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WO1999036487A1 - Fluide et methode pour liberer des elements tubulaires coinces dans un puits - Google Patents

Fluide et methode pour liberer des elements tubulaires coinces dans un puits Download PDF

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Publication number
WO1999036487A1
WO1999036487A1 PCT/FR1999/000082 FR9900082W WO9936487A1 WO 1999036487 A1 WO1999036487 A1 WO 1999036487A1 FR 9900082 W FR9900082 W FR 9900082W WO 9936487 A1 WO9936487 A1 WO 9936487A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
fluid according
carbon atoms
linear
branched
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1999/000082
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-François Argillier
André Demoulin
Annie Audibert-Hayet
Michel Janssen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Onetech Belgium SA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
Fina Research SA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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
Priority to US09/600,481 priority Critical patent/US6537951B1/en
Application filed by Fina Research SA, IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical Fina Research SA
Priority to GB0016520A priority patent/GB2350120B/en
Priority to CA002318341A priority patent/CA2318341A1/fr
Priority to EP99900942A priority patent/EP1071731A1/fr
Publication of WO1999036487A1 publication Critical patent/WO1999036487A1/fr
Priority to NO20003670A priority patent/NO20003670L/no
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
    • E21B31/035—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells controlling differential pipe sticking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C09K8/34—Organic liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/02—Spotting, i.e. using additives for releasing a stuck drill
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S507/00—Earth boring, well treating, and oil field chemistry
    • Y10S507/94—Freeing stuck object from wellbore

Definitions

  • the present invention relates to a composition intended to be placed in a well drilled in the ground to release the tubes or drill rods trapped by the effect of differential pressure or mechanically.
  • the present composition is particularly suitable for water-based drilling fluids.
  • drilling fluids which fills the well is generally of density such that the hydrostatic pressure created is greater than the pressure of the fluids contained in the pores of the rock formation traversed by the drilling.
  • Most drilling fluids contain reducing filtrate additives which prevent filtration of the drilling fluid in the permeable formation by creating a cake (deposit on the walls of a layer of colloidal particles) whose quality of impermeability conditions the amount of fluid filtered.
  • the drill rods in rotation stop can stick on the walls, against or in the cake.
  • the nature of the loosening fluid must be adapted to the method of placing by circulation, that is to say being of a density equivalent to the fluid already in place, of a viscosity such as injection and circulation in the well is not a problem, and comply with the quality standards for rejection in force.
  • the present invention relates to a well fluid for releasing tubular elements trapped in the well.
  • This fluid includes:
  • a part A constituted by one or more esters obtained by reaction of a mono carboxylic acid (Al), linear or branched, comprising from 8 to 24 carbon atoms and of a polyol (A.2), linear or branched, comprising from 2 to 20 carbon atoms, the acid: alcohol molar ratio (Al: A.2) being between 1: 1 and (nn / 10): 1, where n represents the number of hydroxyl groups of alcohol A .2, • a part B consisting of one or more mono carboxylic acids, linear or branched, comprising from 8 to 24 carbon atoms, the carboxylic acid Al and part B each being separately a mixture of at least 80% d '' carboxylic acids having 1 to 3 unsaturations,
  • a part C consisting of one or more esters obtained by reaction of a mono carboxylic acid, linear or branched, comprising from 2 to 24 carbon atoms and a linear or branched mono alcohol, comprising from 2 to 24 carbon atoms , or by one or more linear hydrocarbon chains containing at least one unsaturation comprising from 8 to 24 carbon atoms, or by one or more branched, saturated hydrocarbon chains or containing at least one unsaturation comprising from 8 to 24 carbon atoms, said part C having a viscosity of less than approximately 10 mPa.s at 40 ° C., • optionally a part D consisting of a tertiary amine, and the amount of part C is determined relative to the other components so that the viscosity of said fluid is less than 40 mPa.s at 40 ° C.
  • Parts A, B and D can be respectively in the following ranges of proportions: between 75 and 90% for A, between 5 and 15% for B, at most 10% of part D, relative to the total weight of mixture A + B + C.
  • Parts A, B and D can be respectively in the following proportions: 85.4%, 9.5% and 5.1%.
  • Part A can be pentaerytritol monooleate.
  • the tertiary amine can be triethanolamine.
  • the proportion of part C can be approximately between 60 and 80% relative to the total weight of the composition.
  • Part C can consist mainly of 2-ethyl-hexyl oleate.
  • a first variant according to the invention may consist in adding at most 40%, relative to the total weight, of isopropylmyristate.
  • a second variant may consist in adding at most 40%, relative to the total weight, of an ester chosen from the group consisting of polyglycerol polyricinoleate, polyglycerol monooleate, triheptanoate ethoxylated three times, and their mixture.
  • polymerized polyols comprised between dimer and tretramer, of linear or branched mono alcohols comprising from 2 to 10 carbon atoms, or their mixture.
  • the alcohols can be chosen from the group consisting of polyglycerol, butanol and their mixture.
  • the fluid according to the invention it is possible to add at most 5% of viscosifying agent for organic medium and a determined quantity of weighting agents.
  • No more than 5% of wetting and / or dispersing agent can be added, and preferably no more than 2%.
  • the present invention also relates to a method for releasing a train of tubulars stuck in a well in which a volume of a fluid as defined above is injected into the well.
  • the various constituents of the composition according to the invention are non-toxic and non-polluting according to the criteria known in the profession.
  • the loosening fluid can be used as such in the form of a liquid stopper optionally comprising a small proportion of water, or mixed with the water-based drilling fluid, optionally with oil-based fluids or the like.
  • L1 corresponds to a mixture of approximately 70% of 2-ethyl-hexyl oleate with approximately 30% of a compound called "COMP".
  • L2 corresponds to a mixture of 95% of L1 with 5% of isopropylmyristate.
  • L3 corresponds to a mixture of 80% of L1 with 20% of isopropylmyristate.
  • L4 corresponds to a mixture of 99.5% of L2 with 0.5% of Anti Terra-P.
  • L5 corresponds to a mixture of 99.5% of L2 with 0.5% of Disperbyk-108.
  • Anti-Terra-P and Disperbyk-108 additives are wetting and dispersing agents manufactured and marketed by BYK-Chemie GmbH.
  • the Anti-Terra-P additive is a solution of phosphoric acid salts and long chains of polyamine carboxylic acid amides.
  • the additive Disperbyk-108 is an ester of functionalized hydroxy carboxylic acid comprising groups having affinities with pigments.
  • L6 corresponds to a mixture of 80% of L1 with 20% of polyricinoleate polyglycerol.
  • L7 corresponds to a mixture of 80% of L1 with 20% of triheptanoate glycerol ethoxylated three times.
  • L8 corresponds to a mixture of 80% of L1 with 20% of polyglycerol.
  • L9 corresponds to a mixture of 80% L1 with 20% of a mixture of 95% polyglycerol and 5% butanol.
  • L10 corresponds to a mixture of 60% of L1 with 40% of a mixture of 95% of polyglycerol and 5% of butanol.
  • the “COMP” tested consists of an ester part A, an acid part B and triethanolamine, respectively in the following proportions by weight: approximately 85.4%, 9.5% and 5.1%; part A being pentaerytritol monooleate (RADIASURF 7156 marketed by FINA Chemicals); part B being RADIACID 208 acid (marketed by FINA Chemicals) which contains approximately: 70% oleic acid, 10% linoleic acid, 6% acid palmitoleic, 5% palmitic acid, 4% myristic acid, 3% linolenic acid and 2% stearic acid.
  • RADIASURF 7156 pentaerytritol monooleate
  • RADIACID 208 acid marketed by FINA Chemicals
  • part A consists of one or more esters obtained by reaction of a linear or branched mono carboxylic acid (Al), comprising from 8 to 24 carbon atoms and a polyol (A.2), linear or branched, comprising from 2 to
  • the acid: alcohol (Al: A.2) molar ratio is between 1: 1 and (nn / 10): 1, where n represents the number of hydroxyl groups in alcohol A.2, and if part B consists of one or more mono carboxylic acids, linear or branched, comprising from 8 to 24 carbon atoms, the carboxylic acid (Al and part B) being a mixture of at least 80% of acids carboxyls having 1 to 3 unsaturations.
  • Parts A.l and B can be chosen from the group consisting of oleic, stearic, linoleic, linolenic, palmitic, palmitoleic, myristic acid and their mixture.
  • the differential pressure test cell known as "Differential Sticking Tester - Model 21150" from Baroid, a division of NL Corp. (Instruction Manual Part N °. 211150001EA) has been modified in such a way that, once the cake is formed on the filter and the piston applied in contact with the cake, replace the mud used to form the cake with another fluid, for example a loosening fluid according to the invention, or comparison fluids.
  • a test cell consists of a cylindrical chamber comprising a paper filter holder, a lower outlet for collecting the filtrate, an upper cover comprising a pressurization orifice with compressed nitrogen and a shaft carrying a disc disposed in the axis of the filter paper, a torque wrench linked to the shaft to measure the resistant torque caused by the disc in contact with the cake.
  • the contact face of the disc has been slightly modified to present a flat bordered by a very flat trunk of cone, of width not exceeding the centimeter.
  • the operational conditions are as follows: ambient temperature for the fluids, differential filtration pressure 3.5 MPa, pressure of the disc on the cake equivalent to 5 MPa, for 10 minutes.
  • a characteristic test is therefore carried out as follows: The mud is filtered on a paper filter for 30 minutes under a pressure of 3.5 MPa, then the piston is pressed into the cake under an equivalent mechanical pressure of 5 MPa, for 10 minutes . The differential pressure is then canceled, the piston still being kept applied to the cake under the action of mechanical force. The sludge remaining in the cell is then removed and replaced by the loosening fluid to be tested. The differential pressure of 3.5 MPa is then applied again and the mechanical force exerted on the piston is eliminated. After 30 minutes, we measure the torque necessary to lift the piston from the cake. The results are expressed in Ibs.in (pound.inch) according to the usual units of the profession (we multiply by 0.11298 to convert to Newton. Meter).
  • composition of the basic mud used to make the cake • fresh water
  • the results are reported in the table below:
  • the first line corresponds to the measurement of the torque when the cell contains the mud, without replacement by the loosening fluid.
  • a cake is formed by filtration of a mud in an API filtration cell on filter paper for 30 minutes at 7 bar of pressure and at room temperature.
  • the sludge remaining in the cell is then removed, which is replaced either by water (or the filtrate) or by a loosening fluid according to the invention.
  • the pressure is then restored and the filtration is measured for 30 minutes. The results are expressed by the weight of fluid recovered after 30 minutes of filtration of the water or the loosening fluid.
  • Viscosities the table below gives the viscosity values of the basic components, as well as their mixtures. The viscosities are measured at 40 ° C. The proportion of the two components of L1 must be adjusted so that the mixture has a viscosity of less than 40 mPa.s at a temperature of 40 ° C and preferably less than 20 mPa.s.
  • a good ratio corresponds appreciably to the 2-ethylhexyl oleate / COMP mixture of 70/30.
  • VA is the apparent viscosity in centipoise (cP)
  • VP is the plastic viscosity in centipoise (cP)
  • YV the shear threshold value (Yield Value) in lb / 100ft 2 (these measurements comply with API RP 13B-1 which gives the correspondence of SI units in Appendix I).
  • the tests consist in measuring the rheology of the formulation as a function of the percentage of Truvis viscosifier added here, and of comparing the decantation of the solids as a function of time.
  • Truvis is a viscosifying additive for organic media marketed by Dowell (Schlumberger Dowell Drilling Fluids). It will not depart from the scope of this invention to use other viscosifying products, for example other organophilic bentonites or oleophilic polymers.
  • the formulation according to the invention can withstand high concentrations of barite.
  • the example below shows that a density of 1.8 kg / 1 can be obtained.
  • the loosening fluid formulation tested corresponds to L1 + 1.7% of Truvis viscosifier.

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Abstract

La présente invention concerne un fluide de puits pour libérer des éléments tubulaires coincés dans le puits. Le fluide comporte: une partie A constituée par un ou plusieurs esters obtenus par réaction d'un acide mono carboxylique (A.1), linéaire ou branché, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone et d'un polyol (A.2), linéaire ou branché, comprenant de 2 à 20 atomes de carbone; une partie B constituée d'un ou plusieurs acides mono carboxyliques, linéaires ou branchés, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, l'acide carboxylique (A.1 et partie B) étant un mélange d'au moins 80 % d'acides carboxyliques ayant 1 à 3 insaturations; une partie C constituée d'un autre ester ou d'oléfines, la quantité de partie C est déterminée par rapport aux autres composants de façon que la viscosité du fluide soit inférieure à 40 mPa.s à 40 DEG C. L'invention concerne également une méthode pour libérer des tiges coincées dans un puits.

Description

FLUIDE ET METHODE POUR LIBERER DES ELEMENTS TUBULAIRES COINCES DANS UN PUITS
La présente invention concerne une composition destinée à être placée dans un puits foré dans le sol pour libérer les tubes ou des tiges de forage coincés par effet de pression différentielle ou mécaniquement. La présente composition est particulièrement adaptée à des fluides de forage à base d'eau.
Il est connu dans l'art du forage pétrolier, ou autre, qu'il y a dans beaucoup de cas le risque de coincement de la garniture de forage en cours d'opération, ou des tubes de cuvelage en cours de leur mise en place dans le puits. Les causes peuvent être d'origine mécanique ou du fait de la pression différentielle qui règne entre l'intérieur du puits et les pores de la roche. En effet, le fluide de forage qui remplit le puits est généralement de masse volumique telle que la pression hydrostatique créée est supérieure à la pression des fluides contenus dans les pores de la formation rocheuse traversée par le forage. La plupart des fluides de forage contiennent des additifs réducteurs de filtrat qui empêche la filtration du fluide de forage dans la formation perméable par création d'un cake (dépôt sur les parois d'une couche de particules colloïdales) dont la qualité d'imperméabilité conditionne la quantité de fluide filtré. Les tiges de forage en arrêt de rotation peuvent se coller sur les parois, contre ou dans le cake. Plus le cake est épais, plus la surface de collage est importante et plus la force nécessaire au décollage sera grande puisqu'elle est égale à la valeur de la pression différentielle par rapport à chaque coté du cake, multipliée par la surface de contact ou d'adhésion. Pour pouvoir libérer la garniture de tiges, il est courant d'injecter un certain volume d'un fluide dit « spotting fluid » au droit de la zone de collage sous la forme d'un volume de quelques mètres cubes d'un bouchon injecté dans les tiges et mis en place dans la zone de coincement par circulation d'un autre fluide, généralement le fluide de forage. La nature du fluide de décoincement doit être adaptée à la méthode de mise en place par circulation, c'est-à-dire être d'une masse volumique équivalente au fluide déjà en place, d'une viscosité telle que l'injection et la circulation dans le puits ne pose pas de problème, et respecter les normes de qualité de rejet en vigueur. Il y a de nombreuses compositions de fluides de décoincement, notamment à base de produits lubrifiants minéraux.
On connaît le document US-4964615 qui décrit un « spotting fluid » à base d'ester d'acide gras, d'une bentonite oléophile et d'un système émulsifiant. Ce fluide ne divulgue pas la composition optimisée de la présente invention.
Ainsi, la présente invention concerne un fluide de puits pour libérer des éléments tubulaires coincés dans le puits. Ce fluide comporte :
• une partie A constituée par un ou plusieurs esters obtenus par réaction d'un acide mono carboxylique (A.l), linéaire ou branché, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone et d'un polyol (A.2), linéaire ou branché, comprenant de 2 à 20 atomes de carbone, le rapport molaire acide : alcool (A.l : A.2) étant compris entre 1 : 1 et (n-n/10) : 1, où n représente le nombre de groupements hydroxyle de l'alcool A.2, • une partie B constituée d'un ou plusieurs acides mono carboxyliques, linéaires ou branchés, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, l'acide carboxylique A.l et partie B étant chacun séparément un mélange d'au moins 80% d'acides carboxyliques ayant 1 à 3 insaturations,
• une partie C constituée par un ou plusieurs esters obtenus par réaction d'un acide mono carboxylique, linéaire ou branché, comprenant de 2 à 24 atomes de carbone et d'un mono alcool linéaire ou branché, comprenant de 2 à 24 atomes de carbone, ou par une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées linéaires contenant au moins une insaturation comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, ou par une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées branchées, saturées ou contenant au moins une insaturation comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, ladite partie C ayant une viscosité inférieure à environ 10 mPa.s à 40°C, • éventuellement une partie D constituée d'une aminé tertiaire, et la quantité de partie C est déterminée par rapport aux autres composants de façon que la viscosité dudit fluide soit inférieure à 40 mPa.s à 40°C.
Les parties A, B et D peuvent être respectivement dans les fourchettes de proportions suivantes : entre 75 et 90% pour A, entre 5 et 15% pour B, au plus 10% de partie D, par rapport au poids total de mélange A+B+C. Les parties A, B et D peuvent être respectivement dans les proportions suivantes : 85,4%, 9,5% et 5,1%.
La partie A peut être du monooléate de pentaérytritol. L'aminé tertiaire peut être de la triéthanolamine.
La proportion de la partie C peut être environ comprise entre 60 et 80% par rapport au poids total de la composition.
La partie C peut être constituée principalement de 2-éthyl-hexyl oléate. Dans ce cas, une première variante selon l'invention peut consister à ajouter au plus 40%, par rapport au poids total, d'isopropylmyristate.
Dans le cas où la partie A est principalement du monooléate de pentaérytritol, une seconde variante peut consister à ajouter au plus 40%, par rapport au poids total, d'un ester choisi dans le groupe constitué par le polyglycérol polyricinoléate, le polyglycérol monooléate, le triheptanoate éthoxylé trois fois, et leur mélange.
Dans une troisième variante, on peut ajouter au plus 40%, par rapport au poids total, des polyols polymérisés compris entre dimère et trétramère, des mono alcools linéaires ou branchés comprenant de 2 à 10 atomes de carbone, ou leur mélange.
Dans cette troisième variante, les alcools peuvent être choisis dans le groupe constitué par le polyglycérol, le butanol et leur mélange. Dans le fluide selon l'invention, on peut ajouter au plus 5% d'agent viscosifiant pour milieu organique et une quantité déterminée d'agents alourdissants.
On peut ajouter au plus 5% d'agent mouillant et/ou dispersant, et de préférence au plus 2%.
On peut aussi ajouter au plus 10% d'eau.
La présente invention concerne également une méthode pour libérer un train de tubulaires coincé dans un puits dans laquelle on injecte dans le puits un volume d'un fluide tel que défini ci-dessus.
Les différents constituants de la composition selon l'invention sont non toxiques et non polluants selon les critères connus dans la profession. Bien entendu, compte tenu des réglementations différentes en fonction des pays, certains produits utilisés pourraient être considérés, vis-à-vis de l'environnement, comme acceptables par certains pays mais pas dans d'autres. Le fluide de décoincement peut être utilisé tel quel sous forme de bouchon liquide comportant éventuellement une faible proportion d'eau, ou mélangé au fluide de forage à base d'eau, éventuellement aux fluides à base d'huile ou équivalents. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description des exemples suivants.
Il y a deux types d'essais qui peuvent être utilisés pour montrer qu'une composition est efficace en tant que « spotting fluid » : l'essai de mesure du couple de décollage d'un disque appliqué sur un cake formé sur un filtre, et Fessai de mesure de filtration de la composition à travers un cake. En effet, ce dernier test peut démontrer que la composition ne reste pas hors du contact tube/paroi, mais pénètre le cake compris entre le tube et la paroi.
Les différents fluides de décoincement qui ont été testés sont référencés de Ll à L10. Ll correspond à un mélange d'environ 70% de 2-éthyl-hexyl oléate avec environ 30% d'un composé dit « COMP ».
L2 correspond à un mélange de 95% de Ll avec 5% de isopropylmyristate.
L3 correspond à un mélange de 80% de Ll avec 20% de isopropylmyristate.
L4 correspond à un mélange de 99,5% de L2 avec 0,5% de Anti Terra-P.
L5 correspond à un mélange de 99,5% de L2 avec 0,5% de Disperbyk-108.
Les additifs Anti-Terra-P et Disperbyk-108 sont des agents mouillant et dispersant fabriqués et commercialisés par la société BYK-Chemie GmbH. L'additif Anti-Terra-P est une solution de sels d'acide phosphorique et de longues chaînes d'acide carboxylique polyamine amides.
L'additif Disperbyk-108 est un ester d'acide carboxylique hydroxy fonctionnalisé comportant des groupements ayant des affinités avec des pigments. L6 correspond à un mélange de 80% de Ll avec 20% de polyglycérol polyricinoléate.
L7 correspond à un mélange de 80% de Ll avec 20% de triheptanoate glycérol éthoxylé trois fois.
L8 correspond à un mélange de 80% de Ll avec 20% de polyglycérol. L9 correspond à un mélange de 80% de Ll avec 20% d'un mélange de 95% de polyglycérol et de 5% de butanol.
L10 correspond à un mélange de 60% de Ll avec 40% d'un mélange de 95% de polyglycérol et de 5% de butanol.
Le « COMP » testé est constitué d'une partie ester A, d'une partie acide B et de triéthanolamine, respectivement dans les proportions en poids suivantes : environ 85,4%, 9,5% et 5,1% ; la partie A étant du monooléate de pentaérytritol (RADIASURF 7156 commercialisé par FINA Chemicals) ; la partie B étant de l'acide RADIACID 208 (commercialisé par FINA Chemicals) qui contient environ : 70% d'acide oléique, 10% d'acide linoléique, 6% d'acide palmitoléique, 5% d'acide palmitique, 4% d'acide myristique, 3% d'acide linolénique et 2% d'acide stéarique.
On ne sortira pas du cadre de l'invention si, dans le dénommé « COMP », la partie A est constituée par un ou plusieurs esters obtenus par réaction d'un acide mono carboxylique (A.l), linéaire ou branché, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone et d'un polyol (A.2), linéaire ou branché, comprenant de 2 à
20 atomes de carbone, le rapport molaire acide : alcool (A.l : A.2) est compris entre 1 : 1 et (n-n/10) : 1, où n représente le nombre de groupements hydroxyle de l'alcool A.2, et si la partie B est constituée d'un ou plusieurs acides mono carboxyliques, linéaires ou branchés, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, l'acide carboxylique (A.l et partie B) étant un mélange d'au moins 80% d'acides carboxyliques ayant 1 à 3 insaturations.
Les parties A.l et B peuvent être choisies parmi le groupe constitué par l'acide oléique, stéarique, linoléique, linolénique, palmitique, palmitoléique, myristique et leur mélange.
1) Essais de collage par pression différentielle
La cellule de test de pression différentielle dite "Differential Sticking Tester - Model 21150" de la société Baroid, division de la société NL Corp. (Instruction Manual Part N°.211510001EA) a été modifiée de telle manière que l'on puisse, une fois le cake formé sur le filtre et le piston appliqué en contact sur le cake, remplacer la boue utilisée pour former le cake par un autre fluide, par exemple un fluide de décoincement selon l'invention, ou des fluides de comparaison. On rappelle qu'une cellule de test est constituée d'une chambre cylindrique comportant un porte filtre papier, une sortie inférieure pour recueillir le filtrat, un couvercle supérieur comportant un orifice de pressurisation par de l'azote comprimée et un arbre portant un disque disposé dans l'axe du papier filtre, une clé dynamométrique liée à l'arbre permettant de mesurer le couple résistant provoqué par le disque en contact avec le cake. La face de contact du disque a été légèrement modifiée pour présenter une face plane bordée par un tronc de cône très plat, de largeur ne dépassant pas le centimètre.
Les conditions opérationnelles sont les suivantes: température ambiante pour les fluides, pression différentielle de filtration 3,5 MPa, pression du disque sur le cake équivalente à 5 MPa, pendant 10 minutes.
Un test caractéristique est donc réalisé de la manière suivante : La boue est filtrée sur filtre papier pendant 30 minutes sous une pression de 3,5 MPa, puis le piston est enfoncé dans le cake sous une pression mécanique équivalente de 5 MPa, pendant 10 minutes. La pression différentielle est alors annulée, le piston étant toujours maintenu appliqué sur le cake sous l'action de la force mécanique. La boue restant dans la cellule est ensuite enlevée et remplacée par le fluide de décoincement à tester. La pression différentielle de 3,5 MPa est alors de nouveau appliquée et la force mécanique exercée sur le piston est supprimée. Après 30 minutes, on mesure le couple nécessaire pour décoller le piston du cake. Les résultats sont exprimés en Ibs.in (pound.inch) selon les unités usuelles de la profession (on multiplie par 0,11298 pour convertir en newton. mètre).
Composition de la boue de base servant à la constitution du cake : • eau douce
• bentonite du Wyoming 30 g/1
• réducteur de filtrat (AQUAPAC Reg) 1 g/1
• NaCl l g/1
• ajout de baryte tel que la masse volumique d=l,2 kg/1
Les résultats sont reportés dans le tableau ci-dessous : La première ligne correspond à la mesure du couple lorsque la cellule contient la boue, sans remplacement par le fluide de décoincement.
Figure imgf000010_0001
* Saut du piston après 29 minutes.
Ces résultats montrent que le remplacement de la boue par le « spotting fluid » selon la présente invention permet de diminuer le couple de décoincement.
2) Essais de filtration
On forme un cake par filtration d'une boue dans une cellule de filtration API sur papier filtre pendant 30 minutes sous 7 bars de pression et à température ambiante. On enlève alors la boue restant dans la cellule que l'on remplace soit par de l'eau (ou du filtrat), soit par un fluide de décoincement selon l'invention. On remet alors la pression et on mesure la filtration pendant 30 minutes. Les résultats sont exprimés par le poids de fluide récupéré après les 30 minutes de filtration de l'eau ou du fluide de décoincement.
Figure imgf000011_0001
Ces résultats montrent les bonnes performances des systèmes L4 et L5. Les systèmes Ll et L3 ont besoin de plus de temps pour être efficaces.
3) Propriétés rhéologiques et suspensives
Il faut formuler un fluide de décoincement dont la viscosité ne soit pas trop importante (problème de pompabilité et de perte de charge dans les tiges et le puits) mais qui permette de maintenir en suspension les agents d'alourdissement, par exemple la baryte (risque de sédimentation). En effet, compte tenu de la masse volumique plutôt inférieure à 1 kg/1 des produits de base, le fluide de décoincement doit généralement être alourdi pour que la masse volumique du bouchon de décoincement soit proche de celle du fluide de forage. • Viscosités : le tableau ci-dessous donne les valeurs de viscosité des composants de base, ainsi que de leurs mélanges. Les viscosités sont mesurées à 40°C. La proportion des deux composants de Ll devra être ajustée de façon que le mélange ait une viscosité inférieure à 40 mPa.s à une température de 40°C et de préférence inférieure à 20 mPa.s.
Figure imgf000012_0001
Un bon rapport correspond sensiblement au mélange 2-éthylhexyl oléate/COMP de 70/30. Cependant, si la composition est suffisamment fluide pour être déplacée par pompage dans le puits, il faut qu'elle ait également un pouvoir suspensif suffisant pour empêcher, ou tout au moins limiter, la sédimentation des charges solides, par exemple de la baryte ou de la bentonite. Pour cela, on peut ajouter une certaine quantité de produits viscosifiants. On teste le système : Ll + X% viscosifiant + baryte tel que d=l,5 kg/1.
VA est la viscosité apparente en centipoises (cP), VP est la viscosité plastique en centipoises (cP) et YV la valeur seuil de cisaillement (Yield Value) en lb/100ft2 (ces mesures sont conformes au standard API RP 13B-1 qui donne les correspondances des unités SI dans l'Appendice I). Les tests consistent à mesurer la rhéologie de la formulation en fonction du pourcentage de viscosifiant Truvis ajouté ici, et de comparer la décantation des solides en fonction du temps.
Truvis est un additif viscosifiant pour les milieux organiques commercialisé par Dowell (Schlumberger Dowell Drilling Fluids). On ne sortira pas du cadre de cette invention en utilisant d'autres produits viscosifiants, par exemple d'autres bentonites organophiles ou des polymères oléophiles.
Figure imgf000013_0001
Ces résultats montrent qu'une concentration en viscosifiant Truvis de l'ordre de 1,7% est optimum pour ce système. En deçà, les propriétés suspensives sont moins bonnes, au delà les viscosités sont plus importantes, trop importantes dans certains cas d'utilisation.
La formulation selon l'invention peut supporter de fortes concentrations en baryte. L'exemple ci-après montre que l'on peut obtenir une masse volumique de 1,8 kg/1. La formulation de fluide de décoincement testée correspond à Ll + 1,7% de viscosifiant Truvis.
Figure imgf000014_0001
Même à une masse volumique de 1,8 kg/1, les propriétés rhéologiques restent correctes, de même que les propriétés suspensives.

Claims

REVENDICATIONS
1) Fluide de puits pour libérer des éléments tubulaires coincés dans le puits, caractérisé en ce qu'il comporte :
• une partie A constituée par un ou plusieurs esters obtenus par réaction d'un acide mono carboxylique (A.l), linéaire ou branché, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone et d'un polyol (A.2), linéaire ou branché, comprenant de 2 à 20 atomes de carbone, le rapport molaire acide : alcool (A.l : A.2) étant compris entre 1 : 1 et (n-n/10) : 1, où n représente le nombre de groupements hydroxyle de l'alcool A.2,
• une partie B constituée d'un ou plusieurs acides mono carboxyliques, linéaires ou branchés, comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, l'acide carboxylique A.l et partie B étant chacun séparément un mélange d'au moins 80% d'acides carboxyliques ayant 1 à 3 insaturations.
• une partie C constituée par un ou plusieurs esters obtenus par réaction d'un acide mono carboxylique, linéaire ou branché, comprenant de 2 à 24 atomes de carbone et d'un mono alcool linéaire ou branché, comprenant de 2 à 24 atomes de carbone, ou par une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées linéaires contenant au moins une insaturation comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, ou par une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées branchées, saturées ou contenant au moins une insaturation comprenant de 8 à 24 atomes de carbone, ladite partie C ayant une viscosité inférieure à environ 10 mPa.s à 40°C, • éventuellement une partie D constituée d'une aminé tertiaire, et en ce que la quantité de partie C est déterminée par rapport aux autres composants de façon que la viscosité dudit fluide soit inférieure à 40 mPa.s à 40°C.
2) Fluide selon la revendication 1, dans lequel les parties A, B et D sont respectivement dans les fourchettes de proportions suivantes : entre 75 et 90% pour A, entre 5 et 15% pour B, au plus 10% de partie D, par rapport au poids total de mélange A+B+C.
3) Fluide selon la revendication 2, dans lequel les parties A, B et D sont respectivement dans les proportions suivantes : 85,4%, 9,5% et 5,1%.
4) Fluide selon l'une des revendications 1 ou 3, dans lequel ladite partie A est du monooléate de pentaérytritol.
5) Fluide selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel ladite aminé tertiaire est la triéthanolamine.
6) Fluide selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la proportion de la partie C est environ comprise entre 60 et 80% par rapport au poids total de la composition.
7) Fluide selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite partie C est constituée principalement de 2-éthyl-hexyl oléate.
8) Fluide selon la revendication 7, auquel on ajoute au plus 40%, par rapport au poids total, d'isopropylmyristate.
9) Fluide selon la revendication 4, auquel on ajoute au plus 40%, par rapport au poids total, d'un ester choisi dans le groupe constitué par le polyglycérol polyricinoléate, le polyglycérol monooléate, le triheptanoate éthoxylé trois fois, et leur mélange.
10) Fluide selon l'une des revendications 1 à 7, auquel on ajoute au plus 40%, par rapport au poids total, des polyols polymérisés compris entre dimère et trétramère, des mono alcools linéaires ou branchés comprenant de 2 à 10 atomes de carbone, ou leur mélange. 11) Fluide selon la revendication 10, dans lequel lesdits alcools sont choisis dans le groupe constitué par le polyglycérol, le butanol et leur mélange,
12) Fluide selon l'une des revendications précédentes, auquel on ajoute au plus 5% d'agent viscosifiant pour milieu organique et une quantité déterminée d'agents alourdissants.
13) Fluide selon l'une des revendications précédentes, auquel on ajoute au plus 5% d'agent mouillant et/ou dispersant, et de préférence au plus 2%.
14) Fluide selon l'une des revendications précédentes, auquel on ajoute au plus 10% d'eau.
15) Méthode pour libérer un train de tubulaires coincé dans un puits, caractérisé en ce que l'on injecte dans ledit puits un volume d'un fluide tel que défini dans l'une des revendications 1 à 14.
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