Brevet FR2517982A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne des liquides aqueux contenant un sel de zinc soluble,et plus précisément des lessives dénommées ici saumures denses,ayant une densité d'environ 1,690 kg/dm 3 ou plus. Ces dernières années,le domaine d'application pra- tique des saumures limpides utilisables dans l'industrie du pétrole et du gaz s'est considérablement élargi grâce à l'emploi de sels de zinc solubles,en particulier du bromure de zinc, de telle sorte que les avantages des saumures limpides peuvent maintenant être obtenus avec des fluides ayant des densités aussi élevées que 2,285 kg/dm 3 aux températures et pressions ambiantes. Les saumures limpides de densité élevée sont très utilisées:comme fluides de complétion,pour diminuer le plus possible l'obturation de tunnels de perforation,pour protéger la perméabilité de formations et pour diminuer le plus possi- ble les problèmes mécaniques;comme fluides de reconditionne- ment,pour les mêmes raisons;comme fluides d'étanchéité pour permettre un déplacement et une réparation ou récupération faciles de la garniture d'étanchéité;pour des applications d'élargissement et de consolidation des filtres en gravier et sable;comme fluide d'injection ou fluide de ballast; pour le travail au filin d'acier;et comme fluides de forage. Les saumures limpides ayant une densité de 1,690 kg/dm 3 ou moins sont généralement formulées de manière à contenir du chlorure de sodium,du bromure de sodium,du chlorure de potas- sium,du chlorure de calcium,du bromure de calcium,ou des mélanges de ces sels Les saumures limpides ayant une densité maximale d'environ 1,809 kg/dm 3 peuvent être formulées avec du chlorure de calcium et du bromure de calcium;mais, si la saumure doit posséder une faible température de cristallisa- tion,les saumures limpides de cet ordre de densité sont généralement formulées avec un sel de zinc soluble On préfère le bromure de zinc car les saumures qui en contiennent,sont moins corrosives que les saumures contenant du chlorure de zinc Les saumures limpides ayant une densité supérieure à environ 1,809 kg/dm 3 sont formulées avec du bromure de zinc. On recherche parfois des saumures limpides visqueuses. De façon générale,les polymères d'hydroxyéthyl cellulose(HEC) et de gomme de xanthane (XC) sont compatibles avec les fluides qui ne contiennent pas de sels de zinc Cependant,aux densités plus élevées, l'hydratation des agents d'augmentation de la viscosité est bien plus lent L'HEC est généralement considérée comme non-satisfaisante dans les fluides contenant des sels de zinc Mais des procédés d'activation de l'HEC,du polymère XC et d'autres polymères solubles dans l'eau tels qu'ils s'hydra- tent facilement dans des saumures denses contenant du bromure de zinc,ont été décrits dans les demandes de brevets US suivan- tes: SN 119 805 du 8 Février 1980 pour des Compositions de poly- j' mères hydrophiles dispersables; SN 196 367 du 14 Octobre 1980 pour des Compositions de polymères hydrophiles dispersables; SN 146 286 pour des Compositions et procédé d'épaississement de saumures aqueuses; et SN 161 444 du 20 Juin 1980 pour des Saumures denses épaissies. On a trouvé que des saumures denses, limpides,conte- nant des sels de zinc solubles moussent au malaxage en mélange. En présence d'un agent de renforcement de la viscosité qui est un polymère hydrophile tel que l'HEC, la mousse est stabili- sée au point qu'un temps de vieillissement excessif est nécessaire pour permettre à la mousse de sebriser et d'être éliminée. La demanderesse a trouvé qu'une combinaison particu- lière de matériaux diminue synergétiquement le moussage de saumures denses contenant un sel de zinc soluble et peut donc être utilisée comme suppresseurs de mousse et agents anti- moussants pour ces saumures. L'invention a donc pour objet de fournir une nouvelle composition utilisab Le pour éliminer la formation d'une mousse stable dans des saumures denses contenant un sel de zinc soluble. L'invention se propose également de fournir un procédé d'élimination de la formation d'une mousse stable dans des saumures denses contenant un sel de zinc soluble. Un autre objet de L'invention est de fournir pour le service et L'entretien des puits,des f Luides améliorés,à base de saumures denses. Enfin,L'invention concerne des f Luides pour le service des puits,à base de saumures denses visqueuses,amétiorées. La présente invention est basée sur La découverte que certains méLanges de 2,6,8-triméthy L-4-nonanone (TMN) et du - dérivé triéthoxy Lé du 2,6,8-triméthy L-4-nonano L (TETMN) réagissent réciproquement de façon synergique pour diminuer Le moussage dans des saumures denses contenant un sel de zinc so Lub Le,en particulier Le bromure de zinc. Le rapport vo Lumique du TETMN à La TMN dans La composition de L'éliminateur de mousse doit être de l'ordre d'environ 9:1 à 1:9,de préférence d'environ 7:1 à 1:7,et avantageusement de L'ordre d'environ 5:1 à 1:5. La concentration de La composition supprimant la-mousse utilisée pour empêcher Le moussage ou éLiminer la mousse de saumures denses contenant un s'e L de zinc soluble, n'a besoin que d'être une quantité efficace,en généra L d'environ 0,0063 à 3,15 m L/100 L de saumure,de préférence d'environ 0,031 à 0,31 m L/100 L. Les saumures denses dans Lesque L Les Le TMN et Le TETMN réagissent entre eux pour diminuer le moussage par synergie peuvent contenir d'environ 1 à 60 %en poids d'un sel de zinc so Lub Le,de préférence le bromure de zinc Les autres se Ls solubles dans les saumures denses sont généra Lement le chlorure de calcium et/ou le bromure de calcium De préférence,la saumure dense contient au moins environ 16 % de bromure de zinc,avanta- geusement au moins environ 20 % de bromure de zinc. Il est préférable que les saumures denses de l'invention contenant une quantité éliminant la mousse de la composition anti-mousse selon l'invention,contiennent également un polymère hydrophile hydraté,en particulier l'hydroxyéthyl cellu- lose Avantageusement,l'hydroxyéthyl cellulose doit avoir été activée pour être utilisée dans des saumures denses contenant du bromure de zinc,par exemple par les procédés décrits dans les demandes de brevets précitées L'HEC est généralement présente en une concentration d'environ 2,85 à 14,25 g/l. Les exemples non-Limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention Sauf indication contraire, toutes les mesures des propriétés physiques ont été effectuées conformément aux méthodes d'essai prescrites dans Standard Procedure for Testing Drilling Fluids, A Pl RP 13 B, 7 ème édition,Avril 1978 Sauf indication contraire,les paramètres des propriétés physiques visés dans les exemples sont exprimés dans les unités suivantes: AV = viscosité apparente, I x 10 3 Pa/s PV = viscosité plastique, I x 103 Pals YP = point d'écoulement, Pa résistance du gel = Pa. EXEMPLE-1 On a préparé par malaxage différents mélanges de 2,6,8- triméthyl -4-nonanone (TMN) et de 2,6,8-triméthyl-4-nonanol tri- éthoxylé (TETMN). H 3 C-CH -CH 2 CH-CH CH CH C -CH 3 C 33 CH CH 3 (C 2 H 40)3 H On a évalué comme suit ces mélanges comme dépresseurs de mousse: ( 1)On a mélangé 350 ml de saumure avec 7,5 g d'une composition gélifiante d'hydroxyéthylcellulose activée contenant 20 % d'hydroxyéthyl cellulose Natrosol 250 HHR, 25 % de glycérol, 0,4 % de silice fumée Cab-O-Sil MS et 54,6 % d'isopropanol, pendant 5 minutes sur un Multimixer; ( 2) apres 4 minutes de malaxage,on a ajouté les mélanges dépresseurs de mousse énu- mérés dans le tableau 1; ( 3) immédiatement après le malaxage, on a versé les saumures dans des éprouvettes graduées;( 4) on a noté la hauteur de la mousse et on a fait ensuite des observations toutes les minutes; et ( 5) on a arrêté l'essai après 5 minutes si la mousse ne s'était pas dissipée. On a utilisé deux saumures ayant les propriétés suivantes: Saumure A: 2 035 g/dm 3 contenant 7,15 % de chlorure de calcium,30,2 % de bromure de calcium et 32 % de bromure de zinc dans de l'eau: Saumure B: 2 285 g/dm 3 contenant 20 % de bro- mure de calcium et 57 % de bromure de zinc dans de L'eau. Les temps notés pour L'élimination de La mousse sont reportés dans le tableau 1 ci-après. Les données indiquent que le TETMN et la TMN réduisent synergiquement le temps nécessaire pour l'élimination de la mousse. EXEMPLE 2 On a évalué comme suit l'effet d'un mélange 1/1 de TMN et de TETMN sur les propriétés rhéologiques de cette saumure,ren- due visqueuse avec l'HEC; ( 1) on a préparé des saumures visqueuses contenant 350 ml de saumure A ou de saumure B, 7,5 g d'agent gélifiant A ou d'agent gélifiant B, et 0,20 g du mélange 1/1 en malaxant sur un Multimixer pendant 5 minutes et en passant les saumures au rouleau dans une étuve à rouleau à la température ambiante pendant 16 heures; ( 2) on a obtenu les propriétés rhéologiques; ( 3) on a passé les saumures rendues visqueuses, au rouleau à 65,5 'C pendant 16 heures; et ( 4) on a obtenu les propriétés rhéologiques après refroi- dissement à la température ambiante Les données obtenues sont reportées dans le tableau 2 L'agent gélifiant A contient 20 % d'hydroxyéthyl cellulose Natrosol 250 HHR, % de glycérol, 0,4 % de silice fumée Cab-OSil MS et 54,6 % de propanol L'agent gélifiant B contient 20 % de Natrosol 250 HHR, 22 % de Na OH,0,25 N et 58 % d'isopropanol. Les données indiquent que ce mélange suppresseur de mousse n'exerce aucun effet nuisible sur les propriétés rhéologiques de cette saumure. TABLEAU 1. Rapport volumique TETMN/TMN Vo Lume de méLange m L Vo Lume équivalent de TETMN nl L Vo Lume équivalent de TMN MI Minutes nécessaires pour L'A-Limination de La mousse No du mélange Saumtirp A 1.;Ailnlilrp R 0,20 011 O 0,175 0 'l 5 0,,l O 0 'o O 5 0,02 5 0,05 0,02 5 0,20 0,10 0,05 0,025 0,0 5 0 'l O 0 'l 5 0,175 0 O O 5 0,025 7/1 31/1 1 /1 1/3 ' 1 / 7 1 /1 1 /1 0,20 0,20 0, 20 0,20 0 O 20 0,10 0 O 05 rû %A -a -4 %O oe ri, TABLEAU 2 " Mélange suppresseur Agent gélifiant de mousse g/l Saumure Température du passage+ au rouleau Caractéristiques rhéologiques A Pl AV PV YP Résistance du gel S 10 mn néant 0,57 néant 0,57 néant 0,57 néant 0,57 néant 0,57 néant 0,57 néant 0,57 néant 0,57 A A A A A A A A B B B B B B B B A A A A B B B B A A A A B B B B a= lecture à 300 tours/mn b > 150,trop visqueuse pour être R. T =température ambiante R T =température ambiante R.T. R.T. ,5 ,5 R.T. R. T. ,5 ,5 R.T. R,T. ,5 ,5 R.T. R.T. ,5 ,5 44,5 41 3,36 04,8 46,5 43 3,36 0,48 a 7,68 a 7,68 b 18,24 b 16,32 216 17,28 207 z 16,32 84,5 66 17,76 1,92 84,5 67 16,8 1,44 254 a 14,4 262 15,36 129,5 81 46,56 9,6 127 82 43,2 9,42 219 a 12,48 222 a 12,48 mesurée -. 0,48 0,48 7,68 7,68 19,2 17,28 16,32 1, 92 1,44 16,32 16,32 ,56 9,12 12,48 12,48 r-3 OM n -4 Nà co 1 %> REVENDICATIONS 1.Composition supprimant la mousse,caractérisée en ce qu'elle contient un mélange de 2,6,8-triméthyl-4-nonanone et du dérivé triéthoxy Lé du 2,6,8-triméthyl-4-nonanol. 2.Composition selon la revendication 1,caractérisée en ce que le rapport volumique de la 2,6,8-triméthyl-4-nonanone au dérivé triéthoxylé du 2,6,8triméthyl-4-nonanol est compris entre environ 9:1 à 1:9. 3 Composition selon la revendication 2,caractérisée en ce que ledit rapport volumique est compris entre environ-7:1 à 1:7. 4 Composition selon la revendication 2,caractérisée en ce que ledit rapport volumique est compris entre environ 5:1 à 1:5. Procédé pour diminuer la mousse qui se forme lors du malaxage d'une saumure aqueuse contenant un sel de zinc soluble,caractéri- sé en ce qu'il consiste à mélanger avec la saumure la composi- tion supprimant la mousse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4. 6.Procédé pour diminuer la mousse qui se forme lors du malaxage d'une saumure aqueuse contenant du bromure de zinccaractérisé en ce qu'il consiste à mélanger avec la saumure la composition supprimant la mousse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 7 Procédé pour diminuer la mousse qui se forme lors du malaxa- ge d'une saumure dense ayant une densité supérieure à environ 1690 g/dm 3 contenant au moins 20 % en poids de bromure de zinc avec une composition contenant de l'hydroxyéthyl cellulose caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger avec la saumure la composition supprimant la mousse selon l'une quelconque des revendications I à 4. 8 Fluide pour l'entrétien et le service des puits à base d'une saumure dense,caractérisé en ce qu'il consiste en une solution aqueuse ayant une densité supérieure à environ 1690 g/dm 3 et en la composition supprimant la mousse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 9 Fluide pour Le service et L'entretien des puits à base d'une saumure densecaractérisé en ce qu'il consiste en une solution aqueuse ayant une densité supérieure à environ 1,690 g/dm 3, de 2,65 à 14,25 g/l d'hydroxyéthyl cellulose et en environ de 0,0063 à 3,15 ml/100 l de la composition supprimant la mousse,selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4. 10.Fluide pour le service et l'entretien des puits à base d'une saumure dense,caractérisé en ce qu'il consiste en une solution aqueuse ayant une densité supérieure à environ 1,690 g/dm 3,environ de 2,85 à 14,25 g/l d'hydroxyéthyl cellulose, et en environ de 0,031 à 0,31 ml/100 l de la com- position supprimant la mousse selon l'une quelconque des revendications I à 4.