195674. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karboxi-metil-cellulóz alapú univerzális fúrási folyadékok előállítására
1 195 674 A találmány tárgya eljárás univerzális fúrási folyadékok azaz földalatti formációk átfúrásához és a rétegek kezeléséhez felhasználható folyadékok előállítására. Mint ismeretes, a kőolaj, földgáz, víz, szén és bauxitkutatás széles körben alkalmazza a forgó rendszerű /rotary/ fúrási technológiát a földalatti telepek felkutattására. , A korszerű fúrási rendszerek egyik legfontosabb eleme az öblhőiszap rendszer, mely komplex feladatokat lát el. A korszerű fúrástechnológiai módszerekhez szükségesek a hozzájuk idomuló modern folyadék rendszerek is. Az öblítőfolyadéknak a fúrás folyamán az alábbi legfontosabb követelményeket kell kielégítenie: — biztosítania kell a biztonságos kűtmélyítéshcz a kellő lyuk falkialakítást, elő kell segítenie a fúrási sebesség növelését,- biztosítania kell megfelelő Teológiai tulajdonságaival az optimális hidraulikai viszonyokat a fúrólyukban és az úgynevezett gyűréstérben,- lehetővé kell tennie a tárolóko/etek eredeti kőzetfizikai paramétereinek megőrzését /porozitás, permeabilitás, .stb./- és ki kell elégítenie a korszerű környezetvédelmi igényeket. A kútmélyítést követő kiképzés és rétegserkentcsi feladatokhoz is különböző kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkező folyadékokat alkalmaznak, például lyukfeltöltő, kútbefejező, perforáló folyadékokat, valamint rétegrepesztő folyadékot. Ezekhez a műveletekhez étidig más más összetételű folyadéktípusokat használtak fel, így a jelenleg legkorszerűbbnek tartott kiegyensúlyozott lürásteclmológiához szilárdanyagmentes, vagy kis s/ilárdunyagtartalmú folyadékokat alkalmaznak. Ezekhez a korszerű műveletekhez, általában valamilyen polimert és térhálósít áshoz megfelelő fémsót használnak. Ilyen megoldási ismertet például Browning- Chesse: Polimer políclectrolits systems J.P.T. 1972. 10. cikke. A 168 060 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás szerint térhálósítható polimereket használnak. Ezeknek a megoldásoknak egyrészt az a hátránya, hogy terhálósítóként csupán igen bonyolult technológiával kialakítható kompozíciót lehetett alkalmazni, másrészt környezetvédelmi szempontból kifogásolható vegyülctek is szükségesek voltak az. előállításhoz. Univerzális folyadékok előállítására vonatkozik a 178 622. lajstromszámú'magyar szabadalmi leírás is. Az eljárásnak sok kiváló tulajdonsága mellett az volt a hátránya, hogy savérzékenysége miatt nem lehetett minden környezetben használni. A 181 897 lajstrcmszámú magyar szabadalmi leírásban ismertetett technológiának az volt a hiányossága, hogy a felhasznált részlegesen hidrolizált poliakril amid több esetben, hőmérséklettől és pH értéktől függően - utólagosan is tovább hidrolizált és ily módon a termék reológiai tulajdonságai előnytelenül megváltoztak. Igen sok olyan fúrási folyadék ismeretes, mely csak egyes feladatok, például lyuk fel töltési /C.A 84. 138 1900/ vagy rétegkizárási /C.A. 90.4105In/ folyamatoknál alkalmazható. ' Célunk az volt, hogy olyan fúrási folyadékot állítsunk elő, mely a legkülönbözőbb fúrási folyamatoknál egyformán kiváló eredménnyel használható, előállítása bo2 nyolult technológiát nem igényel és nem tartalmaz a kör nyez.etrc káros anyagokat. Kísérleteink során megáPapítottuk, hogy univerzális felhasználási területű folyadékrendszer alakítható ki, vízoidható karbnxi metil cellulóz alkáli sóinak vizes oldatából, ha ahhoz különböző fémek vízoldható sóit adagoljuk. Vizsgálataink folyamán azt találtuk, hogy ha karboxi metil-cellulóz nátrium vagy káliumsójának vizes oldatához három értékű fémek, célszerűen titán, alumínium, vassókat adagolunk, olyan viszkózus folyadék rendszert kapunk, amely kielégíti a fúrási folyadékokkal szemben támasztott összes követelményeket. Eljárásunk szerint intenzív keverés mellett feloldjuk a szükséges karboxi- metil cellulóz alkáli sóját, majd annak teljes feloldása után hozzáadjuk a többértékű fémsóból készített 10 tömeg U-os vizes oldatot és amennyiben szükséges az oldat pH értékét 10 tömeg %-os NaOH oldattal semlegesre állítjuk be, végül a már kész folyadékot pihenni hagyjuk. Az így kialakított folyadékrcudszer nemdiszperziv tulajdonságú és kielégíti a fúrási technológia által a fúrási folyadékokkal szemben támasztott követelményeket, mind teológiai mind filtrációs tulajdonságaiban. Az általunk kidolgozott eljárásnak még az is előnye, hogy a polimer fémsó víz rendszerben az alkotó komponensek koncentrációjának és egymáshoz viszonyított arányainak változtatásával a folyadék paraméterei tetszés szerint módosíthatók, így a folyadék sokféle, - például lyukbefejező, perforáló, kútjavító és rétegrepesztő - kútmunkálatokhoz is kiválóan alkalmazható anélkül, hogy a folyadék paramétereinek módosításához egyéb adalékanyagokra is szükség lenne. Viszont amennyiben a fúrási körülmények nagyobb sűrűséget igényelnek, úgy a folyadék 1,6 t/m * értékig, az ismert adalékokkal — például barit, mészkőliszt stb. nehezíthető. A találmány szerinti eljárással készített fúrási folyadék reológiai paramétereit tekintve a pszeudoplasztikus folyási tulajdonságokkal rendelkező folyadékok csoportjába tartozik, ezek folyásgörbéjét az úgynevezett Oswald féle hatványkitevős egyenlettel lehet leírni. Előnye a megoldásnak, hogy nyírásra hígul, és így a gyűrűstérhen létrejövő .áramlási viszonyok között is kedvezően használható terméket ad. Í zen felül a folyadék n tényezője és konzisztencia faktora is igen jó. Tekintet tel arra, hogy a folyadék nemdiszperziv és kiváló filtrációs tulajdonságokkal rendelkezik képes meggátolni az. agyagásványok hidratálódásábó! adódó diszpergálódást, a iyukfal megbomlását és ezen túlmenően nem károsítja a tároló kőzetek pcrmeabilitását. HőíCrőképessége megfelel egy hasonló funkciót betöltő fúrási folyadéknak. Végül szeretnénk azt is hangsúlyozni, hogy eljárásunk rendkívül egyszerű, gyors és gazdaságos, különleges berendezést nem igényel s így a fúrás helyszínén is könnyen kivitelezhető. A találmány szerinti eljárást részletesen a következő példákkal mutatjuk be. 1. példa Karboxi - metil cellulóz nátrium sójából intenzív keverés közben 3 tömeg %-os oldatot készítettünk, majd ehhez annyi 10 tömeg '/f-os vas /111/ klorid oldatot adtunk, hogy a fémsó tartalom 0,2 tömeg % legyen. Az elkészüli anyagot 6 órán keresztül pihenni hagytuk. 2 5 ia 15 20 25 30 35 60 45 50 ‘>5 60 85
