NO824042L - Bisalkyl-bis(trialkanolamin)zirkonater. - Google Patents

Bisalkyl-bis(trialkanolamin)zirkonater.

Info

Publication number
NO824042L
NO824042L NO824042A NO824042A NO824042L NO 824042 L NO824042 L NO 824042L NO 824042 A NO824042 A NO 824042A NO 824042 A NO824042 A NO 824042A NO 824042 L NO824042 L NO 824042L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
zirconate
triethanolamine
bis
reaction product
approx
Prior art date
Application number
NO824042A
Other languages
English (en)
Inventor
Gregory J Rummo
Robert Startup
Original Assignee
Key Fries Inc
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 Key Fries Inc filed Critical Key Fries Inc
Publication of NO824042L publication Critical patent/NO824042L/no

Links

Classifications

    • 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
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/68Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/685Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds containing cross-linking agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/003Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table without C-Metal linkages
    • 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
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/03Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035Organic additives
    • 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
    • C09K8/512Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår syntese og væskestabilisering
av bisalkyl bis(trialkanol amin)zirkonater og anvendelsen av slike zirkonater som fortykningsmidler for fluider som benyttes ved ressursgjenvinningsoperasjoner, slik som ved inn-arbeiding av produktzirkonatene som her beskrives i boreslam, konsolideringsfluider eller fraktureringsfluider.
Ifølge oppfinnelsen oppnås produktzirkonatene fra tetraalkyl zirkonater og aminoalkoholer ved romtemperatur. De resulterende produkter virker når de benyttes som heri beskrevet som fortykningsmidler for fluider som brukes i ressursgjenvinn-ingsoperas joner , f. eks. vandige oppløsninger av hydroksy-propylguar, en økning av viskositeten i fluidene.
I US PS 2 894 966 bemerker Russel at aminoalkohol titanater
og - zirkonater er funnet brukbare i forskjellige tekstil-
og kosmetika anvendelser og på andre områder. Han beskriver at de fleste slike forbindelser kan være stabile i vandige media ved en omtrent nøytral pH-verdi men at de har en ten-dens til hydrolyse eller dekomponering ved pH-verdier over ca. 9, og beskriver en fremgangsmåte for stabilisering av slike forbindelser mot uønsket reaktivitet ved omsetning av slike forbindelser med polyhydroksy alkoholer inkludert mono-sakkarider.
Bostwick beskriver i US PS 2 824 114 reaksjonen av, blandt andre ting, trietanolamin og tetrabutyl zirkonat for å oppnå
et polymerprodukt. Han beskriver også at orto- og kondenserte ortoestere av zirkonet, slik som produkter med formelen Zr(OR)^, der r er en organisk rest inkludert alkyl, kan omsettes med inter alia trietanol amin, for å danne vannstabile chelaterte
Viktig informasjon
Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi Har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å lage en elektronisk utgave.
Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.
Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.
Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning.
amino alkohol chelaterte amino alkohol estere av zirkon.
Han antyder at slike forbindelser er brukbare som overflateaktive midler for pigmenter, hydrokarboner, vokser o.l.
I US PS 2 978 347 beskriver Koehler et al bl.a. fremstilling av overflateaktive midler for bruk som pigmentdispergerings-midler, omfattende organo metalliske derivater av zirkon. Blandt slike derivater er alkyl trietanolamin zirkonater'inkludert dietyl(trietanolamin)zirkonat og diisopropyldi(trietanolamin) zirkonat. Førstnevnte forbindelse fremstilles ved koking under tilbakeløp av tetraetyl zirkonat med trietanolamin og den sistnevnte ved oppvarming av et kompleks av tetraisopropyl zirkonat og isopropyl alkohol med trietanolamin. Produktforbindelsene sies å være oppløselige i CCl^, etanol og vann.
Barfurth et al beskriver i US PS 4 313 851 stabilisering av en oppløsning omfattende diisopropoksy bis(2,4-pentandionato) titan med vann.
Bisalkyl bis(trialkanol amin)zirkonatene ifølge oppfinnelsen er generelt av strukturen
hvor R^og R^kan være .like eller forskjellige og fortrinnsvis er individuelle alkylgrupper med fra 1 til 8 karbonatomer inkludert metyl, etyl, propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, sec.butyl o.l. opp til oktyl. Både R 1 og R2 har fortrinnsvis fra 1 til 5 karbonatomer, R^har helst enten 3 eller 4 karbon-
atomer og R2har helst 2 eller 3 karbonatomer. De mest foretrukne forbindelser ifølge oppfinnelsen har = n-propyl eller n-butyl og R2'= etyl.
Det er funnet at syntese av disse forbindelser lett skjer fra blanding av tetraalkyl zirkonater og amino alkoholer i. oppløsning ved romtemperatur. Mol forhold på ca. 2 til 1 (trialkanol amin:zirkonat) kan benyttes mens de foretrukne forhold ligger fra ca. 2 til 1,5 og det mest foretrukne forhold er 2:1.
Selv om zirkonatene ifølge oppfinnelsen ville være brukbar som faststoffer (f. eks. for å lette behandling og frakt til bruksstedet), har de fleste brukere av ressursgjenvinnings-fluider utstyr og prosesser som er styrt mot umiddelbar anvendelse av fortykningsmidler i flytende form. Det er derfor foretrukket å oppnå og beholde produktene ifølge oppfinnelsen i flytende form. Det er funnet at sannsynligheten for å oppnå flytende produkt sterkt økes ved å benytte de mere rene kommersielt tilgjengelige reaktantformer. Når f. eks. aminoalkoholen som benyttes er trietanolamin (d.v.s. R2= ^2^5) v""""'" anvendelsen av den vanligvis tilgjengelige 85% trietanol amin så og si med sikkerhet føre til et fast produkt mens bruken av-en 99% trietanol amin mere sannsynlig vil føre til et til å begynne med flytende produkt.
Søkeren har videre funnet at tilsetningen av vann til prod-uktoppløsningen stabiliserer produktet i flytende form. Vanntilsetning i størrelsesorden ca.3 til 0,5 mol H^O per mol zirkon har gunstige stabiliseringsvirkninger idet tilsetningen av 1 mol H20 per mol zirkon er foretrukket. Det antas at vannet resulterer i dannelse av et monohydrat av produkt zirkonatet eller sågar et monohydroksyd.
Bisalkyl bis(trialkanol amin)zirkonatene ifølge oppfinnelsen er effektive fortykningsmidler for polysakkarider i vandige oppløsninger, mere spesielt polymerer av guargummi og cellulosederivater. Spesielt foretrukket er hydratiserbare polysakkarider slik som galaktomannan gummier og derivater der-av samt cellulosederivater. Eksempler på slike forbindelser er guargummi, locust bønne gummi, karaya gummi, natriumkar-boksy etyl guar, hydroksy etyl guar, natrium karboksymetyl-hydroksyetyl guar, hydroksypropyl guar, natrium karboksymetyl hydroksymetyl cellulose, natriumkarboksymetylhydroksyetyl cellulose og hydroksyetyl cellulose. Hydroksyetyl cellulose derivatene som benyttes som gel dannelsesmiddel bør være de som har fra ca. 0,5 til ca. 10 mol etylenoksyd pr. anhydro-glukose enhet. De mest foretrukne geldannelsesmidler for anvendelse ifølge oppfinnelsen er hydroksypropyl guar, HPG.
Fortykkede vandige oppløsninger som heri beskrives er spesielt anvendelige i olje- og gassindustrien som boreslam, sand-konsoliderings fluider og fraktureringsfluider.
De angjeldende zirkonater viser øket temperaturstabilitet når de benyttes for å fortykke galaktomanangummier sammenlig-net med resultatene som oppnås med tidligere kjente fortykningsmidler slik som titanatene. Når de således benyttes som fortykningsmidler for fluider som benyttes i ressursgjenvinningsoperasjoner, kan zirkonatene ifølge oppfinnelsen benyttes i høytemperaturomgivelser som ville destabilisere tit-anatfortykningsmidler. Disse betraktninger vinner i betydning da gjenvinningsoperasjoner, spesielt når det gjelder oljeboring, rettes mot mindre lett tilgjengelige material-kilder. Zirkonatene kan f. eks. benyttes til å fortykke galaktomanangummier for anvendelse i fraktureringsoljebrønner som bores dypere og som derved presenterer varmere omgivelser for frakturering. Selv om det ikke er bevist antas det at AH for Zr-0 bindingen som er større enn for Ti-0 bindingen er grunnen til denne økende temperaturstabilitet, såvel som det faktum at det vanligste koordinasjonstall for zirkon og titan er henholdsvis 8 og 6.
Eksempel 1
771,4 g 99%-ig trietanolamin ble anbragt i en 3-halset 3-lit-ers rundkolbe. 1209,2 g tetra(n-propyl) zirkonat (70% i n-propanol) ble hurtig tilsatt under omrøring av kolbeinnholdet. Etter at reaksjonsvarmen ga seg ble 46,6 g vann tilsatt for å sikre at forbindelsen forble en væske ved romtemperatur.
Eksempel 2
505,6 g 99%-ig trietanolamin ble tilsatt til 404,3 g tetra(n-butyl) zirkonat (80% i n-butanol). Temperaturen steg til 55°C og blandingen ble tillatt avkjøling til romtemperatur hvor-etter 15,2 g vann ble tilsatt.
Eksempel 3
Til 404,3 g tetra(n-butyl) zirkonat (80% i n-butanol) ble det tilsatt 503,3 g 99%-ig trietanolamin. I løpet av tilsetningen steg oppløsningstemperaturen til 55°C. 15,2 g E^O ble der-etter tilsatt for å stabilisere produktet som en væske. Den resulterende blanding var lett uklar og uklarheten forble selv etter filtrering.
Eksempel 4
Eksempel 3 ble gjentatt ved bruk av 85% trietanolamin. Det ble dannet et precipitat etter at ca. halvparten av aminoalkohol var tilsatt, noe som resulterte i en heterogen blanding hvori faststoffet ikke kunne gjenoppløses.
Eksempel 5
0,4 g av produktet fra eksempel 1 ble tilsatt til 145 g av en omrørt vandig oppløsning omfattende hydratisert hydroksypropyl-guar (HPH), en organisk syre, natriumbikarbonat, et overflate-
aktivt middel og et baktericid (denne HPG formulering er kommersielt tilgjengelig som "NWP-12" fra NOWSCO Inc.
Houston, Texas, og ble her benyttet i en konsentrasjon av
50 pund pr. 1000 gallon). Viskositeten i den HPG-vandige oppløsning øket fra en opprinnelig verdi på'510. cp. til 177. 000 cp. i løpet av 30 til 45 sekunder.
Eksmpel 6
Produktet fra eksempel 3 ble funnet å fortykke en vandig opp-løsning av HPG. Fortykningen ble bestemt å ha skjedd ved inn-treden av Weisenberg effekten, d.v.s når virvlen i den omrørte oppløsning lukket seg og oppløsningen begynte å klatre på røre akslingen.
Som antydet i det ovenfor anførte resulterer blanding av amino alkoholen og tetraalkoksy zirkon forbindelsen i en exo-termisk reaksjon. Reaksjonstemperaturen kan variere fra 0 til 100°C mens 25 til 75°C er foretrukket og 25 til 60°C aller helst benyttes.
Det skal være klart at beskrivelse og eksempler er illustrer-ende uten å være begrensende for oppfinnelsen og at andre ut-førelsesformer som ligger innenfor oppfinnelsens ånd og ramme vil være åpenbare for fagmannen.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et reaksjonsprodukt omfattende en forbindelse med 'formel
hvori R 1 og R2 er individuelt valgt blandt gruppen omfattende alkyl med fra 1 til 8 karbonatomer, karakterisert ved at den omfatter blanding av minst et tetraalkyl zirkonat med formlene Zr(OR^)4, og minst et trialkanolamin med formelen N(R2OH)^, og å tillate den resulterende reaksjon å skride frem i fravær j av tilført varme. /
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonsproduktet foreligger i stabilisert flytende form og at fremgangsmåten omfatter det ytterligere trinn av tilsetning av vann til reaksjonsproduktet for å stabilisere reaksjonsproduktet i flytende form.
3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 eller 2, karakterisert ved at molforholdet mellom trialkanol amin og zirkonat i blandet tilstand er ca. 2:1.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at ca. 1 mol av vannet tilsettes pr. mol zirkon i blandingen.
5. Fremgangsmåte for fremstilling av et reaksjonsprodukt omfattende minst et bisalkyl bis(trietanolamin)zirkonat og der alkyl velges blandt gruppen bestående av n-propyl og n-butyl, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter blanding av minst et tetraalkyl zirkonat og trietanol amin og å tillate den resulterende reaksjon å skride frem i fravær av tilført varme.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at molforholdet mellom trietanol amin og zirkonat i blandet tilstand er ca. 2:1 og at reaksjonsproduktet stabiliseres i flytende form ved det ytterligere trinn av tilsetting til reaksjonsproduktet av ca. 1 mol vann pr. mol zirkon i nevnte blanding.
7. Produkter, karakterisert ved at det er fremstilt ifølge kravene 1 eller 2.
8. Anvendelse av produktene av prosesser ifølge kravene 1 eller 2 som fortykningsmidler for.vandige polysakkarid-oppløsninger.
9. Anvendelse av bis (n-propyl) bis(trietanol amin) zirkonat og bis(n-butyl) bis(trietanol amin) zirkonat som fortyk-ningsmiddel for vandige polysakkaridoppløsninger.
NO824042A 1982-04-22 1982-12-02 Bisalkyl-bis(trialkanolamin)zirkonater. NO824042L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37102282A 1982-04-22 1982-04-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO824042L true NO824042L (no) 1983-10-24

Family

ID=23462166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO824042A NO824042L (no) 1982-04-22 1982-12-02 Bisalkyl-bis(trialkanolamin)zirkonater.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0092755B1 (no)
AT (1) ATE20667T1 (no)
DE (1) DE3364422D1 (no)
DK (1) DK175083A (no)
NO (1) NO824042L (no)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477360A (en) * 1983-06-13 1984-10-16 Halliburton Company Method and compositions for fracturing subterranean formations
JPH02504645A (ja) * 1986-10-02 1990-12-27 ザ ルブリゾル コーポレーション チタン錯体およびジルコニウム錯体,および燃料組成物
US4801389A (en) * 1987-08-03 1989-01-31 Dowell Schlumberger Incorporated High temperature guar-based fracturing fluid
US4799550A (en) * 1988-04-18 1989-01-24 Halliburton Company Subterranean formation treating with delayed crosslinking gel fluids
EP0437416A3 (en) * 1990-01-11 1991-12-18 Ciba-Geigy Ag Compositions containing a 2,2',2"-nitrilotriethanol-cyclometallate
US5344467A (en) 1991-05-13 1994-09-06 The Lubrizol Corporation Organometallic complex-antioxidant combinations, and concentrates and diesel fuels containing same
US5360459A (en) 1991-05-13 1994-11-01 The Lubrizol Corporation Copper-containing organometallic complexes and concentrates and diesel fuels containing same
IL100669A0 (en) 1991-05-13 1992-09-06 Lubrizol Corp Low-sulfur diesel fuel containing organometallic complexes
TW230781B (no) 1991-05-13 1994-09-21 Lubysu Co
US5376154A (en) 1991-05-13 1994-12-27 The Lubrizol Corporation Low-sulfur diesel fuels containing organometallic complexes
AU5572596A (en) * 1995-04-25 1996-11-18 Bj Services Company Gelation additive for hydraulic fracturing fluids
US8697610B2 (en) 2007-05-11 2014-04-15 Schlumberger Technology Corporation Well treatment with complexed metal crosslinkers
US7754660B2 (en) * 2007-12-18 2010-07-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process to prepare zirconium-based cross-linker compositions and their use in oil field applications
US8853135B2 (en) 2008-05-07 2014-10-07 Schlumberger Technology Corporation Method for treating wellbore in a subterranean formation with high density brines and complexed metal crosslinkers
US8636066B2 (en) 2010-03-12 2014-01-28 Baker Hughes Incorporated Method of enhancing productivity of a formation with unhydrated borated galactomannan gum
CA2938037C (en) 2014-01-27 2018-01-23 Baker Hughes Incorporated Method of re-fracturing using borated galactomannan gum
AU2020372299B2 (en) 2019-10-23 2024-03-21 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Energized well treating fluids and methods of using same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028297A (en) * 1956-06-15 1962-04-03 Linden Lab Inc Orthotitanic compound used in method for improving wet strength of paper and resulting paper
US2894966A (en) * 1956-07-10 1959-07-14 Nat Lead Co Process for the preparation of stabilized organotitanium compounds
US2978347A (en) * 1956-12-21 1961-04-04 Union Carbide Corp Organo-zirconium derivatives

Also Published As

Publication number Publication date
DK175083A (da) 1983-10-23
ATE20667T1 (de) 1986-07-15
DE3364422D1 (de) 1986-08-14
DK175083D0 (da) 1983-04-21
EP0092755B1 (en) 1986-07-09
EP0092755A1 (en) 1983-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO824042L (no) Bisalkyl-bis(trialkanolamin)zirkonater.
US7754660B2 (en) Process to prepare zirconium-based cross-linker compositions and their use in oil field applications
EP2111407B1 (en) Process for stabilized zirconium triethanolamine complex and uses in oil field applications
US8044002B2 (en) Solid zirconium-based cross-linking agent and use in oil field applications
US4578488A (en) Bisalkyl bis(trialkanol amine)zirconates and use of same as thickening agents for aqueous polysaccharide solutions
US4798902A (en) Zirconium chelates and their use for cross-linking
US20090131284A1 (en) Solid zirconium-based cross-linking agent and use in oil field applications
CA2704542A1 (en) High temperature aqueous-based zirconium fracturing fluid and use
US4369124A (en) High viscosity complexed aqueous gels and methods and additives for forming such gels
WO2020172512A2 (en) Storable gas generating compositions
US4883605A (en) Zirconium chelates and their use for cross-linking
EP0092756B1 (en) Zirconate thickening agents
US4808739A (en) Cross-linking titanium & zirconium chelates & their use
US20080149341A1 (en) Stable solutions of zirconium hydroxyalkylethylene diamine complex and use in oil field applications
US5182408A (en) Process for preparation of stable aqueous solutions of zirconium chelates
US5466846A (en) Process for preparation of stable aqueous solutions of zirconium chelates
EP0169074A2 (en) Treatment of subterranean formations
CN101374848A (zh) N,n-双(2-羟乙基)甘氨酸金属配合物的制备方法
US4996336A (en) Cross-linking titanum & zirconium; chelates & Their use
US5021171A (en) Organotitanium compositions useful for cross-linking
US7879771B2 (en) Non-flammable, non-aqueous group IVB metal alkoxide crosslinkers and fracturing fluid compositions incorporating same
AU602033B2 (en) Organotitanium compositions useful for cross-linking
NO169341B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av et organisk titanmateriale, og hydraulisk fraktureringsprosess utfoert under anvendelse av en gel tverrbundet med dette
EP0122312A1 (en) Polytitanium chelates