199548. lajstromszámú szabadalom • Hő- és elektrolittűrő, agyagmentes folyadék fúrási célokra
HU 199548 B nológiák is, amelyeknél a lyukbefejezési műveletek során rétegsavazásra is sor kerülhet, ezért ilyenkor olyan alappolimert kell a fúrási folyadékhoz választani, amely a savas közegben végbemenő hidrolízis során csak minimális mennyiségű víz oldhatatlan maradékot ad. E célra a különböző poliszacharid-származékok felelnek meg a leginkább (lásd: Tuttle, R.N.—Barkman, J.H.: New nondamaging and acid degradable drilling and completion fluids. Journal of Petroleum Technology, 1974. november, 1221 —1226. oldal). Ezen felül adott esetben valamilyen flokkuláló ágenst is szoktak a fúrási folyadékhoz adni, ilyen anyagként a nagy molekulatömegű akril-, malein- és vinil-kopolimerek a legalkalmasabbak. A lyukfalat alkotó agyagásványok stabilizálására a folyadékokban a kálium-vegyü- Jetek (K-humát, KC1, K2C03 stb.) alkalmazhatók eredményesen. A felsorolt anyagokat tartalmazó fúrási folyadékok olyan helyeken, ahol a környezet hőmérséklete nem haladja meg a 350 K-t, megfelelő hatást biztosítanak, de efelett a hőstabilitásuk gyakorlatilag megszűnik. Tekintettel arra, hogy hazai fúrási helyeinken igen gyakori a 350 K feletti hőmérséklet, olyan adalékot kellett találnunk a különben jól bevált poliszacharid alapú fúrási folyadékokhoz, mely a stabilitást az említett hőmérséklet felett is biztosítja. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy például a 174.954 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint előállított szulfometilált-humát vagy annak alumíniumkomplexe kiválóan stabilizálja a poliszacharidokat még nagy hőmérsékleten (350 K felett) is. (A szulfo-metilát-humátot huminsavból és/vagy fémhumátból, 70—95°C hőmérsékleten alkáli- vagy hidrogén-szulfit és formaldehid elegyével állítják elő. Adott esetben ez a vegyület még formaldehiddel utókondenzálható és alumínium-szulfát adagolásával nyerhető belőle az alumínium-komplex. Ezek a vegyületek egységes kémiai szerkezettel nem írhatók le.) Az így előállított fúrási folyadék szükség szerint nehezíthető is, célszerűen savban oldódó anyagokkal, pl. mészkőliszttel. 3 A találmány szerinti agyagmentes fúrási folyadékok alapvető komponensként vízoldható poliszacharid-származékokat — pl. karboxi-metil-cellulózt (CMC), hidroxietil-cellu- 5 lózt (HEC), karboxi-metil-hidroxietil-cellulózt; (CMHEC), karboxi-metil-keményítőt (CMK) stb. hidroxi-tartalmú alumínium-vegyületeket valamint fémhumátokat (Na, K, Mg, Ca) és/vagy ezek alumínium-komplexét 10 tartalmazzák. Az így előállítható folyadék hatékonysága, hőtürőképessége, diszpergálódást gátló hatása még növelhető vízoldható szintetikus polimerek,— akrilsav-akrilamid (ASAA), ak- 15 rilamid-maleinsav (AAMA), vinilszulfonát-vinilpirrolidon (VSVP) kopolimer, poli (vinil) -alkohol stb. — alkalmazásával. Az agyagásványok diszpergálódását gátló hatás kálium- és/vagy ammónium-vegyületekkel fokoz- 20 -ható. A folyadék sűrűségének növelésére mészkőőrlemény, dolomitőrlemény, barit, ilmenit, sziderit, hematit stb. alkalmazható. A példákban mindenütt a 174.954. lajst- 25 romszámú szabadalmi leírásban szereplő eljárással készült szulfometilezett-kondenzált humátot használunk. A találmány szerinti fúrási folyadékok összetételét, előállítását és alkalmazástechnológiai jellemzőit, az oltalmi 30 kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. (A példákban a CMC mennyiségét mindig tiszta anyagra számítva adtuk meg, tekintettel arra, hogy a forgalomban lévő termékek víz- és nátrium-klo- 35 rid-tartalma változó) 1. példa 1000 cm3 vízben feloldottunk 7,5 g CMC-t, 40 majd intenzív keverés közben hozzáadtunk 20 g A12(S04)3* 18H20-t, ezt követően 7,5 g NaOH-t adtunk a rendszerhez, s végül a hőtűrőképességének növeléséhez szükséges 10 g fentiekben leírt szulfo-metilált kondenzált humátot (SMH). A kapott anyagot 413 K-en 45 Í6 óra hosszat forgó autoklávban hőkezeltük és összehasonlításként ugyanígy jártunk el egy olyan keverékkel, melyhez szulfo-metilát-humátot nem adagoltunk. Az eredményeket az alábbi táblázatban közöljük. 4 1. táblázat 1. példa anyaga SMH nélkül 1. példa anyaga Plasztikus viszkozitás mPa. s 9 21 Folyási határ Pa 1.53 6,63 n*-1 0,69 K /konzisztencia index/ Pa. sn 0,09 0,22 Vizleadás cra^ 300 12,4 PH-5,86 9,44 "n" az Ostwald de Vaele egyenlet dimenzió nélküli kitevője. 3
