NO163058B - BROWN CIRCULATING LIQUID, A NON-CIRCULATING LIQUID OR DRILLING LIQUID FOR USING DURING BURNER. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot brønnsirkulerende The present invention is aimed at well circulating

væsker/ ikke-sirkulerende væsker eller borevæsker for anvendelse ved boring av brønner, spesielt olje- og gass- fluids/ non-circulating fluids or drilling fluids for use in drilling wells, especially oil and gas

brønner, hvor væsken er en suspensjon eller en emulsjon som innbefatter en polymer som er oppløslig i væsken, og eventuelt, en eller flere av følgende komponenter, en hemicellulose, en leire og et ballastmiddel. wells, where the liquid is a suspension or an emulsion which includes a polymer which is soluble in the liquid, and optionally, one or more of the following components, a hemicellulose, a clay and a ballast agent.

Sirkulerende væsker som benyttes ved boring av underjordiske brønner er komplekse suspensjoner eller væskeemulsjoner. Circulating fluids used when drilling underground wells are complex suspensions or liquid emulsions.

Hensiktene med sirkulerende væsker er mange, ved at væsken tjener til å kjøle og smøre boreapparaturen, å føre borkaks bort fra borkronen til overflaten, og å regulere formasjonstrykk og betingelser i bunnen av hullet. P.g.a. de varierende geologiske formasjoner man støter på ved olje- og gassutvinning krever borevæsker hyppig vedlikehold; de blandes vanligvis på bestilling slik at den spesifikke reologi og andre egenskaper som kreves i hver enkelt situasjon kan tilveiebringes. I de senere år har tendensen gått mot boring av dypere brønner. Denne tendensen har økt kravene som stilles til borevæskens funksjon ved at det ofte møtes betydelige formasjonsvariasjoner i en enkelt brønn og det temperaturområdet som gjennomgås ved boringen kan bli relativt stort - ofte mer enn en størrelsesorden. I tillegg stiller den økte dybden av visse brønner og den tendens at man leter etter olje og gass i områder som har et betydelige geologisk trykk,strenge krav til borevæskene. D.v.s. at slike væsker i økende grad må være i stand til å fungere under betingelser med høy temperatur, høy tetthet og høyt saltinnhold. The purposes of circulating fluids are many, in that the fluid serves to cool and lubricate the drilling equipment, to carry cuttings away from the drill bit to the surface, and to regulate formation pressure and conditions at the bottom of the hole. Because of. the varying geological formations encountered during oil and gas extraction require frequent maintenance of drilling fluids; they are usually mixed to order so that the specific rheology and other properties required in each situation can be provided. In recent years, the tendency has been towards drilling deeper wells. This tendency has increased the demands placed on the function of the drilling fluid in that significant formation variations are often encountered in a single well and the temperature range experienced during drilling can be relatively large - often more than an order of magnitude. In addition, the increased depth of certain wells and the tendency to look for oil and gas in areas with significant geological pressure place strict requirements on the drilling fluids. I.e. that such fluids must increasingly be able to function under conditions of high temperature, high density and high salinity.

Ikke-sirkulerende væsker som er nyttige ved utvinning av olje og gass anvendes generelt etter den innledende boringen av en ut-vinningsbrønn. Slike væsker innbefatter kompletterings- og overhalingsvæsker, fyllevæsker f fraktureringsvæsker, stimuleringsvæsker, vannretensjonsmidler som er nyttige i forbindelse med boresementer, og andre væsker. Hver av de foregående typene av ikke-sirkulerende væsker krever spesielle, velkjente egenskaper for å oppnå god virkning. Som de sirkulerene væskene fremstilles de ikke-sirkulerende væskene ofte på bestilling, eller blandes på bestilling, for å oppfylle de spesielle kravene ved en spesiell brønn eller geologisk formasjon, og hver væske må være i stand til å fungere under stadig vanskeligere betingelser. Non-circulating fluids useful in oil and gas extraction are generally used after the initial drilling of a production well. Such fluids include completion and overhaul fluids, fill fluids f fracturing fluids, stimulation fluids, water retention agents useful in drilling cements, and other fluids. Each of the preceding types of non-circulating fluids requires special, well-known properties to achieve good performance. Like the circulating fluids, the non-circulating fluids are often made to order, or mixed to order, to meet the particular requirements of a particular well or geological formation, and each fluid must be able to perform under increasingly difficult conditions.

De foregående og andre væsker som benyttes ved boring etter, The preceding and other fluids used when drilling after,

og produksjon av olje og gass og ved andre brønn-boringsanvend-elser er velkjente for fagmannen. Videre er de kvalitetene som kreves for å sikre god ytelse for hver av de foregående væskene også velkjente. Ytterligere forklaring av disse egenskapene og en oversikt over væsker som er nyttige ved fremstilling av olje og gass kan fås ved gjennomsyn av artiklene "Composition and Properties of Oil Well Drilling Fluids", 4. utgave, G.R. Gray, and production of oil and gas and in other well-drilling applications are well known to the person skilled in the art. Furthermore, the qualities required to ensure good performance for each of the preceding fluids are also well known. Further explanation of these properties and an overview of fluids useful in oil and gas production may be obtained by reviewing the articles "Composition and Properties of Oil Well Drilling Fluids", 4th Edition, G.R. Gray,

Gulf Publishing Co., Houston (1980); og "Drilling and Drilling Fluids", Developments in Petroleum Science, 11, Chilingarian et al., Elsevier, New York (1981). Gulf Publishing Co., Houston (1980); and "Drilling and Drilling Fluids", Developments in Petroleum Science, 11, Chilingarian et al., Elsevier, New York (1981).

For å tilveiebringe sirkulerende og ikke-sirkulerende væsker for bruk ved produksjon av olje og gass ønsker man å anvende materialer som er i stand til å tilveiebringe ønskelige reologiske og andre egenskaper i væskene. Det er av avgjørende betydning at slike materialer er i stand til å tilveiebringe definerte viskositeter for varierende forhold nede i hullet innbefattet sterkt varierende temperaturer, pH, trykk, saltinnhold, og geologiske betingelser. Samtidig bør materialene som anvendes for fremstillim av sirkulerende- og ikke-sirkulerende væsker være kompatible med andre væskekomponenter og addisjonsprodukter, som f.eks. leirer, overflateaktive midler, ballastmidler, saltoppløsninger, olje-holdige væskekomponenter, og andre materialer. In order to provide circulating and non-circulating fluids for use in the production of oil and gas, one wants to use materials which are able to provide desirable rheological and other properties in the fluids. It is of crucial importance that such materials are able to provide defined viscosities for varying downhole conditions including widely varying temperatures, pH, pressure, salinity, and geological conditions. At the same time, the materials used for the production of adhesives for circulating and non-circulating fluids should be compatible with other fluid components and additive products, such as e.g. clays, surfactants, ballasts, salt solutions, oil-containing fluid components, and other materials.

Blant de hovedegenskapene som man ønsker å inkorporere i materialene som er egnet for fremstilling av sirkuleringsvæsker er • evnen til å bidra til viskositeten slik at bl.a. væskens evne til å fjerne borekaks fra en brønn under utboring forbedres. Among the main properties that one wants to incorporate in the materials that are suitable for the production of circulating fluids are • the ability to contribute to the viscosity so that i.a. the fluid's ability to remove cuttings from a well during drilling is improved.

I tillegg bør slike materialer fortrinnsvis være i stand til å forsegle porøse geologiske strukturer som brønnen strekker seg gjennom slik at tapene av sirkuleringsvæske til den geologiske formasjonen gjøres minst mulig eller elimineres Fortrinnsvis bør slik filtreringskontroll ikke være ledsaget av irreversible fenomener slik at formasjonsporøsiteten igjen kan eksponeres til brønnsjakten dersom det ønskes. De nevnte egenskapene skal ideelt kunne opprettholdes under ekstreme betingelser vedrørende pH, temperatur, saltinnhold, osv. som kan forekomme ved drift på oljefelt. Videre bør slike sammensetninger også vise fordelaktige reologiske egenskaper og filtreringskontrollegenskaper i nærvær av andre vanlige sirkuleringsvæske-tilsatser og -komponenter. Følgelig har sammensetninger som er egnet for oppnåelse av de nevnte mål lenge vært ettertraktet innen den råoljeproduserende delen av industrien. In addition, such materials should preferably be able to seal porous geological structures through which the well extends so that the losses of circulating fluid to the geological formation are minimized or eliminated Preferably, such filtration control should not be accompanied by irreversible phenomena so that the formation porosity can again be exposed to the well shaft if desired. The aforementioned properties should ideally be able to be maintained under extreme conditions regarding pH, temperature, salt content, etc. which may occur during operation on oil fields. Furthermore, such compositions should also exhibit beneficial rheological and filtration control properties in the presence of other common circulating fluid additives and components. Accordingly, compositions suitable for achieving the aforementioned objectives have long been sought after within the crude oil producing part of the industry.

Ikke-sirkulerende væsker for olje- og gassproduksjon har også spesifiserte reologiske- og andre egenskaper som også bør innehas av blandinger som skal benyttes til sammensetning av slike ikke-sirkulerende væsker. F.eks. bør fraktureringsvæsker være i stand til å suspendere proppemidler ved at det opprettholdes en høy viskositet og gelstyrke, hvor viskositet og bæreevne opprettholdes under betingelser med høyt trykk og for det området av betingelser som kan forekomme nede i hullet. Kompletterings- Non-circulating fluids for oil and gas production also have specified rheological and other properties that should also be possessed by mixtures to be used for the composition of such non-circulating fluids. E.g. fracturing fluids should be capable of suspending proppants by maintaining a high viscosity and gel strength, where viscosity and carrying capacity are maintained under high pressure conditions and for the range of conditions that may occur downhole. Complementary

og overhalingsvæsker stiller andre krav som er velkjente for fagmannen, innbefattet nødvendigheten av at viskositeten opprettholdes over et stort temperaturområde og andre betingelser. and overhaul fluids impose other requirements well known to those skilled in the art, including the need for viscosity to be maintained over a wide temperature range and other conditions.

Disse egenskapene som er viktige for en spesiell type sirkulerende-eller ikke-sirkulerende væske for operasjoner i borehullene er velkjente for fagmannen. Referanse til de forannevnte publika-sjonene vil gi ytterligere innsikt i slike krav. Følgelig har sammensetninger som egner seg for opprettholdelse av viskosi- These properties which are important for a particular type of circulating or non-circulating fluid for downhole operations are well known to those skilled in the art. Reference to the aforementioned publications will provide further insight into such requirements. Accordingly, compositions suitable for maintaining viscosity have

tet og andre reologiske egenskaper, for kontroll av væsketap til geologiske lag, og for suspensjon av partikkelformet proppemiddel o.l., og for avlevering av syrestimuleringsmidler til en formasjon, for opprettholdelse av trykket i bunnen av hullet for å unngå utblåsninger ved innbefatninger av ballast-væsker, og for tallrike andre anvendelser som olje- og gass-•fluider kan utsettes for, lenge vært ettertraktet innen den råoljeproduserende delen av industrien. tet and other rheological properties, for control of fluid loss to geological layers, and for suspension of particulate proppant etc., and for delivery of acid stimulants to a formation, for maintaining the pressure at the bottom of the hole to avoid blowouts in the case of inclusions of ballast liquids, and for numerous other applications to which oil and gas •fluids may be subjected, long sought after within the crude oil producing part of the industry.

Det er foreslått tallrike celluloseformete materialer som komponenter for væsker som er utformet for anvendelse under produk-sjonen av olje og gass. Det er kjent at celluloseformete eter-derivater, som f.eks. karboksymetylcellulose, CMC, er nyttige bestanddeler i borevæsker som benyttes til olje- og gassfrem-stilling. Nærmere bestemt har CMC vært benyttet som et viskosi-tetsmodifiserende middel eller boreadditiv for å kontrollere væsketap i sirkulerende væsker. U.S. patentene 3,476,795, Numerous cellulosic materials have been proposed as components for fluids designed for use during the production of oil and gas. It is known that cellulosic ether derivatives, such as e.g. Carboxymethylcellulose, CMC, are useful components in drilling fluids used for oil and gas production. More specifically, CMC has been used as a viscosity modifying agent or drilling additive to control fluid loss in circulating fluids. U.S. patents 3,476,795,

3,471,402, 3,727,688, 4,043,921, 4,068,720, 4,110,226, 4,110,231, 3,506,644, 3,668,122, 3,954,628 og andre beskriver karboksymetylcellulose og beslektede celluloseformige materialer for slike anvendelser. Andre hydroksyalkylcelluloser og alkyleter-substituerte celluloser har også vært benyttet til fortykning av leire-baserte borevæsker o.l. Slike materialer er kjemisk modifiserte celluloser som, generelt, danner vannoppløslige polymerer av høy molekylvekt hvis oppløsningsegenskaper kan innbefatte høy viskositet. Slike modifiserte celluloser beskrives, f.eks., i U.S. patent nr. 4,290,899, 4,155,410, 4,169,818, 4,239,629, 4,299,710, 4,096,074, 4,172,055 og 4,239,629. 3,471,402, 3,727,688, 4,043,921, 4,068,720, 4,110,226, 4,110,231, 3,506,644, 3,668,122, 3,954,628 and others describe carboxymethyl cellulose and related cellulosic materials for such applications. Other hydroxyalkyl celluloses and alkyl ether-substituted celluloses have also been used to thicken clay-based drilling fluids and the like. Such materials are chemically modified celluloses which, in general, form high molecular weight water-soluble polymers whose dissolution properties may include high viscosity. Such modified celluloses are described, e.g., in U.S. Pat. Patent Nos. 4,290,899, 4,155,410, 4,169,818, 4,239,629, 4,299,710, 4,096,074, 4,172,055 and 4,239,629.

Celluloseformet plantemateriale har vært innbefattet i visse Cellulosic plant material has been included in certain

olje- og gassfluider. F.eks. beskrives i U.S. patent 4,082,677 visse fosforylerte jordbruksbiprodukter for anvendelse i bore-væsker. U.S. patent 3,042,608 er rettet mot anvendelsen av nedmalt partikkelformet varme-herdende plastmateriale og plantemateriale som materialer for sirkulasjonskontroll. U.S. patent 3,441,528 beskriver pentosan-holdige lignocelluloser som f.eks. frøskall, .bagasse eller maiskolber for fremstilling av elastisk gel som er nyttig som boreslam. U.S. patent 2,912,380 er rettet mot fiberformet vegetabilsk materiale som sammen med plastmateriale for kontroll av væsketap i brønner. U.S. patent 3,788,405 tilveiebringer igjenplugging av brønnhullsformasjoner ved sirkulering av cellulosemasser som f.eks. tremasse gjennom brønnen. Tallrike andre, tidligere, formasjonsgjenpluggende materialer beskrives også i sistnevnte patent. oil and gas fluids. E.g. described in the U.S. patent 4,082,677 certain phosphorylated agricultural by-products for use in drilling fluids. U.S. patent 3,042,608 is directed to the use of ground down particulate heat-set plastic material and plant material as materials for circulation control. U.S. patent 3,441,528 describes pentosan-containing lignocelluloses such as e.g. seed husks, .bagasse or corn cobs for the production of elastic gel useful as drilling mud. U.S. patent 2,912,380 is directed to fibrous vegetable material which together with plastic material for control of fluid loss in wells. U.S. patent 3,788,405 provides for re-plugging of wellbore formations by circulating cellulose masses such as e.g. wood pulp through the well. Numerous other, earlier, formation plugging materials are also described in the latter patent.

U.S. patent 3,852,200 beskriver mikrokrystallinsk cellulose, MCC, som et fortyknings- og geleringsmiddel for suspensjon av slipepartikler som benyttes ved en spesiell boreteknikk. U.S. patent 3,852,200 describes microcrystalline cellulose, MCC, as a thickening and gelling agent for suspension of abrasive particles used in a special drilling technique.

Visse ikke-celluloseholdige vegetabilske materialer og gummier har vært beskrevet i forbindelse med olje-produksjonsvæsker. U.S. patent 4,142,595 beskriver f.eks. linfrø-gummi som en leirskifer-stabiliserende komponent av en borevæske. Xantangummi i en kalsiumklorid-,karboksymetylcellulosekompletterings-væske er beskrevet i U;S. patent 3,625,889. Visse sammensetninger som inneholder partikkelformet voks er beskrevet for kontroll av væsketap i U.S. patent 3,882,029. Certain non-cellulosic vegetable materials and gums have been described in connection with oil production fluids. U.S. patent 4,142,595 describes e.g. linseed gum as a shale-stabilizing component of a drilling fluid. Xanthan gum in a calcium chloride, carboxymethyl cellulose supplement liquid is described in U.S. Pat. patent 3,625,889. Certain compositions containing particulate wax are described for fluid loss control in U.S. Pat. patent 3,882,029.

Som diskutert ovenfor, er partikkelformet, nedmalt celluloseformet materiale kjent innen boreteknikken for å bekjempe sirkulasjonstap i brønner. Tapt sirkulasjon finner sted når den omgivende formasjonen som det bores i er ukonsolidert, meget porøs, eller inneholder huleformete tomrom hvor boreslammet kan slippe inn. Eksempler på vegetabilske materialer som har vært anvendt til gjenplugging av slike formasjoner innbefatter nedmalt tre, malte valnøttskall, opprevet papir eller opprevet vegitabilsk materiale som f.eks. maisstengler, sukkerrør, bagass, eller sukkerroemasse. Disse materialene tilsettes til borevæskene for å tilveiebringe brodannende forseglinger bestående av store partikler som alene, eller sammen med mindre partikler, plugger igjen porøse eller oppsprukne formasjoner. Slike materialer kan også benyttes som et billig bulk-fyllstoff for naturlig forekommende hulrom. As discussed above, particulate, ground cellulosic material is known in the drilling art to combat circulation loss in wells. Lost circulation occurs when the surrounding formation that is being drilled into is unconsolidated, highly porous, or contains hollow voids where the drilling mud can enter. Examples of vegetable materials that have been used for re-plugging such formations include ground wood, ground walnut shells, shredded paper or shredded vegetable material such as e.g. corn stalks, sugar cane, bagasse, or sugar beet pulp. These materials are added to the drilling fluids to provide bridging seals consisting of large particles that alone, or together with smaller particles, plug porous or fractured formations. Such materials can also be used as a cheap bulk filler for naturally occurring cavities.

Formålet ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe brønnsirkulerende væsker, ikke-sirkulerende væskereller bore-væsker for anvendelse ved boring av brønner, spesielt olje-eller gassbrønner, hvor væsken er en suspensjon eller en emulsjon som innbefatter en polymer som er oppløselig i væsken og, eventuelt, en eller flere av følgende komponenter, en hemicellulose, en leire og et ballastmiddel, som er karakterisert ved at den videre inneholder parenkymalcelle-cellulose. The purpose of the present invention is to provide well circulating fluids, non-circulating fluids or drilling fluids for use in drilling wells, especially oil or gas wells, where the fluid is a suspension or an emulsion that includes a polymer that is soluble in the fluid and, optionally , one or more of the following components, a hemicellulose, a clay and a ballast agent, which is characterized in that it further contains parenchymal cell cellulose.

Det er oppdaget at sirkulerende- og ikke-sirkulerende væsker for anvendelse ved boring og ved fremstilling av olje-, gass-og andre "brønner med fordel kan oppnås ved å benytte parenkymalcelle-cellulose. Slike væsker er funnet å gi utmerket viskositetsregulering, god regulering av væsketap, og å være kompatible med vanlige komponenter og additiver for oljefelt- og andre væsker. Videre kan slike væsker sammenset-tes slik at de gir god stabilitet med hensyn på temperatur, pH, tetthet og saltinnhold. It has been discovered that circulating and non-circulating fluids for use in drilling and in the production of oil, gas and other "wells" can be advantageously obtained by utilizing parenchymal cell cellulose. Such fluids have been found to provide excellent viscosity control, good control of fluid loss, and to be compatible with common components and additives for oilfield and other fluids.Furthermore, such fluids can be composed so that they provide good stability with regard to temperature, pH, density and salt content.

Slike væsker kan suppleres ved nærværet av visse polymerer, spesielt anioniske polymerer, som er funnet å gi synergistiske resultater i kombinasjon med parenkymalcelle-cellulose ved regulering av væsketap i porøse underjordiske formasjoner. I forbindelse med foreliggende beskrivelse benyttes betegnelsene regulering av væsketap og filtreringsregulering om hverandre. Ifølge en annen foretrukket utførelse kan parenkymalcelle-cellulose og anionisk polymer med fordel fremstilles ved alkalifrigjøring fra parenkymalcelle-cellulose fra sukkerroe-masse og visse andre parenkymalkil-der. Such fluids can be supplemented by the presence of certain polymers, especially anionic polymers, which have been found to provide synergistic results in combination with parenchymal cell cellulose in controlling fluid loss in porous subsurface formations. In connection with the present description, the terms regulation of liquid loss and filtration regulation are used interchangeably. According to another preferred embodiment, parenchymal cell cellulose and anionic polymer can be advantageously produced by alkali release from parenchymal cell cellulose from sugar beet pulp and certain other parenchymal sources.

Videre kan et synergistisk system for forbedring av reguleringen med væsketap ved sirkulerende bore-væsker oppnås ved å anvende parenkymalcelle-cellulose, en oppløselig polymer, fortrinnsvis en anionisk polymer, og en eller flere leirer. Den unike strukturen av parenkymalcelle-cellulose antas å ha egenskaper som er spesielt velegnede for vekselvirkning med leirepartikler og visse polymerer, slik at en rekke forskjellige underjordiske porøse strukturer kan forsegles, derved minimaliseres væsketapet til slike formasjoner. Furthermore, a synergistic system for improving fluid loss regulation with circulating drilling fluids can be achieved by using parenchymal cell cellulose, a soluble polymer, preferably an anionic polymer, and one or more clays. The unique structure of parenchymal cell cellulose is believed to have properties that are particularly well-suited for interaction with clay particles and certain polymers, so that a variety of different underground porous structures can be sealed, thereby minimizing fluid loss to such formations.

I tillegg kan ikke-sirkulerende væsker og fremgangsmåter for anvendelse av, innbefattet fyllvæsker, kompletteringsvæsker, overhal ingsvæsker , stimuleringsvaesker , f raktureringsvæsker , og mange andre velkjente ikke-sirkulerende væsker også med fordel anvende parenkymalcelle-cellulose ifølge foreliggende oppfinnelse. Ved alle de foregående anvendelsene kan man trekke fordeler av parenkymalcelle-cellulosens utmerkede stabilitet over et vidt område av kjemiske og fysiske betingelser. In addition, non-circulating fluids and methods for using, including filler fluids, completion fluids, overhaul fluids, stimulation fluids, fracturing fluids, and many other well-known non-circulating fluids can also advantageously use parenchymal cell cellulose according to the present invention. In all of the foregoing applications, one can take advantage of parenchymal cell cellulose's excellent stability over a wide range of chemical and physical conditions.

Nye bore-væskeblandinger som eliminerer de fleste, om ikke alle, ulempene forbundet med mineral-, eller leire-baserte borevæsker tilveiebringes ved foreliggende oppfinnelse. Grovt sagt, beskriver oppfinnelsen blandinger av bore- og andre brønnvæsker innbefattet ikke-sirkulerende væsker, som oppnås ved dispersjon av en ny, partikkelf ormet form av cellulose avledet fra parenkymalcelle-vev fra visse planter, spesielt sukkerroer og sitrus, i vann, olje eller saltopp-løsninger. Blandingen kan også, fortrinnsvis, inneholde forskjellige mengder hemicellulosematerialer i modifisert eller opprinnelig form så vel som polymerer, spesielt anioniske polymerer og andre fordelaktige mineraler, salter og organiske materialer. Fremgangsmåter for fremstilling av dispergerte preparater av parenkymalcelle-avledet cellulose er beskrevet i US-patent nr. 4 629 575. New drilling fluid mixtures which eliminate most, if not all, of the disadvantages associated with mineral or clay-based drilling fluids are provided by the present invention. Broadly speaking, the invention describes mixtures of drilling and other well fluids, including non-circulating fluids, which are obtained by dispersing a new, particulate form of cellulose derived from parenchymal cell tissue of certain plants, especially sugar beet and citrus, in water, oil or saline solutions. The mixture may also preferably contain various amounts of hemicellulosic materials in modified or original form as well as polymers, especially anionic polymers and other beneficial minerals, salts and organic materials. Methods for producing dispersed preparations of parenchymal cell-derived cellulose are described in US Patent No. 4,629,575.

Parenkymalcelle-avledet cellulose (PCC) er funnet å være enestående blant naturlige celluloseisolater ved at den danner viskøse, gravitasjonsstabile suspensjoner med lavt faststoffinnhold. I konsentrasjonsområdet fra 0,5 til 3,0$ vekt/vekt, danner PCC en gel-lignende, vandig suspensjon som viser pseudoplastisitet. Denne oppførselen kan tilnærmes ved Binghams plastiske modell som benyttes for å beskrive sterkt flokkulerte leirer. Denne uvanlige reologien antas å være forbundet med den enestående mikromorfologien av PCC. PCC foreligger hovedsakelig som en dispergert samling tynne, bøyelige celluloseformede membraner som oppstår ved nedbryt-ning av parenkymalcelle-komplekser som er karakteristisk for visse plantematerialer, spesielt sukkerroer, sitrus, Jerusalemartiskokk, etc, slik at parenkymalcelle-materialet frigjøres fra den fiberformete cellulosen det er forbundet med og fra hemicellulose- og andre komponenter i komplekset. PCC-suspensjonens reologi er funnet å være meget stabil over- Parenchymal cell-derived cellulose (PCC) has been found to be unique among natural cellulose isolates in that it forms viscous, gravity-stable suspensions with low solids content. In the concentration range from 0.5 to 3.0% w/w, PCC forms a gel-like, aqueous suspension that exhibits pseudoplasticity. This behavior can be approximated by Bingham's plastic model, which is used to describe strongly flocculated clays. This unusual rheology is believed to be associated with the unique micromorphology of PCC. PCC mainly exists as a dispersed collection of thin, flexible cellulosic membranes resulting from the breakdown of parenchymal cell complexes that are characteristic of certain plant materials, especially sugar beet, citrus, Jerusalem artichoke, etc., so that the parenchymal cell material is released from the fibrous cellulose it is associated with and from hemicellulose and other components of the complex. The rheology of the PCC suspension has been found to be very stable over

for virkningene av mekaniske skjærkrefter, pH, høy temperatur og oppløste salter. for the effects of mechanical shear forces, pH, high temperature and dissolved salts.

Mikromembrangeometrien for PCC gjør det mulig at tynne filmer The micromembrane geometry of PCC enables thin films

av den celluloseformete strukturen stables eller pakkes i lag slik at det dannes filmer med lav væskepermeabilitet ved porøse grenseflater og filtreringsoverflater som porediametere større enn 0,149 mm. Disse filmene virker som primære filtere for små suspenderte leirepartikler eller vekselvirkende polymerer som kan holdes på filmen og dermed ytterligere redusere permeabili-teten. Denne egenskapen er meget ønskelig for borevæsker siden tilstedeværelsen av porøse formasjoner i nyborede deler av brønnen som ikke er foret, kombinert med det høye hydrostatiske trykket av væskekolonnen i brønnsjakten, ofte forårsaker væsketap inn i den nærliggende formasjonen ved en filtreringseffekt. Resultatet er, dersom feilen ikke rettes, at suspensjonsvæsken trenger inn i formasjonen og etterlater en suspensjon med for- of the cellulosic structure is stacked or packed in layers so that films with low liquid permeability are formed at porous interfaces and filtration surfaces such as pore diameters greater than 0.149 mm. These films act as primary filters for small suspended clay particles or interacting polymers that can be retained on the film and thus further reduce permeability. This property is highly desirable for drilling fluids since the presence of porous formations in newly drilled parts of the well that are not lined, combined with the high hydrostatic pressure of the fluid column in the wellbore, often causes fluid loss into the adjacent formation by a filtering effect. The result is, if the fault is not corrected, that the suspension fluid penetrates into the formation and leaves a suspension with

øket faststoffinnhold. Suspensjonen med høyere faststoffinnhold viser ofte betydelig endret reologi, dette fører til en dårligere slamsirkulering og andre uønskede egenskaper. Dette fenomenet er et alvorlig problem med enkle leire-baserte borevæsker. Leire-baserte borevæsker antas også å være hovedårsaken til den irreversible skade av produserende formasjoner som skyldes betydelig penetrering av fine leirepartikler inn i produksjons-formasjonen som blokkerer kapillarstrukturen i formasjonen og hindrer strømningen av gass og olje ut i samlerøret. increased solids content. The suspension with a higher solids content often shows significantly changed rheology, this leads to poorer sludge circulation and other undesirable properties. This phenomenon is a serious problem with simple clay-based drilling fluids. Clay-based drilling fluids are also believed to be the main cause of the irreversible damage to producing formations which is due to significant penetration of fine clay particles into the production formation which blocks the capillary structure in the formation and prevents the flow of gas and oil into the header pipe.

Det er videre oppdaget at innbefatning av visse andre polymere bestanddeler til parenkymalcelle-komplekset, kalt hemicelluloser, It has further been discovered that the inclusion of certain other polymeric constituents of the parenchymal cell complex, called hemicelluloses,

HC, i PCC-suspensjonen kan bidra til synergistisk forbedring avreguleringen avvæsketap under visse betingelser. Disse hemicellulosekomponentene kan enten isoleres samtidig med PCC, HC, in the PCC suspension can contribute to synergistic improvement of the regulation of fluid loss under certain conditions. These hemicellulose components can either be isolated simultaneously with PCC,

eller isoleres separat og senere kombineres med denne for å tilveiebringe forbedret virkning av den PCC-baserte borevæsken. or isolated separately and later combined with this to provide improved performance of the PCC-based drilling fluid.

Det antas at pektin- og polygalakturonsyre eller pektinsyre er viktige komponenter av slike hemicelluloser i dette henseendet. Additivkompatibilitet eller synergisme av PCC/HC-systemet med tallrike andre filtrerings- og reologi-reguleringsadditiver eller polymere er også oppdaget. Andre polymerer, spesielt oppløslige, anioniske polymerer kan også fungere synergistisk i dette henseendet . It is believed that pectinic and polygalacturonic acid or pectinic acid are important components of such hemicelluloses in this respect. Additive compatibility or synergism of the PCC/HC system with numerous other filtration and rheology control additives or polymers has also been discovered. Other polymers, especially soluble, anionic polymers can also act synergistically in this respect.

De ovenfor nevnte egenskapene for PCC/HC-komplekset gjør det til The above-mentioned properties of the PCC/HC complex make it so

et ideelt middel for vandige borevæsker ved at det danner geler med lavt faststoffinnhold som viser gode suspensjonsegenskaper for partikkelformet materiale som f.eks. sand eller steinfrag-menter, men har likevel lav viskositet ved betingelser med høy skjærspenning tilsvarende de betingelser som finnes ved borkronen. PCC/HC-komplekset er også termisk stabilt og har en reologi som an ideal agent for aqueous drilling fluids in that it forms gels with a low solids content that show good suspension properties for particulate material such as e.g. sand or rock fragments, but still has a low viscosity under conditions with high shear stress corresponding to the conditions found at the drill bit. The PCC/HC complex is also thermally stable and has a rheology which

er stabil overfor varierende saltinnhold, og gir videre motstand mot væsketap inn i porøse formasjoner under overflaten. is stable against varying salt content, and provides further resistance to fluid loss into porous formations below the surface.

Sukkerroemasse, som er et kjent forstadium av platemateriale for fremstilling av parenkymalcelle-cellulose, har, som antydet tidligere, vært kjent for anvendelse i forbindelse med oljeboring, likevel er det nærmest beslektede materialet som er kjent for slike anvendelser fullstendig forskjellig fra de materialene som er nyttige i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. F.eks. hydratiserer sukkerroemasse når den plasseres i vann, f.eks. i opprevet form kjent fra tidligere teknikk, til en soppaktig og svamp-lignende masse av plantevev i form av tynne bånd som kan være flere centimeter lange, eller "roesnitt". Mens parenkymalcelle-cellulose kan avledes fra brukt sukkerroemasse, foreligger det hverken fysisk eller kjemisk likhet mellom de to materialene bortsett fra det faktum at det ene er et forstadium for det andre. Som en strukturell og sammensetningsmessig analogi for forholdet mellom sukkerroemasse og parenkymalcelle-cellulose og andre komponenter som kan avledes fra denne kan nevnes opphakket tre som brukes til regulering av sirkulasjcnstap og de omvandlede produktene som avledes derav som kan være nyttige i borevæsker. Slike materialer kan innbefatte celluloseetere og lignosulfonater. Sugar beet pulp, which is a known precursor of sheet material for the production of parenchymal cell cellulose, has, as indicated earlier, been known for use in connection with oil drilling, yet the most closely related material known for such applications is completely different from the materials that are useful in connection with the present invention. E.g. hydrates sugar beet pulp when placed in water, e.g. in the torn form known from prior art, to a mushroom-like and sponge-like mass of plant tissue in the form of thin bands which can be several centimeters long, or "beet slices". While parenchymal cell cellulose can be derived from spent sugar beet pulp, there is neither physical nor chemical similarity between the two materials except for the fact that one is a precursor to the other. As a structural and compositional analogy for the relationship between sugar beet pulp and parenchymal cell cellulose and other components that can be derived from this, chopped wood that is used to regulate circulation loss and the converted products derived from it that can be useful in drilling fluids can be mentioned. Such materials may include cellulose ethers and lignosulfonates.

En tilsvarende sammenligning kan benyttes til å skille mellom forstadier og naturlige celluloseformer som kan være nyttige som materialer til regulering av tapt sirkulasjon i borevæsker og bearbeidede cellulosepreparater avledet derav som er nyttige f or reguler ing av den grunnleggende regologien av borevæsker. D.v.s. fiberformige utgaver av naturlige celluloser, som f.eks. bomull og tre, finner anvendelse som materialer for regulering av tapt sirkulasjon på en måte som er analog rå sukkerroemasser. Slike celluloseholdige stoff er forstadiematerialer som er nyttige ved fremstilling av mikrokrystallinsk cellulose, en partikkelformet cellulose med store dimensjoner to til tre størrelsesordener mindre enn den opprinnelige formen av cellulose hvorfra den er avledet. Tallrike patenter tilhørende Battista, referert til i US-PS nr. 4 629 575 beskriver anvendelsen av dispergert mikrokrystallinsk cellulose, MCC, ved fremstillingen av borevæsker, spesielt for innsprøytningsboring. A similar comparison can be used to distinguish between precursors and natural forms of cellulose that can be useful as materials for regulating lost circulation in drilling fluids and processed cellulose preparations derived therefrom that are useful for regulating the basic rheology of drilling fluids. I.e. fibrous versions of natural celluloses, such as cotton and wood, find application as materials for regulating lost circulation in a manner analogous to raw sugar beet pulp. Such cellulosic materials are precursor materials useful in the manufacture of microcrystalline cellulose, a particulate cellulose with large dimensions two to three orders of magnitude smaller than the original form of cellulose from which it is derived. Numerous patents belonging to Battista, referenced in US-PS No. 4,629,575 describe the use of dispersed microcrystalline cellulose, MCC, in the preparation of drilling fluids, particularly for injection drilling.

Følgelig må parenkymalcelle-cellulose,holdes adskilt fra materiale hvorfra den fremstilles, d.v.s. rå sukkerroe- eller sitrusmasse. I tillegg må parenkymalcelle-cellulose holdes adskilt fra ikke-parenkymale materialer som f.eks. tremasse og fra celluloseformige materialer som f.eks. mikrokrystallinsk cellulose, MCC, som kan avledes derav. En delvis forklaring på de nevnte forskjellene kan finnes i referansen "Cellulose and Other Natural Polymer Systems, Brown ed., Plenum (1982). Consequently, parenchymal cell cellulose must be kept separate from material from which it is produced, i.e. raw sugar beet or citrus pulp. In addition, parenchymal cell cellulose must be kept separate from non-parenchymal materials such as wood pulp and from cellulosic materials such as e.g. microcrystalline cellulose, MCC, which can be derived from it. A partial explanation of the aforementioned differences can be found in the reference "Cellulose and Other Natural Polymer Systems, Brown ed., Plenum (1982).

En mer grundig forklaring av de ovenfor nevnte relasjonene A more thorough explanation of the above-mentioned relationships

kan finnes i US-patent nr. 4 629 575. can be found in US Patent No. 4,629,575.

En ytterligere distinksjon må trekkes ved de partikkelformete cellulosene for anvendelse i borevæsker som beskrives i U.S. patent 4,356,096. Denne referansen beskriver anvendelsen av behandlede, mekanisk nedbrutte linters som skal tjene som et hydrofobt, organofilt, vann-fuktbart absorberingsmiddel, som sammen med visse smøremiddeladditiver kan være nyttige ved dannelsen av en film med høyt smøremiddelinnhold rundt et brønn-hull. Denne organofile, absorberende formen av cellulose er morfologisk og funksjonsmessig forskjellig fra parenkymalcelle-cellulose . A further distinction must be made with the particulate celluloses for use in drilling fluids described in U.S. Pat. patent 4,356,096. This reference describes the use of treated, mechanically degraded linters to serve as a hydrophobic, organophilic, water-wettable absorbent, which together with certain lubricant additives can be useful in the formation of a high lubricant film around a wellbore. This organophilic, absorbent form of cellulose is morphologically and functionally distinct from parenchymal cell cellulose.

For å utdype de fordelaktige egenskapene som oppnås ved anvendelse av parenkymalcelle-cellulose, enten med eller uten tilsetning av visse polymerer, spesielt hemicelluloser, ved fremstillingen av sirkulerende og ikke-sirkulerende brønn-væsker, er følgende eksempler tilveiebragt. Det antas at en gjennomsnitlig fagmann lett vil innse den store anvendeligheten av borevæskene og de fremgangsmåtene som beskrives. En slik person vil også forstå at antallet eksempler nødvendigvis er begrenset, man vil videre forstå at materialene, metodene og ideene som beskrives her har en stort potensiell anvendelighet ved fremstillingen av olje og gass og for andre brønnborings-og produksjonsanvendelser. In order to elaborate on the beneficial properties obtained by using parenchymal cell cellulose, either with or without the addition of certain polymers, especially hemicelluloses, in the production of circulating and non-circulating well fluids, the following examples are provided. It is assumed that an average person skilled in the art will readily realize the great applicability of the drilling fluids and the methods described. Such a person will also understand that the number of examples is necessarily limited, one will further understand that the materials, methods and ideas described here have great potential applicability in the production of oil and gas and for other well drilling and production applications.

En ytterligere beskrivelse av eksempler på brønnvæsker som med fordel kan innbefatte PCC ifølge foreliggende oppfinnelse kan finnes i "Production Operations 1 - Well Completions, Workover and Stimulation", Thomas 0. Allen og Alan P. Roberts, Oil and Gas Consultants International, Tulsa, Oklahoma (1982); og "Well Completions, Volum 1" - SPE Series 5a utgitt av The Society of Petroleum Engineers, Dallas, Texas, 2. utgave (1980). De følgende eksemplene tjener det ovenfor nevnte formål. A further description of examples of well fluids that may advantageously include the PCC of the present invention can be found in "Production Operations 1 - Well Completions, Workover and Stimulation", Thomas 0. Allen and Alan P. Roberts, Oil and Gas Consultants International, Tulsa, Oklahoma (1982); and "Well Completions, Volume 1" - SPE Series 5a published by The Society of Petroleum Engineers, Dallas, Texas, 2nd Edition (1980). The following examples serve the above-mentioned purpose.

Det skal understrekes at, ved tidspunktet for inngivelse av foreliggende søknad, hadde det ikke funnet sted noen underjordiske anvendelser av sirkulerende- eller ikke-sirkulerende væsker ifølge foreliggende oppfinnelse. Ikke desto mindre, har imidlertid materialene ifølge foreliggende oppfinnelse vist utmerket funksjon ved standardiserte forsøk, som f.eks. væske-tapsreguleringsforsøket utviklet av American Petroleum It should be emphasized that, at the time of filing the present application, no underground applications of circulating or non-circulating fluids according to the present invention had taken place. Nevertheless, the materials according to the present invention have shown excellent performance in standardized tests, such as e.g. the fluid loss control experiment developed by American Petroleum

i Institute, A.P.I., konklusjonen av dette er at underjordisk anvendelse sansynligvis vil være meget vellykket. Tilsvarende fører standardiserte viskositets- og andre regologiske forsøk til en tilsvarende konklusjon når det gjelder virkningen av anvendelsen av parenkymalcelle-cellulose i underjordiske væsker , hvor reologiske egenskaper er av vesentlig betydning. in Institute, A.P.I., the conclusion of which is that underground application is likely to be very successful. Similarly, standardized viscosity and other rheological tests lead to a similar conclusion regarding the impact of the application of parenchymal cell cellulose in underground fluids, where rheological properties are of significant importance.

EKSEMPLER EXAMPLES

Følgende illustrerende eksempler beskriver spesifikke utførelser av foreliggende oppfinnelser. Med mindre annet er angitt, er alle prosentangivelser basert på vekt til volum og viskositeten er i centlpoise ved angitte viskosimeterrota-sjonshastigheter. Vlskosimeteravlesningene ble, med mindre annet er angitt, foretatt ved tilsynelatende stasjonær tilstand for å minimalisere de tidsavhengige faktorene som skyldes tiksotrope effekter. Filtreringsregulering ble bestemt ved å benytte standard lavtrykks A.P.I. forsøket. Væsketapsdataene ble samlet med Baroid Modell 301 lavtrykks-filtreringsceller eller lignende utstyr. The following illustrative examples describe specific embodiments of the present inventions. Unless otherwise stated, all percentages are based on weight to volume and viscosity is in centipoise at indicated viscometer rotation speeds. The liquid cosimeter readings were, unless otherwise stated, taken at apparent steady state to minimize the time-dependent factors due to thixotropic effects. Filtration regulation was determined using standard low pressure A.P.I. the attempt. The liquid loss data were collected with Baroid Model 301 low pressure filtration cells or similar equipment.

Følgende materialer og additiver ble benyttet i eksemplene. The following materials and additives were used in the examples.

PCC: En rå parenkymalcelle-cellulose avledet fra sukkerroe- eller sitrusmasse. Materialer isolert fra slik cellulose har vist seg å bestå hovedsakelig av membranstrukturer som viser ønsket reologi når de dispergeres i vandige media. Se eksempel 1 og 8 i US patent nr. 4 629 575 angående fremstilling av dette materialet. PCC: A crude parenchymal cell cellulose derived from sugar beet or citrus pulp. Materials isolated from such cellulose have been shown to consist mainly of membrane structures that exhibit the desired rheology when dispersed in aqueous media. See Examples 1 and 8 of US Patent No. 4,629,575 regarding the preparation of this material.

PCC-BC: Et ClC>2-bleket preparat av PCC som er mekanisk klassifisert for å fjerne f iberlignende eller udispergerte cellu-losepartikler. Se eksemplene 2 til 5 i US patent nr. 4 629 575 for eksempler på fremgangsmåter. PCC-BC: A ClC>2 bleached preparation of PCC that is mechanically graded to remove fiber-like or undispersed cellulose particles. See Examples 2 through 5 of US Patent No. 4,629,575 for example methods.

PCC-C: Et ubleket preparat av PCC klassifisert som i eksempel 5 i US patent nr. 4 629 575 for å separere fibre og udispergerte, cellu-losef ormige partikler. PCC-C: An unbleached preparation of PCC classified as in Example 5 of US Patent No. 4,629,575 to separate fibers and undispersed cellulosic particles.

HC: Det oppløslige hemicellulosekomplekset isolert fra sukkerroemasse. Se eksemplene 6-8 i US patent nr. 4 629 575. HC: The soluble hemicellulose complex isolated from sugar beet pulp. See Examples 6-8 of US Patent No. 4,629,575.

HC-S: Et alkalisk forsåpet preparat av hemicellulosekomplekset Isolert fra sukkerroemasse ifølge eksempel 8 i US patent nr. 4 629 575. HC-S: An alkaline saponified preparation of the hemicellulose complex isolated from sugar beet pulp according to example 8 in US patent no. 4,629,575.

SAP: En alkalisk omvandlet sukkerroemasse hvor både partikkelformet PCC og oppløselig HC-S er tilstede. Forholdet mellom HC-S og PCC ikke-flyktige faste stoff avhenger av fremstillingsmetoden, men varierer typisk fra 1 til 2. SAP: An alkaline converted sugar beet pulp in which both particulate PCC and soluble HC-S are present. The ratio of HC-S to PCC non-volatile solids depends on the manufacturing method, but typically ranges from 1 to 2.

PG: En polygalakturonsyre avledet fra sitruspektin. PG: A polygalacturonic acid derived from citrus pectin.

Rev-Dust: Et aluminiumsilikat som inneholder kaolinitt (74,1*), a-kvarts (17,3*) og a-kristobalitt (7,6$) som hovedkomponenter. Det antas å være representativt for boreleirefaststoff av kaolinittklassen for tilsats til forsøksslamblandinger. Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen for dette preparatet er 2 pm, 93$ av materialet passerer gjennom en sikt med maskevidde 0,044 mm. En varemerkeregistrert leire fra Milwhite Co., Inc., Houston, Texas. Rev-Dust: An aluminosilicate containing kaolinite (74.1*), a-quartz (17.3*) and a-cristobalite (7.6$) as main components. It is believed to be representative of drilling mud solids of the kaolinite class for addition to experimental mud mixtures. The average particle size for this preparation is 2 µm, 93 µm of the material passing through a 0.044 mm mesh sieve. A trademarked clay of Milwhite Co., Inc., Houston, Texas.

Grundit: En hovedsakelig illittisk leire som inneholder illitt (41,4*), illittmontmo-rillonitt (24,3*), a-kvarts (18,5*) og kaolinitt (7,2*) som hovedkomponenter. Den betraktes som representativ for boreslam-faststoff av den illittiske klassen for tilsats til boreslamblandinger. En varemerkeregistrert leire fra Macobar Dlvision, Dresser Industries, Houston, Texas. Grundite: A mainly illitic clay containing illite (41.4*), illite montmorillonite (24.3*), a-quartz (18.5*) and kaolinite (7.2*) as major components. It is considered representative of drilling mud solids of the illitic class for addition to drilling mud mixtures. A trademarked clay of Macobar Dlvision, Dresser Industries, Houston, Texas.

Impermex: En kommersiell utgave av borestlvelse som benyttes som et reguleringsmlddel for væsketap. Et varemerkeregistrert produkt fra Baroid Dlvision, NL Industries, Houston, Texas. Impermex: A commercial version of drilling slurry that is used as a fluid loss control agent. A trademarked product of Baroid Dlvision, NL Industries, Houston, Texas.

Aquagel: En kommersiell A.P.I.-kval1tet av natrium-montmorillonittleire med høyt utbytte som benyttes for borevæskereologi og filtreringsregulering. Et varemerkeregistrert produkt fra Baroid Dlvision, NL Industries, Houston, Texas. Aquagel: A commercial A.P.I. quality high yield sodium montmorillonite clay used for drilling fluid rheology and filtration control. A trademarked product of Baroid Dlvision, NL Industries, Houston, Texas.

Zeogel: En kommersiell A.P.I.-kvalitet av attapul-gittleire for reologiregulering I borevæsker basert på saltoppløsninger. Et varemerkeregistrert produkt fra Baroid Dlvision, NL Industries, Houston, Texas. Zeogel: A commercial A.P.I. grade of attapul git clay for rheology control in brine based drilling fluids. A trademarked product of Baroid Dlvision, NL Industries, Houston, Texas.

Kals iumkarbonat Calcium ium carbonate

CaCC^: En kalkstein av høy renhet nedmalt til 95*, CaCC^: A high purity limestone ground down to 95*,

passerer gjennom en sikt med maskevidde 0,044 mm. passes through a sieve with a mesh size of 0.044 mm.

Klerzym L-100: Et kommersielt pektinaseenzympreparat. Et varemerkeregistrert produkt fra Miles Laboratories, Elkhart, Indiana. Klerzym L-100: A commercial pectinase enzyme preparation. A trademarked product of Miles Laboratories, Elkhart, Indiana.

Pectinol 60B: Et pektinaseenzympreparat. Et varemerkeregistrert produkt fra Corning Glass Works, Corning, New York. Pectinol 60B: A pectinase enzyme preparation. A trademarked product of Corning Glass Works, Corning, New York.

Barytt: En kommersiell A.P.I. spesifisert kvalitet av bariumsulfat som benyttes som et ballastmiddel i brønnvæsker. Barytt: A Commercial A.P.I. specified quality of barium sulphate which is used as a ballast agent in well fluids.

Hematitt: Et kommersielt produkt av jernoksyd som benyttes som et ballastmiddel i brønnvæs-ker . Hematite: A commercial product of iron oxide that is used as a ballast agent in well fluids.

Lignitt: En kommersiell kvalitet av brunkull som har et høyt innhold av humussyre. Det benyttes som et termofilt fortynningsmiddel, emulerlngsmiddel og væsketapsadditiv ved både olje- og vannbaserte borevæsker. Lignite: A commercial grade of lignite that has a high content of humic acid. It is used as a thermophilic diluent, emulsifier and fluid loss additive for both oil and water-based drilling fluids.

CMC^V: Natriumsalt av karboksymetylcellulose som har en viskositet på 25-50 cp ved 25°C i en 2% vekt/volum oppløsning. CMC^V: Sodium salt of carboxymethyl cellulose having a viscosity of 25-50 cp at 25°C in a 2% w/v solution.

Drispak: En polyanionisk cellulose som benyttes som et additiv for kontroll av væsketap i ferskvanns- eller saltvannsborevæsker. Et varemerkeregistrert polymerprodukt fra Drilling Specialities Company, Bartlesville, Oklahoma. Drispak: A polyanionic cellulose used as an additive to control fluid loss in freshwater or saltwater drilling fluids. A trademarked polymer product of Drilling Specialties Company, Bartlesville, Oklahoma.

XC: En kommersiell kvalitet av Xantomonas som er nyttige som et reologireguleringsmiddel i sirkulerende brønnvæsker. XC: A commercial grade of Xantomonas useful as a rheology control agent in circulating well fluids.

Alle andre reagenser, additiver eller kjemikalier er enten kommersielle kvalite-ter som kan fås gjennom kjemisk detaljhan-del eller, dersom det er varemerkeregi-strerte produkter er kilden angitt. All other reagents, additives or chemicals are either commercial qualities that can be obtained through chemical retailers or, if they are trademark registered products, the source is indicated.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Termiske effekter på PCC- reologi og stabilitet av PCC ved høye temperaturer Thermal effects on PCC rheology and stability of PCC at high temperatures

En 0,8% vekt/volum suspensjon av et bleket og klassifisert cellulosepreparat (PCC-BC) ble homogenisert i 15 minutter i en "Waring" blander ved høy hastighet. Den homogene suspensjonens pH målt ved 2 6°C var 4,6. Temperaturen av den homogene suspensjonen etter blandeprosessen var ca. 80°C og temperaturen ble systematisk nedsatt før den etterfølgende viskositetsmålingen. Viskositetsprofilen ble tatt opp over området fra 100 til 600 omdreininger pr. minutt på et viskosimeter av typen "modell 30 Fann" og ved 60 omdreininger pr. minutt på et "Brookfield viskosimeter modell LVF" ved å benytte spindel nr. 3. Brookfield-viskositetene normaliseres og uttrykkes som prosent av viskositeten ved 21°C. Fann-avlesningene ble ikke tatt før det ble oppnådd en stabil verdi (vanligvis i løpet av 5 minutter) og Brookfield-avlesningen krevde typisk 15 til 30 minutter før en stabil verdi ble oppnådd. Det sistnevnte skyldes sansynligvis tiksotrope effekter ved radiell relaksasjon ved de derformerbare PCC-partiklene som respons på skjærkrefter fra viskosimeter-spindelen. Mindre fordampningstap ved 50°C til 80°C ble regulert ved periodiske, nøyaktige tilsatser av vann. Resultatene er sammenfattet i tabell 1. A 0.8% w/v suspension of a bleached and graded cellulose preparation (PCC-BC) was homogenized for 15 minutes in a "Waring" mixer at high speed. The pH of the homogeneous suspension measured at 26°C was 4.6. The temperature of the homogeneous suspension after the mixing process was approx. 80°C and the temperature was systematically reduced before the subsequent viscosity measurement. The viscosity profile was recorded over the range from 100 to 600 rpm. minute on a "model 30 Fann" viscometer and at 60 revolutions per minute on a "Brookfield viscometer model LVF" using spindle No. 3. The Brookfield viscosities are normalized and expressed as a percentage of the viscosity at 21°C. The Fann readings were not taken until a stable value was obtained (usually within 5 minutes) and the Brookfield reading typically required 15 to 30 minutes before a stable value was obtained. The latter is probably due to thixotropic effects during radial relaxation of the deformable PCC particles in response to shear forces from the viscometer spindle. Minor evaporation losses at 50°C to 80°C were regulated by periodic, precise additions of water. The results are summarized in table 1.

Disse resultatene antyder at viskositeten av PCC varierer omvendt med temperaturen. Relasjonen er ikke lineær og den tilsynelatende viskositeten er tilnærmet halvert over et intervall på 50°. Dette avspeiler at viskositeten har en relativt lav termisk koeffisient. Den plastiske viskositeten viser en fordobling over disse tempe-raturområder og synes å ha et platå ved 25°C. Flytegrensen tredobles over det samme området. These results suggest that the viscosity of PCC varies inversely with temperature. The relationship is not linear and the apparent viscosity is approximately halved over an interval of 50°. This reflects that the viscosity has a relatively low thermal coefficient. The plastic viscosity shows a doubling over these temperature ranges and appears to have a plateau at 25°C. The flow limit triples over the same area.

PCC har høy termisk stabilitet som det fremgikk ved en komparativ, statisk inkubering ved 177°C mot xantangummi (XC). Konsentrasjonene av PCC og XC var hhv. 1,67% vekt/volum og 1,0% vekt/volum, hvor vektene for de ikke-flyktige,partikkelformete cellulosefast-stoffene ikke er korrigert for askeinnhold. Begge polymerpreparatene ble homogenisert i 15 minutter ved høy hastighet på en "Waring" blander, avkjølt til romtemperatur og pH ble innstilt på 9,0. I tilfelle med XC-polymeren inneholdt det homogeniserte produktet 3 dråper av et kommersielt antiskummiddel (Dow 544) PCC has high thermal stability as revealed by a comparative static incubation at 177°C against xanthan gum (XC). The concentrations of PCC and XC were respectively 1.67% w/v and 1.0% w/v, where the weights for the non-volatile, particulate cellulose solids are not corrected for ash content. Both polymer preparations were homogenized for 15 minutes at high speed on a "Waring" mixer, cooled to room temperature and the pH was adjusted to 9.0. In the case of the XC polymer, the homogenized product contained 3 drops of a commercial antifoam agent (Dow 544)

pr. 600 ml for å kontrollere skumdannelsen. Den statiske inkuberingen ble utført i en rørformet beholder av rustfritt stål ved 177°C i 14 timer. Innholdet ble ikke utluftet og det volumetriske forholdet mellom topprommet og det væskefylte rommet inne i inkuberingsbeholderen var tilnærmet 1, dette resulterer i meget oksyderende omgivelser. Etter inkuberingen ble innholdet i inkuberingsbeholderen gjenhomogenisert i 5 timer og per 600 ml to control foaming. The static incubation was carried out in a stainless steel tubular container at 177°C for 14 hours. The contents were not vented and the volumetric ratio between the top space and the liquid-filled space inside the incubation container was approximately 1, this results in a highly oxidizing environment. After the incubation, the contents of the incubation container were re-homogenized for 5 hours and

pH ble innstilt på 9,0 før den reologiske undersøkelsen ved 26°C. Resultatene er sammenfattet i tabell 2. The pH was adjusted to 9.0 before the rheological study at 26°C. The results are summarized in table 2.

Som det fremgår av resultatene nedbrytes XC fullstendig ved den høye temperaturen og de oksyderende omgivelsene i dette forsøket, men PCC beholder en betydelig grad av den opprinnelige viskositeten ved 600 opm. As can be seen from the results, XC completely degrades in the high temperature and oxidizing environment of this experiment, but PCC retains a significant degree of its original viscosity at 600 rpm.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Stabilitet av PCC i saltoppløsning ved høy temperatur Stability of PCC in salt solution at high temperature

PCC viser også høy termisk stabilitet i nærvær av saltoppløsning. To preparater av PCC ble benyttet for å demonstrere dette faktum PCC also shows high thermal stability in the presence of saline solution. Two preparations of PCC were used to demonstrate this fact

- et bleket og klassifisert, PCC-BC, og det andre mekanisk klassifisert, men ubleket, PCC-C. De partikkelformige faststoffene i cellulosemassen inneholdt noe uorganisk materiale som det fremgikk som en askerest på 5%. Begge PCC preparatene ble fremstilt ved 1% vekt/volum i enten mettet NaCl-oppløsning eller vann. Preparatene ble homogenisert ved høy hastighet i en "Waring" blander i 15 minutter, avkjølt til romtemperatur, og pH ble innstilt på 9,0 med konsentrert NaOH. I tilfellet med NaCl-oppløs-ningen ble pH korrigert for effekter av salt på glasselektroden i pH-meteret. I motsetning til høytemperaturinkuberingen i eksempel 1 ble inkuberingen ved 177°C i dette tilfellet utført i en ikke-oksyderende atmosfære. PCC-preparatene ble flere ganger avgasset ved vakuumavsuging og satt under trykk på 7,0 kp/cm<2> med N2 in situ i tre cykler. Etter inkubering 16 timer ble innholdet i inkuberingsbombene avkjølt til romtemperatur, og Fann-profilen betegnet "nr. 1" ble registrert. pH av prøvene bl så innstilt til 9,0 og prøvene ble homogenisert i 5 minutter ved høy hastighet i "Waring"-blandingen før det ble registrert en annen Fann-profil "nr. 2". Resultatene er tabulert i tabell 3. - one bleached and graded, PCC-BC, and the other mechanically graded but unbleached, PCC-C. The particulate solids in the cellulose pulp contained some inorganic material which appeared as an ash residue of 5%. Both PCC preparations were prepared at 1% weight/volume in either saturated NaCl solution or water. The preparations were homogenized at high speed in a "Waring" mixer for 15 minutes, cooled to room temperature, and the pH was adjusted to 9.0 with concentrated NaOH. In the case of the NaCl solution, the pH was corrected for effects of salt on the glass electrode in the pH meter. In contrast to the high temperature incubation in Example 1, the incubation at 177°C in this case was carried out in a non-oxidizing atmosphere. The PCC preparations were several times degassed by vacuum extraction and pressurized to 7.0 kp/cm<2> with N2 in situ for three cycles. After incubation for 16 hours, the contents of the incubation bombs were cooled to room temperature, and the Fann profile designated "No. 1" was registered. The pH of the samples was then adjusted to 9.0 and the samples were homogenized for 5 minutes at high speed in the "Waring" mixture before another Fann profile "No. 2" was recorded. The results are tabulated in table 3.

Begge former for klassifisert PCC, bleket og ubleket, viser tilsvarende oppførsel ved høy temperaturinkubering i nærvær av mettet NaCl. Begge mister ca. 50% av viskositeten målt ved hjelp av Fann-viskosimeteret ved 600 opm., og de resulterende homogeniserte preparatene viser liten skjær-avhengighet av de tilsynelatende viskositeter. Den blekede klassifiserte PCC viser under disse forsøksbetingelsene ca. 1,5 ganger viskositeten av det ublekede preparatet ved en ekvivalent faststoffkonsentra-sjon. Both forms of graded PCC, bleached and unbleached, show similar behavior upon high temperature incubation in the presence of saturated NaCl. Both lose approx. 50% of the viscosity measured using the Fann viscometer at 600 rpm, and the resulting homogenized preparations show little shear dependence of the apparent viscosities. Under these test conditions, the bleached classified PCC shows approx. 1.5 times the viscosity of the unbleached preparation at an equivalent solids concentration.

EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3

Effekten av homogenisering etter reaktorbehandlingen og alkalibehandling på væsketapsreguleringen av en PCC/ HC- sammensetning The effect of homogenization after the reactor treatment and alkali treatment on the liquid loss control of a PCC/HC composition

En 1,5% vekt/volum (partikkelformet faststoffbasis) suspensjon A 1.5% w/v (particulate solids basis) suspension

av en PCC/HC-blanding ble fremstilt fra en syreomvandlet roemasse ifølge eksempel 6 og 7 i US-patent nr. 4 629 575. Det totale innholdet av ikke-flyktig faststoff i suspensjonen var 3,7% vekt/volum og er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold. of a PCC/HC mixture was prepared from an acid-converted beet pulp according to Examples 6 and 7 of US Patent No. 4,629,575. The total non-volatile solid content of the suspension was 3.7% w/v and is uncorrected for inorganic ash content.

Den opprinnelige pH i oppslemmingen var 3,0. Like store deler The initial pH of the slurry was 3.0. Equal parts

av den syreomvandlete massesuspensjonen ble underkastet følgende behandlinger: of the acid-converted pulp suspension was subjected to the following treatments:

1. Kontroll - homogenisert uten ytterligere behandling. 1. Control - homogenized without further treatment.

2. Ikke homogenisert, pH innstilt til 11,2 og oppslemmingen inkubert i 3,5 timer for å oppnå forsåpning. Endelig pH 2. Not homogenized, pH adjusted to 11.2 and the slurry incubated for 3.5 hours to achieve saponification. Final pH

var 9,7. was 9.7.

3. Forsåpet som i 2., med homogenisering etter inkubering. 3. Saponified as in 2., with homogenization after incubation.

4. Forsåpet som i 2., inkubert over natten ved romtemperatur, homogenisert og pH regulert fra 9,1 til en endelig pH på 4. Saponified as in 2., incubated overnight at room temperature, homogenized and pH regulated from 9.1 to a final pH of

6,5. 6.5.

Homogenisering ble oppnådd ved å blande 300 ml porsjoner i en "Waring" blander ved høy hastighet i ca. 5 minutter. De resulterende , homogeniserte produktene var skummende, men ble ikke avgasset før undersøkelsen. Hastigheter for væsketap ble målt; Forsåpning eller alkalibehandling av en oppslemming av syreomvandlet roemasse er ønskelig for å forbedre væsketapsreguler ingen. Ytterligere homogenisering av reaktoroppslemmingen forbedrer Homogenization was achieved by mixing 300 ml portions in a "Waring" mixer at high speed for approx. 5 minutes. The resulting homogenized products were foamy but were not degassed prior to examination. Rates of fluid loss were measured; Saponification or alkali treatment of a slurry of acid-converted beet pulp is desirable to improve liquid loss regulation none. Further homogenization of the reactor slurry improves

også filtreringsreguleringen.Filtreringshastigheten synes å være relativt uavhengig av pH i området fra pH 6,5 til 9,7. also the filtration regulation. The filtration rate seems to be relatively independent of pH in the range from pH 6.5 to 9.7.

EKSEMPEL 4 EXAMPLE 4

Opprettholdelse av PCC- reologi og væsketapsregulering under betingelser med varierende pH Maintenance of PCC rheology and fluid loss regulation under conditions of varying pH

To omdannete massesuspensjoner med ca. 1% vekt/volum innhold Two converted pulp suspensions with approx. 1% weight/volume content

av celluloseholdig faststoff i partikkelform ble fremstilt på følgende måte. En oppslemming av syreomvandlet roemasse med 5,2% vekt/volum (ikke-flyktige faststoff er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold) ble forsåpet ved romtemperatur ved to tilsatser av ION NaOH slik at den totale konsentrasjon av tilsatt base var 0,3N. En 500 ml porsjon som inneholdt 3 dråper antiskummiddel (Dow 544) ble fortynnet 2,5 ganger, homogenisert i en "Waring" blander i 5 minutter ved høy hastighet og fikk stå ved romtemperatur i 24 timer slik at man fikk en PCC/HC-S. of cellulose-containing solid in particulate form was prepared in the following way. A slurry of acid-converted beet pulp with 5.2% w/v (non-volatile solids are not corrected for inorganic ash content) was saponified at room temperature by two additions of ION NaOH so that the total concentration of added base was 0.3N. A 500 ml portion containing 3 drops of antifoam agent (Dow 544) was diluted 2.5 times, homogenized in a "Waring" mixer for 5 minutes at high speed and allowed to stand at room temperature for 24 hours to obtain a PCC/HC- S.

Den opprinnelige oppslemmingen av syreomvandlet masse ble presset for å fjerne HC, bleket og mekanisk klassifisert på en to-trinns sikte-innretning med maskevidde 0,169 mm/0,074 mm. Den blekede PCC/BC ble fortynnet til 1% vekt/volum (ikke flyktig faststoff ikke korrigert for uorganisk askeinnhold). The original slurry of acid-converted pulp was pressed to remove HC, bleached and mechanically classified on a 0.169mm/0.074mm two-stage sieve. The bleached PCC/BC was diluted to 1% w/v (non-volatile solids not corrected for inorganic ash content).

Begge preparatene ovenfor ble homogenisert Both preparations above were homogenized

i en "Hamilton" blander med neddykket sjakt ved høy hastighet og avskummet ved tilsats av 100 ppm antiskummiddel. pH i det endelige forsåpede- PCC/HC-S preparatet var 11,8 og det inneholdt anslått 0,8% vekt/volum partikkelformet cellulosefaststoff og 1,2% vekt/volum oppløselig hemicellulose. pH i den homogeniserte PCC-BC ble regulert til pH 11,9 med konsentert NaOH. Viskosi-tetsprofilene ble oppnådd ved 23°C med et "Brookfield viskosimeter modell LVF" ved benyttelse av spindel nr. 2 ved 60 opm. Viskositetene er angitt som tids-uavhengige grenseverdier. Resultatene er tabulert i tabell 5. in a "Hamilton" submerged shaft mixer at high speed and defoamed by the addition of 100 ppm antifoam. The pH of the final saponified PCC/HC-S preparation was 11.8 and it contained an estimated 0.8% w/v particulate cellulose solids and 1.2% w/v soluble hemicellulose. The pH of the homogenized PCC-BC was adjusted to pH 11.9 with concentrated NaOH. The viscosity profiles were obtained at 23°C with a "Brookfield viscometer model LVF" using spindle No. 2 at 60 rpm. The viscosities are specified as time-independent limit values. The results are tabulated in table 5.

Resultatene tyder på at viskositeten av oppløsningen som regule-res ved PCC er uavhengig av hydrogenionkonsentrasjonen over et området på 10 størrelsesordner. Enhetsviskositetene for begge preparatene er tilnærmet identiske dersom de korrigeres for forskjellen i konsentrasjon av partikkelformet cellulosefast-stof f. The results indicate that the viscosity of the solution regulated by PCC is independent of the hydrogen ion concentration over a range of 10 orders of magnitude. The unit viscosities for both preparations are almost identical if they are corrected for the difference in concentration of particulate cellulose solids e.g.

Et A.P.I. statisk filtreringsforsøk ved lavt trykk ble utført An A.P.I. static filtration tests at low pressure were performed

med begge de homogeniserte preparatene ved ytterpunktene med høy og lav pH. I tabell 6 nedenfor er resultatene av en forkortet A.P.I. test (7,5 minutter mot de normale 3 0 minutter) oppført with both the homogenized preparations at the high and low pH extremes. In table 6 below are the results of an abbreviated A.P.I. test (7.5 minutes against the normal 30 minutes) listed

for de to preparatene. for the two preparations.

I motsetning til resultatene for viskositetsprofilen er væske-tapshastigheten for den homogeniserte PCC/HC-S pH-følsom. Nærværet av HC-S antas å utøve en synergistisk, fordelaktig virkning på væsketapsreguleringen ved høy pH. I det sure området under liten pK på 3-4 for pektinsyrekomponenten i HC for-svinner filtreringsreguleringsvirkningen og filtreringshastigheten nærmer seg hastigheten for PCC alene. In contrast to the viscosity profile results, the fluid loss rate for the homogenized PCC/HC-S is pH sensitive. The presence of HC-S is believed to exert a synergistic, beneficial effect on fluid loss regulation at high pH. In the acidic range below a small pK of 3-4 for the pectic acid component in HC, the filtration regulation effect disappears and the filtration rate approaches the rate for PCC alone.

EKSEMPEL 5 EXAMPLE 5

Skjærstabilitet av PCC Shear stability of PCC

Den totale reologien for dispergerte former av naturlig, isolert parenkymalcelle-cellulose nærmer seg en stabil grenseverdi når materialet utsettes for høye skjærspenninger. Dette antas å The overall rheology of dispersed forms of native, isolated parenchymal cell cellulose approaches a stable limit value when the material is subjected to high shear stresses. This is assumed to

være forbundet med dissosiering og dispersjon av membrankom-plekset. Rå PCC, som f.eks. presskaken isolert fra en syre-omvandlet masse som inneholder både membran- og fiberlignende former av cellulose, så vel som rensede former av PCC, som f.eks. blekede /klassifiserte suspensjoner av PCC-BC som inneholder bare membranfraksjonen, viser dette fenomenet. 1,5% og 1,2% vekt/ volum suspensjoner av hhv. PCC-BC og PCC, ble fremstilt og pH ble i hvert tilfelle regulert til 11,0. Faststoffinnholdet angis som ikke-flyktig faststoff og er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold. 5 dråper av antiskummiddel (Calgon CL-371) ble tilsatt til 700 ml av hver celluloseholdig suspensjon og de ble blandet ved høy hastighet i en "Waring" blander i spesifiserte tidsrom. Innholdene i de forseglete blandebeholderne akkumulerte be associated with dissociation and dispersion of the membrane complex. Raw PCC, such as the presscake isolated from an acid-converted pulp containing both membrane- and fiber-like forms of cellulose, as well as purified forms of PCC, such as bleached/graded suspensions of PCC-BC containing only the membrane fraction show this phenomenon. 1.5% and 1.2% weight/volume suspensions of PCC-BC and PCC, were prepared and the pH was in each case regulated to 11.0. The solids content is stated as non-volatile solids and is not corrected for inorganic ash content. 5 drops of antifoam agent (Calgon CL-371) were added to 700 ml of each cellulosic suspension and they were mixed at high speed in a "Waring" mixer for specified periods of time. The contents of the sealed mixing containers accumulated

betydelig termisk energi og i løpet av blandetiden nærmet de seg koking. Korreksjoner for små fordampningstap ble utført ved tilsats av vann etter homogenisering der hvor det var påkrevet. Prøvene ble så avkjølt til romtemperatur og avgasset ved vakuumavsugning før instrumentell undersøkelse. Målinger av væsketap ved lavt trykk ble gjennomført ifølge A.P.I.-spesifikasjonene. Viskositeten av de homogeniserte preparatene ble undersøkt med et "Fann viskometer modell 35" ved romtemperatur . considerable thermal energy and during the mixing time they approached boiling. Corrections for small evaporation losses were made by adding water after homogenization where required. The samples were then cooled to room temperature and degassed by vacuum extraction before instrumental examination. Measurements of liquid loss at low pressure were carried out according to A.P.I. specifications. The viscosity of the homogenized preparations was examined with a "Fann viscometer model 35" at room temperature.

Dataene i tabell 7 viser at reologien for en uhomogenisert PCC suspensjon viser en innledende tidsavhengig skjæreffekt som raskt flater ut og forblir relativt konstant etter 30 minutter i en "Waring" blander. Disse innledende tidsavhengige effektene antas å være en følge av dispersjon av sammenfalte eller aggregerte parenkymalcelle-vegger/membraner. Dispersjon av små mengder vaskulære, fiberlignende cellulosekomponenter antas også å finne sted dersom slike finnes i oppløsningen. The data in Table 7 show that the rheology of an unhomogenized PCC suspension exhibits an initial time-dependent shear effect that quickly levels off and remains relatively constant after 30 minutes in a "Waring" mixer. These initial time-dependent effects are believed to be a consequence of dispersion of collapsed or aggregated parenchymal cell walls/membranes. Dispersion of small amounts of vascular, fiber-like cellulose components is also assumed to take place if such are present in the solution.

Selv om undersøkelse før og etter homogenisering under et lys-mikroskop ikke viser noen tydelig systematisk forandring i størrelsen av den dispergerte membranfraksjonen for noen preparatene, synes størrelsen av den mindre,fiberlignende kompo-nenten i tilfelle PCC å være betydelig redusert - muligens til et mer elementært nivå. Bedre væsketapsregulering for den homogeniserte rå presskaken relativt til den blekede og klassifi- Although examination before and after homogenization under a light microscope shows no clear systematic change in the size of the dispersed membrane fraction for some preparations, the size of the smaller, fiber-like component in the case of PCC appears to be significantly reduced - possibly to a more elementary level. Better liquid loss control for the homogenized raw press cake compared to the bleached and classified

serte PCC-BC er trolig resultatet av en bredere partikkelstørrel-sesfordeling og nærværet av mindre mengder HC-S. The higher PCC-BC is probably the result of a wider particle size distribution and the presence of smaller amounts of HC-S.

Et alternativ til å benytte blandere med høy hastighet for dispergering av PCC er å benytte ringformede høytrykks-homo-genisatorer i prosessforløpet. KolLoidmøller er også nyttige, An alternative to using high speed mixers for dispersing PCC is to use annular high pressure homogenizers in the process. Colloid mills are also useful,

men ikke så effektive som støtventilinnretninger i prosessfor-løpet. En alkalisk omvandlet masse, SAP, med 5,0% vekt/volum totalt innhold av ikke-flyktig faststoff, ukorrigert for uorganisk askeinnhold ble homogenisert i ubehandlet tilstand og fortynnet tre ganger eller homogenisert etter en tre gangers fortynning. but not as effective as impact valve devices in the process. An alkaline converted pulp, SAP, with 5.0% w/v total non-volatile solids content, uncorrected for inorganic ash content was homogenized in the untreated state and diluted three times or homogenized after a threefold dilution.

pH i den fortynnede homogeniserte suspensjonen var 6,0 og konsentrasjonen av partikkelformet faststoff etter fortynning var The pH of the diluted homogenized suspension was 6.0 and the concentration of particulate solids after dilution was

0,75% vekt/volum. 0.75% weight/volume.

Homogenisatoren som ble benyttet var en "Gaulin modell 15M" The homogenizer used was a "Gaulin model 15M"

og kolloidmøllen var en "Gaulin 2F". Et tilførselstrykk på 2,81 kp/cm<2> ble benyttet ved homogenisatoren og en gravitasjons-tilførsel ble benyttet f or kolloidmøllen. Viskositeten ble målt ved 23°C med et "Brookfield modell LVF" viskosimeter ved 60 opm. med en spindel nr. 2 ved å benytte en 20 sekunds avlesning. Resultatene er sammenfattet i tabell 8. and the colloid mill was a "Gaulin 2F". A feed pressure of 2.81 kp/cm<2> was used at the homogenizer and a gravity feed was used for the colloid mill. The viscosity was measured at 23°C with a "Brookfield model LVF" viscometer at 60 rpm. with a No. 2 spindle using a 20 second reading. The results are summarized in table 8.

En enkelt gjennomføring gjennom homogenisatoren ved relativt lave trykk (211 til 352 kp/cm<2>) er tilstrekkelig til å generere en stabil dispersjon av hydrerte former av PCC. Ytterligere gjennomføringer ved høyt trykk (562 kp/cm<2>) forandrer ikke reologien for det homogeniserte PCC. Homogenisering i prosess-linjen er funnet å være nyttig ved rehydratisering av spray-oppslemminger av PCC-BC, selv om to eller flere gjennom-føringer kan være påkrevet for fullstendig å gjennopprette den optimale funksjonaliteten for den homogene oppslemmingen. A single pass through the homogenizer at relatively low pressures (211 to 352 kp/cm<2>) is sufficient to generate a stable dispersion of hydrated forms of PCC. Further passes at high pressure (562 kp/cm<2>) do not change the rheology of the homogenized PCC. In-line homogenization has been found to be useful in rehydrating spray slurries of PCC-BC, although two or more passes may be required to fully restore the optimal functionality of the homogenous slurry.

EKSEMPEL 6 EXAMPLE 6

Væsketapsireguleringens _ og reologiens avhengighet av prr- k«- man-tras jonen The dependence of the liquid stasis regulation _ and rheology on the prr-k«- mantras ion

En konsentrert PCC-suspensjon fremstilt fra en presskake syreomvandlet roemasse ble inkubert over natten ved pH 11,0 og 80°C. Flere fortynnete PCC-suspensjoner ble så fremstilt, disse varierte i konsentrasjon fra 0,5 til 2,0% vekt/volum; pH av suspensjonene ble regulert til 7,8. Konsentrasjonen av ikke-flyktige organiske faststoff er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold. Homogenisering ble oppnådd ved å benytte en "Waring" blander ved høy hastighet i flere minutter. Viskositetene ble målt ved 20°C med et "Brookfield viskometer modell LVF" ved å benytte spindel nr. 2 ved 60 opm. Viskositetene A concentrated PCC suspension prepared from a press cake acid-converted beet pulp was incubated overnight at pH 11.0 and 80°C. Several dilute PCC suspensions were then prepared, these varied in concentration from 0.5 to 2.0% w/v; The pH of the suspensions was adjusted to 7.8. The concentration of non-volatile organic solids is not corrected for inorganic ash content. Homogenization was achieved using a "Waring" mixer at high speed for several minutes. The viscosities were measured at 20°C with a "Brookfield viscometer model LVF" using spindle no. 2 at 60 rpm. The viscosities

er angitt som tidsuavhengige grenseverdier. Data for væsketap ved lavt trykk ble også registrert. are specified as time-independent limit values. Data for fluid loss at low pressure were also recorded.

I området fra 0,5 til 1,5% vekt/volum varierer viskositeten av godt dispergerte PCC-preparater tilnærmet lineært med konsentrasjonen av partikkelformet stoff. PCC har en tendens til å In the range from 0.5 to 1.5% weight/volume, the viscosity of well-dispersed PCC preparations varies approximately linearly with the concentration of particulate matter. PCC tends to

danne zerogeler ved faststoffkonsentrasjoner over 2,0% vekt/ volum. Avviket fra en lineær faststoff/viskositetrelasjon som begynner i dette området er trolig en følge av ikke-lineær partikkel/partikkelvekselvirkning. Filtreringshastighetene er relativt uavhengige av konsentrasjonene under 1% vekt/volum og synes å øke ved høyere konsentrasjoner for de trykkene på 7,03 kp/cm<2> som benyttes. form zero gels at solids concentrations above 2.0% weight/volume. The deviation from a linear solid/viscosity relationship that begins in this area is probably a consequence of non-linear particle/particle interaction. The filtration rates are relatively independent of the concentrations below 1% weight/volume and seem to increase at higher concentrations for the pressures of 7.03 kp/cm<2> that are used.

EKSEMPEL 7 EXAMPLE 7

HC- S- konsentrasjonens virkning på filtreringsreguleringen for PCC The effect of the HC-S concentration on the filtration regulation for PCC

En 30% vekt/vekt HC ble fortynnet til 5% vekt/volum og regulert til 0,1N i NaOH. Oppløsningen ble delvis forsåpet ved reaksjon over natten ved 75°C. Ved avkjøling hadde det dannet segen løs gel som lett lot seg røre ut og helle. En tilstrekkelig mengde av 5% gelen ble tilsatt til en PCC-suspensjon fremstilt fra en alkalisk omvandlet masse som ikke inneholdt HC eller HC-S, slik at det ble dannet en dispergert blanding med 1% vekt/volum PCC (det ikke-flyktige celluloseinnholdet er ikke korrigert A 30% w/w HC was diluted to 5% w/v and adjusted to 0.1N in NaOH. The solution was partially saponified by reaction overnight at 75°C. On cooling, a sticky loose gel had formed which could easily be stirred out and poured. A sufficient amount of the 5% gel was added to a PCC suspension prepared from an alkaline converted pulp containing no HC or HC-S to form a dispersed mixture of 1% w/v PCC (the non-volatile cellulose content is not corrected

for uorganisk askeinnhold) med tre forskjellige HC-S-konsentrasjoner. Oppslemmingene ble så homogenisert ved blanding ved høy hastighet i en "Waring" blander i flere minutter. Den resulterende PCC-dispersjonen var svakt alkalisk og hadde en pH for inorganic ash content) with three different HC-S concentrations. The slurries were then homogenized by mixing at high speed in a "Waring" mixer for several minutes. The resulting PCC dispersion was slightly alkaline and had a pH

på 7,8. Viskositeten ble målt ved å benytte et "Brookfield modell LVF" viskosimeter med spindel nr. 3 ved 60 opm og 23°C. Fremgangs-måten ved undersøkelsen av væsketapsiregulering var standard A.P.I.-metoden. Resultatene er sammenfattet i tabell 10. of 7.8. The viscosity was measured using a "Brookfield model LVF" viscometer with spindle No. 3 at 60 rpm and 23°C. The procedure for the examination of fluid tapsis regulation was the standard A.P.I. method. The results are summarized in table 10.

Forsåpet HC-S synes å ha en viktig synergistisk effekt på væsketapsreguleringen for PCC, idet den tilnærmet halverer filtreringshastigheten for en 1% PCC-dispersjon ved en ekvivalent faststoff-konsentrasjon. Ytterligere forbedring observeres ved å øke HC-S/ PCC-forholdet. Forholdet på 1,5 er tilnærmet likt fordelingen mellom oppløslig og partikkelformet materiale som resulterer fra alkalisk omvandling av roemasse ved høye temperaturer. Disse resultatene antyder at et homogent HC/PCC produkt (SAP) som resulterer fra termomekanisk behandling ved høy pH av roemasse, som beskrevet f.eks. i eksempel 8 i U.S.patent nr. 4 629 575, kan være spesielt nyttig som en væske både for reologi- og væsketapsregulering for borevæsker. I motsetning til en HC-S som er forsåpet ved høy temperatur synes den forsåpete HC-S som benyttes i dette eksempelet delvis å bidra til viskositeten. The saponified HC-S appears to have an important synergistic effect on liquid loss control for PCC, as it approximately halves the filtration rate for a 1% PCC dispersion at an equivalent solids concentration. Further improvement is observed by increasing the HC-S/PCC ratio. The ratio of 1.5 is approximately equal to the distribution between soluble and particulate matter resulting from alkaline conversion of beet pulp at high temperatures. These results suggest that a homogeneous HC/PCC product (SAP) resulting from thermomechanical treatment at high pH of beet pulp, as described e.g. in Example 8 of U.S. Patent No. 4,629,575, may be particularly useful as a fluid for both rheology and fluid loss control for drilling fluids. In contrast to an HC-S that is saponified at high temperature, the saponified HC-S used in this example seems to partially contribute to the viscosity.

EKSEMPEL 8 EXAMPLE 8

Reologisk virkning av alkaliomvandlet roemasse i saltoppløsning eller vann som en borevæskeblanding Rheological effect of alkali converted beet pulp in saline solution or water as a drilling fluid mixture

En alkalisk omvandlet roemasse (SAP) ble fremstilt som i eksempel An alkaline converted beet pulp (SAP) was prepared as in Example

8 av US-patent nr. 4 629 575 ved reaksjon mellom massen ved 163°C og 0,2N NaOH i 57 sekunder. Den resulterende massen inneholdt ca. 8 of US Patent No. 4,629,575 by reaction between the mass at 163°C and 0.2N NaOH for 57 seconds. The resulting mass contained approx.

40% partikkelformet materiale og 60% oppløslige massefaststoff. 40% particulate material and 60% soluble bulk solids.

pH i den omvandlete masseoppslemmingen var 11,8 og den synes å være ubegrenset stabil ved lagring ved romtemperatur i denne til-standen. Følgende forsøk ble utført ved å benytte en 1% vekt/ volum partikkelformet PCC-suspensjon som inneholdt 1,5% vekt/ The pH of the converted pulp slurry was 11.8 and it appears to be indefinitely stable when stored at room temperature in this condition. The following experiments were carried out using a 1% w/v particulate PCC suspension containing 1.5% w/v

vekt forsåpet hemicelluloseformet HC-S og de andre angitte bestanddelene. PCC/HC-S suspensjonene som inneholdt 5 dråper antiskummiddel (Calgon CL-371) ble blandet i 5 minutter i "Waring" blander ved høy hastighet, avkjølt til romtemperatur, og avgasset ved vakuumavsugning før instrumentell undersøkelse. Resultatene av den serie av grunnleggende forsøk som var utformet for å be- weight of saponified hemicellulose form HC-S and the other stated ingredients. The PCC/HC-S suspensions containing 5 drops of antifoam agent (Calgon CL-371) were mixed for 5 minutes in a "Waring" mixer at high speed, cooled to room temperature, and degassed by vacuum suction prior to instrumental examination. The results of the series of basic experiments designed to

krefte egnetheten for bruk som en foreslått borevæske er gjen- confirm its suitability for use as a proposed drilling fluid is re-

gitt i tabell 11. Et "Fann modell 35" viskosimeter ble benyttet for viskositetsmålingene og "Baroid, modell 301" filtrerings-utstyret ble benyttet for målinger av væsketapsregulering. given in Table 11. A "Fann model 35" viscometer was used for the viscosity measurements and the "Baroid, model 301" filtration equipment was used for liquid loss control measurements.

Dataene antyder god kompatibilitet med faste stoffer som er tilstede i boreslam og vanlige midler for væsketapsregulering. The data suggest good compatibility with solids present in drilling muds and common fluid loss control agents.

I tabell 12 gjengis data fra en identisk serie undersøkelser Table 12 shows data from an identical series of surveys

utført i mettet NaCl-oppløsning. Det er bemerkelsesverdig at resultatene antyder at både viskositeten og filtreringsreguleringen for homogenisert SAP synes å bli forbedret i mettete saltoppløs-ninger. Som med ferskvanns-dispersjoner forbedret tilsats av representative faststoff fra boreslam ved lave konsentrasjoner filtreringsreguleringen, bortsett fra CaC02. Som ventet var bentonitt mindre effektiv, og stivelse upåvirket av saltvannsopp-løsningen. performed in saturated NaCl solution. It is noteworthy that the results suggest that both the viscosity and filtration regulation of homogenized SAP appear to be improved in saturated saline solutions. As with freshwater dispersions, the addition of representative solids from drilling mud at low concentrations improved filtration regulation, except for CaCO2. As expected, bentonite was less effective, and starch unaffected by the salt water solution.

EKSEMPEL 9 EXAMPLE 9

Reologiske egenskaper og filtreringsregulering i mettet saltopp-løsning av alkaliomvandlet masse, SAP Rheological properties and filtration regulation in saturated salt solution of alkali converted pulp, SAP

Den alkaliomvandlede massen, SAP, beskrevet i de foregående eksempel 8 ble benyttet og et tilsvarende forsøksoppsett ble anvendt. Tabell 13 gjengir den grunnleggende serien av bore-væskeforsøk, i dette eksempelet i mettet NaCl hvor konsentrasjonen av SAP ble variert. Vektforholdet av SAP uttrykkes basert på en partikkelformet PCC-basis. Materialet inneholder også ca. 1,5 ganger PCC-innholdet i HC-S faststoff. Mens de reologiske egenskapene systematisk blir dårligere med økende innhold av faststoff i den alkaliske massen, blir filtrerings-kontrollen forbedret. Et optimalt punkt synes å nås i nærheten av 0,75% vekt/vekt basert på innholdet av partikkelformet PCC. Disse blandingene, spesielt de som inneholder representative, faste borevæskebestanddeler, ventes å fungere meget bra som borevæsker. The alkali-converted mass, SAP, described in the previous example 8 was used and a corresponding experimental setup was used. Table 13 reproduces the basic series of drilling fluid experiments, in this example in saturated NaCl where the concentration of SAP was varied. The weight ratio of SAP is expressed based on a particulate PCC basis. The material also contains approx. 1.5 times the PCC content of HC-S solids. While the rheological properties systematically deteriorate with increasing content of solids in the alkaline mass, the filtration control is improved. An optimum point appears to be reached in the vicinity of 0.75% w/w based on the content of particulate PCC. These mixtures, especially those containing representative solid drilling fluid components, are expected to perform very well as drilling fluids.

33

EKSEMPEL 10 EXAMPLE 10

Synergistisk væsketapsregulering ved PCC. og lavviskositets CMC Synergistic fluid loss regulation by PCC. and low viscosity CMC

i ferskvann in fresh water

Den partikkelformige fraksjonen fra en syreomvandlet roemasse ble bleket og mekanisk oppdelt slik at man fikk et PCC- The particulate fraction from an acid-converted beet pulp was bleached and mechanically divided to obtain a PCC

BC preparat som ikke inneholdt HC. PCC-BC alene, CMC alene BC preparation that did not contain HC. PCC-BC alone, CMC alone

og en PCC-BC/CMC blanding ble homogenisert i 5 minutter i en "Waring" blander ved høy hastighet, avkjølt til romtemperatur og avgasset ved vakuumavsugning. En dråpe antiskummiddel ble tilsatt pr. 100 ml homogenisert suspensjon for å lette av-gassingen. pH for den homogeniserte suspensjonen ble regulert til ca. 11. Tabell 14 gjengir resultatene fra en grunnleggende serie forsøk med hensyn på reologi og filtreringsregulering for disse prøvene. Verken PCC eller CMC^v alene tilveiebringer tilstrekkelig regulering av væsketap. Kombinasjonen viser betydelig synergistisk forbedring; imidlertid forekommer det en økning i viskositeten som overskrider den additivetfekten som var ventet. Tilsvarende synergistiske resultater ble observert for PCC og HC-S kombinasjonene i det foregående eksempel 7. and a PCC-BC/CMC mixture was homogenized for 5 minutes in a "Waring" mixer at high speed, cooled to room temperature and degassed by vacuum suction. One drop of antifoam agent was added per 100 ml of homogenized suspension to facilitate degassing. The pH of the homogenized suspension was regulated to approx. 11. Table 14 reproduces the results of a basic series of experiments with respect to rheology and filtration control for these samples. Neither PCC nor CMC^v alone provide adequate regulation of fluid loss. The combination shows significant synergistic improvement; however, there is an increase in viscosity that exceeds the additive effect that was expected. Corresponding synergistic results were observed for the PCC and HC-S combinations in the previous example 7.

EKSEMPEL 11 EXAMPLE 11

Effektene av mettet NaCl- oppløsning og andre additiver på reologien og filtreringsegenskapene for en homogenisert alkali- omvandlet roemasse The effects of saturated NaCl solution and other additives on the rheology and filtration properties of a homogenized alkali-converted beet pulp

Forskjellige blandinger av en alkali-omvandlet roemasse (SAP) Different mixtures of an alkali-converted beet pulp (SAP)

og forskjellige stoff fraboreslam, filtreringsregulerings-additiver og kalsiumsalter ble fremstilt på følgende måte. and various substances from drilling mud, filtration control additives and calcium salts were prepared in the following manner.

Ca. 3 dråper av et antiskummiddel ble tilsatt pr. 600 ml av SAP-suspensjonene som inneholdt 1% vekt/volum PCC og 1,7% vekt/ volum forsåpet HC-S (de angitte faststoffinnhold er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold). Blandingene ble blandet ved høy hastighet i en "Waring" blander i 5 minutter, pH ble regulert til 11,0, og de resulterende homogene suspensjonene ble blandet ytterligere 10 minutter. De homogeniserte preparatene ble eldet ved 20°C i 16 timer, ved dette tidspunktet ble de avgasset ved vakuumavsuging og pH ble, om nødvendig, igjen regulert til 11,0. Alle pH-avlesningene i saltoppløsning ble korrigert for Na<+->konsentrasjonseffekter på glasselektroden i pH-meteret. About. 3 drops of an antifoam agent were added per 600 ml of the SAP suspensions containing 1% w/v PCC and 1.7% w/v saponified HC-S (the stated solids content is not corrected for inorganic ash content). The mixtures were mixed at high speed in a "Waring" mixer for 5 minutes, the pH was adjusted to 11.0, and the resulting homogeneous suspensions were mixed for an additional 10 minutes. The homogenized preparations were aged at 20°C for 16 hours, at which time they were degassed by vacuum suction and the pH was, if necessary, again adjusted to 11.0. All pH readings in saline were corrected for Na<+->concentration effects on the glass electrode of the pH meter.

I tabell 15 sammenlignes reologien og væsketaps-profilene for forskjellige additiver i en ferskvannsvæskei Tilsvarende data i mettet saltvanns-oppløsning er gjengitt i tabell 16. Table 15 compares the rheology and liquid loss profiles for different additives in a fresh water liquid. Corresponding data in a saturated salt water solution is reproduced in table 16.

Resultatene fra aldringsforsøkene på 16 timer antyder at oppløs-ningsreologien for de forskjellige homogenisert SAP-prøvene, The results from the 16 hour aging tests suggest that the dissolution rheology of the different homogenized SAP samples,

med få unntak, er relativt ufølsom overfor en høy konsentrasjon av oppløst NaCl. Den svake økningen i viskositeten sammenlignet med kontrollprøven som observeres for visse partikkelformede additiver skyldes sansynligvis iboende salt-effekter på de anvendte partikkelformete stoffene. Denne effekten kan bidra på en additiv måte til blandingens totale reologi. Filtreringsreguleringen forbedres i saltoppløsning, med unntak av "Grundite"-blandingen hvor hastigheten viste en svak økning. Forskjeller i væsketap som varierer fra 5 til 15 ml antas, i en første tilnærmelse, å skyldes den relative effektiviteten av små partikler ved brodannelse eller polymervekselvirkning med den primære filmen av PCC/HC-S ved filtreringsoverflaten. with few exceptions, is relatively insensitive to a high concentration of dissolved NaCl. The slight increase in viscosity compared to the control sample observed for certain particulate additives is probably due to inherent salt effects on the particulate substances used. This effect can contribute in an additive way to the overall rheology of the mixture. The filtration regulation improves in saline, with the exception of the "Grundite" mixture where the rate showed a slight increase. Differences in liquid loss ranging from 5 to 15 mL are thought, in a first approximation, to be due to the relative efficiency of small particles in bridging or polymer interaction with the primary film of PCC/HC-S at the filtration surface.

EKSEMPEL 12 EXAMPLE 12

Statisk aldring ved 93°C av polymere borevæsker basert på alkali-eller syreomvandlet roemasse med lavt faststoff- innhold Static aging at 93°C of polymeric drilling fluids based on alkali- or acid-converted beet pulp with a low solids content

En alkali-omvandlet roemassekonsentrat (SAP) ble fremstilt ved høytemperaturreaksjonen ved høy pH av rehydratiserte roemasse-pellets generelt ifølge US-patent nr. 4 629 575. Preparatet innehold 1,9% vekt/volum celluloseformet materiale i partikkelform og ca. 3,2% vekt/volum ikke-flyktig, oppløselig materiale som hovedsakelig er hemicelluloseformet faststoff. De angitte inn- An alkali-converted beet pulp concentrate (SAP) was prepared by the high-temperature reaction at high pH of rehydrated beet pulp pellets generally according to US Patent No. 4,629,575. The preparation contained 1.9% w/v cellulosic material in particulate form and approx. 3.2% w/v non-volatile, soluble material which is mainly hemicellulosic solid. The entered in-

hold av ikke-f lyktig/ , faststoff er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold. SAP ble fortynnet med vann eller mettet NaCl-opp-løsning slik at man fikk en ukorrigert konsentrasjon av partikkelformet cellulose på 1% vekt/volum. Etter tilsats av andre additiver og tilstrekkelig NaCl til at oppløsningen ble mettet, keep non-volatile/ , solids not corrected for inorganic ash content. The SAP was diluted with water or saturated NaCl solution so that an uncorrected concentration of particulate cellulose of 1% w/v was obtained. After adding other additives and enough NaCl to saturate the solution,

i ble pH regulert til enten 9,0 eller 11,0 og blandingen ble blandet i 15 minutter ved høy hastighet i en "Waring" blander. pH ble, i, the pH was adjusted to either 9.0 or 11.0 and the mixture was mixed for 15 minutes at high speed in a "Waring" mixer. pH became,

om nødvendig, igjen regulert og den homogeniserte suspensjonen ble plassert i en rustfri stålbeholder for statisk inkubering ved 93°C i 16 timer. Sylinderene ble ikke avgasset og inneholdt et ufyllt volum tilnærmet lik volumet av det væskeformige innholdet. Etter inkubering ble innholdet avkjølt, blandet ved lav hastighet i 2-5 minutter for å dispergere eventuelt sammen-klumpet materiale, pH ble, om nødvendig, regulert og den homogeniserte suspensjonen ble avgasset ved vakuumavsuging. if necessary, again regulated and the homogenized suspension was placed in a stainless steel container for static incubation at 93°C for 16 hours. The cylinders were not degassed and contained an unfilled volume approximately equal to the volume of the liquid contents. After incubation, the contents were cooled, mixed at low speed for 2-5 minutes to disperse any clumped material, the pH was, if necessary, adjusted and the homogenized suspension was degassed by vacuum suction.

Tabell 17 sammenfatter reologien og væsketaps-profilene. Table 17 summarizes the rheology and the liquid loss profiles.

En tilsvarende fremgangsmåte ble benyttet for å undersøke syre-omvandlet masse fremstilt ifølge eksempel 1 i US-patent nr. 4 629 575 Effekten av forskjellige polymerer som antas å være mer temperaturstabile enn den roemasse-endogene hemicellulosen ble undersøkt. A similar method was used to examine acid-converted pulp prepared according to example 1 in US Patent No. 4,629,575. The effect of various polymers believed to be more temperature stable than the beet pulp endogenous hemicellulose was investigated.

PSS, PVS, PA, PVA representerer utgaver med lav til middels viskositet av henholdsvis natriumpolystyrensulfat, natriumpoly-vinylsulfonat, natriumpolyacrylat og polyvinylalkohol. CMC PSS, PVS, PA, PVA represent low to medium viscosity versions of sodium polystyrene sulphate, sodium polyvinyl sulphonate, sodium polyacrylate and polyvinyl alcohol respectively. CMC

er en karboksymetylcellulose med lav viskositet. Ingen av de ovenfor nevnte polymerpreparatene alene viser betydelig regulerLng av væsketap eller viskositet ved de angitte konsentrasjonene. is a low viscosity carboxymethyl cellulose. None of the above-mentioned polymer preparations alone show significant regulation of liquid loss or viscosity at the indicated concentrations.

"Grundit" ble anvendt som et eksempel på faste stoffer i boreslag i en mengde på 1% vekt/volum. "Grundit" alene viser liten, eller ingen, filtreringsregulering. Tabell 18 og 19 sammenfatter resultatene. "Grundit" was used as an example of solids in drill bits in an amount of 1% weight/volume. "Grundit" alone shows little, if any, filtration regulation. Tables 18 and 19 summarize the results.

Som det fremgår av tabell 17 kan alkali-omvandlet roemasse danne basis for borevæsker med lavt faststoffinnhold som fungerer bra i ferskvann eller mettede saltoppløsninger. Væsketapsreguleringen forbedres markert ved at det innbefattes typiske faste stoffer fra boreslam som er en endogen bestanddel av borevæsker. Ved det høye pH-området på 10-11 brytes hemi-cellulosene langsomt ned ved 93°C og filtreringsreguleringen avtar tilsvarende. Ved pH 9 og lavere er imidlertid nedbryt-ningen betydelig redusert og den alkali-omvandlede massen kan sansynligvis benyttes med tilfredsstillende resultat som en basisvæske ved temperaturer opp til 107°C til 120°C. As can be seen from table 17, alkali-converted beet pulp can form the basis for drilling fluids with a low solids content that work well in fresh water or saturated salt solutions. Fluid loss regulation is markedly improved by including typical solids from drilling mud, which is an endogenous component of drilling fluids. At the high pH range of 10-11, the hemi-celluloses slowly break down at 93°C and the filtration regulation decreases accordingly. At pH 9 and below, however, the decomposition is significantly reduced and the alkali-converted mass can probably be used with satisfactory results as a base liquid at temperatures up to 107°C to 120°C.

Tabellene 18 og 19 viser at et antall anioniske polymerer vekselvirker synergistisk med PCC slik at filtreringsregulering forbedres. Disse polymerene påvirkes mindre av temperaturen og kan benyttes som tilsats til et alkali-omvandlet masse-, SAP-basert, system når det benyttes ved temperaturer som overskrider ca. 120°C. Væskene med tilsats av syntetiske polymerer begrenses ved den iboende termiske stabiliteten av de tilsatte polymerene som ligger i området fra 149°C til 177°C for de systemene som benyttes i dette eksempelet. Innbefatning av faste stoffer fra boreslam forbedrer også væsketapsieguleringen. Hver av de foran nevnte polymerene synes å virke synergistisk med PCC ved forbedring av de egenskapene som er ønskelige i borevæsker. Tables 18 and 19 show that a number of anionic polymers interact synergistically with PCC so that filtration regulation is improved. These polymers are less affected by temperature and can be used as an additive to an alkali-converted pulp, SAP-based system when used at temperatures exceeding approx. 120°C. The liquids with the addition of synthetic polymers are limited by the inherent thermal stability of the added polymers, which lies in the range from 149°C to 177°C for the systems used in this example. Inclusion of solids from drilling mud also improves fluid tap regulation. Each of the aforementioned polymers appears to act synergistically with PCC in improving the properties that are desirable in drilling fluids.

EKSEMPEL 13 EXAMPLE 13

Høytemperatur borevæskeblanding basert på PCC High temperature drilling fluid mixture based on PCC

Homogenisert PCC fra en syre-omvandlet presskake som inneholdt høytemperaturadditiver for regulering av væsketap ble fremstilt ved homogenisering ved høy hastighet i en "Waring" blander i 15 minutter. Til de homogenisert suspensjonene ble det tilsatt Homogenized PCC from an acid-converted presscake containing high-temperature additives to control liquid loss was prepared by high-speed homogenization in a "Waring" mixer for 15 minutes. To the homogenized suspensions was added

4 dråper antiskummiddel pr. 600 ml; pH ble regulert.til 9,0 4 drops of antifoam agent per 600 ml; The pH was adjusted to 9.0

etter avkjøling til romtemperatur. 600 ml prøver ble statisk inkubert ved 149°C i 16 timer i rustfrie stålsylindere som hadde et volumforhold mellom tomt rom og væskefyllt rom på 1. Det ble ikke gjort noe forsøk på avgassing eller fjernelse av oksygen. Det anvendtelignitt var en kommersiell, nedmalt API-kvalitet AMPS er en homopolymer med høy molekylvekt av 2-acrylamido-2-metyl propansulfonsyre som fås gjennom Lubrizol Corp., Cleveland, Ohio. "Miltemp" er et varemerkeregistrert, sulfonert poly-styren-kopolymerprodukt fra Milchem Company, Houston, Texas. after cooling to room temperature. 600 ml samples were statically incubated at 149°C for 16 hours in stainless steel cylinders having a volume ratio between empty space and liquid filled space of 1. No attempt was made to degas or remove oxygen. The lignite used was a commercial ground down API grade AMPS is a high molecular weight homopolymer of 2-acrylamido-2-methyl propanesulfonic acid available through Lubrizol Corp., Cleveland, Ohio. "Miltemp" is a trademarked, sulfonated polystyrene copolymer product of the Milchem Company, Houston, Texas.

Etter inkubering ble innholdet av bombene avkjølt til romtemperatur, pH ble regulert til 9,0 og blandingene ble blandet i 5 minutter med 2 dråper av antiskummiddel. Reologi og væske-tapsr egu]erinq ble bestemt som beskrevet i de tidligere eksempeleae Resultatene er gjengitt i tabell 20. After incubation, the contents of the bombs were cooled to room temperature, the pH was adjusted to 9.0 and the mixtures were mixed for 5 minutes with 2 drops of antifoam. Rheology and fluid loss regulation were determined as described in the previous examples. The results are reproduced in table 20.

Resultatene viser at PCC har god kompatibilitet med lignitt The results show that PCC has good compatibility with lignite

AMPS og "Miltemp" ved 149°C. F.eks. antas det at lignitt kan regulere filtreringen og PCC-reologien. I tilfelle med AMPS oidrar polymeren til reologien og tilveiebringer en synergistisk filtreringsreguleringseffekt. AMPS alene viser ingen væsketapsregulering. "Miltemp" virker synergi stisk med PCC til regulering av væsketapet, men antas ikke å bidra til reologien av blandin<qp>n. AMPS and "Miltemp" at 149°C. E.g. it is believed that lignite can regulate the filtration and the PCC rheology. In the case of AMPS, the polymer adds to the rheology and provides a synergistic filtration control effect. AMPS alone shows no fluid loss regulation. "Miltemp" acts synergistically with PCC to regulate the liquid loss, but is not believed to contribute to the rheology of the mixture.

EKSEMPEL 14 EXAMPLE 14

Kalium- inhiberte borevæsker basert på alkali- omvandlet masse med lavt faststoffinnhold Potassium-inhibited drilling fluids based on alkali-converted pulp with a low solids content

Det ble fremstilt en alkali-omvandlet roemasse (SAP)-væske inneholdt 1,0% vekt/volum partikkelformet PCC og 1,8% vekt/ An alkali-converted beet pulp (SAP) liquid was prepared containing 1.0% w/v particulate PCC and 1.8% w/v

volum forsåpet 'HC-S-faststoff (konsentrasjonen av ikke-flyktig faststoff er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold). Preparatet ble homogenisert på en "Manton-Gaulin Model 15" homogenisator ved 211 kg/cm<2> (første trinn) til en "ann-grense-viskositet ved 600 opm. Den homogeniserte suspensjonen ble fortynnet i forholdet 1:1 med ledningsvann, de spesifiserte bestanddelene ble tilsatt (typiske faststoff fra boreslam og KC1) og blandingen ble ytterligere homogenisert i en "Waring" blander i 5 minutter. 5 dråper av antiskummiddel ble benyttet pr. 600 ml homogenisert suspensjon for å kontrollere skummingen. Etter blanding i blanderen ble de homogeniserte suspensjonene avgasset ved vakuumavsuging og pH ble regulert til 9,0. Reologien og væsketapsegenskapene ble bestemt som angitt i de foregående eksempeler. Statisk aldring av preparatene ved romtemperatur i 24 timer hadde ingen synlig virkning på egenskapene bortsett fra at reguleringen av A.P.I.-væsketapet ble noe forbedret for blandingen, som inneholdt "Rev Dust". Tabell 21 sammenfatter resultatene. volume of saponified 'HC-S solid (the concentration of non-volatile solids is not corrected for inorganic ash content). The preparation was homogenized on a "Manton-Gaulin Model 15" homogenizer at 211 kg/cm<2> (first stage) to an "ann-limit viscosity" at 600 rpm. The homogenized suspension was diluted 1:1 with tap water, the specified ingredients were added (typical drilling mud solids and KC1) and the mixture was further homogenized in a "Waring" mixer for 5 minutes. 5 drops of antifoam agent were used per 600 ml of homogenized suspension to control foaming. After mixing in the mixer, the homogenized suspensions were degassed by vacuum suction and the pH was adjusted to 9.0. The rheology and liquid loss properties were determined as indicated in the previous examples. Static aging of the preparations at room temperature for 24 hours had no apparent effect on the properties except that the control of the A.P.I. liquid loss was somewhat improved for the mixture, which contained “Rev Dust.” Table 21 summarizes the results.

Fann-reologiprofilen er ufølsom overfor 3% vekt/volum KC1. Den iboende filtreringsreguleringen, som antas å tilveiebringes ved vekselvirkningen mellom PCC-filmen og HC-S synes bare i liten grad å påvirkes av KC1. Tilsats av representative boréfast-stoffer øker i stor grad reguleringen av væsketapet, som observert i tidligere eksempeler for mettede saltoppløsninger. Det antas at de suspenderte slammene tilveiebringer en tilstrekkelig mengde små partikler slik at en del av de kolloidale leirene plugger igjen hulrommene i den PCC-baserte filmen. HC-S antas å vekselvirke med disse leirene slik at væskepermeabiliteten over den sammensatte filmen nedsettes ytterligere. The Fann rheology profile is insensitive to 3% w/v KC1. The intrinsic filtration regulation, believed to be provided by the interaction between the PCC film and HC-S, appears to be only slightly affected by KC1. Addition of representative Boré solids greatly increases the regulation of liquid loss, as observed in previous examples for saturated salt solutions. It is believed that the suspended sludges provide a sufficient amount of small particles so that a part of the colloidal clays plug the voids in the PCC-based film. HC-S is believed to interact with these clays so that the fluid permeability across the composite film is further reduced.

EKSEMPEL 15 EXAMPLE 15

HC- oppredet bentonitt i saltvann HC-prepared bentonite in salt water

Dispergerte ferskvannspreparater av bentonittleirer undergår flokkulering og senere aggregering i nærvær av økende salt-konsentrasjoner. Flokkulering øker gelstyrken og reduserer i stor grad væsketapsreguleringen, mens aggregering nedsetter både gelstyrken og væsketapsreaulering. Tids- og konsentrasjons-avhengigheten av bentonittbaserte borevæsker i saltvannsoppløs-ninger gjør regulering av reologien vanskelig. Visse polymerer, som f.eks. polyanioniske celluloser og CMC er funnet å forbedre væsketapsreguleringen som er karakteristisk for aggregerte leirer. Videre er disse polymerene, i noen tilfeller, antatt å redusere de vekselvirkningene som fører til aggregering av både flokkulerte og dispergerte leirer. Det er nå oppdaget at hemicellulosen avledet fra omvandlet sukkerroemasse i alkalisk miljø virker på en måte som tilsvarer CMC og gir bentonittleirer i saltvann eller saltoppløsninger fordelaktige egenskaper. Dispersed freshwater preparations of bentonite clay undergo flocculation and later aggregation in the presence of increasing salt concentrations. Flocculation increases gel strength and greatly reduces liquid loss regulation, while aggregation reduces both gel strength and liquid loss regulation. The time and concentration dependence of bentonite-based drilling fluids in saltwater solutions makes regulation of the rheology difficult. Certain polymers, such as e.g. polyanionic celluloses and CMC have been found to improve the fluid loss control characteristic of aggregated clays. Furthermore, these polymers are, in some cases, believed to reduce the interactions that lead to aggregation of both flocculated and dispersed clays. It has now been discovered that the hemicellulose derived from converted sugar beet pulp in an alkaline environment acts in a manner similar to CMC and gives bentonite clays in salt water or saline solutions beneficial properties.

En forhydratisert ferskvannsbentonitt ble fremstilt ved aldring av 100 g bentonitt i 3,5 1 ledningsvanh over natten (28,57 g/ 1 eller 2,85% vekt/volum). Den forhydratisert bentonittblandingen ble delt i 5 like store porsjoner på 700 ml og de spesifiserte mengdene av CMClv eller HC ble tilsatt. HC som benyttes i dette forsøket var avledet fra en syre-omvandlet roemasse og var opp-konsentrert til 30% faststoff vekt/vekt (konsentrasjonen av ikke-flyktig faststoff er ikke korrigert for askeinnhold). Når den isoleres fra en syre-omvandlet masse er pektinkomponenten sterkt acetylert på den sekundære hydroksylfunksjonaliteten av pyranose-delen og uronsyren eksisterer hovedsakelig som metylesteren. Blandingene fikk stå ved romtemperatur i 3 timer ved en basisk A pre-hydrated freshwater bentonite was prepared by aging 100 g of bentonite in 3.5 L of tap water overnight (28.57 g/L or 2.85% w/v). The pre-hydrated bentonite mixture was divided into 5 equal portions of 700 ml and the specified amounts of CMClv or HC were added. The HC used in this experiment was derived from an acid-converted beet pulp and was concentrated up to 30% solids weight/weight (the concentration of non-volatile solids is not corrected for ash content). When isolated from an acid-converted pulp, the pectin component is highly acetylated on the secondary hydroxyl functionality of the pyranose moiety and the uronic acid exists mainly as the methyl ester. The mixtures were allowed to stand at room temperature for 3 hours at a base

pH på 8-11 slik at HC ble forsåpet. Etter at forsåpningsreak-sjonen i det vesentlige var avsluttet, dette fremgår ved en stabil pH-avlesning, ble 35 g NaCl tilsatt hver av porsjonene og oppslemmingen ble godt blandet. Blandingene ble statisk eldet ved romtemperatur i 24 timer og Fann-reologien og væsketapsegenskapene ble bestemt. Tabell 22 sammenfatter resultatene. pH of 8-11 so that the HC was saponified. After the saponification reaction had essentially ended, as evidenced by a stable pH reading, 35 g of NaCl was added to each of the portions and the slurry was well mixed. The mixtures were statically aged at room temperature for 24 hours and the Fann rheology and fluid loss properties were determined. Table 22 summarizes the results.

HC-S forbedrer gelstyrken og filtreringsreguleringsegenskapene for salte bentonittsuspensjoner på en måte som tilsvarer CMC. Forbedringen i væsketapet som forsårsakes av HC-S viser en semilogaritmisk konsentrasjonsavhengighet og, ved ekstrapolering til resultatene for CMClv, synes HC å være ca. 20% mer effektiv enn CMC-^v under betingelsene i dette forsøket på basis av vekt-enhet i ubehandlet tilstand. HC-S improves the gel strength and filtration control properties of saline bentonite suspensions in a manner similar to CMC. The improvement in fluid loss caused by HC-S shows a semi-logarithmic concentration dependence and, by extrapolation to the results for CMClv, HC appears to be approx. 20% more effective than CMC-^v under the conditions of this experiment on a unit weight basis in the untreated state.

EKSEMPEL 16 EXAMPLE 16

Anvendelse av PCC for å suspendere ballastmidler i bore-, kompletterings- eller overhalingsvæsker med høy tetthet Application of PCC to suspend ballast agents in high density drilling, completion or overhaul fluids

Væsker med midlere tetthet ble fremstilt ved å blande forskjellige mengder av en rå syre-omvandlet massepresskake med en kommersiell A.P.I.-renhet avbarytt og vann eller mettet NaCl. PCC-konsentrasjonene uttrykkes som prosent totalt innhold av faste, celluloseformige materialer basert på det opprinnelige væske-volumet eller vekten før tilsats avbarytt. Den volumetriske forandringen etter barytt-tilsats var ca. 40%. PCC-konsentrasjonene som ble anvendt varierte fra 0,75% til 1,5% vekt/volum. Blandingen ble homogenisert i en "Waring" blander ved høy hastighet i 6 minutter, tømt i et dekket 600 ml "Griffin" beger og fikk stå Medium density liquids were prepared by mixing various amounts of a crude acid-converted pulp press cake with a commercial A.P.I. grade debarite and water or saturated NaCl. The PCC concentrations are expressed as a percentage of the total content of solid, cellulosic materials based on the original liquid volume or weight before addition is discontinued. The volumetric change after barite addition was approx. 40%. The PCC concentrations used varied from 0.75% to 1.5% w/v. The mixture was homogenized in a "Waring" mixer at high speed for 6 minutes, poured into a covered 600 ml "Griffin" beaker and allowed to stand

ved romtemperatur i 4 dager. Sammensetningene er angitt i tabell 23 som også gir resultater. at room temperature for 4 days. The compositions are given in table 23 which also gives results.

En svak konsentrasjonsavhengighet antydes, men 1% vekt/volum A weak concentration dependence is suggested, but 1% w/v

PCC gir et endelig suspendert volum av baryttsjikt på ca. 83% av det totale volum av den homogeniserte suspensjonen. Dette i motsetning til den tyngdepakkete baryttkontrollprøven uten PCC hvor sjiktvolumet bare var 33% av det totale volumet. Det er tilsynelatende ingen forskjell mellom saltvann- eller fersk-vannbaserte suspensjoner. Homogene oppløsninger av PCC-ekspandert barytt viste ingen tegn på betydelig sedimentasjonsgradient eller kompaktertsjikt. Tilsynelatende trekker sjiktet av suspendert barit seg sammen på en homogen måte inntil kompresjonskreftene mellom partiklene fra det partikkelformige suspensjonsmidlet balanseres av gravitasjonskreftene på partiklene av ballastmidlet. Den relative feilen på + 10% som viser seg ved PCC gives a final suspended volume of barite layer of approx. 83% of the total volume of the homogenized suspension. This is in contrast to the weight packed barite control sample without PCC where the bed volume was only 33% of the total volume. There is apparently no difference between saline- or fresh-water-based suspensions. Homogeneous solutions of PCC-expanded barite showed no evidence of a significant sedimentation gradient or compactor bed. Apparently, the layer of suspended barite contracts in a homogeneous manner until the compressive forces between the particles of the particulate suspension agent are balanced by the gravitational forces on the particles of the ballast agent. The relative error of + 10% that appears at

spredning i de målte tetthetene antas å være forårsaket av volumetriske perturbasjoner som skyldes luftinneslutninger i de homogene suspensjonene. Normalt skulle saltvannsoppløsningene være ca. 10% tettere enn vann, men p.g.a. en tilbøyelighet til å skumme og inneslutte luft hadde de tilnærmet samme tetthet som det vannbaserte systemet. I tilfellet med kontrollprøven hvor ikke noe luft var innesluttet var tetthetsforskjellen som ventet. dispersion in the measured densities is assumed to be caused by volumetric perturbations due to air inclusions in the homogeneous suspensions. Normally, the salt water solutions should be approx. 10% denser than water, but due to a tendency to foam and entrap air, they had approximately the same density as the water-based system. In the case of the control sample where no air was trapped, the density difference was as expected.

En væske tilsatt ballastmiddel, med høy tetthet ble fremstilt ved å blande til homogenitet 175 ml av en spesifisert homogenisert PCC oc 332 g av et kommersielt hematittpreparat i en "Brookfield modell L587" blander. Blandingene inneholdt 3 dråper antiskummiddel. A high density ballasted liquid was prepared by mixing to homogeneity 175 ml of a specified homogenized PCC and 332 g of a commercial hematite preparation in a "Brookfield Model L587" mixer. The mixtures contained 3 drops of antifoam agent.

Like store porsjoner av den blandede suspensjonen ble plassert Equal portions of the mixed suspension were placed

i målesylindere til 100 ml-merket og dekket for å forhindre fordampningstap under lange perioder av henstand. Forholdet mellom høyden og diameteren av volumet av blandingen i sylinderen var ca. 14. Den forventete tettheten av hematittblandingen var 2,10 kg/l. Den observerte tettheten var imidlertid noe lavere, dette indikererinneslutning av mindre mengder luft. Den prosent-vise kontraksjonen av s jiktet beregnes fra mengden av frittstående vann over det ekspanderte sjiktet som inneholder ballastmidlet. sjiktenesynes å stabilisere seg etter å ha stått 24 timer ved romtemperatur. En klar PCC-konsentrasjonsavhengighet fremgår av resultatene i tabell 24. Innvirkningen av beholdergeometrien, tettheten av ballastmidlet og konsentrasjonen av ballastpartikler gjør en kvantitativ sammenligning med barytteksempelet vanskelig. Resultatene er imidlertid kvalitativt like resultatene fra barytteksempelet;sammensetningen med 1% vekt/vekt PCC gir god suspensjon i systemer med høy vekt. in graduated cylinders to the 100 ml mark and covered to prevent evaporation loss during long periods of standing. The ratio between the height and the diameter of the volume of the mixture in the cylinder was approx. 14. The expected density of the hematite mixture was 2.10 kg/l. However, the observed density was somewhat lower, indicating the inclusion of smaller amounts of air. The percentage contraction of the layer is calculated from the amount of standing water above the expanded layer containing the ballast. layers seem to stabilize after standing for 24 hours at room temperature. A clear PCC concentration dependence appears from the results in table 24. The influence of the container geometry, the density of the ballast and the concentration of ballast particles make a quantitative comparison with the barite example difficult. However, the results are qualitatively similar to the results from the barite example; the composition with 1% w/w PCC gives good suspension in high weight systems.

For å demonstrere den termiske stabiliteten av suspensjonen ble forsøket med 2,04 kg/l hematitt gjentatt med 1% og 2% vekt/volum PCC, og statisk eldet ved 149°C i 16 timer. De eldete suspensjonene ble homogenisert i 5 minutter i en "Waring" blander ved høy hastighet og en porsjon på 100 ml ble helt i en målesylinder på 100 ml for sedimentering. Sjiktvolumene ble observert og registrert over et tidsrom på 2 uker. Resultatene er sammen- To demonstrate the thermal stability of the suspension, the experiment with 2.04 kg/l hematite was repeated with 1% and 2% w/v PCC, and statically aged at 149°C for 16 hours. The aged suspensions were homogenized for 5 minutes in a "Waring" mixer at high speed and a portion of 100 ml was poured into a 100 ml graduated cylinder for sedimentation. The layer volumes were observed and recorded over a period of 2 weeks. The results are con-

fattet i tabell 25. Resultatene tyder på at det er svært liten forandring i suspensjonsegenskapene for PCC etter at den har vært utsatt for høy temperatur i 16 timer. summarized in Table 25. The results indicate that there is very little change in the suspension properties of PCC after it has been exposed to high temperature for 16 hours.

Tilsats av små mengder av attapulgittkøg sepiolitt typisk 1 til Addition of small amounts of attapulgitite sepiolite typically 1 more

2% vekt/volum, til en homogenisert PCC-suspensjon forbedrer suspensjonsegenskapene for membranpreparatet. Dette antas å 2% w/v, to a homogenized PCC suspension improves the suspension properties of the membrane preparation. This is assumed to

skyldes at de nåleformete mineralpartiklene danner broer mellom membranene. Dette kan gi en ikke-komprimerbar strukturkomponent is due to the needle-shaped mineral particles forming bridges between the membranes. This can produce a non-compressible structural component

til den partikkelformete membranmatriksen som inneholder ballastmidlene av høy tetthet i suspensjon. to the particulate membrane matrix containing the high density ballasts in suspension.

i in

EKSEMPEL 17 EXAMPLE 17

01je- i- vann- PCC- emulsjoner med lavt faststoffinnhold 01je- in- water PCC emulsions with low solids content

En 1% PCC vekt/volum (innholdet av ikke-flyktig celluloseformet faststoff er ikke korrigert for uorganisk aske-innehold) homogen, vandig suspensjon av en syre-omvandlet råmasse-presskake ble fremstilt slik at den inneholdt 3% "Rev Dust" A 1% PCC w/v (non-volatile cellulosic solids content not corrected for inorganic ash content) homogeneous aqueous suspension of an acid-converted crude press cake was prepared to contain 3% "Rev Dust"

som boreslam-faststoff. pH ble regulert til 11,3. En 10% volum/volum olje-i-vann-emulsjon av den homogeniserte PCC ble fremstilt ved å tilsette 44 ml dieselolje til en 400 ml porsjon av den homogene oppløsningen som inneholdt 5 dråper av et vanlig flytende såpekonsentrat (lineært alkylbenzensulfonat) as drilling mud solids. The pH was adjusted to 11.3. A 10% v/v oil-in-water emulsion of the homogenized PCC was prepared by adding 44 mL of diesel oil to a 400 mL portion of the homogenous solution containing 5 drops of a common liquid soap concentrate (linear alkylbenzene sulfonate)

og blanding ved høy hastighet i en "Waring" blander i 5 minutter. Kontrollprøven besto av homogenisert PCC uten flytende såpe and mixing at high speed in a "Waring" mixer for 5 minutes. The control sample consisted of homogenized PCC without liquid soap

og dieselolje. Begge prøvene ble avgasset ved vakuumavsugning. Resultatene fra en grunnleggende serie av boreslamforsøk er gjengitt i tabell 26. Reologi- og væsketapsreguleringsprofilene ble oppnådd som tidligere beskrevet. and diesel oil. Both samples were degassed by vacuum extraction. The results of a basic series of drilling mud tests are presented in Table 26. The rheology and fluid loss control profiles were obtained as previously described.

Den olje-i-vann-PCC-baserte emulsjonen var stabil og viste ingen observerbar segregering ved henstand i 2 måneder. Resultatene viser at en oljeemulsjon med lavt faststoffinnhold The oil-in-water PCC-based emulsion was stable and showed no observable segregation upon standing for 2 months. The results show that an oil emulsion with a low solids content

og rimelig god filtrerings reguler ing kan oppnås fra homogenisert PCC. I motsetning til leire-baserte systemer skulle denne væsken kunne anvendes i omgivelser med høy temperatur p.g.a. den utmerkete temperaturstabile reologien for PCC. and reasonably good filtration regulation can be obtained from homogenized PCC. In contrast to clay-based systems, this liquid should be able to be used in high-temperature environments due to the excellent temperature stable rheology of PCC.

EKSEMPEL 18 EXAMPLE 18

Effekten av kromlignosulfonat og ferrokromlignosulfonat på væsketapsegenskapene for en homogen PCC The effect of chromium lignosulfonate and ferrochromium lignosulfonate on the fluid loss properties of a homogeneous PCC

En 1% vekt/volum PCC masse (partikkelformet cellulose er ikke korrigert for uorganisk askeinnhold) ble fremstilt fra presskaken av en syre-omvandlet roemasse ved blanding i 15 minutter ved høy hastighet i en "Waring" blander. Massen ble avkjølt til romtemperatur og en egnet mengde "Rev Dust" og en kommersiell kvalitet av enten kromlignosulfonat (CLS) eller ferrokromlignosulfonat (FLS) ble tilsatt slik at prøven ble 1% vekt/volum med hensyn til borefaststoff og 1% eller 3% vekt/volum med hensyn til de ønskete lignosulfonater. Oppslemmingene ble homogenisert i 5 minutter, antiskummiddel tilsatt, avkjølt til romtemperatur og pH regulert til 9,0. Hver prøve ble statisk eldet ved 93°C i 16 timer. Etter avkjøling til romtemperatur ble hver oppslemming igjen kort blandet og pH ble igjen regulert til 9,0. Tabell 27 viser resultatene som ble oppnådd ved å anvende standard A.P.I. pressen for filtreringsregulering ved lavt trykk og Fann-reologiprofilen. A 1% w/v PCC pulp (particulate cellulose not corrected for inorganic ash content) was prepared from the press cake of an acid-converted beet pulp by mixing for 15 minutes at high speed in a "Waring" mixer. The pulp was cooled to room temperature and a suitable amount of "Rev Dust" and a commercial grade of either chromium lignosulfonate (CLS) or ferrochromium lignosulfonate (FLS) was added so that the sample became 1% w/v with respect to drilling solids and 1% or 3% w/w /volume with respect to the desired lignosulfonates. The slurries were homogenized for 5 minutes, antifoam added, cooled to room temperature and pH adjusted to 9.0. Each sample was statically aged at 93°C for 16 hours. After cooling to room temperature, each slurry was again briefly mixed and the pH was again adjusted to 9.0. Table 27 shows the results obtained by applying the standard A.P.I. the press for filtration regulation at low pressure and the Fann rheology profile.

PCC vekselvirker ikke i betydelig grad med lignosulfonater slik at reologien forandres. Reguleringen av væsketapet forbedres imidlertid, denne varierer direkte med økende konsentrasjoner av lignosulfonater i det konsentrasjonsområde hvor de vanligvis anvendes for å kontrollere avsetningen av faste stoffer. PCC does not interact to a significant extent with lignosulfonates so that the rheology changes. The regulation of liquid loss is improved, however, this varies directly with increasing concentrations of lignosulfonates in the concentration range where they are usually used to control the deposition of solids.

EKSEMPEL 19 EXAMPLE 19

Fremstilling av PCC fra sitrusmasse Production of PCC from citrus pulp

PCC og beslektede materialer kan også oppnås fra annet vegeta- PCC and related materials can also be obtained from other vegeta-

bilsk materiale i tillegg til sukkerroer. D.v.s. at sitrus- automotive material in addition to sugar beet. I.e. that citrus

masser, masser av Jerusalemartiskokk, og mange andre bearbeidede planterester som inneholder en høy andel parenkymalt materiale kan tjene som kilde for PCC. De fleste av disse innbefatter også nyttige hemicellulosefraksjoner. En spesielt lovende kilde for PCC er sitrus. PCC avledet fra sitrus synes også å pulps, Jerusalem artichoke pulps, and many other processed plant residues containing a high proportion of parenchymal material can serve as a source for PCC. Most of these also include useful hemicellulose fractions. A particularly promising source for PCC is citrus. PCC derived from citrus also appears to

kunne være nyttig ved fremstilling av bore-kompletterings- could be useful in the production of drill-completion

og overhalingsvæsker for olje- og gassproduksjon. and overhaul fluids for oil and gas production.

23 kg av en kommersiell råstoffkvalitet av pelletisert grapefruktmasse ble hydratisert med 10% vekt/vekt masse-faststoff. Det ble tilsatt tilstrekkelig 50% vekt/vekt NaOH til å gjøre oppslemmingen 0,1N NaOH med en innledende pH på 12,1. Den viskøse oppslemmingen ble ført igjennom den rørformete reaktorapparaturen som er beskrevet i US patent nr. 4 629 575 ved 165°C. Oppslemmingen ble pumpet med en slik hastighet at den fikk en 50 sekunders oppholdstid. Den lineære overflatehastigheten ved utløps-åpningen var ca. 1 000 cm/sek. Produktet ble avkjølt og fordelingen av ikke-flyktige faststoff som oppnås ved adskillelse og rensing gjennom et nylonklede med maskevidde 0,074 mm var hhv. 38% tilbakeholdt partikkelformet materiale og 62% oppløselig/ kolloidalt materiale. 23 kg of a commercial raw material grade of pelletized grapefruit pulp was hydrated with 10% w/w pulp solids. Sufficient 50% w/w NaOH was added to make the slurry 0.1N NaOH with an initial pH of 12.1. The viscous slurry was passed through the tubular reactor apparatus described in US Patent No. 4,629,575 at 165°C. The slurry was pumped at such a rate that it had a 50 second residence time. The linear surface velocity at the outlet opening was approx. 1,000 cm/sec. The product was cooled and the distribution of non-volatile solids obtained by separation and purification through a nylon cloth with a mesh size of 0.074 mm was respectively 38% retained particulate material and 62% soluble/colloidal material.

pH i pressaften ble regulert til 4,5 med HC1 og to kommer- The pH of the press juice was adjusted to 4.5 with HC1 and two

sielle pektinaser, "Klerzyme L-100" og "Pectinol 60B", ble tilsatt til den uklare, brunfargede oppløsningen, hver i en mengde på 1% volum/volum. Etter flere timers sentrifugering ble opp løsningen sentrifugert og analysert ved hjelp av HPLC som i eks. 6. Mindre, og tilnærmet like, molare mengder av D-glukose og D-fruktose ble funnet i supernatanten, men ikke nee D-galakturon-syre. Glukosen og fruktosen skyldes antagelig hydrolyse av endogen sukrose. Pektatene synes å være flokkulerte, kolloidale utfellinger som skyldes kalkbehandling av massen før tørking. cial pectinases, "Klerzyme L-100" and "Pectinol 60B", were added to the cloudy brown solution, each in an amount of 1% v/v. After several hours of centrifugation, the solution was centrifuged and analyzed using HPLC as in ex. 6. Smaller, and approximately equal, molar amounts of D-glucose and D-fructose were found in the supernatant, but not D-galacturonic acid. The glucose and fructose are presumably due to hydrolysis of endogenous sucrose. The pectates appear to be flocculated, colloidal precipitates resulting from lime treatment of the pulp before drying.

Eventuelle uronsyrer av lav molekylvekt som genereres under den hydrolyttiske enzymbehandlingen ko-flokkuleres og sedimenterer under sentrifugeringen. Nyttige hemicelluloser i oppløselig form kan ikke lett isoleres fra sitrusmasser som er behandlet med kalk. Any low molecular weight uronic acids generated during the hydrolytic enzyme treatment are co-flocculated and sediment during the centrifugation. Useful hemicelluloses in soluble form cannot be easily isolated from citrus pulps that have been treated with lime.

Den alkali-omvandlede masseresten ble renset og oppdelt ved jetsprøyting mot en sikt med maskevidde 0,149 mm på en kollektor bestående av en sikt med maskevidde 0,074 mm. I motsetning til PCC oppnådd fra sukkerroer som tilnærmet fullstendig passerer gjennom en sikt med maskevidde 0,149 mm, er dimensjonene av PCC-partiklene avledet fra grapefruktmasse noe større, 76* holdes tilbake på en sikt med maskevidde 0,149 mm og 24* finnes igjen på kollektoren som består av en sikt med maskevidde 0,074 mm. Den utvunnede PCC kan lett blekes til en hvit cellulosemasse ved å benytte betingelser tilsvarende de som er beskrevet i eksempelene 2-4. Den blekede og oppdelte PCC fra sitrus synes å være meget lik den PCC som oppnås fra roemasse når det gjelder reologien av homogene suspensjoner med lavt faststoffinnhold og dens filmdannende egenskaper. Lysmikroskopiundersøkelser viser imidlertid en adskillig støre heterogenitet i membranstørrel-sen enn observert for roe-PCC. The alkali-converted pulp residue was cleaned and divided by jet spraying against a sieve with a mesh size of 0.149 mm on a collector consisting of a sieve with a mesh size of 0.074 mm. Unlike PCC obtained from sugar beet which almost completely passes through a 0.149 mm mesh sieve, the dimensions of the PCC particles derived from grapefruit pulp are somewhat larger, 76* being retained on a 0.149 mm mesh sieve and 24* remaining on the collector which consists of a sieve with a mesh size of 0.074 mm. The recovered PCC can be easily bleached to a white cellulose pulp using conditions similar to those described in Examples 2-4. The bleached and split PCC from citrus appears to be very similar to the PCC obtained from beet pulp in terms of its rheology of low solids homogeneous suspensions and its film-forming properties. Light microscopy investigations, however, show a considerably greater heterogeneity in the membrane size than observed for beet PCC.

EKSEMPEL 20 EXAMPLE 20

Relativ temperaturstabllitet for PCC fremstilt fra roe- og sitrusmasse Relative temperature stability of PCC produced from beet and citrus pulp

Blekede og klassifiserte prøver av PCC fremstilt ifølge eksempelene 2-5 i US patent nr. 4 629 575 og det foregående eksempel 19 fra hhv. roe- og sitrusmasser, ble suspendert i vann og homogenisert ved høy hastighet i en "Waring" blander i 15 minutter. Sitrusmassen hadde et innhold av partikkelformet PCC på 1,5* vekt/volum og roemassen hadde et innhold av partikkelformet PCC på 0,8* vekt/volum, ingen av angivels-ene er korrigert for uorganisk askeinnhold. pH ble regulert til 9,0 for roe-PCC-prøvene og til 10,0 for sitrus-PCC-prøvene. Prøvene ble plassert i inkubasjonsceller av rustfritt stål under høy temperatur og høyt trykk og ble avgasset in situ ved gjentatte vakuumavsuginger og nitrogen-spylinger. Cellene ble satt under et trykk på 7,0 kp/cm<2> med nitrogen, forseglet, og underkastet statisk inkubering ved den angitte temperaturen i 16 timer. Etter inkubering ble innholdet 1 cellene avkjølt og undersøkt. Standard A.P.I. reologiprofiler ble tatt opp ved hjelp av et "Fann modell 35" viskosimeter. Resultatene er gjengitt I tabell 28. 10 minutters gelstyrker er identiske med 10 sekunders gelstyrker. Bleached and classified samples of PCC prepared according to examples 2-5 in US patent no. 4,629,575 and the preceding example 19 from respectively beet and citrus pulps, were suspended in water and homogenized at high speed in a "Waring" mixer for 15 minutes. The citrus pulp had a content of particulate PCC of 1.5* weight/volume and the beet pulp had a content of particulate PCC of 0.8* weight/volume, none of the figures are corrected for inorganic ash content. The pH was adjusted to 9.0 for the beet PCC samples and to 10.0 for the citrus PCC samples. The samples were placed in stainless steel incubation cells under high temperature and high pressure and were degassed in situ by repeated vacuum aspiration and nitrogen purging. The cells were pressurized to 7.0 kp/cm<2> with nitrogen, sealed, and subjected to static incubation at the indicated temperature for 16 hours. After incubation, the contents of the cells were cooled and examined. Standard A.P.I. rheology profiles were recorded using a "Fann model 35" viscometer. The results are reproduced in Table 28. 10 minute gel strengths are identical to 10 second gel strengths.

Prøvene ble gradvis nedbrutt når temperaturen ble hevet over 160°C. Begge PCC-preparatene oppfører seg likt ved at de er svært stabile ved temperaturer opp til ca. 160°C, og deretter synes de å undergå en irreversibel termisk omvandling mellom 160°C og 190°C, her mister de 50 til 70*.av viskositeten på 16 timer målt ved 600 opm. i Fann-viskosimeteret. Den forbedrede termiske stabiliteten av PCC i dette eksempelet sammenlignet med eksempel 1 antas å skyldes at materialet i dette tilfellet ikke befant seg i en sterkt oksyderende atmosfære. The samples were gradually degraded when the temperature was raised above 160°C. Both PCC preparations behave similarly in that they are very stable at temperatures up to approx. 160°C, and then they appear to undergo an irreversible thermal transformation between 160°C and 190°C, here they lose 50 to 70% of their viscosity in 16 hours measured at 600 rpm. in the Fann viscometer. The improved thermal stability of the PCC in this example compared to example 1 is believed to be due to the fact that the material in this case was not in a highly oxidizing atmosphere.

EKSEMPEL 21 EXAMPLE 21

Synergistisk vekselvirkning mellom forsåpet sitruspektin og Synergistic interaction between saponified citrus pectin and

PCC fra sitrusmasse PCC from citrus pulp

En 2% vekt/vekt oppløsning av en kommersiell kvalitet av sitruspektin ble forsåpet ved oppvarming til 65°C med tilsats av tilstrekkelig alkali til å opprettholde en pH høyere enn 10 under esterhydrolysen. Den resulterende polygalakturonsyre= PG-, oppløsning ble benyttet til å fremstille en 1% vekt/volum suspensjon av bleket og oppdelt PCC fremstilt fra grapefruktmasse som i eksempel 19, som inneholdt 0,5% vekt/volum PG. Suspensjonen ble homogenisert i 15 minutter ved høy hastighet i en "Waring" blander, avkjølt til romtemperatur og pH ble regulert til 10. Reologien og filtreringsreguleringsprofilene sammenlignet med PCC alene er gjengitt i tabell 29. A 2% w/w solution of a commercial grade of citrus pectin was saponified by heating to 65°C with the addition of sufficient alkali to maintain a pH greater than 10 during the ester hydrolysis. The resulting polygalacturonic acid = PG- solution was used to prepare a 1% w/v suspension of the bleached and split PCC prepared from grapefruit pulp as in Example 19, which contained 0.5% w/v PG. The suspension was homogenized for 15 minutes at high speed in a "Waring" mixer, cooled to room temperature and the pH was adjusted to 10. The rheology and filtration control profiles compared to PCC alone are reproduced in Table 29.

Disse resultatene viser at PG virker synergistisk med PCC til These results show that PG acts synergistically with PCC to

å forbedre filtreringsreguleringen og øke viskositeten. Dette tyder på at homogene suspensjoner av alkali-omvandlede sitrusmasser som inneholder PG avledet fra endogent pektin kan tilveiebringe oppløsningsegenskaper som er ønskelige i et basissystem for en borevæske. De massene som ville være av størst interesse er de som ikke har vært utsatt for kalking eller andre flokku-leringsprosesser med flervérdige kationer som vanligvis benyttes for å lette vannutskillelsen og tørkingen. to improve filtration regulation and increase viscosity. This suggests that homogeneous suspensions of alkali-converted citrus pulps containing PG derived from endogenous pectin can provide dissolution properties desirable in a base system for a drilling fluid. The masses that would be of greatest interest are those that have not been subjected to liming or other flocculation processes with polyvalent cations that are usually used to facilitate water separation and drying.

EKSEMPEL 22 EXAMPLE 22

Synergistisk vekselvirkning mellom anioniske polymerer og Synergistic interaction between anionic polymers and

PCC avledet fra sitrusmasse PCC derived from citrus pulp

En 1% vekt/volum homogen suspensjon av en bleket og oppdelt PCC avledet fra grapefruktmasse ble fremstilt ved en enkelt gjennomføring av suspensjonen gjennom en to-trinns "Gaulin Modell 15" homogenisator ved 352 kp/cm2 . Forskjellige polymerer ble så tilsatt til basismassen og pH ble, om nødvendig, regulert til 10,0. Reologiprofiler ble registrert ved å benytte "Fann Modell 35" viskosimeteret, og væsketapskontrollen ble bestemt ved å benytte standard A.P.I. forsøket ved lavt trykk. Resultatene er sammenfattet i tabell 30. A 1% w/v homogeneous suspension of a bleached and split PCC derived from grapefruit pulp was prepared by a single pass of the suspension through a two-stage "Gaulin Model 15" homogenizer at 352 kp/cm 2 . Various polymers were then added to the base stock and the pH was, if necessary, adjusted to 10.0. Rheology profiles were recorded using the "Fann Model 35" viscometer, and liquid loss control was determined using standard A.P.I. the experiment at low pressure. The results are summarized in table 30.

Disse resultatene viser en høy grad av synergistisk vekselvirkning mellom visse anioniske polymerer og PCC avledet fra sitrusmasse. Både CMC og AMPS forbedrer viskositeten, gelstyrken og filtreringsreguleringen. CMC er, for dette formål, et usedvanlig effektivt tilsatsstoff ved relativt lave konsentrasj oner. These results demonstrate a high degree of synergistic interaction between certain anionic polymers and PCC derived from citrus pulp. Both CMC and AMPS improve viscosity, gel strength and filtration regulation. CMC is, for this purpose, an exceptionally effective additive at relatively low concentrations.

EKSEMPEL 23 EXAMPLE 23

Fremstilling av sitrusmassesuspensjoner som er nyttige ved olje- Preparation of citrus pulp suspensions useful in oil-

og gassproduksjon/ utvinning and gas production/extraction

Våt sitrusmasse fra Valencia-appelsiner som inneholdt trevler, Wet citrus pulp from Valencia oranges that contained fibers,

skall og Stener ble ledet bort fra masselinjén i en kommersiell sitrussaftfabrikk før kalktilsats. Ca. 50 kg av massen ble blandet og opphakket i en modifisert enhet for avhending av matavfall slik at man fikk 114 1 av en blekt gul oppslemming. Konsentrert NaOH (50% vekt/vekt) ble tilsatt til oppslemmingen peel and stones were led away from the pulp line in a commercial citrus juice factory before lime addition. About. 50 kg of the pulp was mixed and chopped up in a modified food waste disposal unit to give 114 L of a pale yellow slurry. Concentrated NaOH (50% w/w) was added to the slurry

i en mengde på 10,6 ml/l. Oppslemmingen ble dypt orange og fikk en pH på 11,5. in an amount of 10.6 ml/l. The slurry turned deep orange and had a pH of 11.5.

Den alkaliske sitrusmassen ble forsåpet i en rørformet reaktor The alkaline citrus pulp was saponified in a tubular reactor

ved 165°C i følge US patent nr. 4 629 575 ved å benytte en oppholdsti i reaktoren på ca. 80 sekunder. Oppslemmingen ble sluppet ut til atmosfæretrykk gjennom en utløpsåpning med diameter 0,64 cm, dette gir en lineær overflatehastighet på 350 cm/sek. Ved avkjøling til romtemperatur hadde utløps-oppslemmingen fra reaktoren en pH på 9,0 og dannet en tykk, gel-lignende masse. at 165°C according to US patent no. 4,629,575 by using a residence path in the reactor of approx. 80 seconds. The slurry was released to atmospheric pressure through an outlet opening with a diameter of 0.64 cm, this gives a linear surface velocity of 350 cm/sec. Upon cooling to room temperature, the effluent slurry from the reactor had a pH of 9.0 and formed a thick, gel-like mass.

Den forsåpete massen ble fortynnet til det tredobbelte volum, blandet og siktet gjennom ensikt med maskevidde 0,084 mm for å fjern* mindre mengder fiberlignende partikler før homogenisering. Den resul terende oppslemmingen ble homogenisert ved lavt trykk i en "Gaulin Modell 15" homogenisator slik at man fikk et tykt,rav-farget konsentrat med en plastisk viskositet på 28 cp og en flytegrense på 3,03 kg/m<2>. Det 30 minutters A.P.I.-filtratet var 12,5 ml ved å benytte det statiske standardforsøket ved lavt trykk. The saponified mass was diluted to three times the volume, mixed and sieved through a 0.084 mm mesh sieve to remove* minor amounts of fiber-like particles prior to homogenization. The resulting slurry was homogenized at low pressure in a "Gaulin Model 15" homogenizer to give a thick, amber-colored concentrate with a plastic viscosity of 28 cp and a yield strength of 3.03 kg/m<2>. The 30 minute A.P.I. filtrate was 12.5 ml using the standard low pressure static test.

Den alkali-omvandlede massesuspensjonen ovenfor ble fortynnet ytterligere 1,5 ganger slik at man fikk et innhold av ikke- The above alkali-converted pulp suspension was further diluted 1.5 times to obtain a content of non-

flyktig faststoff på 0,8% organisk partikkelformet materiale (PCC) og 0,8% organiskoppløselig materiale (HC-S), begge korri- volatile solids of 0.8% organic particulate matter (PCC) and 0.8% organic soluble matter (HC-S), both correct-

gert for askeinnhold. Massen ble mettet med NaCl ved å tilsette 34 g NaCl pr. 100 g masse. Massene ble blandet i en "Waring" blander ved høy hastighet i 5 minutter og avkjølt til romtempe- made for ash content. The pulp was saturated with NaCl by adding 34 g of NaCl per 100 g pulp. The masses were mixed in a "Waring" mixer at high speed for 5 minutes and cooled to room temperature.

råtur før undersøkelse. Effekten av stivelse og CMC på reologien og filtreringsreguleringen før og etter statisk aldring i 17 timer ved 93°C er gjengitt i tabell 31. raw ride before examination. The effect of starch and CMC on the rheology and filtration regulation before and after static aging for 17 hours at 93°C is reproduced in Table 31.

Claims (3)

1. Brønnsirkulerende væske, en ikke-sirkulerende væske eller en borevæske for anvendelse ved boring av brønner, spesielt olje— og gassbrønner, hvor væsken er en suspensjon eller en emulsjon som innbefatter en polymer som er oppløselig 1 væsken og, eventuelt, én eller flere av følgende komponenter, en hemicellulose, en leire og et ballastmiddel, karakterisert ved at den videre inneholder parenkymalcelle-cellulose .1. Well circulating fluid, a non-circulating fluid or a drilling fluid for use in drilling wells, in particular oil and gas wells, where the fluid is a suspension or an emulsion comprising a polymer which is soluble in the fluid and, optionally, one or more of the following components, a hemicellulose, a clay and a ballast agent, characterized in that it further contains parenchymal cell cellulose. 2. Væske ifølge krav 1, karakterisert ved at parenkymalcelle-cellulosen er mekanisk findelt, parenkymalt plantemateriale valgt fra gruppen bestående av syreomvandlet, parenkymalt materiale og alkaliomvandlet, parenkymalt materiale.2. Liquid according to claim 1, characterized in that the parenchymal cell cellulose is mechanically finely divided, parenchymal plant material selected from the group consisting of acid-converted, parenchymal material and alkali-converted, parenchymal material. 3. Væske ifølge krav 1, karakterisert ved at parenkymalcelle-cellulosen er avledet ved alkalisk forsåpning av cellulosemateriale, såsom sukkerroer eller sitrusmasse .3. Liquid according to claim 1, characterized in that the parenchymal cell cellulose is derived by alkaline saponification of cellulose material, such as sugar beet or citrus pulp.