200360. lajstromszámú szabadalom • Inhibitív hatású, káliumsó és keményítőderivátumot tartalmazó öblítőfolyadékok
1 HU 200360 B 2 A találmány olyan inhibitív hatású öblítőfolyadékok előállítására vonatkozik, amelyek egyesítik magukban a kálium-kloridot és polimert - például poliakrilamidot - tartalmazó szilárdanyagmentes fúrási folyadékok, valamint a bentonit alapú iszapok kedvező tulajdonságait. Ismeretessé vált a vonatkozó szakirodalomból, hogy a K-ion a márgák anyagásványába beépülve az anyagok duzzadását nagymértékben csökkenti, így az ozmotikus hatás következményeként a rétegben fellépő - a munkát hátráltató vagy esetenként gátló - nehézségeket - omlást, duzzadást, megszorulást stb. - csökkenti. Ez tette lehetővé, hogy a kálium-kloridot vízoldható természetes vagy szintetikus polimerrel kombinálva szilárdanyagmentes fúrási folyadékok (öblítőfolyadékok) egész sorát valósítsák meg és alkalmazzák a fúrási gyakorlatban. Ilyen öblítőfolyadékokat ismertetnek például a következő irodalmi helyeken: Clark R.K., Scheuerman R.K., Rath H. és van Laar A.: „Polyacrylamide Potassium-Chloride Mud for Drilling Water- Sensitive Shales” J.P.T., Trans AIME, 261. 719-727 (1986. június); Jones R.D.: Potassium Muds-1. „Troublesome shale formations require inhibitive mud”, OGJ. 55-58 (1981. május 18.); Jones R.D.: Potassium Muds-2. „Potassium fluids formulated to control shale”, OGJ 197-204 (1981. május 25.); Anderson D.B., Edwards C.D.:,fluid development for drilling slounghing and heaving shales”, Petroleum Engineer Seat, 105-118 (1977). A kálium alapú folyadékok mellett a fúrási gyakorlatban széles körben használják még a bentonit alapú öblítőiszapokat is, jóllehet ezeknél a sűrűn előforduló stabilitási problémák jelentős költségnöve• kedését eredményeznek. Előnyként kell említenünk, hogy ezeknek az öblítőiszapoknak a nehezítése könnyen megoldható, és így alkalmazásuk a tektonikai problémák - például rétegdőlés vagy túlnyomás felépése esetén jelentős. A bentonitos és gipszes iszapokat a gyakorlatban azért még ma is használják. A 2 152 552. sz. EK-beli leírásban fermentációs úton előállítható heteropoliszacharidot és poliakrilamidot tartalmazó fúrási folyadékokat ismertetnek. Ezek a termékek nagyon drágák és a poliakrilamid veszélyt jelent a környezetre. A 2 153 411. sz. EK-beli leírásban szereplő fúrási folyadék fő komponensei: agyag, kálium-karbonát, szintetikus vagy természetes polimer, amely utóbbi lehet pl. keményítő, karboxil-metil-cellulóz vagy karboxil-etil-cellulóz. Ennek a fúrási folyadéknak az a hátránya, hogy jó eredménnyel csak 100 °C-ig használható és a karboxil-(m)etil-cellulóz renkívül elektrolit-érzékeny, tehát a kélium-klorid-koncentráció változására nagyon kényes a fúrási folyadék. Találmányunk kidolgozásakor az volt a célunk, hogy olyan öblítőfolyadékokat állítsunk elő, amelyek az említett kétféle öblítőfolyadékok előnyeit egyesítik, vagyis a velük elérhető előnyöket egyszerre biztosítják. Munkánk során megállapítottuk, hogy a kitűzött cél elérhető olyan iszapok segítségével, amelyek káliumionok és bentonit mellett Agropol-S-3-K -t tartalmaznak új komponensként. Az Agropol-S-3-K módosított CMA, pontosabban a karboxil-metil-keményítő speciális káliumsója, amely az Agrokémiai Ipari Szövetkezet (Sellye) gyárt. A karboxi-metil-keményítőnél a sóképzés során keresztkötések alakulnak ki, amelyek jelentős szerepet játszanak alkalmazástechnikai szempontból a találmányunk szerinti öblítőfolyadékoknál. A folyadékban levő bentonit és polimer közötti kölcsönhatás eredményeként különleges struktúra alakul ki és érvényesül a bentonit védőkolloid-hatása. A hasonló célra használt, eddig ismert öblítőfo- • lyadékokban levő keményítő 100 "C-ig vízleadást szabályzó szerepet játszik, a módosított CMA viszkozitást is növeli a 100 'C feletti tartományokra kiterjesztett vízleadásszabályozási képessége mellett. A találmányunk szerinti öblítőfolyadékok kiválóan stabilizálják a lyukfalakat és 160-180 °C hőmérsékletig is felhasználhatók, szemben az eddig ismert „K+ plusz” rendszerekkel, amelyek legfeljebb 140 ”C-ig használhatók. Tekintettel arra, hogy jól nehezíthetők, egyszerűbb a velük végzett munka adott esetben, mint a szilárdanyagmentes öblítőfolyadékokkal. A találmányunk szerinti öblítőfolyadékok nem tartalmaznak szintetikus polimereket, környezetbarátoknak tekinthetők és minden tekintetben megfelelnek a szigorú környezetvédelmi előírásoknak: elhelyezésük kezelés nélkül sem jelent gondot. Jelentős előnyként kell még említést tenni arról, hogy a mi öblítőfolyadékaink nem érzékenyek az iszap szennyezőivel - cementtej, elektrolitok - szemben. A találmányunk szerinti öblítőfolyadékok előnyös tulajdonságait az alábbiakban foglaljuk össze: 1. Az inhibitor-hatást nem csupán a kálium-klorid biztosítja, hanem a polimerként bevitt, speciális keményítőderivátum (Agropol-S-3-K) káliumionjai is (0,3-05 tömeg %). 2. Az alkalmazott karboxi-metil-keményítő-káliumsó keresztkötései révén növeli a viszkozitást. 3. Termékünk nem hajlamos fermentálódásra, az eddig ismert hasonló kompozíciókhoz képest hőstabil és alacsonyabb hőmérsékleten is vízoldható. 4. Az általunk használt polimer jellegénél fogva nem elektrolit- érzékeny és ez a fúrási gyakorlatban nagy előnyt jelent. 5. A találmányunk szerinti folyadék a strukturaképzőként benne levő bentonit miatt a kívánt értékre nehezíthető. Ez azt jelenti, hogy sűrűsége anélkül növelhető, hogy alapvető jellegét megváltoztatná, ellentétben a szilárdanyagmentes termékekkel, melyek csak csekély mértékben (pmax= 1,2 t/m3) nehezíthetők. Az általunk előállított öblítőfolyadékok kiváló Teológiai tulajdonságait egyrészt a bentonit, másrészt a speciális keményítőderivátum (Agropol-S-3-K) biztosítja. A vízleadást ugyancsak ez a polimer, az inhibitív hatást részben a polimer káliumionjai, részben a bevitt kálium-klorid szabályozzák. Az ionos inhibitálás mellett a módosított poliszacharid ezen felül még betokozó (kapszula) hatást biztosít, vagyis tömedékeli a kőzet réseit. Az iszap nehezítése - a geológiai követelményeknek megfelelően - káliumsókkal, mészkőliszttel, barittal vagy más használatos nehezítő anyaggal minden probléma nélkül megoldható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
