FR 2504545 A1 19821029 FR 8207070 A 19820423 La présente invention se rapporte à une composition capable d'impartir, à des systèmes aqueux, un degré élevé de propriétés newtoniennes de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide, et qui est stable à des condi- tions de température élevée Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à la formation d'un fluide perfectionné de forage à base d'eau et exempt d'argile, contenant la composition selon l'invention ainsi qu'à un procédé perfectionné de forage de sondage dans des formations souterraines en utilisant ce fluide de forage. Dans des opérations normales de forage de puits o un puits est foré par une méthode rotative, le sondage est généralement rempli d'un fluide de forage ou de boue qui y circule Les fluides de forage sont habituellement pompés vers le bas, à travers la maitresse-tige de l'installation de forage rotatif, puis ils circulent autour du trépan de forage et sont ramenés à la surface par le passage annulaire entre la maitresse-tige et la paroi du puits Ces fluides de forage accomplissent un certain nombre de fonctions parmi lesquelles la lubrification de la maîtresse-tige et du trépan, le refroidissement du trépan, l'entraînement des débris du forage du trépan en remontant le long du sondage jusqu'à la surface o ces débris peuvent être séparés et évacués et la formation d'une charge hydrostatique contre les parois du puits pour contenir la géopression au fond du trou. La condition principale pour un fluide satisfaisant de forage est sa capacité à circuler et s'écouler facilement, c'est-à-dire avoir une faible viscosité, dans les condi- tions de fort cisaillement présentes aux environs du trépan tandis qu'en même temps, il doit pouvoir avoir et conserver une viscosité suffisante pour pouvoir entraîner efficacement les débris du trépan à la surface et maintenir en suspension tout autre composant solide du fluide de forage. Le fluide de forage doit également être capable d'inhiber la quantité de fluide, normalement de l'eau, qui est perdu dans les couches poreuses que traversent le trou de sondage. La perte du fluide provoque la formation et l'accumulation d'un dépôt de cake qui, après un certain temps, peut provo- quer un collage de la tige de forage et un arrêt de l'opéra- tion de forage Le fluide de forage doit par conséquent être d'une nature permettant une perte minimale dans les couches poreuses Des agents qui impartissent une telle propriété sont conventionnellement appelés "contrôleurs de perte d'eau" ou"contrôleurs de perte de fluide". Le fluide de forage doit également être stable et fonctionnel après avoir été sousmis à des conditions de température élevée En plus de la chaleur produite par les forces de frottement du trépan, on sait bien que les tempé- ratures rencontrées dans le trou de sondage sont sensiblement supérieures à celles trouvées à la surface de la terre. D'autpnt plus est profond le trou de sondage, d'autant plus élevée St la température rencontrée Un forage à des profon- deurs importantes est devenu courant dans la recherche actuelle pour la découverte de nouvelles réserves En règle pratique générale, on peut indiquer que pour chaque augmen- tation de la stabilité à la température de 5,5 à 110 C, on peut utiliser le même fluide pour forer 305 mètres supplé- mentaires Il est par conséquent souhaitable de produire une composition capable de présenter une stabilité et une fonctionnalité souhaitéesaux hautes températures couramment rencontrées dans des opérations de forage profond C'est une théorie largement tenue et acceptée selon laquelle les viscosités appropriées à créer une capacité d'entraînement des particules dans un fluide peuvent être obtenues avec un fluide de forage ayant des propriétés pseudoplastiques Par exemple, le fluide de forage doit pou- voir avoir une faible viscosité aux taux élevés de cisaillement tels aue ceux rencontrés au trépan, tout en ayant la capacité d'augmenter en viscosité (et par conséquent en puissance de maintien des particules) à des taux de cisaillement qui diminuent et qui sont rencontrés lors de son mouvement vers le haut à travers l'anneau. Afin d'obtenir les propriétés requises de pseudoplasti- cité, on a pensé qu'il était souhaitable d'utiliser de l'argile ou des corps d'argile colloïdale comme de la bentonite de sodium Par suite, les fluides de forage ont été usuellement appelés "boues" Les fluides de forage à base d'argile sont cependant très instables quand ils vien- nent en contact avec divers sels que l'on trouve dans les formations forées dans la terre. Des matériaux qui sont de plus en plus utilisés pour impartir des propriétés rhéologiques à des compositions de forage sont les gommes de xanthane telles que celles décrites dans les brevets US No 3 198 268, No 3 208 526, 17 o. 3 251 147, No 3 243 000, No 3 307 016, No 3 319 715 et No 3 988 246 Ces matériaux se sont révélés forcer des solutions aqueuses telles que les fluides de forage, à présenter des propriétés pseudoplastiques sous divers taux de faible cisaillement Cependant, ces matériaux, qu'on les utilise seuls ou en combinaison avec d'autres additifs, posent un problème d'une dégradation irréversible du fait des températures élevées souvent rencontrées pendant les opérations conventionnelles de forage. L'utilisation antérieure des hydroxydes ou d'oxydes de métaux hydratés de métaux amphotères dans les fluides de traitement de puits a amené des propriétés très diffé- rentes des propriétés requises pour un fluide de forage tel que décrit ici Par exemple, dans les brevets US. No 3 614 985 et No 3 815 681 sont décrits un procédé pour boucher un réservoir souterrain par perméation de ses pores au moyen d'une solution contenant un sel d'un métal amphotère et un réactif augmentant le p H pour provoquer la précipitation dans les pores Dans le brevet US No 3 603 399 est décrit un procédé de traitement d'une formation sensible à l'eau, par perméation de ses pores au moyen d'une solution d'hydroxy aluminium qui est une solution limpide et relative- ment non visqueuse Dans chacun de ces procédés antérieurs de traitement de puits, il était important que la solution ait une viscosité relativement faible et une forte perte de fluide pour garantir que la solution pénètre dans la matrice ou les pores du réservoir De tels fluides ne sont pas adaptés comme boue de forage Dans le brevet US. No 3 860 070 est décrit un fluide de complétion ou de fracturation de puits contenant un sel d'un métal amphotère et une base à un rapport pour obtenir une solution finale fortement acide afin de former un fluide épaissi adapté comme fluide de fracturation De tels fluides ne peuvent être utili- sés de façon satisfaisante dans une opération de forage du fait de leur nature corrosive par rapport à l'équipement de forage en métal. On a reposé sur la viscosité d'un fluide de forage, comme façon pour aider au contrôle de la perte de fluide, avec peu de succès en particulier lors d'un forage à travers et dans des substrats poreux Divers agents ont été ajoutés pour améliorer les propriétés de perte de fluide de la boue. Par exemple, dans le brevet US No 3 032 498 est décrit un amidon cyanoéthylé comme contrôleur de perte d'eau à utiliser en combinaison avec une boue à base d'argile Dans le brevet US No 3 988 246 est décrit un amidon estérifié ou éthérifié comme agent contrôlant la perte d'eau, qui est compatible avec une boue de forage à base de gomme xanthane D'autres agents ainsi que les amidons mentionnés ci-dessus que l'on a employé dans des boues exemptes d'argile pour contrôler la perte de fluide se révèlent généralement instables aux condi- tions de température rencontrées dans des forages de puits profonds. Il y a une nécessité générale pour une composition capable d'impartir à la fois des propriétés pseudoplastiques et de contrôle de perte d'eau, à des compositions aqueuses, tout en étant stable aux conditions variables et aux tempéra- tures élevées que l'on rencontre couramment dans des opéra- tions de forage profond. La présente invention est dirigée vers une composition stable aux hautes températures, capable d'impartir, à des systèmes alcalins aqueux, un degré élévé de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide La composition est une combinaison de: (a) un agent d'aluminium contenant un hydroxy qui est formé en mélangeant, dans une solution aqueuse et sous un degré élevé d'agitation, un agent basique soluble dans l'eau choisi parmi un aluminate d'un métal alcalin, un hy- droxyde d'un métal alcalin ou un hydroxyde d'ammonium avec un agent acide soluble dans l'eau choisi parmi un acide inorganique ou un chlorure, sulfate ou nitrate d'aluminium de façon qu'au moins l'un des agents soit un composé conte- nant de l'aluminium; (b) un composé chimique capable de conversion à un état supérieur d'oxydation en conditions alcalines; et (c) un produit réactionnel formé entre un matériau polymérique choisi parmi l'alcool polyvinylique ou l'hy- droxyalkyl cellulose et un agent réticulant, l'agent réti- culant étant présent à une concentration équivalente à au moins environ 1 % des groupes hydroxyles présents dans le polymère réactif. La combinaison selon l'invention impartit des proprié- tés de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide, à un système aqueuxlesquelles ne peuvent être attribuées à chacun des composants séparés et elle est stable à la température élevée et aux conditions couramment rencontrées dans des opérations de forage. La présente invention est dirigée vers une composition capable de présenter une stabilité dans des conditions de haute température, comme au-dessus d'environ 1210 C, tout en impartissant un degré élevé de propriétés pseudoplastiques et de contrôle de perte de fluide (couramment de l'eau), à des systèmes aqueux; vers l'utilisation de telles composi- tions pour former un fluide de forage perfectionné à base d'eau et exempt d'argile; et vers le forage de trousde sondage dans des formations souterraines en utilisant ce fluide de forage perfectionné. La composition selon l'invention est une combinaison d'un agent d'aluminium contenant un hydroxy, d'un produit réactionnel polymérique et d'un composé capable de conversion à un état supérieur d'oxydation La composition selon l'in- vention sera décrite en termes de son utilisation one composant d'un fluide de forage. Les agents d'aluminium contenant un hydroxy qui se sont révélés utiles comme composant de la composition selon la présente invention sont des agents qui sont sensiblement insolubles dans l'eau, c'est-à-dire des agents qui sont en suspension ou en dispersion dans des systèmes aqueux Par ailleurs, les agents d'aluminium contenant un hydroxy selon l'invention peuvent être caractérisés comme ayant un spectre de diffraction des rayons X contenant un pic majeur de diffraction de caractérisation à 6,3 + 0,2 Angstroms ou caractérisés par un spectre de diffraction des rayons X comme étant amorphes, c'est-à-dire n'ayant sensiblement pas de motif de diffraction des rayons X dans la gamme de 1, 5 à 17 Angstroms Le spectre est déterminé par des techniques standards en utilisant le doublet K-e du cuivre comme source de rayonnement. L'agent d'aluminium contenant un hydroxy selon l'in- vention est formé en mettant en contact certains agents acides avec certains agents basiques, comme on le décrira ci-après, dans un milieu aqueux sous un degré élevé d'agita- tion Les agents acides et basiques doivent être utilisés à un rapport tel que le produit résultant soit capable d'impartir un p H d'au moins 8 et de préférence de 8 à 10,3, au milieu d'eau o il est formé. Les agents basiques utiles pour former le composant d'aluminium contenant un hydroxy sont des matériaux basi- ques solubles dans l'eau choisis parmi un aluminate d'un métal alcalin, un hydroxyde d'un métal alcalin ou un hydroxyde d'ammonium ou leurs mélanges Tout métal alcalin peut être utilisé, comme le sodium, le potassium et analogues, en préférant le sodium. L'agent acide utile pour former le composant d'alumi- nium contenant un hyd roxy comprend les matériaux acides solubles dans l'eau choisis parmi un acide inorganique comme, par exemple, l'acide chlorhydrique, sulfurique ou nitrique et analogues, ou un sel d'aluminium choisi parmi le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium ou le sulfate d'aluminium, leurs hydrates ou mélanges de ces agents acides Au moins un et de préférence les deux agents acides et basiques doivent être un agent contenant de l'aluminium Par exemple, le composant d'aluminium contenant un hydroxy peut être formé à partir d'un aluminate d'un métal alcalin, comme l'aluminate de sodium et d'un chlorure hexahydraté d'alumi- nium dans un système aqueux L'aluminate de sodium est mélan- gé au chlorure hexahydraté d'aluminium en phase aqueuse avec un mélange rapide Les aluminates qui sont utiles auront normalement un rapport molaire de l'oxyde du métal alcalin à l'oxyde d'aluminium compris entre environ 1:1 et 2:1 Ces matériaux sont commercialisés Si on le souhaite, des solutions d'un ou des deux composants peuvent être formÉes puis mélangéessous mélange rapide, pour former l'agent d'aluminium contenant un hydroxy. Les agents précurseurs acides et basiques peuvent être présents à des concentrations de l'ordre de 5 à 25 % en poids en se basant sur l'eau présente La concentration peut varier au-dessus de la limite supérieure indiquée mais ne doit pas être telle qu'elle inhibe le mélange complet, de préfé- rence sous une agitation rapide, des agents pendant la formation du composant d'aluminium contenant un hydroxy. Les agents acides et basiques peuvent être mélangés en utilisant un équipement conventionnel qui peut produire un degré élévé d'agitation dans le milieu aqueux Le rapport du composant acide au composant basique doit être tel que le p H final du milieu aqueux soit d'au moins 8, et soit de préférence de 8 à environ 10,3 et mieux de l'ordre de 8,3 à 9,7 Le composant d'aluminium résultant a des groupes hydroxyles comme partie intégrante de sa composition. Le composant polymérique de la présente composition est formé en mettant en contact un matériau polymérique choisi parmi un alcool polyvinylique ou une hydroxyalkyl cellulose, comme on le décrira mieux ci-après, avec un agent réticulant choisi parmi un agent contenant ou générateur d'un aldéhyde ou une épihalohydrine. Le produit réactionnel d'alcool polyvinylique qui s'est révélé utile pour former la présente composition inventive, est obtenu en mettant en contact de l'alcool polyvinylique et un composé contenant ou générateur d'aldéhyde. Les alcools polyvinyliques qui se sont trouvés utiles pour former le produit réactionnel selon 1 'invention ont un poids moléculaire moyen en poids d'au moins environ 20 000 et de préférence le poids moléculaire moyen en poids doit être compris entre environ 90 000 et 200 000 L'alcool poly- vinylique conventionnel est le produit hydrolysé de l'acétate de polyvinyle L'hydrolyse doit être complète à au moins environ 75 % et de préférence entre environ 80 et 95 % pour former un alcool polyvinylique réactif approprié L'alcool polyvinylique réactif, tel que celui formé par l'hydrolyse de l'acétate de polyvinyle ou analogues, peut réagir dans un milieu aqueux avec un réactif contenant ou générateur d'aldéhyde Des réactifs contenant de l'aldéhyde appropriés comprennent, par exemple, le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, le propionaldéhyde, le glycolaldéhyde, l'acide glyoxylique et analogues ou des polyaldéhydes comme le glyoxal, le glutaraldéhyde, le paraformaldéhyde et analogues D'autres réactifs appropriés d'aldéhydes comprennent des agents géné- 2 rateurs d'aldéhyde comme des produits monomères de mélamine- formaldéhyde et des dérivés comme tri et hexa(méthylol) mélamine et tri et hexa (C 1-C 3 alcoxyméthyl) mélamine. De tels matériaux peuvent être formés par des méthodes conventionnelles connues Les dérivés bloqués à l'alkyle sont commercialisés, ils sont stables à une auto-polymérisa- tion et sont par conséquent préférés Parmi tous les aldéhydes réactifs, les réactifs préférés sont le para- formaldéhyde et le formaldéhyde. L'agent réticulant qui s'est révélé adapté pour former le composant d'alcool polyvinylique réticulé selon l'inven- tion peut également être une épihalohydrine Le groupe halo peut être chlore, brome et analogues, en préférant le chlore. Par ailleurs, l'épihalohydrine peut être substituéepar un groupe alcoyle de 1 à 3 atomes de carbone comme méthyle, éthàîe ou propyle L'agent réticulent d'épihalohydrine tout à fait préféré et l'épichlorohydrine du fait de sa disponibilité et du produit supérieur formé. Le produit réactionnel d'alcool polyvinylique selon l'invention, qui s'est révélé approprié dans la présente composition pour impartir les propriétés combinées souhai- tées,peut être formé par réaction d'un alcool polyvinylique, comme on l'a décrit ci-dessus avec au moins environ 1 et de préférence de l'ordre de 1 à 200 et mieux de 2 à 50 % de stoechiométrie d'au moins l'un des réactifs réticulants ci-dessus décrits en se basant sur la teneur en hydroxyle de l'alcool polyvinylique On défininit la stoechiométrie comme la réaction de deux groupes OH avec un aldéhyde ou groupe épi Du réactif réticulant en excès peut être utilisé. La quantité particulière du réactif dépendra de la solubilité du réactif dans les milieux réactionnels aqueux, de sa réactivité et propriétés analogues comme cela est habituel à ceux qui sont compétents en la matière Le produit réac- tionnel doit être dispersible dans l'eau La réaction pour former le produit réactionnel d'alcool polyvinylique peut être effectuée dans un milieu aqueux qui doit être acide, c'est-à-dire avoir un p H de 5,5 ou moins et de préférence de 1 à 4,5 et qui peut contenir d'autres composants comme des sulfates de métaux alcalins de 1 % à la saturation, pour aider à la formation du polymère produit La réaction peut être effectuée à la température ambiante ou à des tempéra- tures élevées, par exemple entre 50 et 1000 C Le produit solide peut être récupéré par des techniques conventionnelles, par exemple en dessalant le produit en utilisant des sels appropriés comme par exemple des sels de sulfate, carbonate ou phosphate, une décantation, une filtration et un séchage. Le produit réactionnel d'hydroxyalkyl cellulose qui s'est trouvé utile pour former la composition selon l'in- vention est formé en mettant en contact une hydroxyalkyl cellulose avec un agent réticulant comme on le décrira ci-après L'hydroxyalkyl cellulose peut avoir un groupe alcoyle de 1 à 3 atomes de carbone et par conséquent, être hydroxyméthyl, hydroxyéthyl, hydroxy-n-propyl ou hydroxy- isopropyl cellulose Ces matériaux sont commercialisés. Le matériau préféré est l'hydroxyéthyl cellulose On sait bien que les chaînes non modifiées de cellulose sont composées d'anneaux récurrents d' anhydroglucose, dont chacun a trois groupes hydroxy Pour former de l'hydroxy- éthyl cellulose par exemple, la cellulose est conventionnel- lement traitée avec un hydroxyde alcalin puis on la fait réagir avec de l'oxyde d'éthylène de façons connues. L'hydroxyalkyl cellulose peut avoir un poids moléculaire moyen en poids d'au moins environ 20 000 et de préférence d'au moins 60 000, en préférant de 60 000 à 150 000. L'hydroxyalkyl cellulose réticulée adaptée dans la présente invention peut être formée en faisant réagir de l'hydroxyalkyl cellulose avec un agent réticulant choisi parmi un aldéhyde ou un agent générateur d'aldéhyde ou une épihalohydrine Les réactifs appropriés contenant de l'aldéhyde ou les agents générateurs d'aldéhyde sont les t agents ci-dessus décrits comme réactifs avec l'alcool poly- vinylique. L'hydroxyalkyl cellulose réticulée peut être formée par réaction d'une hydroxyalkyl cellulose, comme on l'a décrit ci-dessus, avec de l'ordre d'au moins environ 1 et de préférence de l'ordre de 2 à environ 200 et mieux de 2 à 50 % de stoechiométrie d'un réactif réticulant La stoechiométrie est basée sur les trois groupes hydroxyles disponibles des noyaux d'anhydroglucose formant l'hydrox- alkyl cellulose. La formation de l'hydroxyalkyl cellulose réticulée avec un aldéhyde est effectuée dans un milieu acide aqueux qui a un p H de 5,5 ou moins et de préférence de 1 à 4,5 La réaction peut être effectuée à des températures ambiantes ou élevées, par exemple entre environ 50 et 1000 C. Le produit solide peut être récupéré par des techniques conventionnelles de précipitation par des sels ou de l'alcool, filtration et séchage. La formation de l'hydroxyalkyl cellulose réticulée avec une épihalohydrine doit être effectuée dans un milieu aqueux basique qui a un p H d'au moins environ 9,5 La réaction peut être effectuée à la température ambiante ou à des températures élevées par exemple entre 50 et 1000 C Le produit est récupéré par des techniques conventionnelles de précipitation par des sels d'alcool, filtration et séchage. La présente invention nécessite de plus l'utilisation d'un composé capable de conversion d'un état inférieur à un état supérieur d'oxydation La capacité du composé à faire une telle conversion n'est pas destinée à limiter l'inven- tion à la condition que le composé subisse cette conversion ou que l'agent, en lui-même, soit simplement le précurseur pour le produit requis dans cette composition Le composé peut être organique ou inorganique et d'un faible poids moléculaire de monomère Les composés organiques qui sont adaptés comprennent les alcanols, de préférence les alcanols inférieurs comme par exemple, le méthanol, l'éthanol, le n- propanol, l'iso-propanol, des butanols et des pentanols et analogues; des phénols comme le phénol, des phénols substitués par un alcoyle de 1 à 3 atomes de carbone, un aryle ou un alcaryle, le tert-butylcatéchol et l'hydroquinone et -25 analogues; des mercaptans comme des alcanethiols de 1 à atomes de carbone et analogues De plus, l'agent peut être une substance inorganique facilement oxydable comme un métal alcalin ou un métal alcalino-terreux ou un sel d'ammonium d'un sulfite, bisulfite, thiosulfate, hydrosul- fite ou nitrite;des sels de métaux ferreux ou cuivreux de chlorure, sulfate et borohydrures de métaux alcalins et analogues et leur équivalence Les matériaux préférés sont des alcanols de 1 à 5 atomes de carbone solubles dans l'eau, les sels de sulfite, les sels de bisulfite et les sels de nitrite d'un métal alcalin ou alcalino-terreux ou d'ammonium. Les composants de la présente invention doivent être présentsen quantités efficaces de façon que, en combinaison, ils soient capables de présenter un degré élevé de propriétés de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide. Normalement, les propriétés combinées sont atteintes en utilisant l'agent d'aluminium contenant un hydroxy ci-dessus décrit et le produit réactionnel polymérique en quantités telles que le rapport pondéral soit d'au moins 0,75 à 1 en préférant un rapport de 0,75:1 à 3:1 et mieux de 1:1 à 3:1 Le composé chimique capable de conversion à un état supérieur d'oxydation qui est décrit ci-dessus, doit être utilisé en quantités telles que le rapport du composé chimique au produit réactionnel polymérique soit d'au moins 0,2:1 avec de préférence un rapport de 0,2:1 à 1:1 et mieux un rapport d'au moins 0,25:1 à 0,75:1. Les compositions ayant la combinaison des composants ci-dessus décrits se sont révéléesde façon inattendue présen- ter la combinaison souhaitée de propriétés de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide, que l'on ne peut atteindre par un usage séparé des matériaux Par ailleurs, la composition est capable de maintenir ces propriétés à des températures élevées que l'on trouve dans des forages profonds comme plus de 1210 C et elle est généralement stable à des températures de 1490 C et plus. Les hydroxydes de métaux amphotères formés de diverses façons et à partir de divers matériaux sont connus pour former une masse gélatineuse dans des systèmes aqueux Les gels d'hydroxydes de métaux amphotères aqueux se sont révélés utiles dans divers buts, comme des revêtements, des adhésifs et analogues et ainsi que dans des compositions spécifiques de traitement de puits, comme des fluides de fracturation ou de complétion De tels gels et compositions sont utilisés dans des conditions distinctement différentes de celles actuellement requises et ne présentent pas de propriétés de contrôle de perte d'eau Bien que les agents d'aluminium contenant un hydroxy révélés ici se soient révélés de façon inattendue capables, quand on les utilise seuls, d'impartir un certain degré de pseudoplasticité à des systèmes aqueux, ils n'impartissent pas de contrôle de perte de fluide à des systèmes aqueux. Les produits réactionnels polymériques actuellement décrits ne présentent pas, quand on les utilise seuls, et n'impartissent pas de contrôle de perte de fluide ou de pseudoplasticité comme on l'a-décrit ci-dessus, et à base d'eau. Les systèmes aqueux qui contiennent la composition selon l'invention doivent avoir un p H alcalin d'au moins 8 et de 0 o préférence de 8 à 12 et mieux de 8,3 à 10,3 A ces conditions de p H alcalin, on atteint les propriétés souhaitées L'ajus- tement du p H peut être effectué avec toute base ou acide inorganique soluble dans l'eau comme un hydroxyde d'un métal alcalin, un hydroxyde d'un métal alcalino-terreux ou un acide halohydrique, un acide sulfurique, un acide nitrique, du bicarbonate de soude ou du carbonate de sodium. Le système aqueux doit être mélangé à l'étendue requise pour forcer les composants de la composition à y être sensiblement uniformément distribués Par ailleurs, le milieu aqueux contenant de l'hydroxy aluminium ou de préfé- rence le système contenant la composition résultante peut avoir les propriétés combinées décrites de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide encore amélicresen soumettant le système à un mélange à des taux élevés de 2, cisaillement de l'ordre de 2 G CO Os 1 ou plus pendant de courtes périodes de temps cornm par exemple de 5 à 60 minu- tes par exemple en fa isant circlr e système aqueux a travers un tube de petit diamètre interne à une allure élevée Le milieu aqueux dans lequel l'agent d'aluminium contenant un hydroxy ci-dessus décrit est formé peut être directement utilisé pour former les fluides de forage à base d'eau selon l'invention Le milieu aqueux peut être dilué avec une quantité suffisante d'eau pour former un système contenant de l'ordre de 1 à 15 %et de préférence de 1,5 à 10 % en poids de la présente composition La concentration la mieux adaptée peut facilement être déterminée de façons conventionnelles par l'ingaénieur des boues en prenant en considération la concen- tration et la nature d'autres matériaux qui peuvent également être contenus dans le fluide de forage. La composition ci-dessus décrite est capable d'impartir à un système aqueux exempt d'argile (le terme"exempt d'argile" utilisé ici indique l'absence d'argile pour rendre le fluide de forage visqueux, comme agent essentiel du fluide sans se référer à d'autres matériaux qui y sont entraînés), comme un fluide de forage à base d'eau(le terme "fluide" ou "système" utilisé ici indique les systèmes à base d'eau contenant la présente composition)> une pseudo- plasticité non newtonienne c'est-à-dire que la viscosité du fluide résultant varie inversement avec le taux de cisaille- ment exercé sur le fluide La relation de l'effort de cisail- lement et du taux de cisaillement peut être définie par la relation du modèle de la loi de puissance rhéologique de n d A = KK( t 6) o 1 représente l'effort de cisaillement exercé sur le système aqueux du fluide de forage en unités telles que des N/m 2; tfest le taux de cisaillement en unités de l'inverse du temps comme S 1; K est une constante ayant la valeur de l'effort de cisaillement du système aqueux particulier à un taux de cisaillement de 1 S 1; et N est une valeur numérique supérieure à zéro Quand n= 1, le système est newtonien; si N est inférieur à 1, le système est pseudoplastique et si N est supérieur à 1, le système est dilatant On a trouvé de façon inattendue que les fluides contenant la composition actuellement décrite présentaient des propriétés d'effort de cisaillement ( 5) à des taux variables de cisaillement ( 6) entre environ et 400 S 1, c'est-à-dire dans la gamme normalement rencontrée dans la région annulaire du trou de sondage telles que N dans la relation de la loi de puissance ait une valeur de moins d'environ 0,4 De tels systèmes par conséquent présentent des propriétés pseudoplastiques et non newtonienne à un degré exceptionnellement élevé et souhaitable. La composition ci-dessus décrite s'est révélée de façon inattendue présenter un degré élevé de contrôle de perte de fluide En effet, le fluide est capable d'agir avec la porosité adjacente pour inhiber la perte du fluide vers l'environnement poreux La perte de fluide du système peut être déterminéeselon le processus de l'Institut américain du pétrole A Pl No RP-13 B Après jaillissement initial, le contrôle souhaité de perte d'eau normalement atteint avec la composition selon l'invention représente moins d'environ ml pour 30 minutes. Les fluides de forage contenant la composition selon l'invention se sont révélés de façon inattendue présenter des degrés élevés de stabilité par rapport aux propriétés rhéologiques et de perte de fluide dans diverses conditions néfastes De tels fluides se sont révélés être stables après avoir été soumis à des températures élevées pendant de longues périodes de temps, à des taux élevés de cisaillement tels que ceux rencontrés à l'emplacement du trépan de forage ainsi qu'être stables en présence de divers éléments corrosifs comme le chlorure de calcium et le chlorure de sodium qui peuvent être entraînés dans de tels fluides. Le degré élevé et la largeur de la stabilité du fluide de forage actuellement obtenus,en combinaison avec sa capacité de présenter des propriétés pseudoplastiques non newtoniennesà divers taux de cisaillement de l'ordre de 10 à environ 400 S 1 et plus, comme on en rencontre dans la région annulaire entre la maîtresse-tige et le tubage du sondage, aide à augmenter l'efficacité de forage, c'est-à- dire l'allure du forage du sondage. La composition du fluide de forage selon l'invention peut contenir d'autres additifs conventionnels de fluide de forage comme des agents de lestage tels que par exemple des coquilles d'huitre broyées, de la baryte et analogues des fluidifiants comme du lignosulfonate Ce ferrochrome et analogues; des agents de perte de circulation comme des coquilles de noix broyées, des coques de greffe de coton et analogues; des agents d'ajustement du p H comme Mg O, du carbonate de sodium, du bicarbonate de soude et analogues; ainsi que d'autres additifs conventionnels. Les termes "à base d'eau" ou "de base aqueuse" qui sont utilisés ici pour décrire la présente invention, comprennent généralement des fluides de forage qui ont une base liquide contenant sensiblement de l'eau fraîche ou de l'eau salée. Cependant, il faut noter qu'à certains moments, certaines faibles quantités d'autresliquides peuvent s'émulsifier ou se mélanger au fluide à base d'eau Par exemple, des fluides de forage peuvent à certains moments contenir de faibles quantités d'huile émulsifiée ou en mélange avec le fluide de forage, l'huile venant soit d'une formation pétrolifère qui a été forée ou dans certaines conditions,d'une addition volontaire. Les fluides de forage exempts d'argile et à base d'eau selon l'invention contenant la présente composition se sont révélés être stables jusqu'à des températures élevées comme plus de 121 jusqu'à environ 1770 C,que l'on rencontre dans les forages profonds, à la présence de eels de calcium et de sodium et à la présence d'additifs conventionnels de fluide de forage D'autres agents contrôlant la viscosité et la perte d'eau ne doivent pas nécessairement être présents. Par ailleurs, les fluides de forage selon l'invention sont sensiblement non corrosifs et ne détruisent pas l'équipe- ment en métal couramment utilisé dans les opérations de forage. La composition selon l'invention peut être utilisée avec un équipement conventionnel de forage de façons connues de ceux qui sont compétents en la matière, pour forer effica- cement et effectivement des sondages dans des formations souterraines Les propriétés pseudoplastiques et de contrôle de perte de fluide des fluides de forage contenant cette composition permettent un enlèvement effectif des débris à partir de la zone sur et autour du trépan pour permettre un forage plus efficace de la formation lorsque l'on fait circuler le fluide pendant le forage. Les exemples qui suivent sont donnés uniquement pour illustrer l'invention et ne doivent en aucun cas en limiter le cadre Toutes les parties et pourcentages sont en poids i moins que cela ne soit indiqué autrement Les unités de K de la loi des puissance sont en N 7-s/m 2. Exemple 1. Formation de l'hydroxyéthyl cellulose réticulée A On a ajouté une solution aqueuse à 40 % de glyoxal, tout en agitant, à une solution à 5 % d'une hydroxyéthyl cellulose commercialisée (stoechiométrie: 2,5; viscosité Brookfield d'une solution aqueuse à 5 %: 150 centipoises) (Natrosol 250 L) Le rapport pondérai du glyoxal à l'hydroxy- éthyl cellulose était de 21 à 100 Le p H du système aqueux a été ajusté à 3,5 avec H Cl à 1 N et le système a été chauffé à 60-70 C pendant 30 minutes tout en agitant La suspension aqueuse résultante d'hydroxyéthyl cellulose réticulée a été ajustée à p H 9,5 avec une solution à 10 % de Na OH. B On a formé une hydroxyéthyi cellulose réticulée de la même façon qu'à la partie A ci-dessus, mais en utilisant du paraformaldéhyde au lieu du glyoxai Le rapport pondérai du paraformaldéhyde à l'hydroxyéthyl cellulose était de 13,5 à 100. C On aoréparé une hydroxyéthyl cellulose réticulée en ajoutant 5,1 parties d'épichlorohydrine et 4,4 parties de soude à 200 parties d'une solution aqueuse à 5 % d'hydroxy- éthyl cellulose, comme on l'a décrit ci-dessus La solution a été chauffée à 60 C et maintenue à cette température pendant 1 heure sous agitation continue Le matériau a été, refroidi pour former la suspension aqueuse d'hydroxyéthyl cellulose réticulée. Formation du produit d'alcool polyvinylique/aldéhyde On a dispersé 200 parties d'alcool poiy Qinylique commercialisé ayant un poids moléculaire moyen en poids de 000 et hydrolysé à 87 % (Gelvatol 20-90), dans 600 par- ties d'une solution aqueuse à 16 % de Na 2 SO 4 Le p H de la solution a alors été ajusté à 3,0 avec H Cl Le méla:nge a été chauffé à 50 C tout en l'agitant On a ajouté 68 parties de paraformaldéhyde et ensuite la température a été Zlevée et maintenue pendant 30 minutes à 60 C tout en maintenant une agitation lente On a refroidi le mélange et l'on a ajus- té p H 9,5 avec Na OC Le produit résultant a été filtré, séché à l'air puis séché à 500 C sous vide pendant 16 heures. Formation de l'agent d'aluminium contenant un hydroxy. On a mélangé 15,3 parties d'aluminate de sodium commer- cialisé (Na 2 O Al 2 3 03 H 20) pulvérulent, à 12,2 parties de poudre de chlorure hexahydraté d'aluminium commercialisé. Le mélange a été ajouté à 350 parties d'eau et soumis à un mélange rapide en utilisant un mélangeur Hamilton Beach Modèle 936-2 pendant 20 minutes On a laissé la suspension aqueuse au repos pendant 18 heures puis on l'a de nouveau soumise à un mélange rapide pendant 5 minutes Le p H de la dispersion résultante était de 8,5 et on l'a ajusté à 9,6 avec Na OH dilué. Les concentrations de l'agent d'aluminium contenant un hydroxy seront déterminées ci-après en se basant sur la formule Al O(OH) bien que l'agent puisse se présenter sous d'autres formes. Exemple 2. Dans des buts de comparaison, on a testé la rhéologie et le contrôle de perte de fluide d'échantillons aqueux d'aluminium contenant un hydroxy et de chacun des produits réactionnels polymériques respectivement. Un système aqueux ayant 3 % du produit d'aluminium conte- nant un hydroxy préparé selon l'exemple 1 ci-dessus et ayant un p H de 9,6 a été soumis à une analyse rhéologique en utili- sant des processus standards avec un rhéomètre rotatif Haake Rotovisco RV1, à des taux variables de cisaillement compris entre 8 et 800 s-1 et à 25 C Les valeurs déterminées pour N et K selon la relation du modèle de loi des puissances êtaientrespectivement de 0,19 et 1,1 Le contrôle de perte de fluide du matériau a été déterminé en utilisant le processus A Pl RP 13 B à 6,89 bars et 250 C On a obtenu une valeur de perte de fluide supérieure à 150 ml/30 mn Le produit a imparti une bonne pseudoplasticité mais sensiblement pas de contrôle de perte de fluide. Le produit d' hydroxyéthyl cellulose réticuléede l'exemple 1 a été dilué avec de l'eau pour former des systèmes aqueux contenant 1 % d'hydroxyéthyl cellulose réti- culée La rhéologie et les propriétés de contrôle de perte de fluide ont été déterminées de la même façon et avec les processus ci-dessus décrits pour le composé d'aluminium * contenant un hydroxy Le matériau s'est révélé être sensible- ment newtonien 'n= 1 K supérieure à 100 ml/30 mn. Les produits réactionnels d'hydroxyéthyl cellulose réticuléen'impartissent pas de pseudoplasticité ou de contrôle de perte de fluide à des systèmes aqueux. Les produits d'alcool polyvinylique/paraformaldéhyde de l'exemple 1 ont été dilués avec de l'eau pour former des systèmes aqueux ayant 1 % d'alcool polyvinylique/aldéhyde. La rhéologie et le contrôle de perte de fluide ont été déterminés de la même façon et par les mêms processus que ceux décrits pour le composé d'aluminium contenant un hydroxy ci-dessus Les matériaux se sont révélés être newtonien (N= 1, K de perte de fluide. Exemple 3. Cet exemple illustre que des systèmes aqueux contenant une composition du composé d'aluminium contenant un hydroxy, un produit réactionnel polymérique (alcool polyvinylique/ aldéhyde) et un composé capable de conversion à un état supérieur d'oxydation forimentun système ayant une pseudo- plasticité et un contrôle de perte d'eau même quand il est soumis à des conditions de hautes températures. On a formé un système aqueux en mélangeant 4 parties du matériau d'hydroxy aluminium ( 2,4 % du système)formé à l'exemple 1 ci-dessus à 1 partie d'une dispersion à 8 % du produit réactionnel d'alcool polyvinylique ( 1,6 % du système) formé à l'exemple 1 ci-dessus et 0,025 partie du méthanol ( 0,5 % du système) Le p H du système résultant a été ajusté à 9,5 Un échantillon (III-1) du système a été soumis à des propriétés rhéologiques et de contrôle de perte de fluide L'analyse rhéologique a été entreprise en utilisant des processus standards avec un rhéomètre rotatif Haake Rotovisco RV-1 à des taux variables de cisaillement de 8 à 800 S 1 et à 250 C Les valeurs de N et K ont été déterminées selon la relation de modèle de loi des puissance ô= K ( est en S, t est en S et K en N-s/m et N a une valeur numérique comprise entre O et 1 avec des bo valeurs de moins de 0,4 indiquant de bonnes propriétés pseudoplastiques Un second échantillon (III-2) pris du système formé a été placé dans un récipient sous atmosphère de N 2, obturé et soumis à 1490 C pendant 16 heures sous une agitation constante puis on l'a laissé refroidir à la température ambiante La rhéologie et le contrôle de perte de fluide de la composition traitée à la chaleur ont été déterminés par le processus ci-dessus référencé Enfin, un troisième échantillon (III-3) de la composition a été soumis à une température élevée ( 1490 C/16 heures)puis a été soumis à des forces élevées de cisaillement en faisant circuler la composition de l'échantillon à travers un tube capillaire (diamètre interne: 0, 797 mm) pendant 30 minutes pour donner un taux de cisaillement approximatif calculé de 000 S * Le contrôle de perte de fluide a été déterminé selon le processus A Pl RP 13 B et enregistré sous forme de pertes corrigées de fluide (CFL en ml/30 mn) La perte de fluide corrigée est obtenue en soustrayant la valeur du jaillissement du volume total de perte de fluide La valeur corrigée de perte de fluide est le taux de perte auquel on peut s'attendre, pour le fluide sur une longue période de temps La rhéologie et le contrôle de perte de fluide de cet échantillon ont été déterminés Le tableau I ci-dessous donne un résumé des résultats. Tableau I. Echantillon N K CFL III-1 0,23 3,83 7,6 III-2 0,18 8,14 11,0 III-3 0,19 8,62 11,2 Les résultats montrent que le système présente une bonne stabilité par rapport à la rhéologie et au contrôle de perte de fluide même après avoir été soumis à des conditions de très hautes températures et de force importante de cisaillement. Exemple 4. On a formé un système aqueux que l'on a testé de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 3 ci-dessus mais en ajoutant une demi-partie de chaux broyée ( maille Tableau II Echantillon N CFL IV-? 0,26 2,92 8,8 IV-2 0,19 9,58 8,5 IV-3 0,24 10,54 8,3 Les résultats d'essai indiquent clairement que le système formé conserve ses propriétés rhéologiques et de contrôle de perte de fluide et qu'il est stable aux tempé- ratures très élevées rencontrées dans des opérations de forage profond. Exemple 5. Un échantillon a été formé et testé de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 4 ci-dessus mais en utilisant, au lieu du méthanol, un pourcentage pondérai équivalent de sulfite de sodium Les résultats donnés au tableau III montrent de nouveau que la composition selon l'invention impartit des propriétés Théologiques et de perte de fluide qui sont stables mêmes après avoir été soumise à des températures extrêmement élevées et des forces importantes de cisaillement. Tableau III. Echantillon N K CFL V-1 0,24 2,59 8,2 V-2 0,18 9,58 8,8 V-3 0,22 10,54 8,2 Exemple 6. On forme un système aqueux de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 3, mais en utilisant le produit réactionnel d'hydroxyéthyl cellulose de l'exemple 1 à la place du produit réactionnel d'alcool polyvinylique Des échantil- lons du système formé sont testés comme décrit à l'exemple 3 et montrent de bonnes propriétés Théologiques et de contrôle de perte de fluide semblables à celles atteintes à l'exemple 3 ci-dessus. Exemple 7. On a préparé un système de comparaison de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 3 ci dessus mais sans incorporer, dans le système formé, de composé (tel que le méthanol) capable de conversion à un état supérieur d'oxydation Des échantillons du système ont été testés comme à l'exemple 3 ci-dessus Les résultats sont donnés au tableau IV ci-dessous. Tableau IV. Echantillon N K CFL VII-1 0,20 3,54 8,2 VII-2 0,20 5,22 410. VII-3 0,18 6,18 > 200. 23 2504545 Les résultats montrent clairement que les échantillons ne contenant pas de composé capable de conversion à un état supérieur d'oxydation sont instables et incapables de présenter les propriétés souhaitées après avoir été soumis à une température élevée de 1490 C. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Composition capable d'impartir, à des systèmes aqueux, une combinaison de pseudoplasticité et de contrôle de perte de fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de: (a) un composant d'aluminium contenant un hydroxy formé en mélangeant dans un milieu aqueux et sous un degré élevé d'agitation, un agent basique soluble dans l'eau choisi dans le groupe consistant en aluminate d'un métal alcalin, hydroxyde d'un métal alcalin, hydroxyde d'ammonium et leurs mélanges avec un agent acide soluble dans l'eau choisi parmi un acide inorganique, du chlorure d'aluminium, du sulfate d'aluminium, du nitrate d'aluminium, leurs hydrates et leurs mélanges; l'un desdits agents basique et acide étant un composé contenant de l'aluminium; et en ce qu'on fait réagir lesdits agents acide et basique à un rapport tel que le produit résultant soit capable d'impartir, à un milieu aqueux, un p H d'au moins environ 8-; en combinaison avec (b) un composé chimique capable de conversion à un état supérieur d'oxydation en conditions alcalines; et en combinaison avec (c) un produit réactionnel formé entre un matériau polymé- rique choisi dans le groupe consistant essentiellement en alcool polyvinylique et hydroxyalkyl cellulose et au moins de l'ordre de 1 à 200 % de stoechiométrie d'un agent réticulant choisi dans le groupe consistant essentiellement en un agent contenant de l'aldéhyde ou générateur d'aldéhyde et épihalohydrine, le rapport pondéral du composant (a) à (c) étant d'au moins environ 0,75:1 à 3:1 et du composant (b) à (c) étant d'au moins environ 0,2:1 à 1:1. 2 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mélange est dispersé dans un milieu aqueux. 3 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composant (b) est choisi dans le groupe de II composés consistant en alcanols, phénols, hydroquinones, al anethiols de 1 à 15 atomes de carbone, sels de métaux alcalins, métaux alcalino-terreux ou d'ammonium de sulfite, bisulfite, thiosulfate, hydrosulfite et nitrite, sels de métaux ferreux de chlorure et sulfate et sels de métaux cuivreux de chlorure et sulfate. 4 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composant (b) est choisi dans le groupe consistant essentiellement en alcanols de 1 à 5 atomes de carbone, sels de métaux alcalins, de métaux alcalino-terreux ou d'ammonium de sulfite,bisulfite et nitrite ou leurs mélanges. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composant (c) est formé à partir d'alcool poly- vinylique ayant un poids moléculaire moyen en poids compris entre environ 90 000 et 200 000 et hydrolysé à au moins % et en ce que le rapport de (a) à (c) est compris entre environ 1:1 et 3:1. 6 Contrôleur de perte de fluide dans un fluide de forage à base d'eau et exempt d'argile adapte à une circulation dans un sondage tandis que l'on fore le sondage dans des formations souterraines qui comprennent de l'eau, un agent de lestage, un agent améliorant la rhéologie 1 caractérisé en ce que ledit agent améliorant la rhéologie et ledit agent contrôlant la perte de fluide sont formés en combinaison de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 pro sente dans ledit fluide à raison d'environ 1 à 15 % en poids en se basant sur le poids de l'eau présente dans ledit fluide et en ce que ledit fluide est maintenu à un p H compris entre environ 8 et 11,5. 7 Procédé de forage d'un sondage dans une formation souterraine utilisant un équipement conventionnel de forage caractérisé en ce qu'on fait circuler, dans ledit sondage, tandis que l'on fore, le fluide de forage selon la revendi- cation 6.