BR112017025237B1

BR112017025237B1 - Esteramidas, e, fluido de tratamento subterrâneo de água em óleo

Info

Publication number: BR112017025237B1
Application number: BR112017025237-6A
Authority: BR
Inventors: Andrea Balestrini; Quenton Christopher Villareal; Sama Nazar Makiah; Giovanni Floridi; Giuseppe Li Bassi
Original assignee: Lamberti Spa
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2022-04-26
Also published as: ITUB20150865A1; CA2986965A1; DK3303508T3; BR112017025237A2; US20180118994A1; EP3303508A1; MX2017015115A; WO2016189019A1; US10597577B2; CA2986965C; EP3303508B1

Abstract

ESTERAMIDAS, E, FLUIDO DE TRATAMENTO SUBTERRÂNEO DE ÁGUA EM ÓLEO. Os fluidos de tratamento subterrâneo de água em óleo com estabilidade melhorada e compatibilidade ambiental compreendem esteramidas como estabilizante de emulsão.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a fluidos de tratamento subterrâneo de água em óleo com estabilidade melhorada e compatibilidade ambiental, e ao seu uso em tratamentos subterrâneos; mais particularmente, os fluidos de tratamento descritos compreendem esteramidas como estabilizantes de emulsão.

[002] Os fluidos de tratamento subterrâneo destinam-se a incluir fluidos de perfuração e completação, bem como outros fluidos usados em operações subterrâneas, tais como fluidos de estimulação, etc.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] Vários tipos de fluidos de tratamento subterrâneo, tais como fluidos de perfuração, são usados em operações relacionadas a desenvolvimento, completação e produção de reservatórios de hidrocarbonetos naturais.

[004] Estes fluidos podem ser classificados de acordo com a sua base fluida. Os fluidos à base de água contêm partículas sólidas suspensas em água ou salmoura. Alternativamente, os fluidos à base de óleo contêm partículas sólidas suspensas em uma fase contínua de óleo ou, possivelmente, em água ou salmoura emulsionada dentro de um óleo (emulsões água em óleo).

[005] As emulsões de água em óleo têm a fase oleosa como fase contínua e um fluido pelo menos parcialmente imiscível na fase oleosa (usualmente um fluido à base de água) como a fase descontínua.

[006] As emulsões água em óleo podem também ser referidas como emulsões de inversão. As emulsões de inversão são preferidas como fluidos de perfuração quando a formação é marcavelmente sensível ao contato com a água e geralmente têm uma melhor resistência térmica e garantem uma melhor lubrificação das colunas de perfuração e ferramentas do furo abaixo, uma formação de torta de filtro mais fina e uma estabilidade do furo melhorada. As emulsões são geralmente estabilizadas por adição de um ou mais agentes estabilizantes de emulsão, também referidos como emulsificantes, que impedem a coalescência de gotículas, separações de fases e a redução de seus desempenhos.

[007] Quando usadas em aplicações subterrâneas, as emulsões sofrem tensões mecânicas e térmicas excepcionais e, portanto, a estabilidade é um aspecto especialmente crítico de sua formulação.

[008] Os emulsificantes que são tradicionalmente usados em fluidos de tratamento subterrâneo possuem caráter tensoativo, compreendendo uma porção hidrofóbica e uma porção hidrofílica.

[009] Exemplos destes emulsificantes são (poli)amidas que são obtidas a partir da condensação de ácidos graxos/ácidos carboxílicos com (poli)aminas, que mostram excelentes propriedades de emulsificação e dispersão e são úteis em várias aplicações em que emulsões de inversão são formadas.

[0010] Por exemplo, a US 2.946.746 descreve emulsões do tipo água em óleo compreendendo um agente emulsificante de poliamida que pode ser preparado reagindo um polietileno poliamina com um ácido graxo monobásico em quantidade suficiente para reagir com todos os grupos amino do polietileno poliamina, convertendo assim eles a grupos amida de ácido graxo.

[0011] A US 4.658.036 descreve um processo para a preparação de emulsificantes de inversão úteis para lamas de perfuração à base de óleo. Os emulsificantes são preparados reagindo ácidos graxos de talol com ácido acrílico, anidrido maleico ou ácido fumárico. O produto desta reação é reagido com dietileno triamina e pelo menos um ácido graxo de talol para resultar no emulsificante de inversão.

[0012] O WO 89/11516 refere-se a um fluido de trabalho à base de óleo compreendendo: a) um emulsificante compreendendo o produto de reação de i) um ou dois moles de uma amida-amina ou uma hidroxialquil amida com ii) um a cinco moles de um ácido dicarboxílico ou anidrido de ácido; b) um óleo de perfuração de hidrocarbonetos; e c) uma salmoura de sódio, cálcio ou magnésio.

[0013] A US 2003/162668 descreve um método e um produto que proporciona a estabilidade da emulsão e controle de filtração para inverter fluidos de perfuração de emulsão. O produto compreende uma mistura de uma poliamida terminada em ácido carboxílico e uma mistura produzida pela reação Diels-Alder de dienófilos.

[0014] A US 2011/0306523 refere-se a emulsificantes para fluidos de perfuração à base de óleo com base nas poliamidas derivadas de ácidos graxos/ácidos carboxílicos e opcionalmente poliaminas alcoxiladas.

[0015] A US 2014/121135 descreve uma emulsão de inversão compreendendo um fluido aquoso, um fluido oleaginoso e uma composição emulsificante, em que a composição emulsificante compreende: de 25 a 100% em peso de um emulsificante, que pode compreender uma poliamida terminada em ácido carboxílico. Este pode ser um produto de uma reação de condensação entre um ácido graxo, uma poliamina e um anidrido de ácido ou um ácido policarboxílico.

[0016] Infelizmente, muitos destes emulsificantes são líquidos altamente viscosos, quase sólidos, especialmente em condições de baixa temperatura, por isso devem ser formulados/diluídos com um solvente apropriado para serem gerenciáveis. Isso obriga os operadores a escolher um fluido com base na compatibilidade com o solvente usado nas formulações de emulsificante líquido, ou vice-versa.

[0017] Para evitar este problema, os emulsificantes na forma de pó foram desenvolvidos. Por exemplo, a US 2007/167333 descreve um emulsificante seco por pulverização compreendendo uma amida graxa terminada com ácido carboxílico que é preparada reagindo um condensado de amina de ácido graxo com um ácido policarboxílico ou um anidrido de ácido carboxílico.

[0018] No entanto, pode ser difícil dispersar/solubilizar eficientemente e rapidamente estes emulsificantes sólidos na fase oleosa e/ou na fase aquosa dos fluidos de tratamento subterrâneos de inversão, que geralmente contêm alta quantidade de sólidos não dissolvidos.

[0019] Por estas razões, ainda existe um interesse em toda a indústria e necessidade contínua de aditivos de fluido de tratamento subterrâneo mais eficientes e concentrados que podem ser facilmente manipulados e para fluidos de tratamento subterrâneo que podem ser formulados com um mínimo ou menos aditivos do que com fluidos comuns da técnica anterior.

[0020] Verificou-se agora surpreendentemente que as esteramidas, obtidas por reação de condensação entre ácidos monocarboxílicos alifáticos C6-C30, poliaminas e ésteres de ácidos policarboxílicos, são líquidas com um ponto de escoamento em temperaturas abaixo de zero °C sem a adição de qualquer solvente. Assim, elas podem ser manipuladas e transportadas em um estado altamente ativo (mais de 90% em peso), o que reduz a necessidade de produtos da invenção que contenham solventes diferentes para compatibilidade com o fluido de tratamento. Além disso, isso permite eliminar ainda mais a necessidade de transportar grandes quantidades de materiais inertes e inúteis.

[0021] Estas esteramidas podem ser preparadas reagindo os ácidos monocarboxílicos e as poliaminas em tal proporção que crie um intermediário de “amida parcial”; os sítios de amina remanescentes são reagidos com um éster de ácido policarboxílico para produzir as esteramidas, isto é, amidas que contêm grupos éster residuais.

[0022] As esteramidas assim obtidas mostram excelentes propriedades como emulsificante quando são usadas em líquidos de tratamento subterrâneos de inversão, podendo garantir uma estabilidade ótima dos fluidos na presença de componentes/contaminantes sólidos e mesmo nas temperaturas altas que podem ser encontradas nos tratamentos subterrâneos, por exemplo, na perfuração de poço de óleo.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0023] Um dos objetivos da presente invenção são as esteramidas obtidas por preparação em uma primeira etapa de uma amida por reação de uma mol de uma poliamina tendo n grupos amino primários ou secundários, em que n é um número inteiro variando de 2 a 4, com de 1 a n- 1 moles de um ácido monocarboxílico alifático C6-C30 saturado ou insaturado; e, em uma segunda etapa, reagir os grupos amino primários ou secundários remanescentes com 0,4 a 1,3 mol, para cada grupo amino remanescente, de um diéster de um ácido carboxílico de C2-C10 ou de di- ou tri-éster de ácido tricarboxílico; caracterizada por as esteramidas terem um número de éster maior que 12 mgKOH/g, de preferência maior que 25 mgKOH/g, mais preferivelmente maior que 40 mgKOH/g.

[0024] Além disso, de acordo com a invenção, é proporcionado um fluido de tratamento subterrâneo de água em óleo compreendendo: uma fase oleosa, uma fase aquosa e as ditas esteramidas como agentes estabilizantes de emulsão.

[0025] Em uma forma de realização adicional, a presente invenção proporciona um método de tratamento de uma formação subterrânea que compreende: proporcionar um fluido de tratamento subterrâneo de água em óleo contendo uma fase oleosa, uma fase aquosa e as referidas esteramidas como agentes estabilizantes de emulsão e colocando o seu fluido na formação subterrânea a uma pressão para tratar a formação. Os aspectos e as vantagens da presente invenção serão facilmente evidentes para os habilitados na técnica na leitura da descrição das formas de realização preferidas a seguir.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0026] Entende-se com o termo “esteramidas”, como produto obtido pelo processo detalhado acima, isto é, preparando, em uma primeira etapa, uma amida por reação de um mol de uma poliamina tendo n grupos amino primários ou secundários, em que n é um número inteiro variando de 2 a 4, com 1 a n-1 moles de um ácido monocarboxílico alifático C6-C30 saturado ou insaturado; e, em uma segunda etapa, reagindo os grupos amino primários ou secundários remacescentes com 0,4 a 1,3 mol, para cada grupo amino remacescente, de um diéster de um ácido dicarboxílico C2-C10 ou de um di- ou tri-éster de um ácido tricarboxílico. O número de éster das esteramidas pode ser determinado usando o método padrão ASTM D5558-95.

[0027] A amida que é obtida na primeira etapa do processo para a preparação das esteramidas pode ser realmente uma mistura de amidas.

[0028] Em uma forma de realização preferida da invenção, a poliamina tem n grupos amino primários ou secundários, em que n é 3 ou 4. Mais preferencialmente n é 3. As poliaminas adequadas que podem ser usadas para a preparação das esteramidas da invenção incluem, por exemplo, polialquileno poliaminas.

[0029] As polialquileno poliaminas que vantajosamente podem ser empregadas como um material de partida incluem compostos tendo a fórmula I: H2N[(CH2)xNH]yH, I em que x é um número inteiro variando de 1 a 6 e y é um número inteiro variando de 1 a 3.

[0030] De preferência, a poliamina tem a fórmula I na qual x é 2 e y é 2 ou 3 e é, portanto, de dietileno triamina ou trietileno tetramina. Mais preferencialmente, na fórmula I x é 2 e y é 2, isto é, a poliamina é dietileno triamina.

[0031] Outros exemplos de poliaminas adequadas são polietilenoiminas com um peso molecular médio abaixo de cerca de 200 dalton, que apresentam um baixo grau de ramificação.

[0032] Exemplos de ácidos monocarboxílicos insaturados alifáticos C6-C30 adequados para a presente invenção incluem ácidos carboxílicos alifáticos insaturados e poliinsaturados com 6 a 30 átomos de carbono. Exemplos destes ácidos são ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico, ácido araquidônico e semelhantes.

[0033] Exemplos de ácidos monocarboxílicos saturados alifáticos C6-C30 incluem ácido decanóico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido beeênico e semelhantes.

[0034] Misturas de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados e insaturados C6-C30 também podem ser usadas.

[0035] As misturas de ácido monocarboxílico derivadas de óleos naturais, tais como, óleo de coco, óleo de semente de mostarda, óleo de palma, oleína, óleo de soja, óleo de canola, talol, óleo de girassol e misturas dos mesmos, são particularmente preferidas.

[0036] Em uma forma de realização da invenção, o ácido monocarboxílico C6-C30 é uma mistura de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados e insaturados C6-C30 compreendendo pelo menos 50% em peso, de preferência pelo menos 70% em peso, de ácido oleico.

[0037] De preferência, a fonte de ácido monocarboxílico é selecionada de talol, óleo de colza, óleo de semente de mostarda e misturas dos mesmos.

[0038] O talol é particularmente preferido como a fonte de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados e insaturados C6-C30 para uso no processo para preparar as esteramidas da presente invenção.

[0039] A preparação da amida pode ser realizada de acordo com métodos bem conhecidos dos habilitados na técnica, por aquecimento da poliamina e do ácido monocarboxílico até 250°C, de preferência de 140 a 180°C, em um solvente de hidrocarboneto adequado, tal como, tolueno ou xileno e azeotropia da água formada, com ou sem catalisadores, tais como, ácido p-toluenossulfônico, acetato de zinco, naftenato de zircônio ou titanato de tetrabutila. O ponto final da reação é considerado atingido quando o número de ácido da mistura reacional, determinado pelo método padrão ASTM D1980-87, é menor que 20 mgKOH/g, de preferência abaixo de 10 mgKOH/g.

[0040] Quando a poliamina usada é dietileno triamina, de preferência, na primeira etapa, um mol de dietileno triamina é reagido com 1,5 a 2,0 moles de ácido.

[0041] Mais geralmente, de preferência, na primeira etapa, um mol de poliamina é reagido com cerca de n-1 moles de ácido monocarboxílico alifático C6-C30 saturado ou insaturado.

[0042] O éster de ácido di- ou tri-carboxílico C2-C10 que pode ser reagido com as amidas acima descritas para formar os emulsificantes da presente invenção é o éster de um ácido carboxílico di- ou tri-carboxílico C2-C10, ou possivelmente o anidrido correspondente, com um álcool C1-C8, de preferência C1-C5, linear ou ramificado ou com um monoalquil éter de etileno ou propileno glicol, ou com misturas dos mesmos; mais vantajosamente, o éster não contém grupos ácidos, sendo um diéster de um ácido dicarboxílico ou um triéster de um ácido tricarboxílico.

[0043] O ácido di- ou tri-carboxílico usado para preparar o éster tem preferencialmente de 3 a 8 átomos de carbono.

[0044] Exemplos de ácidos di- ou tri-carboxílicos C2-C10 adequados incluem ácido succínico, ácido malônico, ácido (etilenodioxi)diacético, ácido maleico, ácido diglicólico, ácido tartárico, ácido tartrônico e ácido fumárico; ácido cítrico, ácido aconítico, ácido citracônico, ácido carboximetilaxisuccínico e ácido lactoxissuccínico; ácido ftálico; e misturas dos mesmos.

[0045] De preferência, o ácido di-ou tri-carboxílico de C2-C10 é ácido fumárico, ácido malônico, ácido maleico ou ácido cítrico; ou misturas dos mesmos.

[0046] Os ácidos dicarboxílicos C2-C10 são preferidos para a realização da presente invenção.

[0047] Os álcoois lineares ou ramificados C1-C8 adequados usados para preparar o éster são metanol, etanol, propanol, isopropranol, n- butanol, isobutanol, terc-butanol, pentanol, hexanol, álcool 2-etil hexílico e semelhantes. Os álcoois lineares ou ramificados C1-C8 preferidos são etanol e isopropanol.

[0048] Os monoalquil éteres de etileno ou propileno glicóis, em que o grupo alquila tem de 1 a 4 átomos de carbono, tais como os cellosolves, podem também ser usados para preparar os ésteres de ácido diou tri-carboxílico de C2-C10 adequados para a realização da presente invenção. Exemplos destes monoalquil éteres de glicol são monometil éter de etileno glicol, monobutil éter de etileno glicol, monometil éter de dietilenoglicol, monometil éter de dipropilenoglicol, monobutil éter de dietileno glicol, etc.

[0049] Em uma forma de realização particularmente preferida, o éster do ácido di- ou tricarboxílico C2-C10 é escolhido entre maleato de dietila, fumarato de dietila, maleato de di(monobutil éter de etileno glicol), maleato de di(monobutil éter de etileno glicol) e misturas dos mesmos.

[0050] Os grupos amino primários ou secundários remanescentes da amida e os ésteres di- ou tri-carboxílicos descritos acima podem ser condensados a uma temperatura variando de cerca de 120°C a cerca de 250°C, de preferência entre cerca de 140°C e cerca de 200°C, enquanto que o álcool C1-C8 formado ou o monoalquil éter de etileno ou propileno glicol é removido por destilação. O ponto final da reação é considerado atingido quando o valor de amina total da mistura reacional, determinado pelo método padrão ASTM D2074-12, é menor que 60 mgKOH/g, de preferência abaixo de 40 mgKOH/g, mais preferencialmente abaixo de 20 mgKOH/g.

[0051] De preferência, os grupos amino primários ou secundários remanescentes são reagidos com 0,4 a 1,0 mol, mais preferencialmente com cerca de 1 mol, de éster de um ácido di-ou tri-carboxílico C2-C10 para cada grupo amino remacescente.

[0052] Em uma forma de realização particularmente preferida da invenção, o álcool C1-C8 ou monoalquil éteres de etileno ou propileno glicol que são gerados durante a condensação do éster do ácido di- ou tricarboxílico com a amida são removidos do produto final. Como consequência, em geral, as esteramidas da invenção não contêm compostos orgânicos, mas traços de compostos orgânicos voláteis (COV). Portanto, mesmo que as esteramidas possam conter até 10% em peso dos álcoois ou dos monoalquil glicol éteres, o mais preferivelmente só contém até 2% em peso destes compostos, estando ainda em forma líquida em temperatura ambiente.

[0053] O fluido de tratamento subterrâneo de água em óleo da presente invenção compreende uma fase oleosa, uma fase aquosa (um fluido à base de água que é pelo menos parcialmente imiscível com a fase oleosa) e de 0,5 a 5,0% de peso/volume, de preferência a partir de 1,0 a 4,0% de peso/volume, da esteramida.

[0054] De acordo com uma forma de realização vantajosa da presente invenção, os fluidos de água em óleo não compreendem qualquer emulsificante adicional, exceto as esteramidas.

[0055] A concentração da fase oleosa no fluido água em óleo deve ser suficiente para formar uma emulsão de inversão e pode ser abaixo de cerca de 90 porcento em volume da emulsão de inversão (vol.%).

[0056] Em uma forma de realização, a quantidade de fase oleosa é de cerca de 20 a cerca de 85 % em vol, de preferência entre cerca de 50 e cerca de 85 % em vol com base no volume total de fluido da emulsão de inversão.

[0057] Em forma de realização adicional, são preferidas emulsões de alta proporção de fase interna, isto é, os sistemas que possuem um volume maior de fase aquosa interna (> 50% em volume), devido à redução significativa da fase oleosa, com os custos associados e a possível preocupação ambiental de possível contaminação e descarte de resíduos.

[0058] A fase oleosa usada nas emulsões de inversão da presente invenção pode compreender qualquer fluido à base de óleo adequado para uso em emulsões.

[0059] A fase oleosa pode derivar de uma fonte natural ou sintética. Exemplos de fase oleosa adequada incluem, sem limitação, óleos diesel, óleos de parafina, óleos minerais, óleos minerais de baixa toxicidade, olefinas, ésteres, amidas, aminas, óleos sintéticos, tais como, poliolefinas, éteres, acetais, dialquilcarbonatos, hidrocarbonetos e combinações dos mesmos.

[0060] As fases de óleo preferidas são óleos de parafina, óleos minerais de baixa toxicidade, óleos diesel, óleos minerais, poliolefinas, olefinas e misturas dos mesmos.

[0061] Os fatores que determinam qual fase oleosa será usada em uma aplicação particular, incluem, mas não são limitados a, características de custo e desempenho, compatibilidade ambiental, perfil toxicológico e disponibilidade.

[0062] As emulsões de inversão da presente invenção também compreendem uma fase aquosa que é pelo menos parcialmente imiscível na fase oleosa.

[0063] Exemplos adequados de fase aquosa incluem água fresca, água do mar, água salgada, salmoura (por exemplo, águas salgadas saturadas), glicerina, glicóis, poliglicol aminas, polióis e derivados dos mesmos, que são parcialmente imiscíveis no fluido oleaginoso, e combinações dos mesmos.

[0064] Salmouras adequadas podem incluir salmouras pesadas.

[0065] Salmouras pesadas, para os propósitos deste pedido, incluem salmouras com vários sais em várias concentrações, que podem ser usadas para aumentar o peso de um fluido; geralmente, o uso de agentes de ponderação é necessário para proporcionar a densidade desejada do fluido.

[0066] As salmouras geralmente compreendem sais solúveis em água.

[0067] Os sais solúveis em água adequados são cloreto de sódio, cloreto de cálcio, brometo de cálcio, brometo de zinco, formiato de sódio, formiato de potássio, acetato de sódio, acetato de potássio, acetato de cálcio, acetato de amônio, cloreto de amônio, brometo de amônio, nitrato de sódio, nitrato de potássio, nitrato de amônio, nitrato de cálcio, carbonato de sódio, carbonato de potássio e misturas dos mesmos.

[0068] A fase aquosa é escolhida levando em consideração vários fatores, incluindo custo, perfil de segurança ambiental e de saúde, densidade, disponibilidade e qual fase oleosa foi escolhida. Outro fator que pode ser considerado é a aplicação do fluido de tratamento subterrâneo.

[0069] Por exemplo, se o aplicativo precisar de uma emulsão com um peso pesado, pode ser escolhida uma salmoura de brometo de zinco.

[0070] Os fluidos de tratamento subterrâneo da invenção podem ainda compreender aditivos convencionais, incluindo agentes de ponderação, agentes umectantes, agentes de perda de fluido, espessantes, agentes diluentes, lubrificantes, antioxidantes, inibidores de corrosão, inibidores de incrustação, desespumantes, biocidas, modificadores de pH e semelhantes.

[0071] Tais fluidos, em particular, também contêm pelo menos um redutor de filtrado preferencialmente escolhido entre gilsonita, lignita organofílica, taninos organofílicos, polímeros sintéticos, ácidos graxos policarboxílicos e misturas dos mesmos.

[0072] Quando usados em certas aplicações, os fluidos podem incluir particulados, tais como, o agente de sustentação ou cascalho.

[0073] Os fluidos de tratamento subterrâneo de água em óleo da invenção podem ser adequados para uso em uma variedade de aplicações subterrâneas em que são utilizadas emulsões água em óleo; essas aplicações incluem operações de perfuração, completação, estimulação (tais como, a fratura) e manutenções, tratamentos de controle de areia, tais como, o recondicionamento de um recheio de cascalho, manchas, cimentação, manutenção e reativação.

[0074] Para melhor ilustrar a invenção, os seguintes exemplos são relatados para mostrar o efeito da adição de diferentes esteramidas e de poliamidas terminadas em ácido carboxílico da técnica anterior em fluidos de perfuração de água em óleo exemplificativos.

EXEMPLOS Métodos de Caracterização

[0075] O número de ácido foi determinado seguindo o método padrão ASTM-D1980-87.

[0076] O valor da amina total foi determinado de acordo com o método padrão DTM-12-12 da ASTM.

[0077] O número do éster foi determinado seguindo o método padrão ASTM D5558-95.

[0078] A viscosidade Brookfield RV® foi determinada a 25°C e 30 rpm usando um viscosímetro Brookfield RV®.

[0079] O ponto de fluidez foi determinado de acordo com o método padrão ASTM D97-12.

[0080] As lamas de perfuração foram avaliadas de acordo com o método padrão ISO 10416-08, capítulo 26.

Preparação do emulsificante Exemplo 1 (comparativo)

[0081] 448,7 g de ácidos graxos de talol (TOFA) foram carregados em um reator de vidro de 1000 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecidos a cerca de 95°C. Em seguida, 80,8 g de dietileno triamina foram adicionados. A mistura reacional foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. No final da reação, 27,6 g de água foram recuperados e o produto intermediário teve um número de ácido menor que 10 mg em/g. Subsequentemente, a massa foi resfriada até cerca de 82°C e 76,9 g de anidrido maleico foram lentamente adicionados. A temperatura de reação foi aumentada para 95°C por 60 minutos. O produto final teve um teor de amina total abaixo de 20 mgKOH/g e estava sólido em temperatura ambiente.

Exemplo 2

[0082] 448,7 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 1000 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, 80,8 g de dietileno triamina foram adicionados. A mistura reacional foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. No final da reação, 27,6 g de água foram recuperados e o produto intermediário apresentou um número de ácido menor que 10 mg em/g. A mistura foi resfriada a cerca de 115°C e 135,1 g de maleato de dietila foram adicionados lentamente. A massa reacional foi aquecida a 150°C sempre sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura até cerca de 35 g de etanol terem sido coletados. O produto final estava líquido em temperatura ambiente, teve um teor de amina total abaixo de 20 mgKOH/g e um número de éster de 74 mgKOH/g.

Exemplo 3

[0083] 228,8 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 500 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, 41,2 g de dietileno triamina foram adicionados. A mistura reacional foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. No final da reação, 13,8 g de água foram recuperados e o produto intermediário apresentou um número de ácido menor que 10 mgKOH/g. A mistura foi resfriada a 115°C e 57,6 g foram adicionadas lentamente de maleato de dimetila. A massa reacional foi aquecida a 150°C sempre sob atmosfera de nitrogênio e mantida nesta temperatura até cerca de 18 g de metanol serem coletados. O produto final estava líquido em temperatura ambiente, teve um teor de amina total abaixo de 20 mgKOH/g e um número de éster de 45,5 mgKOH/g.

Exemplo 4

[0084] 228,8 g de TO FA foram carregados em um reator de vidro de 500 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, 41,2 g de dietileno triamina foram adicionados. A mistura reacional foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a este valor por 6 horas. No final da reação, 13,6 g de água foram recuperados e o produto intermediário teve um número de ácido menor que 10 mgKOH/g. A mistura foi resfriada a 115°C e 91,3 g de maleato de dibutila foram adicionados lentamente. A massa de reação foi aquecida a 160°C sempre sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura até cerca de 27 g de butanol serem coletadas. O produto final estava líquido em temperatura ambiente, teve um teor de amina total menor que 20 mgKOH/g e um número de éster de 77 mgKOH/g.

Exemplo 5 (comparativo)

[0085] 424,8 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 1000 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, 76,3 g de dietileno triamina foram adicionados. A mistura reacional foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. No final da reação, 25,4 g de água foram recuperados e o produto intermediário teve um número de ácido menor que 10 mgKOH/g. A mistura foi resfriada até cerca de 135°C e 142,1 g de ácido cítrico foram adicionados por um período de uma hora. A massa de reação foi aquecida a 160°C sempre sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura até cerca de 18 g de água serem coletados. O produto final teve um teor de amina total menor que 40 mgKOH/g e estava sólido em temperatura ambiente.

Exemplo 6

[0086] 277,8 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 1000 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido até cerca de 95°C. Em seguida 66,6 g de dietileno triamina foram adicionados. A mistura reacional foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. No final da reação, 16,5 g de água foram recuperadas e o produto intermediário teve um número de ácido menor que 10 mgKOH/g.

[0087] A mistura foi resfriada até cerca de 115°C e 133,9 g de citrato de trietila foram adicionados lentamente. A massa reacional foi aquecida a 175°C sempre sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura até cerca de 40 g de etanol serem recuperados. O produto final estava líquido em temperatura ambiente, teve um teor de amina total abaixo de 40 mgKOH/g e um número de éster de 77 mgKOH/g.

Exemplo 7 (comparativo)

[0088] 242,8 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 500 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, 58,3 g de dietileno triamina foram adicionados. A massa de reação foi adicionalmente aquecida até cerca de 230°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 3 horas. No final da reação, 21,5 g de água foram recuperados e o produto intermediário teve um número de ácido abaixo de 7 mgKOH/g.

[0089] A mistura foi resfriada até cerca de 82°C e 38,8 g de anidrido maleico foram adicionados lentamente. A massa de reação foi lentamente aquecida até cerca de 150°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 2 horas. Em seguida, a temperatura foi adicionalmente aumentada para cerca de 175°C por mais 2 horas, mantendo a atmosfera de nitrogênio. O produto final teve um teor de amina total abaixo de 60 mgKOH/g e estava sólido em temperatura ambiente.

Exemplo 8

[0090] 242,8 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 500 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, foram adicionados 58,3 g de dietileno triamina. A massa reacional foi aquecida a 165°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. A temperatura foi adicionalmente aumentada para 230°C por outras 3 horas, mantendo a atmosfera de nitrogênio. No final da reação, 20,0 g de água foram recuperados e o produto intermediário teve um número de ácido menor que 7 mgKOH/g.

[0091] A massa foi resfriada até cerca de 115°C e 68,2 g de maleato de dietila foram adicionados lentamente. Subsequentemente, a massa reacional foi aquecida até cerca de 175°C sempre sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura até cerca de 20 g de etanol serem coletadas. O produto final estava líquido em temperatura ambiente, teve um teor de amina total menor que 60 mgKOH/g e um número de éster de 61,2 mgKOH/g.

Exemplo 9

[0092] 228,8 g de TOFA foram carregados em um reator de vidro de 500 ml equipado com um aparelho Dean-Stark e um agitador de lâmina mecânico e aquecido a cerca de 95°C. Em seguida, 41,2 g de dietileno triamina foram adicionados. A massa de reação foi adicionalmente aquecida a 160°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura por 6 horas. No final da reação, 13,8 g de água foram recuperados e o produto intermediário teve um número de ácido menor que 10 mgKOH/g.

[0093] A mistura foi resfriada até cerca de 115°C e 126,3 g de maleato de di(2-butoxietil) foram adicionados. A massa de reação foi novamente aquecida a 150°C sob atmosfera de nitrogênio e mantida a esta temperatura até o teor de amina total estar abaixo de 20 mgKOH/g. O produto final estava líquido em temperatura ambiente e teve um número de éster de 83 mgKOH/g.

Exemplo 10

[0094] O emulsificante do Exemplo 10 foi preparado com o mesmo procedimento e com a mesma quantidade de reagentes do Exemplo 9, apenas di(2-butoxietil)fumarato em vez de di(2-butoxietil)maleato foi usado. O produto final foi líquido em temperatura ambiente.

[0095] A viscosidade Brookfieid RVT® e o ponto de fluidez dos emulsificantes dos Exemplos 1-10 são relatados na Tabela 1.

[0096] As esteramidas da invenção são líquidas em temperatura ambiente e mostram uma viscosidade que permite um fácil gerenciamento de campo. Além disso, eles exibem um ponto de fluidez bem abaixo de zero °C, o que garante a mesma capacidade de gerenciamento mesmo em ambientes de baixa temperatura.

*Comparativo ND = Não determinado

Teste de desempenho

[0097] Os desempenhos emulsificantes das esteramidas da invenção foram avaliados em fluidos de perfuração exemplificativos.

[0098] 350 ml de lamas de perfuração foram preparados por meio de um Misturador

[0099] Hamilton Beach de acordo com as formulações descritas na Tabela 2.

[00100] As poliamidas terminadas em ácido carboxílico dos exemplos comparativos 1 e 5 foram diluídas com solvente hidrocarboneto sintético até uma concentração final de matéria ativa de 60% em peso.

[00101] Para a preparação das lamas, os seguintes produtos comerciais foram usados: EMULAM V-PLUS, uma organobentonita, comercializada pela Lamberti EUA. ECOTROL RD, um redutor de perda de fluido, comercializado pela MI-SWACO, EUA.

[00102] Para a avaliação das lamas, as propriedades reológicas, a estabilidade elétrica (ES) e o volume do filtrado HTHP foram determinados após laminação a quente por dezesseis horas a 120°C (250°F) de acordo com ISO 10416, par. 26.8. As condições de determinação são descritas na ISO 10416 par 26.10. Os resultados são relatados na Tabela 3.

* Comparativo

* Comparativo ** 1 lb/100ft2 = 0,479 Pa

[00103] As lamas preparadas com o emulsificante da invenção apresentaram boa característica reológica, também após o tratamento térmico, comparáveis com os dos emulsificantes da técnica anterior. Além disso, eles apresentaram pouca perda de fluido e nenhuma separação de água nos filtrados HTHP. Os bons desempenhos dos emulsificantes das invenções também foram demonstrados pelos altos valores de estabilidade elétrica.

Claims

1. Esteramidas, caracterizadas pelo fato de serem obtidas por preparação em uma primeira etapa de uma amida por reação de um mol de uma poliamina tendo n grupos amino primários ou secundários, em que n é um número inteiro variando de 2 a 4, com 1 a n-1 moles de um ácido monocarboxílico alifático C6-C30 saturado ou insaturado; e, em uma segunda etapa, reagir os grupos amino primários ou secundários remanescentes com 0,4 a 1,3 mol, para cada grupo amino remacescente, de um diéster de um ácido dicarboxílico C2-C10 ou de um di ou tri-éster de um ácido tricarboxílico, as esteramidas tendo um número de éster maior que 12 mgKOH/g.

2. Esteramidas de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de terem um número de éster maior que 25 mgKOH/g.

3. Esteramidas de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de que a referida poliamina é uma polialquileno poliamina tendo a fórmula I: H2N[(CH2)xNH]yH I em que x é um número inteiro variando de 1 a 6 e y é um número inteiro variando de 1 a 3.

4. Esteramidas de acordo com a reivindicação 3, caracterizadas pelo fato de que na fórmula I, x é 2 e y é 2 ou 3.

5. Esteramidas de acordo com a reivindicação 4, caracterizadas pelo fato de que na fórmula I, y é 2.

6. Esteramidas de acordo com a reivindicação 5, caracterizadas pelo fato de que, na primeira etapa, um mol da polialquileno poliamina é reagido com 1,5 a 2,0 moles do ácido.

7. Esteramidas de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de que o ácido monocarboxílico alifático C6-C30 saturado ou insaturado é uma mistura de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados ou insaturados C6-C30 derivados de um óleo natural.

8. Esteramidas de acordo com a reivindicação 7, caracterizadas pelo fato de que o óleo natural é o talol.

9. Esteramidas de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de que o diéster de um ácido dicarboxícilo C2-C10 ou di- ou triester de um ácido tricarboxílico é o éster de um ácido carboxílico di-ou tri- carboxílico C2-C10, ou o anidrido correspondente, com um álcool linear ou ramificado C1-C8 ou com um monoalquil éter de etileno ou propileno glicol, ou uma mistura dos mesmos.

10. Esteramidas de acordo com a reivindicação 9, caracterizadas pelo fato de que o éster é escolhido entre maleato de dietila, fumarato de dietila, di(etileno glicol monobutil éter)maleato, di(dietileno glicol monobutil éter)maleato e misturas dos mesmos.

11. Fluido de tratamento subterrâneo de água em óleo, caracterizado pelo fato de que compreende uma fase aquosa, uma fase oleosa e de 0,5 a 5,0% em peso/volume de esteramidas como definidas em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10.