PROCESS FOR PREPARING COMPLETION FLUIDS, AND PASTES USED IN CARRYING OUT THE PROCESS

Abstract: 1. Process for the preparation of fluids based on aqueous saline, comprising a derivative of cellulose, having at least one hydroxyalkyl group per anhydroglucose unit, as an agent which confers viscosity, characterised in that a homogeneous paste comprising a cellulose derivative and a polyfunctional alcohol or one of its monoethers, is added to the aqueous saline solution, the weight ratio between the polyfunctional alcohol or one of its monoethers and the cellulose derivative being greater than 1.

Description: Perfectionnement au procédé de préparation de fluides de complétion et pâtes destinées à la mise en oeuvre de ce procedé La présente invention concerne un perfectionnement au procédé de préparation de fluides à base aqueuse, destinés à servir de fluides de complétion, de reconditionnement d'un puits, de packer, de lestage, de forage ou de perforation et des pâtes destinées à la mise en oeuvre de ce procédé. Dans les travaux sur un puits pétrolier, par exemple, lors du forage, ou lors du conditionnement, il est nécessaire de contrôler efficacement le mouvement des fluides. En particulier, il est impératif de surmonter la pression du réservoir, et pour cela on injecte dans le puits un fluide de densité suffisante. Pour atteindre les densités recherchées, on utilise le plus souvent des solutions salines contenant ou non de fines particules en suspension.' La densité de ces fluides peut alors être ajustée soit en faisant varier la concentration ou la nature des sels de la solution, soit en modifiant la quantité de particules en suspension0 On peut ainsi utiliser des solutions aqueuses saturées de chlorures alcalins, de chlorure d'am monium, de sulfate de sodium, de carbonate de sodium, de chlorure de calcium, de bromure de calcium, de chlorure de zinc, contenant en suspension des fines particules d'un sel soluble dans l'eau, mais insoluble dans les saumures, tel que le chlorure de sodium ; des solutions aqueuses concentrées de sels, tels que le bromure de calcium, le chlorure de calcium, exemptes de particules so- lides, dont la densité est ajustée en jouant sur les concentrations0 Ces fluides contiennent en outre, des inhibiteurs de corrosion, et un agent conférant de la viscosité, ce dernier additif étant nécessaire pour éviter les pertes de fluides au travers des parois du gisement, Des agents conférant de la viscosité aux solutions salines sont décrits dans les brevets américains 3 882 029, 3 892 275, 4 046 197, 4 083 407, 4 175 042 et le brevet français 2 364 9570 Parmi ceux-ci on peut citer : - Des gommes naturelles telles que la gomme arabique, la gomme adragante, la dextrine - Des polymères solubles dans l'eau tels que les polymè res acryliques, les polymères vinyliques, les polya crylamides. - Des polysaccharides hydrosolubles. Dans cette dernière famille, les principaux produits sont des dérivés de la cellulose qui contiennent au moins 1 groupe hydroxyalkyl par motif anhydroglucose. A titre d' exemple, et sans que cette liste puisse être limitative, nous citerons : - Les hydroxyalkylcelluloses telles que les hydroxyéthyl celluloses et les hydroxypropylcelluloses - Les carboxyalkylhydroxyalkylceîluloses telles que les carboxyméthylhydroxyéthylcelluîoses t - Les alkylhydroxylalkylcelluloses telles que les méthyl hydroxypropylcelluloses. - Les hydroxyalkylalkylcelluloses telles que les hydro xyéthylméthylcelluloses, les hydroxypropylméthylcellulo ses et les hydroxypropyléthylcelluloses. Ces agents conférant de la viscosité sont utilisés à des concentrations variables, fonctions de la viscosité souhaitée. En général, ces concentrations sont comprises entre 0,1 et 10 g/l de solution saline. La dissolution de ces additifs cellulosiques dans des so- lutions salines concentrées peut être suivie simplement par examen visuel, la dissolution complète de l'additif se traduisant par l'obtention d'une solution homogène. On peut aussi mesurer la viscosité apparente qui est la viscosité déterminée au viscosimètre FANN à 600 tours/minute, divisée par 2. La mesure de cette viscosité apparente est décrite dans "Standard Procedure for Testing Drilling Fluids, Section 2, Viscosity and Gel Strengh" A.P.I. RECOMMENDED PRACTICE, American Petroleum Institute API RP 13 B avril 1969 - pages 5 et 6e Cette viscosité apparente croît avec la quantité d'additif cellulosique dissout. Un inconvénient de ces additifs cellulosiques est que leur dissolution complète dans une solution aqueuse saline concentrée, c'est-à-dire dont la concentration en sels dépasse tO , est extrèmement longue à obtenir et nécessite fréquemment une agitation vigoureuse pendant plusieurs dizaines d'heures. Or il a été trouvé, dans les services de la demanderesse, qu'il est possible de pallier cet inconvénient en utilisant, conjointement à l'agent cellulosique conférant la viscosité, un alcool polyfonctionnel ou un de ses monoé tiers, Les alcools polyfonctionnels utilisés sont - d'une part, les alcools dont le nombre d'atomes de car bone est compris entre 2 et 6, et dont le nombre de groupes hydroxyles est aussi compris entre 2 et 6, par mi lesquels on peut citer l'éthylène glycol, le propy lène glycol, la glycérine, l'hexylène glycol, le néopen tylglycol, le pentaérythritol, le sorbitol, le diéthy lène glycol, le dipropylène glycol ; ; - d'autre part, les alcools contenant un atome d'azote, dont le nombre d'atomes de carbone est compris entre 2 et 9, et dont le nombre de groupes hydroxyles est com pris entre 1 et 3, tels que les éthanolamines, les pro panolamines, les isopropanolamines. Ces alcools peuvent aussi être utilisés sous forme de 1' un de leur monoéther dont le nombre de carbone de la cha- ne alkyle du monoéther est compris entre 1 et 4, tels que le méthylglycol, l'éthylglycol, le propylglycol, le butylglycol, le méthoxy-1 propano-2, le méthoxy-2 propanol-14 Le rapport pondéral entre l'alcool polyfonctionnel, ou l'un de ses monoéthers, et l'agent conférant de la viscosité doit être supérieur à I. Le rapport optimum varie bien entendu avec la nature de l'agent conférant de la viscosité, mais en général, de bons résultats sont obtenus lorsque ce rapport est compris entre 3 et 10, L'agent conférant de la viscosité et l'alcool polyfonction nel ou son monoéther doivent être préalablement mélangés avant leur mise en solution saline. Lorsque l'alcool polyfonctionnel est solide, comme par exemple dans le cas du pentaérythritol, on doit en outre utiliser une faible quand tité d'eau, de manière à ce que le mélange obtenu se presente sous la forme d'une pâte homogène. Les mélanges ainsi obtenus, peuvent être immédiatement utilisés, ou alors stockés pour une utilisation ultérieu reO Les exemples ci-après illustrent de manière non limitative la présente invention. EXEMPLE 1 A une solution saline contenant 3 155 g de CaBr2 de pureté supérieure à 84 %, 1 037 g de CaCl2 anhydre et 340 cc d'eau, de densité 1,78 et de viscosité apparente 26 centipoises à 250C, on ajoute 0,85 % en poids d'une patte homogène préparée au moment de l'emploi et composée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylcellulose (Cellosize QP 100 MH vendue par la société BP Chemicals) et 88 parties pondérales de monoéthylèneglycol. Après une heure d'agitation, à l'aide-d'un agitateur magnétique, la viscosité apparente de la solution saline est de 80 centipoises à 250 C0 Laissé au repos plusieurs jours, le système reste homogène et la viscosité apparente reste égale à 80 centipoises à 250C. Dans un essai comparatif, après huit heures d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique, d'une solution saline de même composition que ci-dessus, de densité 1,78 et de viscosité apparente 26 centipoises à 250C et de 0,1 % en poids d'hydroxyéthylcellulose (Cellosize QP 100 MH) on obtient un système dont la viscosité apparente n'a pas changé et qui au repos est hétérogène ce qui indue que l'hy- droxyéthylcellulose ne s'est pratiquement pas dissoute dans la solution alcaline, EXEMPLE 2 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250 C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte homogène, préparée plusieurs jours à l'avance, composée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylcellulose et de 88 parties pondéraies de monoéthylèneglycoi, Après environ 30 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 83 centipoises à 250 C0 Laissé au repos plusieurs jours, le système est homogène et la viscosité est toujours de 83 centipoises à 2SOC, EXEMPLE 3 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250 C, on ajoute 0,45 % en poids d'une pâte homogène obtenue en mélangeant 1 partie pondérale d'hydroxyéthylcellulose (Cellosize QP 100 MH) et 3,5 parties pondérales de monoéthylèneglycol. Après 60 minutes d'agitation, avec un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution est de 80 centipoises à 250 C0 Laissé au repos plusieurs jours, le système est homogène et la viscosité est toujours de 80 centipoises à 250C, EXEMPLE 4 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250C, nn ajoute 1,7 en poids de la pâte homogène préparée dans l'exemple 1. Après environ 90 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de -i40 centipoises à 250 C0 Après 120 minutes la viscosité apparente est de 160 centipoises à 250C. Laissé au repos plusieurs jours, le système reste homogène ne et la viscosité ne change pas. EXEMPLE 5 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1 ,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250 C, on ajoute 0,42 % en poids de la pâte homogène preparée dans l'exemple 2. Après environ 60 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 55 centipoises à 250C, Laissé au repos plusieurs jours, le système n'évolue pas. EXEMPLE 6 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte homogène préparée à l'avance et composée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylcelluîose (Cellosize QP 100 MH) et 88 parties pondérales de glycérine. Après 90 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 65 centipoises à 250 C0 EXEMPLE 7 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte homogène com posée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylcellulose (Cellosize QP /00 MH) et 88 parties pondérales d'un mélan ge 50/50 pondéral de Sorbitol et d'eau. Après environ 90 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 75 centipoises à 250 C. EXEMPLE 8 A la solution saline, préparée selon l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte homogène composée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylcellulose (Cellosize 0P 100 MH) et 88 parties pondérales de méthyl glycol Après 90 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 75 centipoises à 250C, EXEMPLE 9 Après dilution par de l'eau, de la solution saline préparée dans l'exemple 1, de manière à obtenir une densité de 1,60 à 250C, on ajoute 1,7 % en poids de la pâte préparée selon l'exemple 2O Après 60 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 60 centipoises à 250cl EXEMPLE 10 A la solution saline, citée dans l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte homogène composée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylcellulose (Cellosize tYP 100 MH) et 88 parties pondérales de triéthanolaminee Après 90 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur ma- gnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution saline est de 35 centipoises à 250 C0 EXEMPLE il A la solution saline, citée dans l'exemple 1, de densité 1,78 et de viscosité apparente de 26 centipoises à 250C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte composée de 12 parties pondérales dthydroxyéthylcarboxyméthylcellulose (Blanose HCT 18-2-90 vendue par Novacel) et 88 parties pondérales de monoéthylèneglycolO Après environ 60 vminu- tes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution est de l'ordre de 55 centipoises à 250 C0 EXEMPLE 12 A la solution saline, citée dans l'exemple 1, de densité 1,78 et- de viscosité apparente de 26 centipoises à 250 C, on ajoute 0,85 % en poids d'une pâte composée de 12 parties pondérales d'hydroxyéthylceîîulose (Natrosol 250 HHX vendue par Hercules) et 88 parties pondérales de monoéthy lèneglycol. Après 120 minutes d'agitation, à l'aide d'un agitateur magnétique de laboratoire, la viscosité apparente de la solution est de 70 centipoises à 250 C0

Claims: Revendications de brevet 1 Perfectionnement au procédé de préparation de fluides à base aqueuse saline comprenant un dérivé de la cellulose ayant au moins un groupe hydroxyalkyl par motif anhydroglucose comme agent conférant de la viscosité, caracté risé en ce que l'on ajoute, à la solution aqueuse saline, une pâte homogène comprenant un dérivé de la cellulose et un alcool polyfonctionnel ou un de ses monoéthers, le rapport pondéral entre l'alcool polyfonctionnel ou un de ses monoéthers et le dérivé de la cellulose étant supérieur à 1. 2e Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport pondéral entre l'alcool polyfonctionnel ou l'un de ses monoéthers et le dérivé de la cellulose est compris entre 3 et 10. 3. Procédé selon chacune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'alcool polyfonctionnel a un nombre d'a- tomes de carbone compris entre 2 et 6 et un nombre d'hy- droxyles compris entre 2 et 6. 4. Procédé selon chacune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alcool polyfonctionnel est l'éthylène- glycol, le propylèneglycol, la glycerine, l'hexylènegly- col, le néopentylglycol, le pentaérythritol, le sorbitol, le diéthylèneglycol, le dipropylèneglycole 5. Procédé selon chacune des revendications 1 et 2, carac térisé en ce que l'alcool polyfonctionnel contient un atome d'azote et dont le nombre d'atomes de carbone est compris entre 2 et 9 et le nombre de groupes hydroxyles est compris entre 1 et 3. 6. Procédé selon chacune des revendications 1, 2 et S, caractérisé en ce que l'alcool polyfonctionnel est une éthanolamine, une propanolamine ou une isopropanolamine. 7. Procédé selon chacune des revendications 1 et ractérisé en ce que le monoéther de l'alcool polyfonction nel a une chaîne alkyl contenant 1 à 4 atomes de carbone 8e Procédé selon chacune des revendications 1, 2 et7, caractérisé en ce que le monoéther de l'alcool poîyfonc- tionnel est le méthylgîycoî, l'éthyîglycol, le propylgly- col, le butylglycol, le méthoxy-1 propanol-2 ou le méthoxy-2 propanol-le 90 Procédé selon chacune des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pâte homogène de dérivé de la cellu- lose et d'alcool polyfonctionnel contient de l'eau. 10. Pâtes homogènes destinées à la mise en oeuvre du procédé selon chacune des revendications 1 à 9.

Inventors: DEMAY, CLAUDE, HERMANT, MARC EUGENE, TILQUIN, FRANCOIS, Hermant, Marc Eugène
Applicants: ATOCHEM
Application year: 1981
Main classification: C09K7
IPC codes: C09K8