NO154855B - Fremgangsmaate for drift av en databearbeidningsinnretning og innretning for gjennomfoering av fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av et produkt for regulering av viskositeten og vannbindingsevnen hos borhull-spylevæsker.

Det er kjent å anvende ligninsulfonater som

fortynningsmidler i borhull-spylevæsker som

inneholder hydratiserbare svellbare leirearter.

Der er foreslått å anvende forskjellige salter av

ligninsulfonater og forskjellige behandlinger av

sulfitavlut for å utvinne slike fortynningsmidler.

Av slike fortynningsmidler forlanges der i al-minnelighet ved siden av evnen til å regulere viskositeten og gelstyrken også at de minsker tapet

av vann ved spylingen. De stoffer som spylevæskene inneholder bør under de trykkforhold som

hersker i fjellgrunnen gi et så vidt mulig ugjen-nomtrengelig lag på borhullenes overflate.

Det er kjent å anvende et sulfitavlutprodukt

som ved oppvarmning danner sulfitavlut inneholdende ammoniumioner. Det er angitt at slike

ligninsulfonater på effektiv måte minsker væske-tapet ved gass- og oljeboringer. Der er også kjent

fremgangsmåte i hvilken ligninet i sulfitavluten

først underkastes en oxydasjonsprosess, f. eks.

med seksverdige kromforbindelser i sterkt surt medium. Der er videre foreslått en oppvarmning av sulfitavluten i vandig medium til temperaturer på ca. 150—200°C før oxydasjonen.

Ved alle disse fremgangsmåter oppnåes en-ten en nedsettelse av væskenes evne til å avgi vann, dvs. av tapet av trykkvann ved spylingen, eller en forsterkning av den fortynnende virk-ning på ønsket måte. Imidlertid er begge disse effekter ikke oppnådd samtidig på tilfredsstil-lende måte, så at man stadig har vanskeligheter ved boringer til store dyp, særlig ved boringer i saltleier.

Det er videre kjent å behandle sulfitavlut-produkter med krom- og jernsalter og å prøve de erholdte materialer som borhull-spylevæsker. Herved ble det imidlertid fastslått at slike produkter, i sammenligning med oxyderte krom-jernligninsulfonater, har en dårligere fortynnervirkning.

Det ble nu funnet det overraskende forhold at produkter som er fremstillet efter den neden-for angitte fremgangsmåte gir forbedringer både med hensyn til regulering av viskositeten og hva angår vannbindingsevnen, ved anvendelse i borhull-spylevæsker som inneholder hydratiserbare, svellbare leirearter som bentonitter, og som eventuelt er tilsatt fyllstoffer og/eller salter.

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen an-vender man som i og for seg kjent en sulfitavlut som ad biologisk vei er avsukret samt befridd for de biologiske omsetningsprodukter. Den således forbehandlede sulfitavlut omsettes ved en temperatur mellom 50 og 100°C og under ikke-oxyderende betingelser med krom (III)- samt jern (II)- og/eller jern (Ill)-sulfat, og det ka-rakteristiske hovedtrekk ved oppfinnelsen er at man herved innstiller mengden av kationisk jern i ligninsulfonatet på mindre enn 2,7 % Fe203, fortrinsvis mindre enn 2,0 % Fe2Os, og eventuelt underkaster krom-jern-ligninsulfonatet i pulverform en efteroppvarmning ved temperaturer over 100°C.

De således erholdte blandede krom-jern-ligninsulfonater med et jerninnhold som ikke over-stiger 2,7 % Fe203, har vist seg å ha en fremra-gende fortynnervirkning som opptrer både i salt-frie bentonitt-spylevæsker og i saltholdige og sterkere alkaliske spylevæsker, selv når sådanne inneholder gips i oppløsning. Ved siden av den gode fortynnervirkning oppnåes også verdier for trykkvannet som helt ut tilfredsstiller de ford-ringer som stilles, selv ved boringer på store dyp.

Den i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendte sulfitavlut kan være erholdt fra kokning av ved fra løvtrær eller nåletrær, fortrinsvis nåletrær, med kalsiumbisulfitoppløsninger. Avsukringen av sulfitavluten på biologisk vei så-vel som fjernelsen av de herved dannede omsetningsprodukter, foregår på i og for seg kjent måte. Den således forbehandlede sulfitavlut tilsettes som sådan eller efter inndampning treverdig kromsulfat samt toverdig og/eller treverdig jernsulfat. Pr. 100 vektsdeler inndampet sulfitavlut med et tørrstoffinnhold på 40—50 %, fortrinsvis 45 %, anvendes da fra 5 til 12, fortrinsvis fra 6 til 9, vektsdeler treverdig kromsulfat og fra 0,5 til 3 vektsdeler, fortrinsvis fra 1 til 1,5 vektsdeler toverdig eller treverdig jernsulfat. Disse salter tilsettes hensiktsmessig sulfitavluten i ikke oppløst tilstand. For å øke oppløsningshas-tigheten har det imidlertid vist seg fordelaktig å tilsette saltene til varm sulfitavlut, f. eks. sulfitavlut som kommer fra fordampningsappa-ratene og har en temperatur over 50°C. For i ut-strakt grad å befri produktet fra kalsiumioner, således som det er tilfellet i en særlig foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen, har tilsetning av f. eks. natriumsulfat og/eller svovelsyre vist seg fordelaktig.

Efter at de tilsatte salter er oppløst i sulfittavluten omrøres den erholdte oppløsning i noen tid, inntil praktiskt talt hele mengden kalsium er utfelt som gips. Derefter fraskilles gipsen, f. eks. ved sentrifugering, filtrering eller ved se-parasjon i sykloner.

Derefter blir produktet pulverisert, f. eks. på tørrevalser eller ved forstøvning i tårn. Det erholdte pulver kan anvendes direkte og viser overordentlig gode egenskaper med hensyn til å suspendere boreslammet under samtidig minskning av tapet av trykkvann.

Til ytterligere minskning av avgivelsen av vann har det vist seg særlig fordelaktig å un-derkaste det tørre produkt i pulverform en oppvarming til temperaturer over 100°C, særlig mellom 140 og 200°, fortrinsvis mellom 160 og 180°C. Varigheten av denne oppvarmning er i høy grad avhengig av den anvendte temperatur. Sålédes får man f. eks. med en oppvarmningstid på 30 minutter ved en temperatur på 180°C omtrent de samme trykkvannsverdier som ved oppvarming i 1 time til 160°C. Denne oppvarming med-fører samtidig en nedsettelse av produktets svovelinnhold.

Ifølge en ytterligere foretrukken utførelses-form for oppfinnelsen kan man også nedsette evnen til å avgi vann når man utfører omsetningen av avluten med krom- og jernsaltene således at der i det erholdte pulverformige produkt bare er til stede høyst 2 %, fortrinsvis 0,5 % CaO. Dette lave kalkinnhold har også vist seg fordelaktig ved produkter som er underkastet den ovenfor nevnte påfølgende oppvarming.

Foruten de foran nevnte fordeler med hensyn til fortynnervirkning og trykkvannsverdi fremheves også som en fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, at sulfittavluten ikke underkastes noen oxydasjon.

I det følgende beskrives som eksempler noen utførelsesformer for oppfinnelsen.

Eksempel 1.

3 kg sulfittavlut befridd for sukker på biologisk vei og inndampet til et tørrstoffinnhold på 45 %, fra kalsiumsulfittprosessen, ble omsatt med 190 g toverdig kromsulfat, 39 g treverdig jernsulfat, 100 g natriumsulfat og 160 g 50 %'s svovel. Den utskilte gips ble fraskilt ved sentrifugering. Derefter ble materialet tørret på tørre-valser ved en temperatur på maksimalt 115°C. Man fikk 1,4 kg av et jern-krom-ligninsulfonat med et innhold av Fe203 på 1,2 % og av Cr203 på 4,2 %. Innholdet av CaO lå under 0,2 %.

Dette ligninsulfonat ble i et mengdeforhold på 2 % tilsatt tre prøver av spylevæsker som med hensyn til sammensetning, opprinnelig viskositet og pH-verdi hadde følgende forskjelligheter: 1) en 6 %'s bentonitt-suspensjon i vann med

0,65 % carboxymethylcellulose.

2) en nøytral spylevæske med følgende sammensetning: 20 vektsdeler bentonitt, 162 vektsdeler leire fra Altwarmbiichen, 580 vektsdeler vann og 7,5 vektsdeler natriumklorid. 3) samme væske som under 2) ovenfor, men med en tilsetning av 2,5 vektsdeler natriumhydroxyd.

Eksempel 2.

En forgjæret sulfittavlut fra kokning av fu-ruved med kalsiumsulfittoppløsning ble omsatt således som angitt i eksempel 1 med treverdig kromsulfat og treverdig jernsulfat og den til-bakeværende mengde kalsiumforbindelse trinn-vis nedsatt ved tilsetning av natriumsulfat (rekke A) og svovelsyre (rekke B). I de enkelte trinn ble væskeprøver uttatt og disse ble inndampet og residuet tørret ved 100°C. Krom- og jerninn-holdet var i prøven fra den første trinn i rekke A 2,5 % Cr203 og 1,0 % Fe203 og i rekke B 1,4 % Cr203 og 1,2 % Fe203. Prøvene fra de fire trinn med forskjellig kalkinnhold fra rekke A ble prø-vet i en 8 %'s bentonitt-spylevæske og avgivelse av vann (trykkvannverdi) uten ytterligere tilset-ninger. De fire prøver fra trinnene i rekke B ble dermed prøvet i en 8 %'s bentonitt-spylevæske som inneholdt 1 % natriumklorid og 0,5 % gips. Tilsetningen av produktene til spylevæskene var i hvert tilfelle 2 %.

Fortynningseffektene tilsvarer de verdier som er angitt i eksempel 1.

Eksempel 3.

Til sammenligning ble et krom-jern-ligninsulfonat som ifølge oppfinnelsen var fremstillet ved enkel omsetning (omsaltning) med treverdig kromsulfat og treverdig jernsulfat, prøvet ved siden av et jern-krom-ligninsulfonat med samme krominnhold, men som var fremstillet i over-ensstemmelse med en tidligere oppfinnelse, med seksverdig krom på oxydativ måte.

Beskrivelse av fremstillingen og analysen av begge produkter: a) Omsetningen av sulfittavluten ble utført som angitt i eksempel 1, men med 75 g treverdig jernsulfat og 180 g treverdig kromsulfat. b) 1 kg av ikke avsukret sulfittavlut (50 %'s) ble blandet med 20 g treverdig jernsulfat og 70 g natriumbikarbonat. Derefter ble blandin-gen innstillet på en pH-verdi på 2 med natriumhydroxyd og efter en reaksjonstid på 30 minutter på en pH-verdi av 3,5, likeledes med natriumhydroxyd. Umiddelbart derefter ble produktet pulverisert på tørrevalser.

Som spylevæske ble der her anvendt en 6 %'s bentonittsuspensjon med en tilsetning av 0,65 % carboxymethylcellulose.

Eksempel 4.

Et jern-krom-ligninsulfonat med et kation-innhold på 4,3 % Cr203, 1,2 % Fe2Os og 0,3 % CaO ble innrørt i 2 % av en 8 %'s bentonitt-

(«Clarsol FB 1»)-suspensjon uten ytterligere til-setninger. Denne spylevæskes trykkvannsverdi var 24,9. Til sammenligning ble 7 prøver av det samme utgangsmateriale innblandet i samme prosentforhold av samme spylesuspensj on som på forhånd var underkastet en efteroppvarming ved stigende temperatur. Trykkvannsverdien ble be-stemt efter FANN og uttrykt i ml. Ligninsulfona-tets opprinnelige svovelinnhold (organisk bun-det svovel) var 6,61 %.

Eksempel 5.

Der ble fremstillet fire porsjoner av krom-j ern-ligninsulfonat med krominnhold mellom 1,5 og 1,8% Cr203, jerninnhold fra 1,0 til 1,2% Fe203 og avtagende kalkinnhold. Av disse fire pulverformige fortynningsmidler ble der uttatt porsjoner som ble efter-oppvarmet i 100 minutter til 180°C. Til sammenligning ble de ubehand-lede og behandlede pulvere innblandet i 2 % av en ren 8 %'s bentonitt-spylevæske.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et produkt for regulering av viskositeten og vannbindingsevnen hos borhullspylevæsker inneholdende hydratiserbare, svellbare leirearter som bentonitter, hvilke spylevæsker eventuelt er tilsatt fyllstoffer og/eller salter, under anvendelse av sulfitavlut som ad biologisk vei er avsukrét samt befridd for de biologiske omsetningsprodukter og som omsettes ved temperaturer mellom 50 og 100°C med krom (III)- samt jern (II)- og/ eller jern (III)-sulfat under ikke-oxyderende betingelser, karakterisert ved at man innstiller mengden av kationisk jern i ligninsulfonatet på mindre enn 2,7 % Fe203, fortrinsvis mindre enn 2,0 % Fe2Os, beregnet på det tørre produkt, og eventuelt underkaster krom-jern-

ligninsulfonatet i pulverform en efteroppvarmning ved temperaturer over 100°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man oppvarmer det pulverformige produkt til temperaturer fra 140 til 200°C, fortrinnsvis 180° C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, ka- rakterisert ved at man utfører omsetnin gen mellom sulfitavluten og krom- og jernsul-fatene således at sluttproduktet inneholder mindre enn 2 % CaO, fortrinnsvis mindre enn 0,5 % beregnet på det tørre produkt.