrødgummi og lignende. Gummiene kan også være karakterisert ved at de har en eller flere funksjonelle grupper så som cis-hydroksyl, hydroksyl, karboksyl, sulfat, sulfonat, amino eller amid. Modifiserte gummier så som karboksyalkylderivater, for eksempel karboksymetylguar og hydroksyalkylderivater, for eksempel hydroksypropylguar, kan også benyttes. Dobbelt derivatiserte gummier så som karboksymetylhydroksypropylguar, kan også benyttes.

Modifiserte celluloser og derivater av disse kan også benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse. Eksempler på vannløselige celluloseetere som kan benyttes, inkluderer, men er ikke begrenset til, karboksyetylcellulose, karboksymetylcellulose, karboksymetylhydroksyetylcellulose, hydroksyetylcellulose, metylhydroksypropylcellulose, metylcellulose, etylcellulose, etylkarboksymetylcellulose, metyletylcellulose, hydroksypropylmetylcellulose og lignende. En spesielt egnet derivatisert cellulose er hydroksyetylcellulose podet med vinylfosfonsyre, som er beskrevet i detalj i US patent nr. 5,067,565, bevilget til Holtmeyer et al. 26 november 1991, og som det herved henvises til.

Av galaktomannanene og derivater av disse er guargummi, hydroksypropylguar, karboksymetylhydroksypropylguar, hydroksyetylcellulose,

karboksymetylhydroksyetylcellulose, karboksymetylcellulose og hydroksyetylcellulose podet med vinylfosfonsyre foretrukket.

Forskjellige andre geldannere kjent for fagfolk på området, inkludert biopolymere så som xantangummi, welangummi og succino(ravsyre)glykol, kan også benyttes. Geldanneren eller geldanneren som benyttes er til stede i de vandige behandlingsvæsker ifølge oppfinnelsen i en mengde i området fra omtrent 0,125 til omtrent 1,5 vekt-% av vekten av vannet i behandlingsvæsken.

For ytterligere å forbedre utviklingen av viskositet i den vandige brønnbehandlingsvæsken som inneholder de ovenfor nevnte polysakkaride geldannere, kan geleringsmidlene kryssbindes ved tilsetning av et kryssbindingsmiddel til den vandige behandlingsvæsken. Kryssbindingsmiddelet kan omfatte en boratfrigivende forbindelse eller et hvilket som helst av velkjente overgangsmetallioner som er i stand til å danne en kryssbundet struktur med det spesifikke geleringsmidlet som benyttes. Foretrukne kryssbindingsmidler for bruk med de ovenfor nevnte geldannere, inkluderer, men er ikke begrenset til, boratfrigivende forbindelser, en kilde til titanioner, en kilde til zirkoniumioner, en kilde til antimonioner og en kilde til aluminiumioner.

Når de benyttes er kryssbindingsmidler av ovennevnte type inkludert i den vandige brønnbehandlingsvæsken i en mengde i området fra omtrent 0,1 til omtrent 2 vekt-% av geldanneren i behandlingsvæsken.

Når den vandige brønnbehandlingsvæsken inneholder en geldanner eller en kryssbundet geldanner, er en forsinket bryter for geldanneren inkludert i den vandige brønnbehandlingsvæsken. Det vil si at en forsinket bryter er til stede i den vandige behandlingsvæsken i en mengde tilstrekkelig til å bevirke en kontrollert reduksjon av viskositeten til den vandige behandlingsvæsken etter et ønsket tidsrom. Egnede forsinkede brytere som kan benyttes, inkluderer alkalimetall og ammonium persulfater som er forsinket ved å være innkapslet i et materiale som langsomt frigir bryteren. Utfelt (presipitert), partikkelformet silika er et slikt materiale som er porøst og forblir tørt og frittflytende etter å ha absorbert en vandig løsning av bryteren. Utfelt silika kan absorbere løsninger med kjemiske tilsetningsmidler i mengder opp til 400 vekt-% av utfelte silika. Den forsinkede frigivelse av et flytende, kjemisk tilsetningsmiddel absorbert i en partikkelformet, porøs, utfelt silika, skjer ved osmose hvorved den innkapslede væske kjemisk diffunderer gjennom det porøse, faste materiale som et resultat av at en høyere konsentrasjon inne i det porøse materialet enn dets konsentrasjon av væsken utenfor det porøse materiale. For ytterligere å forsinke frigivelsen av et flytende, kjemisk tilsetningsmiddel, kan den porøse, utfelte silika være belagt med et langsomt oppløselig belegg. Eksempler på egnede slike langsomt løselige materialer som kan benyttes, inkluderer, men er ikke begrenset til, EDPM gummi, polyvinyldiklorid, (PVDC), nylon, forskjellige voks, polyuretaner, kryssbundne, delvis hyd ro lyse rte akryler og lignende. En detaljert beskrivelse av innkapslingsteknikkene beskrevet ovenfor er gitt i US patent nr. 6,209,646, bevilget 3. april 2001 til Reddy et al., som det herved refereres til. Andre forsinkede brytere som kan benyttes, inkluderer, men er ikke begrenset til, klorider og hypokloritter av alkalimetall samt kalsium hypokloritter.

Når brytere av ovennevnte type benyttes, er de til stede i den vandige brønnbehandlingsvæske i en mengde i området fra omtrent 0,01 til omtrent 5 vekt-% av vannet i behandlingsvæsken.

Som nevnt ovenfor lages de polymerkomplekse, væsketapsreduserende midler som er anvendelige i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, ved polymerisering av et kationisk, anionisk eller amfotær polymer i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer. De monomere som kan benyttes ved polymeriseringen av den kationiske, anioniske eller amfotære polymer, er slike som promoterer vannløselighet, inkludert, men ikke begrenset til, monomere så som 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 2-metakrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, sulfonert styren, vinylsulfonsyre, allyleter sulfonsyrer så som propansulfonsyre allyleter, metallyleter fenylsulfonater, akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyre, itakonsyre, n-akrylamidopropyl-n,n-dimetylaminosyre, n-metakrylamidopropyl-n,n-dimetylaminosyre, n-akryloyloksyetyl-n,n-dimetylaminosyre, n-metakryloyloksyetyl-n,n-dimetylaminosyre, n-akryloyloksyetyl-n,n-dimetylaminosyre, krotonsyre, akrylamidoglykolsyre, metakrylamidoglykolsyre, 2-akrylamido-2-metylbutansyre og 2-metakrylamido-2-metylbutansyre. Ikke-ionaktive monomere som kan benyttes i den dannede (syntetiserte) polymer inkluderer, men er ikke begrenset til, C1-C22 rette eller forgrenede kjeder av alkyl- eller aryl akrylamid, metakrylamid, akrylamid, metakrylamid, n-vinylpyrrolidon, vinylacetat, etoksylert og propoksylert akrylat, etoksylert og propoksylert metakrylat, hydroksyfunksjonelle metakrylater så som hydroksyetylmetakrylat og hydroksypropylmetakrylat, n,n-dimetylakrylamid, n,n-dimetylmetakrylamid, styren, styrenderivater og C1-C22 rette eller forgrenede kjeder av alkyl-, aryl- eller allyletere.

Polymerkompleksene ifølge foreliggende oppfinnelse dannes ved polymerisering av en eller flere av de ovenfor beskrevne monomere i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer. Vertspolymeren kan være en syntetisk polymer, så som de som polymeriseres ved fri radikal polymerisasjon eller kondensasjonspolymerisasjon, eller den kan være en naturlig polymer så som naturgummi, et naturgummiderivat, en stivelse, en modifisert stivelse, en cellulose, et cellulosederivat eller et etoksylert cellulosederivat. Andre polymerer som kan benyttes inkluderer, men er ikke begrenset til, vinylpolymere, polyolefiner, polyakrylater, polyamider, polyestere, polyuretaner, xantangummier, welangummier, succinglykon, natriumalginater, galaktomannaner, karragenan, gummi arabicum, stivelse og dets derivater, guaresterderivater, silikoninneholdende polymere og deres derivater, polysiloksaner og deres derivater og proteiner og deres derivater.

Betegnelsen "mellomliggende" kan benyttes for å beskrive de polymerkompleksene som er anvendelige ved foreliggende oppfinnelse. Med mellomliggende menes at polymerene av polymerkomplekset er distribuert homogent gjennom blandingen og blandet i en grad slik at ingen faseseparasjon kan observeres etter lang tids hensetting i den opprinelige løsning. På den annen side er en tredimensjonal nettverksstruktur i hovedsak fraværende (men det kan forekomme noe forgrening) slik at løsningen viser kun en minimal turbiditet (uklarhet), om noen. Som et ikke-begrensende eksempel kan en vandig løsning inneholdende 5 vekt-% av en polymer eller mellomliggende kompleks bli tilberedt og siktet gjennom en US standard sikt nr. 100 (150 um) og ingen partikler blir etterlatt på sikten. Alternativt vil en 2,5 vekt-% løsning av polymerkomplekser eller mellomliggende polymerkomplekser i henhold til foreliggende oppfinnelse ha en turbiditetsmåling på mindre enn 20 nefelometriske turbiditetsenheter (NTUs) og vil ikke oppvise noen synlig faseseparasjon etter å ha stått i omgivelsesbetingelser i tre måneder.

Ytterligere informasjon om tilberedelsen og klargjøring av de polymerkomplekse, væsketapsreduserende midler ifølge foreliggende oppfinnelse, er inkludert i US patentsøknad med tittel "Water soluble polymer complexes in cementing", innlevert 15 april 2002, og som det herved refereres til. Videre finnes ytterligere informasjon om de polymerkomplekse, væsketapsreduserende midler ifølge oppfinnelsen i foreløpig patentsøknad med serienr. 60/284,043 med tittel "Water soluble polymer complexes", innlevert 16. april 2001, som det herved refereres til.

De følgende eksempler er gitt for ytterligere å illustrere fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

En monomerblanding ble tilberedt inneholdende 0,0043 gram metylen bisakrylamid, 28,87 gram 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 1,79 gram akrylamid, 4,97 gram ammoniumklorid, 3,28 gram N,N-dimetylakrylamid, 0,04 gram tetranatriumsalt av etylendiamintetraeddiksyre, 10,93 gram 50% natriumhydroksidløsning og 0,83 gram 50% vandig løsning av 2-merkaptoetanol. Blandingen ble tilsatt til en polymerisasjonskjele inneholdende 851,49 gram av deionisert vann. pH i den resulterende løsning var over 8,5. Blandingen ble kontinuerlig agitert, varmet til 48 °C og 0,67 gram 2,2-azobis(2-amidinopropan) hydroklorid initiator ble tilsatt til løsningen. 66,67 gram hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksidsubstitusjon ble tilsatt den agiterte løsningen og hydroksyetylcellulosen ble gitt anledning til å undergå fullstendig hydratisering. En nitrogen "spreder" ble startet i polymerisasjonskjelen og polymeriseringen ble tillatt å forløpe adiabatisk. Etter at temperaturøkningen i polymerisasjonsblandingen stoppet, ble blandingen varmet til 66 °C etterfulgt av tilsetning av 0,33 gram 2,2-azobis(2-amidinopropan) hydroklorid initiator løst i 1,33 gram deionisert vann. Den resulterende løsning ble opprettholdt ved 66 °C i 30 minutter, gitt anledning til å kjøle hvoretter en 10 % aktiv løsning av det fremstilte polymerkompleks ble samlet.

Polymerkomplekset bestod av 1 vektdel av den syntetiserte polymer inneholdende 70 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 17 mol-% N,N-dimetylakrylamid og 13 mol-% akrylamid, og 2 vektdeler hydroksyetylcellulose med 1,5 mol av etylenoksidsubstitusjon. Polymerkomplekset ble gitt betegnelsen 2004-72.

Ved å følge den ovenfor beskrevne syntetiseringsprosessen ble det tilberedt et annet polymerkompleks bestående av 1 vektdel av en syntetisert polymer inneholdende 40 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 30 mol-% akrylamid, 20 mol-% akrylsyre og 10 mol-% vinylpyrrolidon, og 1 vektdel hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksidsubstitusjon. Dette polymerkomplekset ble gitt betegnelsen 2004-96.

Ved å følge den samme polymerisasjonsprosessen som beskrevet ovenfor, ble det syntetisert en polymer uten vertspolymer, det vil si hydroksyetylcellulose med 1,5 mol av etylenoksidsubstitusjon. Den syntetiserte polymer bestod av 40 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 30 mol-% akrylamid, 20 mol-% akrylsyre og 10 mol-% vinylpyrrolidon. Denne syntetiske polymer uten vertspolymer ble betegnet 2004-97.

En sementoppslemming ble tilberedt bestående av Lafarge klasse H Portlandsement, 30 vekt-% silikamel av vekten av sementen, 15 vekt-% røyket silika av vekten av sementen, 1 vekt-% av en ikke-dispergerende stivningsforsinker av vekten av sementen, 46,5 vekt-% vann av vekten av sementen og 2 vol-% av en blanding av skumdannende og skumstabiliserende tensider av volumet av vannet. Den ikke-dispergerende stivningsforsinker omfattet en blanding av lignosulfonat, sukker og sulfonert lignin. Stivningsforsinkeren er beskrevet i detalj i US patent nr. 6,227,294 B1, bevilget til Chatterji et al. 8 mai 2001, som det herved refereres til. Blandingen av skumdannende og skumstabiliserende tensider omfattet et etoksylert alkoholetersulfat tensid, et alkyl eller alken amidopropylbetain tensid og et alkyl eller alken amidopropyldimetylaminoksid tensid. Tettheten av sementoppslemmingen var 1,93 kg/l. De tre væsketapsreduserende midler betegnet 2004-72, 2004-96 og 2004-97 ble tilsatt til separate deler av den ovenfor beskrevne sementoppslemming i mengder som angitt i tabell I nedenfor. Deretter ble oppslemmingene av testsement skummet og deretter testet for væsketap i henhold til API Specifiction For Materials And Testing For Well Cements henvist til ovenfor, ved bruk av en sementoppslemming-analysator for multiple analyser (MACS). MACS-analysatoren inneholder et forseglbart kammer med et kjent volum hvor en sementblanding blir omrørt med høy energi mens den blir presset og varmet. Oppslemmingene av testsement inneholdende de væsketapsreduserende midler ble hver plassert i en standard 2-liter Waringblander. Vekten av hver av sementoppslemming var 1829,84 gram, til hvilke det ble tilsatt 10,69 gram av blandingen av skumdannende og skumstabiliserende tensider beskrevet ovenfor. Etter blanding i Waringblanderen, ble hver av sementoppslemmingene plassert separat i et MACS-kammer. Mengden av hver sementoppslemming benyttet var forutbestemt for å føre til en ønsket, skummet tetthet når oppslemmingen ble skummet tilstrekkelig til å fylle hele kammeret av MACS analysatoren. Etter at hver oppslemming var plassert i MACS-kammeret, ble kammeret forseglet og røreren i analysatoren satt i rotasjon med omtrent 1000 rpm i 5 minutter med et trykk på 69 bar nitrogen på sementoppslemmingen. Dette førte til at sementoppslemmingen i kammeret ble omdannet til skummet testsementblanding med en tetthet på 1,44 kg/l. Etter å ha blitt skummet, ble testsementblandingen utsatt for en temperaturøkning som simulerte brønnbetingelser mens trykket på blandingen ble opprettholdt. Etter å ha nådd en maksimumstemperatur som svarte til bunnhullstemperaturen (BHCT) for brønnen, fortsatte omrøringen av den skummede testsementblanding i 1 time. Den skummede testsementblanding ble deretter overført gjennom et spesielt manifoldsystem til en spesiell væsketapscelle eller til herdeceller som var forvarmet og matet med nitrogen av samme trykk som de skummede sementblandinger. Ved ventilering av nitrogentrykket fra væsketapscellen eller herdecellene, ble de skummede sementblandinger overført fra analysatorkammeret til væsketapscellen eller herdecellene. Når de skummede testsementblandinger ble overført til væsketapscellen, ble de flytende avløp fra de skummede sementblandinger samlet for å bestemme væsketapsegenskapene for den skummede testsement blanding. Væsketapsresultatet er gitt i tabell 1 nedenfor. For å bestemme stabiliteten av den skummede testsementblanding, ble en del av den overført til herdecellene. Cellene ble så utsatt for bunnhulls statisk temperatur (BHST) under herding. Etter fullført herding ble sementblandingen fjernet fra cellene og testet med hensyn til trykkfasthet. Resultatet av disse tester er også gitt i tabell I nedenfor.

Fra tabell I kan det ses at de skummede testsementblandinger inneholdende de polymerkomplekse væsketapsreduserende midler 2004-72 og 2004-96 oppviste eksepsjonell væsketapsreduksjon i området 38-135 °C bunnhullstemperatur (BHCT). Sementblandingen inneholdende polymeren 2004-97 (uten vertspolymer) oppviste høyt væsketap. Alle de skummede testsementblandinger var stabile og oppviste gode trykkfastheter.

Eksempel 2

En del av sementoppslemmingen betegnet 2004-72 ble skummet i MACS analysatoren som beskrevet i eksempel 1 ovenfor. Sementoppslemmingen ble skummet til en tetthet på 1,44 kg/l ved 27 °C og 69 bar. Temperaturen for den skummede sementblanding be så gradvis hevet med en rate på 1,39 °C (2,5 F)/ minutt til 121 °C og holdt ved 121 °C i 1 time. Den skummede sementblanding ble så overført til herdecellene som var forvarmet til 121 °C. Herdecellene var tilført nitrogen ved 69 bar. Den skummede sementblanding i en celle hadde en tetthet på 1,412 kg/l og i den andre cellen 1,411 kg/l forut for stivning. Cellene ble deretter herdet ved 159 °C og 69 bar i 24 timer. De stivende, skummede sementblandinger i herdecellene ble så fjernet fra disse og kjølt til romtemperatur ved omgivelsestrykk. De stivnede, skummede sementblandinger ble skåret i 3 seksjoner, topp, midt og bunn, og gjennomsnittlig tetthet for hver av seksjonene ble bestemt. Resultatene er gitt i tabell II nedenfor.

Fra tabell II kan det ses at gjennomsnittstettheten for toppseksjonene var 1,405 kg/l, for midtseksjonene 1,456 kg/l og for bunnseksjonene 1,534 kg/1. Således overskred ikke tetthetsvariasjonene i de herdede prøver 0,13 kg/l fra topp til bunn. Dette resultatet indikerer at det polymerkomplekse væsketapsreduserende middel ifølge oppfinnelsen er ikke-dispergerende.

Eksempel 3

Deler av sementoppslemmingene beskrevet i eksempel 1 ble skummet som beskrevet i eksempel 1 til tettheter på 1,44 kg/l. De skummede sementblandinger ble testet med hensyn til tykningstider i henhold til prosedyrene beskrevet i API spesifikasjon 10 omtalt ovenfor. Resultatene av tykningstids-testene er vist i tabell III nedenfor.

Fra tabell 3 kan det ses at de skummede sementblandinger inneholdende det polymerkomplekse, væsketapsreduserende middel, har gode tykningstider.

Således er foreliggende oppfinnelse vel tilpasset til å utføre de formål og oppnå de hensikter og fordeler som er nevnt, så vel som andre iboende fordeler. Mens et antall endringer kan gjøres til oppfinnelsen av fagfolk på området, er slike endringer omfattet av oppfinnelsen i den grad de er dekket av de etterfølgende patentkrav.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte for å behandle en underjordisk sone penetrert av en borebrønn, omfattende å innføre i den underjordiske sone en vandig brønnbehandlingsvæske omfattende vann og et vannløselig væsketapsreduserende tilsetningsmiddel i form av et polymerkompleks samt en geldanner for å øke viskositeten til brønnbehandlingsvæsken, karakterisert ved at polymerkomplekset omfatter en kationisk, anionisk eller amfotær polymer som er dannet i nærvær av en ikke-ionaktiv vertspolymer samt at brønnbehandlingsvæsken også omfatter en forsinket viskositetsbryter til stede i en mengde tilstrekkelig til å bevirke en reduksjon av viskositeten til behandlingsvæsken etter en viss tid.

2. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at vektforholdet mellom den kationiske, anioniske eller amfotære polymer og den ikke-ionaktive polymer er fra 1:10 til 10:1.

3. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at den ikke-ionaktive polymer er en naturgummi, en hydroksyalkylert naturgummi eller hydroksyetylcellulose med 1,5 mol av etylenoksidsubstitusjon.

4. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at monomerenhetene som danner den kationiske, anioniske eller amfotære polymer består av monomerenheter avledet fra en sulfonsyrefunksjonell monomer.

5. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 4, karakterisert ved at monomerenhetene som danner den kationiske, anioniske eller amfotære polymer, omfatter 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre monomerenheter som er til stede i nevnte polymer i en mengde fra 25 til 75 mol-%.

6. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 4 eller 5, karakterisert ved at monomerenhetene som danner den kationiske, anioniske eller amfotære polymer videre omfatter N,N-dimetylakrylamid monomerenheter til stede i nevnte polymer i en mengde av fra 10 til 40 mol-% og/ eller akrylamid monomerenheter til stede i nevnte polymer i en mengde av fra 10 til 30 mol-% og/ eller akrylsyre monomerenheter til stede i polymeren i en mengde av fra 10 til 20 mol-% og/ eller vinylpyrrolidon monomerenheter til stede i polymeren i en mengde av fra 5 til 20 mol-%.

7. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at det vannløselige, polymerkomplekse væsketapsreduserende tilsetningsmiddel består av (a) 1 vektdel av en polymer omfattende 70 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 17 mol-% N,N-dimetylakrylamid og 13 mol-% akrylamid, og 2 vektdeler av en ikke-ionaktiv polymer omfattende hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksidsubstitusjon, eller (b) 1 vektdel av en polymer omfattende 40 mol-% 2-akrylamido-2-metylpropan sulfonsyre, 30 mol-% akrylamid, 20 mol-% akrylsyre og 10 mol-% vinylpyrrolidon, og 1 vektdel av en ikke-ionaktiv polymer omfattende hydroksyetylcellulose med 1,5 mol etylenoksidsubstitusjon.

8. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 7, karakterisert ved at det vannløselige polymerkomplekse væsketapsreduserende tilsetningsmidler er til stede i den vandige brønnbehandlingsvæske i en mengde av fra 0,09 til 2,5 vekt-% av vannet i brønnbehandlingsvæsken.

9. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 8, karakterisert ved at den vandige brønnbehandlingsvæske dessuten omfatter en hydraulisk sement, fortrinnsvis en Portlandsement.

10. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav9, karakterisert ved at vannet er til stede i den vandige bønnbehandlingsvæske i en mengde av fra 35 til 50 vekt-% av sementen i brønnbehandlingsvæsken.

11. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 9 eller 10, karakterisert ved at den vandige brønnbehandlingsvæske videre omfatter en gass i en mengde tilstrekkelig til å skumme den vandige brønnbehandlingsvæske og en blanding av skumdannende og skumstabiliserende tensider til stede i en effektiv mengde, idet gassen fortrinnsvis er valgt blant luft og nitrogen.

12. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 11, karakterisert ved at blandingen av skumdannende og skumstabiliserende tensider består av et etoksylert alkoholetersulfat tensid, et alkyl- eller alken amidopropylbetain tensid og et alkyl- eller alken amidopropyl dimetylaminoksid tensid, idet blandingen av de skumdannende og skumstabiliserende tensider fortrinnsvis er til stede i den vandige brønnbehandlingsvæsken i en mengde av fra 0,8 til 5 vol-% av vannet i brønnbehandlingsvæsken.

13. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 12, karakterisert ved at den vandige brønnbehandlingsvæske videre omfatter en geldanner for å øke viskositeten av væsken idet geldanneren fortrinnsvis er valgt blant guargummi, hydroksypropylguar, karboksymetylhydroksypropylguar, hydroksyetylcellulose, karboksymetylhydroksyetylcellulose, karboksymetylcellulose, hydroksyetylcellulose podet med vinylfosfonsyre, xantangummi, welangummi og succinoglykon.

14. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 13, karakterisert ved at geldanneren er til stede i den vandige brønnbehandlingsvæske i en mengde av fra 0,125 til 1,5 vekt-% av vannet i brønnbehandlingsvæsken.

15. Fremgangsmåte som angitt i patentkravene 13 eller 14, karakterisert ved at den vandige brønnbehandlingsvæske videre omfatter et kryssbindingsmiddel for å kryssbinde geldanneren, idet kryssbindingsmiddelet fortrinnsvis er valgt blant boratfrigivende forbindelser, en kilde til titanioner, en kilde til zirkoniumioner, en kilde til antimonioner og en kilde til aluminiumioner.

16. Fremgangsmåte som angitt i patentkrav 15, karakterisert ved at kryssbindingsmiddelet er til stede i brønnbehandlingsvæsken i en mengde av fra 0,1 til 2 vekt-% av geldanneren i brønnbehandlingsvæsken.

17. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 16, karakterisert ved at den forsinkede bryteren fortrinnsvis er valgt fra alkalimetall- og ammoniumpersulfater som er forsinket ved å være innkapslet i et materiale som langsomt frigir bryteren eller av en bryter valgt fra gruppen bestående av alkalimetallkloritter, alkalimetallhypokloritter og kalsiumhypokloritter.

18. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 9 til 12 for å sementere en underjordisk sone, karakterisert ved at mengden av det vannløselige, polymerkomplekse væsketapsreduserende tilsetningsmiddel er fra 0,25 til 5 vekt-% av sementen i blandingen.

19. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av patentkravene 1 til 13, karakterisert ved at den omfatter å innføre i den underjordiske sone en vandig brønnbehandlingsvæske omfattende vann, et geleringsmiddel til stede i en mengde av fra 0,125 til 1,5 vekt-% av vannet i brønnbehandlingsvæsken, idet det vannløselige, polymerkomplekse væsketapsreduserende tilsetningsmiddel er til stede i en mengde av fra 0,1 til 5 vekt-% av vannet i brønnbehandlingsvæsken.