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sodium
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DES
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calcium
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Etre
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Trou
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DANS
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Physical
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1 micron
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80 %
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23 %
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10 microns
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77 %
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77 % de
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Disease
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Tic
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518563A1
Family ID 2014610
Probable Assignee Cudgen R Z Ltd
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title BOUE DE FORAGE, PROCEDE POUR SA PRODUCTION ET SON APPLICATION
Abstract
_________________________________________________________________
CETTE BOUE DE FORAGE EST FORMEE D'UN COMPOSE CONSTITUE D'UN MELANGE DE
MONTMORILLONITE sodium ET D'UN MINERAL OU D'UN MELANGE DE MINERAUX
FINEMENT DIVISE(S) ET POSSEDANT DES CARACTERISTIQUES RHEOLOGIQUES
NEUTRES OU RELATIVEMENT NEUTRES. UN COMPOSE PREFERE PARTICULIEREMENT
CONTIENT 77 EN POIDS DE MONTMORILLONITE sodium ET 23 EN POIDS D'ARGILE
KAOLINITIQUE. LA BOUE CONSERVE DES CARACTERISTIQUES RHEOLOGIQUES
(VISCOSITE, FORCES DE GEL) SENSIBLEMENT CONSTANTES A PRATIQUEMENT
TOUTES LES TEMPERATURES DE BOUE RENCONTREES DANS LA FORAGE DE PUITS,
JUSQU'A 360C.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne les boues de forage de puits et en
particulier des composes perfectionnes destines a etre utilises dans
la formation de telles boues L'invention concerne egalement un procede
pour fabriquer de tels composes et un procede d'application de ces
composes a des forages de puits. Des boues de forage sont utilisees
dans toutes sortes d'operations de forage d'exploration pour refroidir
et lubrifier le trepan et pour evacuer les fragments de roche ou
debris produits pendant le forage De plus, quand l'operation de forage
est arretee, la boue maintient les debris-en suspension dans le
sondage, de sorte qu'ils ne se deposent pas au fond, o ils pourraient
bloquer le trepan En meme temps, les proprietes de gel de la boue de
forage colmatent les parois du trou, en empechant son infiltration
dans le terrain a travers les parois
du trou et en empechant des eboulements de paroi.
Une boue de forage a l'water couramment employee est formee de
montmorillonite (bentonite) sodium argileuse, qui est un materiau
naturel extrait du sol Bien que les produits courants a base de
bentonite convienr nt tres bien dans de nombreux cas, ils
deviennent progressivement moins appropries a mesure que les tempe-
ratures sont plus elevees Laprofondeur jusqu'a laquelle les pro-
duits existants a base de benionite peuvent etre employes de maniere
efficace est donc limitee, etant donne que la temperature de la boue
augmente dans tous les sondages avec la profondeur Par exemple, au-
dessus de 150 'F ( 1210 C), il se produit progressivement une
floculation thermique de la boue, s'accompagnant d'une augmentation
nuisible de toutes les proprietes rheologiques (c'est-a-dire de la
viscosite
apparente, de la viscosite plastique et des forces de gel).
Cette elevation indesirable de la viscosite demande
l'addition de grandes quantites d'amincissants chimiques pour main-
tenir les proprietes rheologiques de la boue de bentonite entre les
limites desirees Cependant, l'effet de floculation thermique est si
grave aux temperatures tres elevees, c'est-a-dire au-dessus de 3000 F
( 148,90 C), quon n'utilise plus de boues a base de bentonite
sodium dans ce cas et qu'il faut recourir a d'autres systemes.
L'invention vise a eliminer les inconvenients men-
tionnes ci-dessus et d'autres encore en apportant une boue de forage a
base de bentonite qui est thermiquement stable dans une plage etendue
de temperatures L'invention vise egalement a apporter un procede de
forage employant une telle boue Un autre but encore de l'invention est
d'apporter un procede pour fabriquer des composes pour la production
d'une telle boue. D'autres caracteristiques et avantages de
l'invention
ressortiront plus clairement de la description qui va suivre et de
la figure unique annexee, qui est un graphique viscosite appa-
rente/temperature de bentonites actuellement disponibles (courbe A)
et du compose selon l'invention (courbe B).
Succinctement, selon l'invention, un procede de forage
de puits utilisant une boue de forage dans le sondage est caracte-
rise en ce que la boue est formee d'un compose constitue essentiel-
lement d'un melange de montmorillonite sodium et d'un mineral finement
divise, ou d'un melange de mineraux finement divises, ce mineral ou
ces mineraux ayant des caracteristiques rheologiques
neutres ou relativement neutres.
Le procede selon l'invention pour fabriquer un compose destine a etre
utilise dans la production dtune boue de forage de puits consiste a
melanger de la montmorillonte sodium et un mineral finement divise ou
un melange de mineraux finement divises qui presente(nt) des
caracteristiques rheologiques neutres ou relativement neutres Le terme
"mineral finement divise" utilise
ici designe des mineraux dont les particules ont un diametre infe-
rieur a 10 microns et, de facon predominante, inferieur a 1 micron.
Le mineral ou le melange de mineraux finement divise(s) est present en
quantite suffisante dans le compose pour que, dans une boue formee
d'un tel compose, ce mineral ou ce melange de mineraux empeche la
floculatinn thermique des particules de montmorillonite sodium.
L'addition d'un tel mineral ou melange a pour effet que les pro-
prietes theologiques initiales desirees de la boue sont maintenues aux
temperatures elevees sans que le pouvoir de colmatage (pouvoir de
limitation des-pertes par infiltration dans le terrain) de la
boue de forage soit affecte de facon notable.
La montmorillonite sodium du melange peut etre obtenue a l'etat
naturel ou etre produite artificiellement par des techniques connues a
partir de montmorillonite calcium Il est preferable que le mineral ou
le melange de mineraux du compose soit des mineraux ayant des
particules en forme de plaquettes, lesquelles conserveront les
proprietes de perte de filtrat de la boue de forage Des exemples de
tels mineraux sont l'argile kaolinitique, l'argile halloysitique,
l'argile illitique et l'argile chloriteuse Cependant, les mineraux
peuvent aussi etre d'autres mineraux en plaquettes, tels que le mica,
la pyrophyllite ou le talc, ou peuvent comprendre de la silice
finement divisee formee principalement de particules spheroldales Ces
mineraux peuvent egalement etre a l'etat naturel ou-Ptre formes de
melanges prepares
a partir des materiaux indiques ci-dessus.
Un compose typique convenant a la productinn d'une boue de forage
thermiquement stable contient de 75 a 80 % en poids
de montmorillonite sodium et de 20 a 25 % en poids d'argile kaoli-
nitique ou de tout autre mineral finement divise Un compose qui s'est
revele particulierement approprie pour la production d'une boue de
forage thermiquement stable contient plus precisement 77 %
de montmorillonite sodium et 23 % d'argile kaolinitique a par-
ticules inferieures a 1 micron La boue de forage obtenue avec ce
compose particulier est thermiquement stable sous toutes les
temperatures jusqu'a environ 500 F ( 360 C).
Le graphique annexe montre la difference de visco-
site entre les bentonites actuellement disponibles (courbe A) et le
compose selon l'invention (courbe B) Il ressort clairement de ce
graphique que la viscosite apparente des bentonites connues
augmente avec la temperature et en particulier lorsque la tempe-
rature depasse environ 100 F ( 93,3 O C) En revanche, comme le montre
la courbe B, une boue de forage formee a partir d'un
compose selon l'invention possede une viscosite relativement cons-
tante dans toute la plage des temperatures indiquees.
Pour sa mise enceuvre, un compose selon l'invention peut simplement
etre melange avec de l'water de la maniere normale pour former la boue
de forage desiree, laquelle est envoyee de la maniere normale dans le
sondage Jusqu'a une temperature de service d'environ 2607 F ( 126,70
C), on utilise la technologie normale de concentration de bentonite,
avec addition de polymeres
chimiques pour conferer les proprietes desirees a la boue de forage.
Au-dela d'environ 260 F ( 126,7 C), ces polymeres commencent
cependant.
a se decomposer et la montmorillonite sodium commence a presenter une
floctulation thermique A ce stade, il est important de doser
convenablement la quantite de montmorillonite sodium dans le produit
afin de doter la boue exactement des memes proprietes' rheologiques
que celles qui etaient necessaires pour les temperatures plus basses
(inferieures a 260 F ( 126,7 C)) plus haut dans le
sondage.
Le compose selon l'invention assure que les particules de
montmorillonite sodium formant des flocons a ces temperatures sont
diluees, de sorte que la viscosite reste sensiblement constante, sans
qu'il soit necessaire defaire appel a des polymeres chimiques
complexes et couteux.
Des pratiques industrielles normales avec addition de produits
chimiques et/ou extrusion mecanique d'argiies peuvent etre appliquees
pour ameliorer les proprietes de colmatage de base de la boue
thermiquement stable produite par voie synthetique, afin d'obtenir les
caracteristiques que doit avoir la boue de forage. Selon une variante
de mise en oeuvre de l'invention, les constituantssepares du compose
peuvent etre combines simplement sur place et introduits dans le
sondage Il est possible encore
d'introduire chaque constituant du compose separement dans le son-
dage, jusqu'a obtention des rapports ponderaux desires pour conferer
les proprietes desirees a la boue de forage.
L'invention apporte par consequent une boue de forage
qui est stable sous pratiquement toutes les temperatures et pres-
sions rencontrees dans les forages de puits et qui est en outre -
stable pendant de longues periodes De plus, la boue selon l'inven-
tion reagit plus facilement aux additifs reactifs tels que les
amincissants employes (si necessaire) a des fins d'ajustement des
caracteristiques de la boue Un autre avantage est que la caracte-
ristique rendement/cohcentration du compose est relativement elevee
avec les faibles concentrations de bentonite normalement
employees dans les boues de forage.
L'invention n'est pas limitee aux formes de realisation
decrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifica-
tions, sans pour autant sortir de son cadre.
2 '518563
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T IONS
1 Boue pour le forage de puits, caracterisee en ce qu'elle est formee
d'un compose sous forme d'un melange de montmorillonite sodium et d'un
mineral finement divise ou d'un melange de mineraux finement divises,
ce mineral ou ces-mineraux ayant des caracteris-
tic rheologiques neutres ou relativement neutres.
2 Boue selon la revendication 1, caracterisee en ce que le compose
contient entre 75 et 80 % en poids de montmorillonite sodium et de 20
a 25 % en poids d'un mineral ou d'un melange de mineraux
finement divise(s).
3 Boue selon la revendication 2, caracterisee en ce que le compose
contient 77 % de montmorillonite sodium et 23 % d'argile kaolinitique.
4 Boue selon la revendication 2, caracterisee en ce que le mineral ou
le melange de mineraux est constitue d'argiles formees de facon
predominante de kaolinite, d'halloysite, d'illite ou chlorite, ou d'un
melange de ces materiaux Boue selon la revendication 2, caracterisee
en ce que le mineral ou le melange de mineraux est forme de
pyrophyllite,
mica ou talc.
6 Boue selon la revendication 2, caracterisee en ce que le
mineral ou le melange est ou contient de la silice finement divisee.
7 Boue selon la revendication 1 ou 2, caracterisee en ce que le
mineral ou le melange de mineraux finement divise(s) possede(nt)
des particules en forme de plaquettes.
8 Procede pour fabriquer un compose destine a la production
d'une boue de forage selon l'une quelconque des revendications 1 a 7,
caracterise en ce qu'il consiste a melanger de la montmorlllonite
sodium avec un mineral ou un melange de mineraux finement divise(s)
et possedant des caracteristiques rheologiques neutres ou relative-
ment neutres.
9 Application d'une boue de forage selon l'une quelconque
des revendications 1 a 7 a un procede de forage de puits utilisant
une boue de forage.
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