[go: up one dir, main page]

NO812339L - SALT WATER SUSPENSIONS AND WATER-REDUCING ADDITIVES FOR SUCH. - Google Patents

SALT WATER SUSPENSIONS AND WATER-REDUCING ADDITIVES FOR SUCH.

Info

Publication number
NO812339L
NO812339L NO812339A NO812339A NO812339L NO 812339 L NO812339 L NO 812339L NO 812339 A NO812339 A NO 812339A NO 812339 A NO812339 A NO 812339A NO 812339 L NO812339 L NO 812339L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
approx
cement
water
carboxymethyl
weight
Prior art date
Application number
NO812339A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Jiten Chatterji
Bobby Gerald Brake
Original Assignee
Halliburton Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Halliburton Co filed Critical Halliburton Co
Publication of NO812339L publication Critical patent/NO812339L/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/38Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B24/383Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/193Mixed ethers, i.e. ethers with two or more different etherifying groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/514Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

Ved boring og fullstendiggjøring av olje^gass og vannbrønner, så blir ofte sementoppslemminger eller suspensjoner brukt for sementering av foringen i selve borehullet, tiltetting av soner som borehullet går igjennom etc. I de fleste tilfeller blir sementoppslemmingen pumpet inn i selve brønnhulett, hvoretter man lar det hele herdes såsnart det er på plass i borehullet, eller i kontakt med de forønskede soner i formasjonene. When drilling and completing oil, gas and water wells, cement slurries or suspensions are often used for cementing the casing in the borehole itself, sealing zones that the borehole passes through, etc. In most cases, the cement slurry is pumped into the wellbore itself, after which it is allowed it all hardens as soon as it is in place in the borehole, or in contact with the desired zones in the formations.

En rekke additiver er blitt utviklet for å bedre sementsuspensjonenes egenskaper, bl.a. additiver for å redu- A number of additives have been developed to improve the properties of cement suspensions, i.a. additives to reduce

sere vanntapet fra suspensjonene mens disse transporteres til bruksstedet eller etter at de er plassert.i For stort sere the water loss from the suspensions while these are being transported to the place of use or after they have been placed.i Too large

vanntap fra sementsuspensjonene kan bl.a. hindre en tilfreds-stillende hydrering av sementen. Hvis det bl.a. blir for stort vanntap mens suspensjonen transporteres 1 borehullet, så kan dette resultere i en så sterk dehydrering at det skjer en tilfesting av sementen til. selve boreveggen, noe som gjør water loss from the cement suspensions can i.a. prevent satisfactory hydration of the cement. If it e.g. If there is too much water loss while the suspension is being transported through the borehole, this can result in such severe dehydration that the cement becomes attached to it. the bore wall itself, which does

at sementen ikke kari bli riktig plassert. Skjønt de hittil utviklede vanritapsreduserende additiver er effektive i seme-ntsuspens joner som er fremstilt med ferskvann eller med vann that the cement cannot be properly placed. Although the water loss reducing additives developed so far are effective in cement suspensions prepared with fresh water or with water

inneholdende lave konsentrasjoner av salt, så er slike additiver i alt vesentlig ineffektive i sementsuspnesjoner som inneholder høye konsentrasjoner av salter, og da spesielt de sementsuspensjoner som er mettet med 'salter. Således har f.eks. en rekke cellulosederivater vært anvendt for å kontrol- containing low concentrations of salt, such additives are essentially ineffective in cement suspensions that contain high concentrations of salts, and especially those cement suspensions that are saturated with salts. Thus, e.g. a number of cellulose derivatives have been used to control

lere væsketap fra sementsuspensjoner som inneholder lite eller intet salt. Slike cellulosederivater er imidlertid i alt vesentlig ineffektive for å redusere vanntapet fra saltvannssementsuspensjoner. Videre kan det nevnes at andre vanntapsreduserende additiver som har vært brukt i sementsuspensjoner. fremstilt med ferskvann, så som polyakrylamider, polyetylen-imider blandet med fantalensulfonsyre, og poly-2-akrylamid-3-propylensulfonsyresalter, ikke er_ effektive for å redusere vanntap fra saltvannssementsuspensjoner. clay fluid loss from cement suspensions containing little or no salt. However, such cellulose derivatives are essentially ineffective in reducing water loss from saltwater cement suspensions. Furthermore, it can be mentioned that other water loss-reducing additives that have been used in cement suspensions. prepared with fresh water, such as polyacrylamides, polyethylene imides mixed with phanthalene sulfonic acid, and poly-2-acrylamide-3-propylene sulfonic acid salts, are not effective in reducing water loss from saltwater cement suspensions.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer vanntapsreduserende additiver for saltvannssementsuspensjoner som er effektiye(for å hindre vanntap fra suspensjoner innen et vidt temperaturområde.. Dessuten tilveiebringer oppfinnelsen .. bruken av additiver og saltvannssementsuspensjoner som'inneholder slike additiver. Med begrepet "saltvann" slik det brukes her, forstås sjøvann, saltlake og andre vanndige opp-løsninger av salter som kan innbefatte ammonium, alkalimetall og alkalijordmetallhalogenider og nitrater med saltkonsentrasjoner opp til metningspunktet. Salter andre jenn de som er f nevnt ovenfor, kan tolereres i sementsuspensjoner ifølge foreliggende oppfinnelse til en viss grad, skjønt de kan reagere med eller endre suspensjonens egenskap, f.eks.; bikarbonater, fosfater og sulfater. Med begrepet 11 saltvannssementsuspensjon" forstås her en sement suspensjon bestående av vann, sement, ett eller flere salter og andre komponenter eller additiver som gir suspensjonen de forønskede egenskaper. Saltmengden eller konsentrasjonen av saltene i sementsuspensjonen er her uttrykt i vekt-% i forhold til vannet i sementsuspensjonen. De mengder av vanntapsreduserende additiver som brukes i sementsuspensjoner ifølge foreliggende oppfinn- . else, er uttrykt i vekt-% i forhold til tørrvekten av semen- The present invention provides water loss-reducing additives for salt water cement suspensions which are effective in preventing water loss from suspensions within a wide temperature range. In addition, the invention provides .. the use of additives and salt water cement suspensions which contain such additives. The term "salt water" as used here is understood seawater, brine and other aqueous solutions of salts which may include ammonium, alkali metal and alkaline earth metal halides and nitrates with salt concentrations up to the saturation point. Salts other than those mentioned above can be tolerated in cement suspensions according to the present invention to a certain extent, although they can react with or change the suspension's properties, for example; bicarbonates, phosphates and sulphates. The term 11 salt water cement suspension" is understood here as a cement suspension consisting of water, cement, one or more salts and other components or additives that give the suspension the desired properties peculiar monkeys. The amount of salt or the concentration of the salts in the cement suspension is here expressed in % by weight in relation to the water in the cement suspension. The quantities of water loss-reducing additives used in cement suspensions according to the present invention. etc., is expressed in % by weight in relation to the dry weight of semen

ten i suspensjonen. ten in the suspension.

De vanntapsreduserende additiver for saltvanns-sementsuspens joner ifølge foreliggende oppfinnelse"består av meget lavmolekylære karboksymetylhydroksyetylcellulose-polymer. Mere spesielt kan brukes karboksymetylhydroksyetylcellulosepolymerer, som har en karboksymetylsubstitusjons-grad (D.S.) varierende fra 0,1 til 0,7, og et mol-forhold .i mellom etylenoksyd og anhydroglukose-enheter (M.S.). varierende fra 0,6 til 2,8. The water loss reducing additives for salt water cement suspensions according to the present invention" consist of very low molecular weight carboxymethyl hydroxyethyl cellulose polymers. More particularly, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose polymers can be used, which have a carboxymethyl substitution degree (D.S.) varying from 0.1 to 0.7, and a molar ratio .i between ethylene oxide and anhydroglucose units (M.S.) varying from 0.6 to 2.8.

De nevnte karboksymetylhydroksyetylcellulosepolymerer er avledet fra den cel.lulosetype som er angitt ved en serie anhydroglukoseenheter på følgende måte: i The aforementioned carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymers are derived from the type of cellulose indicated by a series of anhydroglucose units as follows: i

Den del av ovennevnte strukturformel som ligger innenfor parentesene, består av to anhydroglukoseenheter>og som hver har 3 reaktive hydroksydgrupper. n er et tall som gir den forønskede polymerlengde. Når nevnte polymer behan-dles med natriumhydroksyd og reageres med kloreddiksyre og etylenoksyd under kontrollerte betingelser, så: får man fremstilt karboksymetylhydroksyetylcellulose på følgende måte: The part of the above structural formula which is within the parentheses consists of two anhydroglucose units, each of which has 3 reactive hydroxide groups. n is a number that gives the desired polymer length. When said polymer is treated with sodium hydroxide and reacted with chloroacetic acid and ethylene oxide under controlled conditions, carboxymethylhydroxyethyl cellulose is produced in the following way:

Det Viste natriumsaltet av karboksymetylhydroksyetylcellulose har en av sidehydroksylgruppene ;substituert med karboksymetyl, og følgelig er karboksymetylsubstitu-sjonsgraden (D.S.) 0,5 pr. anhydroglukoseenhet. Som nevnt ovenfor, så er den foretrukne karboksymetylsubstitusjons-graden. for karboksymetylhydroksyetylcellulose Ifølge foreliggende oppfinnelse, i området fra 0,1 til 0,;7. Ved en karboksymetyl D.S. på mindre enn ca. 0,1, så har karboksymetylhydroksyetylcellulosen begrenset oppløsli|ghet'"i vann, og ved en karboksymetyl D.S. på over ca. 0,7, .så vil karboksymetylhydroksyetylcellulosen ha for sterk anionisk natur og vil gi en utfellning når den tilsettes semehtsuspensjon. The Viste sodium salt of carboxymethylhydroxyethyl cellulose has one of the side hydroxyl groups substituted with carboxymethyl, and consequently the degree of carboxymethyl substitution (D.S.) is 0.5 per anhydroglucose unit. As mentioned above, the preferred degree of carboxymethyl substitution is for carboxymethylhydroxyethyl cellulose according to the present invention, in the range from 0.1 to 0.7. At a carboxymethyl D.S. of less than approx. 0.1, then the carboxymethyl hydroxyethyl cellulose has limited solubility in water, and at a carboxymethyl D.S. of more than about 0.7, the carboxymethyl hydroxyethyl cellulose will have too strong an anionic nature and will precipitate when it is added to the semeht suspension.

Den ovennvnte strukturformel viser også at forhol-det mellom mol etylenoksyd.til anhydroglukoseenheter (M.S.) er 1 mol for 2 enheter, eller 0,5. Det foretrukne etylenoksyd, M.S. for karboksymetylhydroksyetylcellulose som brukes ifølge foreliggende oppfinnelse, ligger i området fra 0,6 til 2,8. Karboksymetylhydroksyetylcellulose med et etylenoksyd M.S..utenfor angitte områder, gir ikke tilfreds-stillende vanntapsreduserende egenskaper til en saltvanns-sementsuspens jon . The above structural formula also shows that the ratio of moles of ethylene oxide to anhydroglucose units (M.S.) is 1 mole for 2 units, or 0.5. The preferred ethylene oxide, M.S. for carboxymethylhydroxyethyl cellulose used according to the present invention is in the range from 0.6 to 2.8. Carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with an ethylene oxide M.S.. outside specified ranges, does not give satisfactory water loss reducing properties to a salt water cement suspension.

Molekylmengden på karboksymetylhydroksyetylcellur-losepolymerene, dvs. molekylvekten på polymerene, må være meget lav for å gi lav viskositet til den saltvannssementsus pensjon til hvilken polymerene tilsettes. Mere spesielt kan det anvendes at de karboksymetylhydr.oksyetylcellulos.epQ.ly-merer som kan brukes i foreliggende oppfinnelse, har en meget lav molekylvekt, slik at en 1 vekt-% vanndig oppløsning av karboksymetylhydroksyetylcellulosen ved 25,5°C har en Viskositet varierende fra 10 til 225 cp målt ved hjelp av et The molecular amount of the carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymers, i.e. the molecular weight of the polymers, must be very low in order to give low viscosity to the salt water cement suspension to which the polymers are added. More particularly, it can be used that the carboxymethylhydroxyethyl cellulose epQ.lymers that can be used in the present invention have a very low molecular weight, so that a 1% by weight aqueous solution of the carboxymethylhydroxyethyl cellulose at 25.5°C has a Viscosity varying from 10 to 225 cp measured using a

FANN viskometer ved 300 omdr./min idet man bruker nr. 1 standardvekt og standard hylse. Ved høyere molekylvekter FIND viscometer at 300 rpm using No. 1 standard weight and standard sleeve. At higher molecular weights

enn det som. er nevnt ovenfor, så vil viskositeten på den saltvanns-sementsuspensjon som fremstilles når karboksymetylhydroksyetylcellulosen tilsettes, bli fov høy, hvorved den resulterende suspensjonen ikke kan pumpes i eller behand-les på annen måte. Det FANN viskometer som er nevnt ovenfor,, er et FANN modell nr. 35 viskometer som fremstilles av FANN Instrument Co. i Houston, Texas. than that which. is mentioned above, then the viscosity of the saltwater cement suspension produced when the carboxymethylhydroxyethyl cellulose is added will be too high, whereby the resulting suspension cannot be pumped in or otherwise treated. The FANN viscometer mentioned above is a FANN Model No. 35 viscometer manufactured by FANN Instrument Co. in Houston, Texas.

Skjønt de karboksymetylhydroksyetylcellulosepolymerer som er beskrevet ovenfor, effektivt reduserer vanntapet fra saltvannssementsuspensjoner, så vil polymerens effektivi-tet i seg selv synke når konsentrasjonen av salter i suspensjonen ligger over 18 vekt-%. Når imidlertid :en hydroksykarboksysyre tilsettes sammen med karboksymetylhydroksyetyl-cellulosepolymerene, så vil det resulterende additiv være meget effektivt for å redusere vanntapet fra saltvannssementsuspensjoner med meget høye saltkonsentrasjoner. Med saltvannssementsuspensjoner med saltkonsentrasjoner som ligger ut over 18 vekt-% og opp til metning, så kan man bruke et additiv som består av de ovennevnte karboksymetylhydroksyetylcellulosepolymerer, og en hydroksykarboksysyre som brukes i mengder på opptil 50 vekt-% av karboksymetylhydroksyetylcellulosen i additivet. Spesielt godt egnede hydroksykarboksysyrer som kan brukes, er glukonsyre, tartarsyre, melkesyre, sitronsyre, maleinsyre og blandinger av slike syrer. Although the carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymers described above effectively reduce water loss from saltwater cement suspensions, the effectiveness of the polymer itself will decrease when the concentration of salts in the suspension is above 18% by weight. However, when a hydroxycarboxylic acid is added together with the carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymers, the resulting additive will be very effective in reducing water loss from salt water cement suspensions with very high salt concentrations. With saltwater cement suspensions with salt concentrations above 18% by weight and up to saturation, you can use an additive consisting of the above-mentioned carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymers, and a hydroxycarboxylic acid that is used in amounts of up to 50% by weight of the carboxymethylhydroxyethylcellulose in the additive. Particularly suitable hydroxycarboxylic acids which can be used are gluconic acid, tartaric acid, lactic acid, citric acid, maleic acid and mixtures of such acids.

Av disse er glukonsyre, tartarsyre og sitronsyre foretrukne, og sitronsyre er den mest foretrukne syre. Of these, gluconic acid, tartaric acid and citric acid are preferred, with citric acid being the most preferred acid.

Et foretrukkent vanntapsreduserende additiv for saltvannssementsuspensjoner med saltkonsentrasjoner under 18 vekt-%, består av karboksymetylhydroksyetylcellulose med A preferred water loss reducing additive for saltwater cement suspensions with salt concentrations below 18% by weight consists of carboxymethylhydroxyethyl cellulose with

et karboksymetyl D.S. varierende fra ca, 0,1 til ca. 0,7,a carboxymethyl D.S. varying from approx. 0.1 to approx. 0.7,

et etylenoksyd M.S. i området fra ca. 0,6 til 2,8, og en' slik molekylvekt, at en 1% vanndig oppløsning av karboksymetylhydroksyetylcellulose ved 25,5°C, har en viskositet varierende fra ca. 10 til ca. 225 cp målt på.et FANN viskometer ved 300 omdr/min idet man bruker nr. 1 fjær. Det mest foretrukne additiv av denne type består av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl D.S. på ca. 0,4, et etylenoksyd M.S. på ca. 2,0 og en molekylvekt som gir en viskositet av en 1 vekt-% vanndig oppløsning i området fra ca. 10 til ca. 200 cp. an ethylene oxide M.S. in the area from approx. 0.6 to 2.8, and such a molecular weight that a 1% aqueous solution of carboxymethylhydroxyethyl cellulose at 25.5°C has a viscosity varying from approx. 10 to approx. 225 cp measured on a FANN viscometer at 300 rpm using No. 1 spring. The most preferred additive of this type consists of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. of approx. 0.4, an ethylene oxide M.S. of approx. 2.0 and a molecular weight that gives a viscosity of a 1% by weight aqueous solution in the range from approx. 10 to approx. 200 cp.

Et foretrukket vanntapsreduserende additiv for saltvannssementsuspensjoner, som har saltkonsentrasjoner varierende fra ca. 18 vekt-% av vannet til metning, består av karboksymetylhydroksyetylcellulose, med et ^karboksymetyl-D.S. varierende fra ca 0,1 til ca. 0,7 r et etylenoksyd M.S. i området fra ca.. 0,6 til ca. 2,8, og en molekylvekt slik at en 1 vekt-% vanndig oppløsning av nevnte kårboksymétyl-hydroksyetylcellulose ved 25,5°C, har en viskositet varierende fra 10 til 225 cp målt på et FANN viskometer ved 300 omdr/min idet man bruker nr. 1 fjær, og en hydroksykarboksy- . syre valgt fra gruppen bestående av glukonsyre, tartarsyre, melkesyre, sitronsyre, maleinsyre og blandinger av slike syrer, og som er tilstede i additiver i en vekt-mengde på ca. 50 vekt-% av karboksymetylhydroksyetylcellulosen i additivet. A preferred water loss reducing additive for saltwater cement suspensions, which have salt concentrations varying from approx. 18% by weight of the water to saturation, consists of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, with a ^carboxymethyl D.S. varying from approx. 0.1 to approx. 0.7 r an ethylene oxide M.S. in the range from approx. 0.6 to approx. 2.8, and a molecular weight such that a 1% by weight aqueous solution of said carboxymethyl-hydroxyethyl cellulose at 25.5°C has a viscosity varying from 10 to 225 cp measured on a FANN viscometer at 300 rpm using No. 1 feather, and a hydroxycarboxy- . acid selected from the group consisting of gluconic acid, tartaric acid, lactic acid, citric acid, maleic acid and mixtures of such acids, and which is present in additives in an amount by weight of approx. 50% by weight of the carboxymethylhydroxyethyl cellulose in the additive.

Det mest foretrukne additiv av denne type består av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl-D.S. på ca. 0,4, et etylenoksyd M.S. på ca. 2,0 og en molekylvekt slik at en 1 vket-% vanndig oppløsning ved 25,5°C har en viskositet fra ca. 10 til ca. 200 cp målt på et FANN-viskometer ved 3 00 omdr/min idet man bruker nr. 1 fjær, The most preferred additive of this type consists of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. of approx. 0.4, an ethylene oxide M.S. of approx. 2.0 and a molecular weight such that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C has a viscosity of approx. 10 to approx. 200 cp measured on a FANN viscometer at 300 rpm using No. 1 spring,

og sitronsyre i en mengde på ca. 50 vekt-% av karboksymetylhydroksyetylcellulose i additivet. and citric acid in an amount of approx. 50% by weight of carboxymethylhydroxyethyl cellulose in the additive.

En foretrukken saltvannssementsuspensjon med lavt vanntap når den er i kontakt med permeable underjordiske formasjoner .ifølge foreliggende oppfinnelse, består av salt vann, sement og et vanntapsreduserende additiv, sammensatt av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl-D.S. fra 0,1 til.ca. 0,7, et etylenoksyd M.S. varierende fra 0,6 til ca. 2,8, og en slik molekylvekt at en 1 vekt-% vanndig oppløsning ved 25,5°C har en viskositet varierende fra A preferred salt water cement suspension with low water loss when in contact with permeable underground formations, according to the present invention, consists of salt water, cement and a water loss reducing additive, composed of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. from 0.1 to approx. 0.7, an ethylene oxide M.S. varying from 0.6 to approx. 2.8, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C has a viscosity varying from

ca 10 til ca. 225 cp, målt på et FANN viskometer med 300 omdr/ min, idet man bruker nr. 1 fjær. about 10 to about 225 cp, measured on a FANN viscometer at 300 rpm, using No. 1 spring.

En annen foretrukken saltvannssementsuspensjon med lavt vanntap når den er i kontakt med permeable underjordiske, formasjoner, består av saltvann, sement, og et vanntapsreduserende additiv sammensatt av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl D.S. varierende fra:0,1 til 0,7, Another preferred salt water cement suspension with low water loss when in contact with permeable underground formations consists of salt water, cement, and a water loss reducing additive composed of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. varying from:0.1 to 0.7,

et etylenoksyd M.S. varierende fra 0,6 til 2,8, og en slik molekylvekt, at en 1 vekt-% vanndig oppløsning ved 25,5°C an ethylene oxide M.S. varying from 0.6 to 2.8, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C

har en viskositet varierende fra ca. 10 til ca. 225 cp, målt' på et FANN viskometer ved 300 omdr/min idet man bruker nr. 1 fjær, og hvor nevnte additiv er tilstede i suspensjonen i en mengde varierende fra ca 0,2 til ca. 2,0 vekt-% i forhold til., tørrsementen i suspensjonen, samt en hydroksykarboksysyre valgt fra gruppen bestående av glukonsyre, tartarsyre, melkesyre, sitronsyre, maleinsyre og blandinger av slike syrer, has a viscosity varying from approx. 10 to approx. 225 cp, measured on a FANN viscometer at 300 rpm using No. 1 spring, and where said additive is present in the suspension in an amount varying from about 0.2 to about 2.0% by weight in relation to., the dry cement in the suspension, as well as a hydroxycarboxylic acid selected from the group consisting of gluconic acid, tartaric acid, lactic acid, citric acid, maleic acid and mixtures of such acids,

og hvor nevnte syre eller syrer er tilstede i imengder varierende fra 0,1 til 1,0 vekt-% i forhold til tørrsementvekten i suspensjonen. and where said acid or acids are present in amounts varying from 0.1 to 1.0% by weight in relation to the dry cement weight in the suspension.

Det mest foretrukne saltvanns sementsuspensjonenThe most preferred saltwater cement suspension

med lavt vanntap består av saltvann, sement, og en vanntapsreduserende additiv bestående av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl D.S. på 0,4, et etylenoksyd-M.S. på ca. 2,0, og en slik molekylvekt, at en 1 vekt-% vanndig oppløsning ved 2 5,5°C har en viskositet på fra 10 with low water loss consists of salt water, cement, and a water loss reducing additive consisting of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. of 0.4, an ethylene oxide M.S. of approx. 2.0, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C has a viscosity of from 10

til ca. 200 cp, målt på et FANN viskometer ved 300 omdr/min når man bruker nr. 1 fjær, og hvor karboksymetylhydroksyetylcellulosen brukes i mengder på^fra 0,25 til 1,0-vekt-% to approx. 200 cp, measured on a FANN viscometer at 300 rpm when using a No. 1 spring, and where the carboxymethyl hydroxyethyl cellulose is used in amounts of^from 0.25 to 1.0% by weight

i forhold til tørrsementvekten i suspensjonen, samt sitronsyre som brukes i mengder fra 0,1 til 0,9 vekt-% i forhold til vekten av tørr sement i suspensjonen. in relation to the dry cement weight in the suspension, as well as citric acid which is used in amounts from 0.1 to 0.9% by weight in relation to the weight of dry cement in the suspension.

Når vanntapsreduserende additiver ifølge forelig gende oppfinnelse brukes for å redusere vanntapet fra en saltvannssementsuspensjon som brukes for å sementere brønner, When water loss reducing additives according to the present invention are used to reduce water loss from a saltwater cement suspension used to cement wells,

så blir additivet blandet med saltvannssementsuspens.jonen før dennes bruk. Det vanntapsreduserende additiv blir fortrinnsvis tørrblandet med andre tørre komponenter som deretter tilsettes det vann som brukes for å fremstille sementsuspensjonen. Hvis blandetvannet ikke allerede inneholder salter, så kan disse fortrinnsvis også tørrblandet sammen med de andre tørre komponentene og blandingen fremstilles ved tilsetning til vann. Så snart suspensjonen er skikkelig blandet, så føres den inn i brønnhullet og/eller den underjordisk^formasjon som gjennomtrenges av borehullet, .hvoretter man ilar den herde til en hard, permeabel masse. De vanntapsreduserende additiver og sementsuspensjoner som inneholder slike additiver, er effektive for å hindre vanntap ved temperaturer innen et vidt temperaturområde, dvs. fra ca. 37 til ca. 182°C. then the additive is mixed with the salt water cement suspension before its use. The water loss-reducing additive is preferably dry-mixed with other dry components which are then added to the water used to prepare the cement suspension. If the mixed water does not already contain salts, then these can preferably also be dry-mixed together with the other dry components and the mixture prepared by adding to water. As soon as the suspension is properly mixed, it is introduced into the wellbore and/or the subterranean formation penetrated by the borehole, after which it is allowed to harden into a hard, permeable mass. The water loss-reducing additives and cement suspensions containing such additives are effective in preventing water loss at temperatures within a wide temperature range, i.e. from approx. 37 to approx. 182°C.

Det tør være underforstått at saltvannssementsuspensjoner ifølge foreliggende oppfinnelse kan også inneholde en rekke andre komponenter og additiver for å frembringe visse forønskede resultater, så som faste fyllstoffer, f.eks. sand, retarderende herdningsmidler, akseleratorer etc. It should be understood that salt water cement suspensions according to the present invention may also contain a number of other components and additives to produce certain desired results, such as solid fillers, e.g. sand, retarding curing agents, accelerators etc.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. The following examples illustrate the invention.

EKSEMPEL 1.EXAMPLE 1.

Det ble fremstilt sementsuspensjoner eller oppslem-. ninger idet man brukte ferskvann inneholdende forskjellige konsentrasjoner av natriumklorid, sement og vanntapsreduserende additiver ifølge foreliggende oppfinnelse, bestående av lavmolekylære karboksymetylhydroksyetylcellulosepolymerer (D.S. på 0,4, M.S. på 2,0, og en slik molekylvekt at en 1 vekt-% vanndig oppløsning ved 25,5°C hadde en viskositet fra 10 til Cement suspensions or slurry were produced. nings using fresh water containing different concentrations of sodium chloride, cement and water loss reducing additives according to the present invention, consisting of low molecular weight carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymers (D.S. of 0.4, M.S. of 2.0, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25 .5°C had a viscosity from 10 to

2 00 cp, målt på et•FANN viskometer ved 3 00 omdr/min idet man bruke nr. 1 fjær) og tartarsyre. Suspensjonen og additivene ble blandet i en Waring-blander i 35 sekunder ved høy hastighet. Overflateblandingsviskositeterie på suspensjonene ble bestemt 200 cp, measured on a•FANN viscometer at 300 rpm using No. 1 spring) and tartaric acid. The suspension and additives were mixed in a Waring mixer for 35 seconds at high speed. Surface mixture viscosity of the suspensions was determined

ved 37,7, 48,8, 65,5 og 87,7°C, idet man brukte et Halliburton-konsistometer,. slik dette er beskrevet i US patent nr. at 37.7, 48.8, 65.5 and 87.7°C, using a Halliburton consistometer. as described in US patent no.

2.122.765. 2,122,765.

Væsketapsegenskapene for suspensjonene ble bestemt ved hjelp av API standartmetoder (API RP-10B) på en: 3 26 mesh sikt ved 71,4 kg/cm2 ved 37,7, 48,8, 65,5 oh 87,7°C. The liquid loss characteristics of the suspensions were determined using API standard methods (API RP-10B) on a: 3 26 mesh sieve at 71.4 kg/cm 2 at 37.7, 48.8, 65.5 and 87.7°C.

Resultatene av prøvene er angitt i tabell 1. The results of the tests are given in table 1.

Det fremgår fra tabell 1 at karboksymetylhydroksyetylcellulose-tartarsyreadditiver gir godt overflatebland-ingsviskositeter og væsketapsreduksjon i sementsuspensjoner inneholdende forskjellige saltmengder. It appears from table 1 that carboxymethylhydroxyethylcellulose-tartaric acid additives provide good surface mixing viscosities and liquid loss reduction in cement suspensions containing different amounts of salt.

EKSEMPEL 2.■ EXAMPLE 2.■

Fremgangsmåten fra eksempel 1 ble gjentatt, idet vanntapsreduserende additiver besto av en lavmplekylær kar-boksymetylhydroksyetylcellulosepolymer, slik disse er beskrevet og forskjellige hydroksykarboksysyrer.; The procedure from example 1 was repeated, with the water loss-reducing additives consisting of a low molecular weight carboxymethylhydroxyethyl cellulose polymer, as described, and various hydroxycarboxylic acids;

Resultatene er angitt i tabell 2. I The results are shown in table 2. I

Fra tabell fremgår det at man oppnår gode væsketaps-reduksjoner når man bruker additiver ifølge foreliggende ^oppfinnelse ved temperaturer fra 37,7 til 182,2°C. Det fremgår også at additiver som innbefatter hydroksykarboksysyrer, er mer effektive i saltvannssuspensjoner som inneholder saltkon-sentras joner over ca. 18 vekt-% enn de som bare inneholder From the table it appears that good liquid loss reductions are achieved when additives according to the present invention are used at temperatures from 37.7 to 182.2°C. It also appears that additives that include hydroxycarboxylic acids are more effective in saltwater suspensions that contain salt concentrations above approx. 18% by weight than those containing only

CMHEC. CMHEC.

Claims (10)

Vanntapsreduserende additiv for anvendelse i salt-vannssementoppslemminger eller suspensjoner, karakterisert ved å innbefatte karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl D.S. i området fra 0,1 til 0,7, et etylenoksyd M.S. i området fra ca. 0,6; til ca. 2,8, og en slik molekylvekt, at en 1 vekt-% vanndigi oppløsning med 25,5°C har en viskositet varierende fra ca. 10; til ca. 225 cp målt på et FANN viskometer ved 3 00 omdr/min, idet man bruker fjær nr. 1.Water loss reducing additive for use in salt-water cement slurries or suspensions, characterized by including carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. in the range of 0.1 to 0.7, an ethylene oxide M.S. in the area from approx. 0.6; to approx. 2.8, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C has a viscosity varying from approx. 10; to approx. 225 cp measured on a FANN viscometer at 300 rpm, using No. 1 spring. 2. Additiv ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte karboksymetylhydroksyetylcellulose har et karboksymetyl D.S. på ca. 0,4, et etylenoksyd M.S. på ca. 2,0, og en slik molekylvekt, at nevnte viskositet ligger i området fra 10 til 200 cp.2. Additive according to claim 1, characterized in that said carboxymethylhydroxyethyl cellulose has a carboxymethyl D.S. of approx. 0.4, an ethylene oxide M.S. of approx. 2.0, and such a molecular weight that said viscosity lies in the range from 10 to 200 cp. 3. Additiv ifølge krav 1, karakterisert ved at man også tilsetter en hydroksykarboksysyre.3. Additive according to claim 1, characterized in that a hydroxycarboxylic acid is also added. 4. Saltvannssementsuspensjon med lavt vanntap ved kontakt med permeable underjordiske formasjoner, karakterisert ved å bestå av:4. Saltwater cement suspension with low water loss in contact with permeable underground formations, characterized by consisting of: Saltvann;Salt water; sement; og et vanntapsresuderende additiv bestående av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl D.S.cement; and a water loss reducing additive consisting of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. i området fra ca. 0,1 til ca. 0,7, et etylenoksyd M.S. i området fra ca. 0,6 til ca. 2,8, og en slik molekylvekt, at en 1 vekt-% vanndig oppløsning ved 25,5°C har viskositet i området fra ca. 10 til ca.in the area from approx. 0.1 to approx. 0.7, an ethylene oxide M.S. in the area from approx. 0.6 to approx. 2.8, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C has a viscosity in the range from approx. 10 to approx. 225 cp,' målt på et FANN viskometer ved 3 00 omdr/min når man bruker fjær nr. 1\225 cp,' measured on a FANN viscometer at 300 rpm when using spring No. 1\ 5. Sementsuspensjon ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte karboksymetylhydroksyetylcellulose har et karboksymetyl D.S. på ca. 0,4, et etylenoksyd M.S. på ca. 2,0 og en slik molekylvekt, at nevnte viskositet ligger i området fra ca. 10 til ca. 200 cp..•'5. Cement suspension according to claim 4, characterized in that said carboxymethylhydroxyethyl cellulose has a carboxymethyl D.S. of approx. 0.4, an ethylene oxide M.S. of approx. 2.0 and such a molecular weight that said viscosity lies in the range from approx. 10 to approx. 200 cp..•' 6. Sementsuspensjon ifølge krav 4, karakteri-6. Cement suspension according to claim 4, charac- sert ved at nevnte karboksymetylhydroksyetylcellulose er tilstede i nevnte sementsuspensjon i mengder på fra 0,2 til ca. 2,0 vekt-% i forhold til vekten av tørr sement i suspensjonen.characterized by said carboxymethylhydroxyethyl cellulose being present in said cement suspension in amounts of from 0.2 to approx. 2.0% by weight in relation to the weight of dry cement in the suspension. 7. Sementsuspensjon ifølge krav 4, kajrakteri-sert ved at den også inneholder en hydroksykarboksysyre.7. Cement suspension according to claim 4, characterized in that it also contains a hydroxycarboxylic acid. 8. Fremgangsmåte for å redusere vanntapet fra en salt-vannssementsuspens jon som brukes for å sementere en brønn, karakterisert ved at man blander et vanntapsreduserende additiv med nevnte saltvannssementsuspensjon før man bruker sistnevnte, og hvor nevnte additiv består av karboksymetylhydroksyetylcellulose med et karboksymetyl D.S. i området fra ca. 0,1 til ca. 0,7, et etylenoksyd M.S. i området fra ca. 0,6 til ca. 2,8, og en slik molekylvekt, at en 1 vekt-% vanndig oppløsning ved 25,5°C har en viskositet varierende fra ca. 10 til ca. 225 cp, målt på et FÅNN viskometer med 300 omdr/min idet man bruker fjær nr. 1.8. Method for reducing water loss from a salt-water cement suspension that is used to cement a well, characterized by mixing a water-loss-reducing additive with said salt-water cement suspension before using the latter, and where said additive consists of carboxymethyl hydroxyethyl cellulose with a carboxymethyl D.S. in the area from approx. 0.1 to approx. 0.7, an ethylene oxide M.S. in the area from approx. 0.6 to approx. 2.8, and such a molecular weight that a 1% by weight aqueous solution at 25.5°C has a viscosity varying from approx. 10 to approx. 225 cp, measured on a FÅNN viscometer at 300 rpm using spring #1. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte karboksymetylhydroksyetylcellulose har et karboksymetyl D.S. på ca. 0,4, et etylenoksyd M.S. på ca. 2,0, og en molekylvekt slik at nevnte viskositet ligger i området fra ca. 10 til ca. 200 cp.9. Method according to claim 8, characterized in that said carboxymethyl hydroxyethyl cellulose has a carboxymethyl D.S. of approx. 0.4, an ethylene oxide M.S. of approx. 2.0, and a molecular weight such that said viscosity lies in the range from approx. 10 to approx. 200 cp. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte additiv også innbefatter en hydroksykarboksysyre...10. Method according to claim 8, characterized in that said additive also includes a hydroxycarboxylic acid...
NO812339A 1980-07-14 1981-07-09 SALT WATER SUSPENSIONS AND WATER-REDUCING ADDITIVES FOR SUCH. NO812339L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16793680A 1980-07-14 1980-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO812339L true NO812339L (en) 1982-01-15

Family

ID=22609426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO812339A NO812339L (en) 1980-07-14 1981-07-09 SALT WATER SUSPENSIONS AND WATER-REDUCING ADDITIVES FOR SUCH.

Country Status (8)

Country Link
AU (1) AU547062B2 (en)
BR (1) BR8104405A (en)
CA (1) CA1163090A (en)
DE (1) DE3126489A1 (en)
GB (1) GB2080812B (en)
IT (1) IT1138054B (en)
NL (1) NL8103326A (en)
NO (1) NO812339L (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4601758A (en) * 1985-02-25 1986-07-22 Dowell Schlumberger Incorporated Sulfonated poly (vinyl aromatics) as fluid loss additives for salt cement slurries
US4939192A (en) * 1987-06-17 1990-07-03 Aqualon Company Building composition containing 3-alkoxy-2-hydroxypropylhydroxyethyl cellulose
US4845207A (en) * 1987-06-17 1989-07-04 Aqualon Company 3-alkoxy-2-hydroxypropylhydroxyethylcellulose and building composition containing the same
EP0573847B1 (en) * 1992-06-06 1999-03-17 Clariant GmbH Use of carboxymethylated methylhydroxyethyl or methylhydroxypropyl cellulose ethers and cementitious compositions obtainable thereof
JPH11507002A (en) * 1995-06-07 1999-06-22 ザ・ニユートラスウイート・カンパニー Stable suspension system of hydrocolloid and superplasticizer
CA2239864C (en) * 1995-12-15 2008-04-15 Monsanto Company Methods for improved rheological control in cementitious systems
WO1997027152A1 (en) * 1996-01-26 1997-07-31 The Nutrasweet Company Sugar and/or acid addition to anionic polysaccharide-containing cementitious formulations
US5749418A (en) * 1997-04-14 1998-05-12 Halliburton Energy Services, Inc. Cementitious compositions and methods for use in subterranean wells
US5968255A (en) * 1997-04-14 1999-10-19 Halliburton Energy Services, Inc. Universal well cement additives and methods
HK1043083B (en) * 1998-11-24 2005-04-01 科莫多尔国际有限公司 Composition and method for removing a hardened or semi-hardened cementitions substance including hydrated lime or calcium sulphate from a surface
US6457524B1 (en) 2000-09-15 2002-10-01 Halliburton Energy Services, Inc. Well cementing compositions and methods
US6405801B1 (en) 2000-12-08 2002-06-18 Halliburton Energy Services, Inc. Environmentally acceptable well cement fluid loss control additives, compositions and methods
DE10209812A1 (en) 2001-03-22 2002-09-26 Degussa Construction Chem Gmbh Water-soluble polysaccharide derivatives used as dispersants for mineral binder suspensions, optionally contain hydroxyalkyl and/or sulfate groups
US6708760B1 (en) * 2002-11-19 2004-03-23 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and cement compositions for cementing in subterranean zones

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2961004A (en) * 1954-07-17 1960-11-22 Bosch Gmbh Robert Flow control for injection pumps
NO116030B (en) * 1965-12-01 1969-01-13 Mo Och Domsjoe Ab
US3483007A (en) * 1966-07-07 1969-12-09 Dow Chemical Co Aqueous cement slurry and method of use
US3959003A (en) * 1972-04-10 1976-05-25 Halliburton Company Thixotropic cementing compositions
US4239629A (en) * 1978-06-05 1980-12-16 Phillips Petroleum Company Carboxymethylhydroxyethyl cellulose in drilling, workover and completion fluids

Also Published As

Publication number Publication date
AU547062B2 (en) 1985-10-03
BR8104405A (en) 1982-03-30
GB2080812B (en) 1984-06-06
CA1163090A (en) 1984-03-06
GB2080812A (en) 1982-02-10
IT8122930A0 (en) 1981-07-14
IT1138054B (en) 1986-09-10
AU7280081A (en) 1982-09-23
NL8103326A (en) 1982-02-01
DE3126489A1 (en) 1982-05-27
DE3126489C2 (en) 1990-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2011340304B2 (en) Wellbore servicing compositions comprising a fluid loss agent and methods of making and using same
US4455169A (en) Salt water cement slurries and water loss reducing additives therefor
CA1082438A (en) Spacer composition and method of use
US4557763A (en) Dispersant and fluid loss additives for oil field cements
EP1319798B1 (en) Sealing subterranean zones
US4784693A (en) Cementing composition and aqueous hydraulic cementing solution comprising water-soluble, nonionic hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose
US4892589A (en) Composition comprising water-soluble, nonionic hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose and water-soluble, nonionic hydroxyethyl cellulose
US4433731A (en) Liquid water loss reducing additives for cement slurries
US4742094A (en) Low fluid loss salt saturated cement slurries, additives and methods
US4466837A (en) Liquid water loss reducing additives for cement slurries
NO812339L (en) SALT WATER SUSPENSIONS AND WATER-REDUCING ADDITIVES FOR SUCH.
NO144047B (en) HARDENABLE MIXTURE FOR CEMENTING OF DEEP BORES
MX2013013234A (en) Settable compositions containing metakaolin having reduced portland cement content.
CA2871282A1 (en) A calcium aluminate cement composition containing a set retarder of an organic acid and a polymeric mixture
CA2863731A1 (en) Use of terpolymers as fluid loss additives in well cementing
NO318429B1 (en) Fluid for use in oil and gas well operations, as well as additives therefor
US4791989A (en) Low fluid loss salt saturated cement slurries, additives and methods
US20120214712A1 (en) Methods of Using Polysaccharide Based Cement Additives
RU2486224C2 (en) Light salt mud
US7435293B2 (en) Cement compositions comprising maltodextrin
US7422061B2 (en) Fluid loss additives and methods
US20080236451A1 (en) Wellbore servicing compositions
US4559149A (en) Workover fluid
NO321943B1 (en) Clinker cement and process employing hydrophobically modified galactomannans as filtrate reducing agents
US4451389A (en) Aqueous gels