BR112019018669A2 - fluido de perfuração modificado, e, método para produção de um fluido de perfuração modificado. - Google Patents

Abstract

um fluido de perfuração modificado compreendendo um fluido de perfuração e o(s) produto(s) de reação de uma polialquileno poliamina, ácido graxo e alquileno carbonato, e métodos para fabricação e uso dos mesmos.

Description

FLUIDO DE PERFURAÇÃO MODIFICADO, E, MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UM FLUIDO DE PERFURAÇÃO MODIFICADO

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente

Provisório norte americano de série 62/489.003, depositada em 24 de abril de 2017, cuja inteira descrição é incorporada aqui por referência.

DECLARAÇÃO EM RELAÇÃO À PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO FEDERALMENTE PATROCINADO [002] Não aplicável.

CAMPO [003] A presente invenção se refere genericamente a um fluido de perfuração modificado compreendendo um fluido de perfuração e uma composição de poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato. Mais especificamente, a presente invenção se refere a um fluido de perfuração modificado que compreende um fluido de perfuração e o(s) produto(s) de reação de polialquileno poliamina, ácido graxo e alquileno carbonato, e métodos para produção e uso dos mesmos.

FUNDAMENTOS [004] Fluidos de perfuração (também referidos como “lamas de perfuração”, “formulações de lama de perfuração” ou simplesmente “lamas”) são usados para facilitar a perfuração de poços. Fluidos de perfuração são bombeados da superfície, através do furo de poço, e de volta para a superfície, servindo assim uma variedade de funções, incluindo: remover entalhes de perfuração da área de perfuração e transportar os entalhes para a superfície, resfriar e lubrificar a broca de perfuração, exercendo pressão hidrostática para evitar que o óleo de alta pressão, gás e outros fluidos entrem prematuramente no furo de poço, e manter a estabilidade das paredes do furo de poço.

[005] Uma variedade de fluidos de perfuração (ou “lamas de perfuração”) existe e eles são classificados de acordo com o componente de

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2/20 base das lamas de perfuração. Por exemplo, existem lamas de perfuração baseadas em água e lamas de perfuração baseadas em óleo. De interesse particular são lamas de perfuração compreendendo emulsões de água e óleo. Por exemplo, lamas de perfuração de emulsão de água em óleo (também referidas como “lamas de perfuração de emulsão invertida em água em óleo”) compreendem uma fase aquosa dispersa como gotículas por toda uma fase de contínua de óleo ou óleo sintético, (isto é, externa), que pode compreender combustível diesel ou outras misturas de hidrocarbonetos líquidos (por exemplo, espécies olefínicas e/ou parafínicas na faixa de Ciô-Cis). A fase aquosa dispersada (isto é, interna) é normalmente uma solução salina aquosa (por exemplo, uma solução de salmoura contendo cloreto, tal como uma base de cloreto de cálcio a 30%).

[006] Lamas de perfuração de emulsão de água em óleo tipicamente resultam da mistura de um óleo de hidrocarbonetos com uma água ou salmoura sob condições de alto cisalhamento e na presença de um emulsificante adequado. A emulsificação está completa quando não há nenhuma camada distinta de água no fluido. O emulsificante é necessário não apenas para formar uma dispersão estável de gotículas de água na fase oleosa, mas também para manter quaisquer sólidos tais como aditivos de material de aumento de massa (por exemplo, baritas) ou entalhes de perfuração em um estado úmido de óleo.

[007] Vários emulsificantes são usados na técnica, incluindo, por exemplo:

a Patente norte-americana n° 8.163.675 descreve emulsificantes para lamas de perfuração à base de óleo com base em poliaminas e ácido graxo/anidrido maleico;

a Patente norte-americana n° 8.727.005 descreve uma composição emulsificante que compreende um emulsificante, um diluente e um material mais fino, em que o emulsificante compreende uma poliamida

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3/20 terminada em ácido carboxílico (“CATP”) que é reagida com um anidrido de ácido como anidrido maleico.

[008] A Patente norte-americana n° 8.765.644 descreve um emulsificante compreendendo poliamidas derivadas de ácido graxo/ácido carboxílico, e opcionalmente poliamidas alcoxiladas.

[009] A Patente norte-americana n° 8.927.468 descreve um emulsificante compreendendo (1) um condensado de amina graxa terminado em ácido carboxílico, (2) um talóleo modificado ou (3) uma mistura destes componentes, onde o componente ou mistura é neutralizado e secado por pulverização. O Exemplo 1 ensina um condensado de amina graxa terminado em ácido carboxílico preparado pela reação de ácidos graxos de talóleo (TOFA) com dietilenotriamina (DETA) para fazer render um condensado de amina de ácido graxo e, então, converter os terminais de amina não reagidos em terminais de ácido carboxílico através de reação subsequente com anidrido maleico (MA).

[0010] A despeito do estado da técnica, existe uma necessidade contínua para o desenvolvimento de fluidos de perfuração capazes de suportar temperaturas mais altas por períodos de tempo mais longos. E provido aqui um fluido de perfuração modificado que trata das necessidades na técnica e métodos de produção e uso de tais.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0011] Antes de explicar pelo menos uma modalidade da presente descrição em detalhes, deve ser entendido que a presente invenção não é limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e arranjo de componentes ou etapas ou metodologias apresentadas na descrição a seguir. A presente descrição é capaz de outras modalidades ou de ser praticada ou realizada de várias maneiras. Também deve ser entendido que a fraseologia e terminologia aqui empregadas tem a finalidade de descrição e não devem ser consideradas como limitantes.

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4/20 [0012] A menos que de outro modo definido aqui, termos técnicos usados em conexão com a presente descrição devem ter os significados que são comumente entendidos por aqueles versados na técnica. Além disso, a menos que exigidos pelo contexto de outra forma, os termos singulares devem incluir pluralidades e vários termos devem incluir o singular.

[0013] Todas as patentes, pedidos de patente publicados e publicações não patentes mencionadas no relatório descritivo são indicativos do nível de habilidade daqueles versados na técnica ao qual a presente invenção pertence. Todas as patentes, pedidos de patente publicados e publicações não patentes referidas em qualquer porção deste pedido são aqui expressamente incorporadas por referência em sua totalidade na mesma extensão como se cada patente ou publicação individual fosse específica e individualmente indicada para ser incorporada por referência até o ponto em que elas não contradigam a presente descrição.

[0014] Todas as composições e/ou métodos aqui descritos podem ser feitos e executados sem experimentação indevida à luz da presente descrição. Embora as composições e métodos da presente invenção tenham sido descritos em termos de modalidades preferidas, será evidente para aqueles versados na técnica que podem ser aplicadas variações nas composições e/ou métodos e em etapas ou sequências de etapas dos métodos aqui descritos sem se afastar do conceito, espírito e escopo da presente invenção. Todos tais substitutos e modificações similares evidentes para aqueles versados na técnica são julgados como estando dentro do espírito, escopo e conceito da presente descrição.

[0015] Como utilizado de acordo com a presente descrição, os seguintes termos, a menos que de outra forma indicados, devem ser entendidos como tendo os seguintes significados.

[0016] O uso da palavra “um” ou “uma”, quando usado em conjunto com o termo “compreendendo”, “incluindo”, “tendo” ou “contendo” (ou

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5/20 variações de tais termos) pode significar “um”, mas é também consistente com o significado de “um ou mais”, “pelo menos um”, e “um ou mais do que um”.

[0017] O uso do termo “ou” é usado para significar “e/ou” a menos que claramente indicado para se referir somente a alternativas e somente se as alternativas forem mutuamente exclusivas.

[0018] Por toda esta descrição, o termo “cerca de” é usado para indicar que um valor inclui a variação inerente de erro para o dispositivo de quantificação, mecanismo, ou método, ou a variação inerente que existe entre a(s) matérias(s) a ser(em) medida(s). Por exemplo, mas não a título de limitação, quando o termo “cerca de” é usado, o valor designado ao qual se refere pode variar por mais ou menos dez por cento, ou nove por cento, ou oito por cento, ou sete por cento, ou seis por cento, ou cinco por cento, ou quatro por cento, ou três por cento, ou dois por cento, ou um por cento, ou uma ou mais frações entre os mesmos.

[0019] O uso de “pelo menos um” será compreendido como incluindo um, bem como qualquer quantidade maior do que um, incluindo, mas não limitado a, 1,2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100, etc. O termo “pelo menos um” pode se estender até 100 ou 1.000 ou mais dependendo do termo ao qual se refere. Além disso, as quantidades de 100/1.000 não devem ser consideradas como limitadoras, já que limites inferiores ou maiores podem também produzir resultados satisfatórios.

[0020] Além disso, a frase “pelo menos um de X, Y e Z” será entendida como incluindo X sozinho, Y sozinho e Z sozinho, bem como qualquer combinação de X, Y e Z. Do mesmo modo, a frase “pelo menos um de X e Y” será entendida como incluindo X sozinho, Y sozinho, bem como qualquer combinação de X e Y. Adicionalmente, deve ser entendido que a frase “pelo menos um de” pode ser usada com qualquer número de componentes e tem os significados similares estabelecidos acima.

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6/20 [0021] O uso de terminologia de número ordinal (isto é, “primeiro”, “segundo”, “terceiro”, “quarto”, etc.) é somente para a finalidade de diferenciação entre dois ou mais itens e, a menos que de outra forma estabelecido, não se destina a implicar qualquer sequência ou ordem ou importância para um item sobre outro ou qualquer ordem de adição.

[0022] Como usado aqui, as palavras “compreendendo” (e qualquer forma de compreendendo, tal como “compreende” e “compreender”), “tendo” (e qualquer forma de ter, tal como “tem” e “ ter”) “incluindo” (e qualquer forma de incluir, tal como “inclui” e “incluir”) ou “contendo” (e qualquer forma de conter, tal como “contém” e “contêm”) são inclusivas ou de extremidade aberta e não excluem elementos adicionais, não citados ou etapas de método.

[0023] As frases “ou combinações dos mesmos” e “e combinações das mesmas” como usadas aqui se referem a todas as permutações e combinações dos itens listados que precedem o termo. Por exemplo, “A, B, C, ou combinações das mesmas” destina-se a incluir pelo menos um de: A, B, C, AB, AC, BC ou ABC e, se a ordem for importante em um contexto particular, também BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC ou CAB. Continuando com este exemplo, são expressamente incluídas combinações que contêm repetições de um ou mais itens ou termos tais como BB, AAA, CC, AABB, AACC, ABCCCC, CBBAAA, CABEBB, e assim por diante. O versado na técnica entenderá que não há nenhum limite no número de itens ou termos em qualquer combinação, a menos que de outra forma aparente a partir do contexto. Na mesma luz, o termo “e combinações dos mesmos” quando usado com a frase “selecionado(a) do grupo que consiste em” se refere a todas as permutações e combinações dos itens listados que precede a expressão.

[0024] As frases “em uma modalidade”, “em uma modalidade”, “de acordo com uma modalidade”, e semelhantes que geralmente significam o aspecto particular, estrutura ou característica a seguir das frases é incluída em

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7/20 pelo menos uma modalidade da presente descrição e podem ser incluídas em mais de uma modalidade da presente descrição. De forma importante, tais frases não são limitativas e não se referem necessariamente à mesma modalidade, mas, naturalmente, podem se referir a uma ou mais modalidades precedentes e/ou sucessivas. Por exemplo, nas reivindicações anexas, qualquer uma das modalidades reivindicadas pode ser usada em qualquer combinação.

[0025] Como usado aqui, os termos “% em peso”, “% em peso”, “porcentagem em peso”, ou “porcentagem em peso” são utilizados de forma intercambiável.

[0026] A frase “substancialmente livre” deve ser usada aqui para significar presente em uma quantidade menor do que 1 por cento em peso, ou menor do que 0,1 por cento em peso, ou menor do que 0,01 por cento em peso, ou alternativamente menor do que 0,001 por cento em peso, com base no peso total da composição referida.

[0027] O termo “alquila” é inclusivo tanto de grupos de cadeia linear como de cadeia ramificada e de grupos cíclicos. Em algumas modalidades, o grupo alquila pode ter até 40 carbonos (em algumas modalidades até 30, 20, 15, 12, 10, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 carbonos) a menos que especificado de outra forma. Grupos cíclicos podem ser monocíclicos e, em algumas modalidades, podem ter de 3 a 10 átomos de carbono.

[0028] A menos que especificado de outra forma, as condições de reação aqui descritas pretendem estar em pressão atmosférica, isto é, cerca de 101 kPa.

[0029] Como usado aqui, o termo “temperatura ambiente” se refere à temperatura do ambiente de trabalho circundante (por exemplo, a temperatura da área, edifício ou sala onde a composição curável é usada), exclusiva de quaisquer mudanças de temperatura que ocorrem como resultado da aplicação direta de calor à composição curável para facilitar a cura. A temperatura

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8/20 ambiente é tipicamente entre cerca de 10°C e cerca de 30°C, mais especificamente cerca de 15°C e cerca de 25°C.

[0030] De acordo com um aspecto, a presente invenção se refere a um fluido de perfuração modificado compreendendo (a) um fluido de perfuração e (b) uma composição de poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato produzida pela (i) reação de uma polialquileno poliamina e um ácido graxo para formar um produto intermediário de amidoamina; e (ii) reação de produto intermediário de amidoamina e um alquileno carbonato.

[0031] Em uma modalidade, o fluido de perfuração é uma lama de perfuração de emulsão invertida em água em óleo compreendendo uma fase oleosa externa contínua e uma fase aquosa interna.

[0032] Em uma outra modalidade, o fluido de perfuração é uma lama de perfuração de emulsão invertida em água em óleo compreendendo uma fase aquosa interna e uma fase oleosa externa contínua tendo 20:80 a 90:10 por volume de fase aquosa para fase oleosa. Em uma modalidade alternativa, a lama de perfuração de emulsão invertida em água em óleo compreende uma fase aquosa interna e uma fase oleosa externa contínua, tendo 30:70 a 85:15, ou 35:65 a 85:15, ou 40:60 a 85:15, ou 45:55 a 85:15, ou 50:50 a 85:15 ou 55:45 a 8515, ou 60: 40 a 80: 20 por volume de fase aquosa para fase oleosa.

[0033] A fase oleosa pode compreender um ou mais óleos escolhidos de, por exemplo, mas sem limitação, hidrocarbonetos lineares, ramificados e/ou cíclicos. Exemplos não limitantes de um ou mais óleos incluem óleo diesel, combustível de jato, óleo mineral, biodiesel, óleo vegetal, óleo animal, óleo de parafina, óleo branco, querosene, olefinas internas, óleo hidrogenado, alfa olefinas, carbonates de dialquila e/ou misturas dos mesmos.

[0034] A fase aquosa pode compreender água marinha, água doce, salmouras de ocorrência natural e artificialmente criadas contendo sais dissolvidos orgânicos e/ou inorgânicos, líquidos compreendendo compostos

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9/20 orgânicos miscíveis em água e combinações dos mesmos.

[0035] Exemplos não limitantes de salmouras adequadas incluem salmouras à base de cloreto, à base de brometo ou à base de formiato contendo cátions monovalentes e/ou poli valentes e combinações dos mesmos. Exemplos de salmouras à base de cloreto adequadas incluem, mas não estão limitadas a, cloreto de sódio, cloreto de potássio e cloreto de cálcio. Exemplos de salmouras à base de brometo adequadas incluem, mas não estão limitadas a, brometo de sódio, brometo de cálcio e brometo de zinco. Exemplos de salmouras à base de formiato adequadas incluem, mas não estão limitadas a, formiato de sódio, formiato de potássio e formiato de césio.

[0036] Em uma modalidade, a fase aquosa é uma solução de salmoura compreendendo água e cloreto de cálcio.

[0037] A lama de perfuração à base de óleo também pode compreender pelo menos um dentre um tensoativo, um modificador de pH, um agente de peso de barita, organoargilas, agentes de controle de perda de fluido, modificadores de reologia, agentes umectantes, cal, salmoura adicional, dispersantes, estabilizantes e/ou combinações dos mesmos.

[0038] A polialquileno poliamina pode ser uma polietileno poliamina, polipropileno poliamina e/ou polibutileno poliamina.

[0039] Em uma modalidade, a polialquileno poliamina é uma polietileno poliamina. Exemplos não limitativos da polietileno poliamina incluem dietilenotriamina (“DETA”), trietilenotetramina (“TETA”), tetraetilenopentamina (“ΤΕΡΑ”), pentaetilenohexamina (“PEHA”), e/ou etilenoaminas lineares de ordem superior, incluindo seus análogos de cadeia ramificada e/ou cíclica (contendo piperazina). A polietileno poliamina também pode ser pelo menos parcialmente alcoxilada (por exemplo, etoxilada) ou de outra forma funcionalizada com a condição de que pelo menos duas aminas primárias e/ou secundárias estejam disponíveis para reagir com os grupos funcionais do ácido graxo e alquileno carbonato.

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10/20 [0040] Em uma modalidade particular, a polialquileno poliamina é selecionada do grupo que consiste em dietilenotriamina (“DETA”), trietilenotetramina (“TETA”), tetraetilenopentamina (“ΤΕΡΑ”), pentaetilenohexamina (“PEHA”) e combinações das mesmas.

[0041] Em uma modalidade, o ácido graxo em que o ácido graxo é representado pela fórmula (III):

RI— C(O)OH (III) em que Ri é um grupo hidrocarbila saturado ou insaturado, de cadeia ramificada ou linear, substituído ou não substituído, tendo de 6 a 24 átomos de carbono.

[0042] Em uma modalidade particular, ácido graxo é derivado de uma fonte de ácido graxo selecionada do grupo que consiste em óleo de soja, óleo de coco, óleo de semente de colza, talóleo, sebo e combinações dos mesmos.

[0043] Exemplos não limitantes do ácido graxo incluem ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico ou uma combinação dos mesmos.

[0044] Em uma modalidade, o ácido graxo é talóleo. Como conhecido por uma pessoa versada na técnica, talóleo é um produto comumente produzido como subproduto durante a manufatura de polpa de madeira.

[0045] A etapa de reação da polialquileno poliamina e do ácido graxo para formar o produto intermediário de amidoamina compreende geralmente a combinação da polialquileno poliamina e do ácido graxo a uma temperatura em uma faixa de cerca de 20°C a cerca de 120°C, ou de cerca de 60°C a cerca de 100°C, e em seguida aquecendo a combinação a uma temperatura de cerca de 120°C a cerca de 200°C, ou de cerca de 140°C a cerca de 180°C por um tempo até que nenhuma água seja removida da reação. Em uma modalidade, a combinação da polialquileno poliamina e do ácido graxo é aquecida a uma temperatura de cerca de 120°C a cerca de 200°C, ou de cerca de 140°C a

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11/20 cerca de 180°C, em um tempo em uma faixa de cerca de 2 horas a cerca de 8 horas, ou de cerca de 2 horas a cerca de 4 horas.

[0046] Em uma modalidade particular, a etapa de reação da polialquileno poliamina e do ácido graxo compreende a combinação da polialquileno poliamina e do ácido graxo a uma temperatura de cerca de 60°C a cerca de 100°C e a uma temperatura em seguida aquecendo a combinação em uma temperatura em uma faixa de cerca de 140°C a cerca de 180°C por um tempo em uma faixa de cerca de 2 horas a cerca de 4 horas.

[0047] A razão molar entre a polialquileno poliamina e o ácido graxo pode estar em uma faixa de cerca de 1:1,1 a cerca de 1:3, ou de cerca de 1:1,5 a cerca de 1:2,5, ou cerca de 1:1,4 a 1:2, ou cerca de 1:2 ou cerca de 1:1,5.

[0048] Em uma modalidade, a razão molar entre a polialquileno poliamina e o ácido graxo é 1:2.

[0049] Para exemplificar a reação entre a polialquileno poliamina e o ácido graxo para formar o produto intermediário de amidoamina, o Esquema la demonstra a reação entre dietilenotriamina (“DETA”) e um ácido graxo como definido na fórmula (III) em uma razão molar de 1:2 de DETA para ácido graxo:

Esquema la

Produto hitemiedíário de Ammoamida [0050] O alquileno carbonato é representado por pelo menos uma das fórmulas (I) e (II) abaixo:

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em que R2-R11 são independentemente selecionados dentre i) hidrogênio, ii) um grupo alquila, e iii) uma porção compreendendo um grupo hidroxila, haleto, aldeído, éter, éster, ácido carboxílico, epóxido ou uma combinação dos mesmos.

[0051] Em uma modalidade particular, o alquileno carbonato é representado pela fórmula (I), em que R2, R3, e R5 são cada um hidrogênio, e R4 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, CH₃, C2H5 e CH₃OH.

[0052] A etapa de reagir o produto intermediário de amidoamina e o alquileno carbonato compreende geralmente o aquecimento do produto intermediário de amidoamina e do alquileno carbonato a uma temperatura em uma faixa de cerca de 20°C a cerca de 120°C, ou de cerca de 60°C a cerca de 100°C, ou de cerca de 60°C a cerca de 90°C por um tempo em uma faixa de cerca de 1 hora a cerca de 8 horas, ou de cerca de 1 hora a cerca de 4 horas, ou de cerca de 1,5 horas a cerca de 2,5 horas, ou cerca de 2 horas.

[0053] Em uma modalidade, a etapa de reagir o produto intermediário

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13/20 de amidoamina e alquileno carbonato compreende aquecer o produto intermediário de amidoamina e alquileno carbonato a uma temperatura de 60°C a 90°C por cerca de 2 horas.

[0054] A razão molar entre o alquileno carbonato e o produto intermediário de amidoamina pode estar em uma faixa de cerca de 3: 1 a cerca de 0,8: 1, ou de cerca de 2: 1 a cerca de 0,9: 1, ou cerca de 1: 1 do alquileno carbonato ao produto intermediário de amidoamina. Em uma modalidade, a razão molar de alquileno carbonato é em excesso do produto intermediário de amidoamina, resultando em alquileno carbonato não reagido.

[0055] Em uma modalidade, a etapa de reagir o produto intermediário de amidoamina e o alquileno carbonato pode estar na presença de um solvente em uma quantidade menor do que 80% em peso, ou menos que 70% em peso, ou menos que 60% em peso, ou menos que 50% em peso, ou menos que 40% em peso, ou menos do que 30% em peso, ou menos do que 20% em peso, ou menos do que 10% em peso, ou menos do que 5% em peso, ou menos do que 4% em peso ou menos do que 3% em peso, ou menos do que 2% em peso, ou menos do que 1% em peso do peso total de reagentes. Em outra modalidade, a etapa de reagir o produto intermediário de amidoamina e o alquileno carbonato pode ser livre de solvente.

[0056] Exemplos não limitantes do solvente incluem álcoois C1-C8 e/ou alcoxilatos lineares ou ramificados dos referidos álcoois. Exemplos adicionais de solventes compatíveis podem incluir aqueles contendo grupos funcionais álcool, aromático, amida ou éter. Outros carbonatos de alquileno ou alquileno carbonato em excesso também podem servir como solvente. Solventes aromáticos ou parafínicos tais como nafta aromática pesada, xileno e tolueno também podem ser usados em combinação com os solventes acima. Olefinas internas Cl 6-18 podem também atuar como solventes como coemulsificantes. Exemplos adicionais de solventes incluem solventes que não reagirão com o alquileno carbonato ou aminas primárias ou secundárias, tais

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14/20 solventes excluem ésteres, ácidos orgânicos ou inorgânicos, ou aminas primárias, secundárias e terciárias.

[0057] Para exemplificar a reação entre o produto intermediário de amidoamina e o alquileno carbonato para formar a composição de poliamida funcional de hidroxialquilamida, o Esquema 1b demonstra a reação entre uma razão molar de 1: 1 do produto intermediário de amidoamina formado a partir de dietilenotriamina (“ DETA “) e um ácido graxo conforme apresentado no Esquema la com um alquileno carbonato representado pela fórmula (i) em que R2-R5 são independentemente selecionados dentre i) hidrogênio, ii) um grupo alquila e iii) uma porção compreendendo um grupo hidroxila, haleto, aldeído, éter, éster, ácido carboxílico, epóxido, ou uma combinação dos mesmos. A composição de poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato compreende pelo menos um dos compostos representados pelas fórmulas (IV), (V), (VI), e (VII) abaixo.

Esquema 1b

[0058] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um método

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15/20 de produção de um fluido de perfuração modificado compreendendo a mistura de um fluido de perfuração (conforme descrito acima e incorporado aqui) e uma composição de poliamida de funcionalidade carbamato de hidroxialquilamida (conforme descrito acima e aqui incorporada).

[0059] Em ainda outro aspecto, a presente invenção se refere a um método de produção de um fluido de perfuração modificado, em que o método compreende primeiro a produção de uma poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato (como descrito acima e incorporado aqui) e, então, a mistura da poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato com um fluido de perfuração (conforme descrito acima e incorporado aqui).

EXEMPLOS [0060] Exemplos são providos abaixo. No entanto, deve-se entender que a presente descrição não se limita a sua aplicação aos experimentos específicos, resultados e procedimentos de laboratório descritos aqui abaixo. Em vez disso, os Exemplos são simplesmente providos como uma das várias modalidades e pretendem ser exemplificativos e não exaustivos.

[0061] Os seguintes exemplos foram avaliados em uma lama de perfuração de emulsão invertida em água em óleo compreendendo: fluido ISOPAR™ M (ExxonMobil) como a fase oleosa; 30% em peso de salmoura de cloreto de cálcio como fase aquosa; hidróxido de cálcio como modificador de pH; Barita NewWate™ (Excalibar Minerals LLC); coemulsificante e e inibidor de corrosão SURFONIC® OFC 100 (Huntsman Corp, ou afiliados). Os ingredientes foram misturados em um misturador Hamilton Beach® Durante 30 minutos, durante os quais a temperatura da mistura foi aumentada para 45°C.

[0062] Os seguintes exemplos comparativos e experimentais foram adicionados à lama de perfuração à base de óleo como descrito abaixo: Exemplo Comparativo 1 (“Cl”)

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16/20 [0063] Um frasco de reação de fundo redondo de 4 gargalos e 2 litros, equipado com um agitador mecânico, coletor Dean-Stark de retomo de destilado, condensador com saída de nitrogênio, funil de adição de equalização de pressão com entrada de nitrogênio e sonda de temperatura foi carregado com 900,0 g de SYFAT™ 2 TOFA (Arizona Chemicals). Então, uma mistura de etilenoamina de 158,0 g De DETA, 2,2 g De ΤΕΡΑ e 2 2 G TETA foi carregada no funil de adição e o sistema purgado com nitrogênio por meio de aspersão do Ácido graxo De Talóleo SYFAT ™ 2 (TOFA) durante 30 minutos, durante o qual foi aquecida a 95°C. A mistura de etilenoamina foi adicionada ao TOFA durante um período de cerca de 5 minutos, durante cujo tempo a reação exotérmica resultante aumentou a temperatura da mistura a cerca de 125°C A mistura foi então aquecida a 165°C e deixou-se que ela fosse submetida a refluxo por 1 hora durante o qual a água de reação foi removida no topo. 54,8 G de água foram removidos durante o curso de 2 horas. A mistura de pré-produto resultante (isto é, um produto intermediário de amidoamina) foi então resfriada a 75°C e 520 g de Olefina interna NEOFLO ® 1 -68 i Cl 6-18 (Shell Chemicals) solvente foi adicionado e deixado misturar a 65 °C por 10 minutos antes da descarga e resfriamento. Um líquido vermelho-âmbar escuro foi obtido à temperatura ambiente. Análise antes da adição de solvente NEOFLO ®: amina total sem (mg KOH/g) = 94,1, ácido no (Mg KOH/g): 8,1.

[0064] 1000 G da mistura pré-produto acima em solvente foi aquecida a 75°C E 101. 3 G de anidrido maleico (briquetes, solo com argamassa e pilão) foi adicionada lentamente durante 25 minutos, durante cujo tempo o calor de reação aumentou a temperatura da mistura a 80°C. a mistura foi então aquecida a 95°C e a reação deixada prosseguir durante 2 horas. A mistura de produto resultante foi então resfriada a 85 °C e 100,7 g de solvente SURFONIC® L4-2 (Huntsman Corp, ou afiliados) foi adicionada e deixada misturar a 80°C por 10 minutos antes da descarga e resfriamento. Um líquido

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17/20 vermelho-âmbar escuro foi obtido à temperatura ambiente. Análise antes da adição de solvente L4-2: amina total sem (mg KOH/g) = 15,6, ácido no (Mg KOH/g): 48,2.

Exemplo Experimental 1 (“El”) [0065] Frasco de reação de fundo redondo, de 24 gargalos, equipado com um agitador mecânico, coletor Dean-Stark de retomo de destilado, condensador com saída de nitrogênio, funil de adição de equalização de pressão com entrada de nitrogênio e sonda de temperatura foi carregado com 600.2 g de ácido graxo de talóleo de Alrez Inc (Crossett, AK). Então, uma mistura de etilenoamina de 105,0 g de DETA, 1,5 g de ΤΕΡΑ e 1. 5 g de TETA foi carregada no funil de adição e o sistema purgado com nitrogênio através de aspersão do TOFA durante 30 minutos, durante cujo tempo foi aquecido a 80°C. a mistura de etilenoamina foi adicionada à TOFA Durante um período de cerca de 20T 10-t minutos, durante cujo tempo a reação exotérmica resultante aumentou a temperatura da mistura a cerca de 122°C a seguir, RT aquecida a 160°C e deixou-se que ela fosse submetida a refluxo por 1 hora antes da remoção da água do topo da reação. 33. 0 G de água foi removido durante o curso de 2 horas. A mistura de pré-produto resultante (isto é, um produto intermediário de amidoamina) foi então resfriada a 85°C e 89,6 g de carbonato de etileno JEFSOL ® {Huntsman Corp, ou afiliados) foi adicionada e deixada reagir a 85 °C por 1 hora antes da descarga e resfriamento das Poliamidas com funcionalidade hidroxialquilcarbamato. Um sólido macio marrom-amarelo foi obtido à temperatura ambiente. Análise: amina total sem (mg de KOH /g) = 53,5, ácido no (mg KOH/g): 4,4.

Exemplo Experimental 2 (“E2”) [0066] O mesmo método descrito para o Exemplo Experimental 1 foi usado exceto que 127,5 g de carbonato de glicerina FFSOL ® {Huntsman Corp, ou afiliados) foi substituído pelo carbonato de etileno na preparação das Poliamidas com funcionalidade hidroxialquilcarbamato. Um sólido macio

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18/20 marrom-amarelo foi obtido à temperatura ambiente. Análise: amina total sem (mg de KOH /g) = 48,5, ácido no (mg KOH/g): 6,2.

Exemplo Experimental 3 (“E3”) [0067] O mesmo método descrito para o Exemplo Experimental 1 foi usado exceto pelo fato de que 110,1 g de carbonato de propileno FFSOL® (Huntsman Corp, ou afiliados) foi substituído por carbonato de etileno na preparação das poliamidas com funcionalidade hidroxialquilcarbamato. Um material sólido macio marrom amarelo foi obtido em temperatura ambiente. Análise: amina total no. (mg de KOH/g) = 50,5 ácido no. (mg. de KOH/g): 5,0.

[0068] As viscosidades e a estabilidade elétrica das composições foram medidas como apresentado abaixo:

Medição da Viscosidade [0069] As viscosidades para os exemplos foram medidas utilizando-se um viscosímetro FANN® (Fann Instrument Company) em velocidades rotativas de 3, 6, 100, 200, 300, e 600 rpm logo após a preparação e novamente após o envelhecimento de 16 horas a 75°C. Os resultados do Dial foram convertidos em centipoise utilizando-se fatores de mola e rotor-bob que foram ambos iguais a 1. Além dessas viscosidades, valores de viscosidade plástica, VP, e ponto de rendimento, PR, também foram registrados pela aplicação das seguintes relações:

(Eq.l) PV = V600 - V300 (Eq.2) YP = V300 - PV onde V300 e V600 são as viscosidades obtidas em velocidades de rotação de 300 e 600 rpm, respectivamente.

Medição de Estabilidade Elétrica [0070] A estabilidade elétrica dos exemplos (novos e envelhecidos a 75°C por 16 horas) em volts de pico também foi medido utilizando um

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19/20 medidor de estabilidade elétrica do OFI Testing Equipment, Inc. Cada medição representa uma média seguindo a rejeição da maior e da menor das sete leituras separadas.

[0071] As medições de viscosidade e estabilidade elétrica para os exemplos são apresentadas abaixo na Tabela 1:

Tabela 1

EXEMPLOS:	Cl	El	E2	E3
Componentes de lama de perfuração (% em peso)
Fluído ISOPAR® M	20	20,3	20,5	20,7
30% em peso de Salmoura de CaCl2	66,3	66,0	65,8	65,8
Hidróxido de Cálcio	0,5	0,5	0,5	0,5
Barita	11,4	11,4	11,4	11,2
Coemulsificante e inibidor de corrosão SURFONIC® OFC 100	1,0	0,9	0,9	0,9
Emulsificante	1,0	0,9	0,9	0,9
Resultados, novos (envelhecidos)
Viscosidade (cP), 3 rpm	600(900)	500 (600)	400 (500)	500 (600)
Viscosidade (cP), 6 rpm	450 (600)	350 (450)	250 (350)	300 (400)
Viscosidade (cP), 100 rpm	174(168)	126 (108)	111(96)	117(111)
Viscosidade (cP), 200 rpm	150(130)	108(86)	96 (78)	102 (87)
Viscosidade (cP), 300 rpm	137(112)	99 (75)	89 (68)	94 (75)
Viscosidade (cP), 600 rpm	116(87)	85 (60)	76 (57)	80 (61)
VP	94 (62)	71 (45)	63 (46)	66 (47)
PR	43 (50)	28 (30)	26 (22)	28 (28)
Estabilidade Elétrica (V)	113 (455)	350 (344)	503 (414)	339 (370)

[0072] Como demonstrado na Tabela 1, os exemplos experimentais que compreendem as poliamidas com funcionalidade hidroxialquilcarbamato presentemente descritas apresentam viscosidades melhoradas e estabilidades elétricas quando novos e envelhecidos em comparação com a composição comparativa formada pela reação de anidrido maleico com um produto intermediário de amidoamina.

[0073] A partir da descrição acima, é claro que a presente descrição é bem adaptada para realizar o objetivo e atingir as vantagens mencionadas

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20/20 aqui, bem como aquelas inerentes à presente descrição. Embora modalidades exemplares da presente invenção tenham sido descritas para os propósitos da descrição, deve ser entendido que numerosas mudanças podem ser feitas, as quais serão prontamente sugeridas para aqueles versados na técnica, as quais podem ser realizadas sem que se afaste do escopo da presente invenção e das reivindicações anexas.

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Fluido de perfuração modificado, caracterizado pelo fato de que compreende:

   um fluido de perfuração; e uma composição de poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato produzida por:

   reação de uma polialquileno poliamina e um ácido graxo para formar um produto intermediário de amidoamina; e reação de produto intermediário de amidoamina e um alquileno carbonato representado por pelo menos uma das fórmulas (I) e (II) abaixo:

   

   

   (II) em que R2-R11 são independentemente selecionados dentre i) hidrogênio, ii) um grupo alquila, e iii) uma porção compreendendo um grupo hidroxila, haleto, aldeído, éter, éster, ácido carboxílico, epóxido ou uma combinação dos mesmos.
2. 2. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polialquileno poliamina é uma polietileno poliamina selecionada do grupo que consiste em

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   2/7 dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, pentaetilenohexamina e combinações das mesmas.
3. 3. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é representado pela fórmula (III):

   Ri—C(O)OH (III) em que Ri é um grupo hidrocarbila saturado ou insaturado, de cadeia ramificada ou linear, substituído ou não substituído, tendo de 6 a 24 átomos de carbono.
4. 4. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é derivado de uma fonte de ácido graxo selecionada do grupo que consiste em óleo de soja, óleo de coco, óleo de semente de colza, talóleo e combinações dos mesmos.
5. 5. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico ou uma combinação dos mesmos.
6. 6. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar da polialquileno poliamina para o ácido graxo varia de 1:1, 1 a 1:3.
7. 7. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alquileno carbonato é representado pela fórmula (I), em que R2, R3, e R5 são cada um hidrogênio, e R4 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, CH3, C2H5 e CH3OH.
8. 8. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração é uma lama de perfuração de emulsão invertida em água em óleo.
9. 9. Método para produção de um fluido de perfuração

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   3/Ί modificado, caracterizado pelo fato de que compreende:

   produzir uma poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato compreendendo:

   fazer reagir uma polialquileno poliamida e um ácido graxo para formar um produto intermediário de amidoamina; e fazer reagir o produto intermediário de amidoamina e alquileno carbonato, em que o alquileno carbonato é representado por pelo menos uma das fórmulas (I) e (II) abaixo:

   O

   

   

   em que R2-R11 são independentemente selecionados dentre i) hidrogênio, ii) um grupo alquila, e iii) uma porção compreendendo uma hidroxila, halogeneto, aldeído, éter, éster, ácido carboxílico, epóxido ou combinações dos mesmos; e misturar a poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato com um fluido de perfuração.
10. 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a polialquileno poliamina é uma polietileno poliamina

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    ΜΊ selecionada do grupo que consiste em dietilenotriamina (DETA), trietilenotetramina (TETA), tetraetilenopentamina (ΤΕΡΑ), pentaetilenohexamina (PEHA) e combinações das mesmas.
11. 11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é representado pela fórmula (III):

    Ri—C(O)OH (III) em que Ri é um grupo hidrocarbila saturado ou insaturado, de cadeia ramificada ou linear, substituído ou não substituído, tendo de 6 a 24 átomos de carbono.
12. 12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é derivado de uma fonte de ácido graxo selecionada do grupo que consiste em óleo de soja, óleo de coco, óleo de semente de colza, talóleo e combinações dos mesmos.
13. 13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo é ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico ou uma combinação dos mesmos.
14. 14. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o alquileno carbonato é representado pela fórmula (I), em que R2, R3, e R5 são cada um hidrogênio, e R4 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, CH3, C2H5 e CH3OH.
15. 15. Método para produção de um fluido de perfuração modificado, caracterizado pelo fato de que compreende misturar:

    um fluido de perfuração; e uma composição de poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato produzida por:

    fazer reagir uma polialquileno poliamina e um ácido graxo para formar um produto intermediário de amidoamina; e fazer reagir o produto intermediário de amidoamina e um

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    5/7 alquileno carbonato representado por pelo menos uma das fórmulas (I) e (II) abaixo:

    

    O

    

    em que R2-R11 são independentemente selecionados dentre i) hidrogênio, ii) um grupo alquila, e iii) uma porção compreendendo um grupo hidroxila, haleto, aldeído, éter, éster, ácido carboxílico, epóxido ou uma combinação dos mesmos.
16. 16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a razão molar da polialquileno poliamina para ácido graxo varia de 1:1.1 a 1:3
17. 17. Fluido de perfuração modificado, caracterizado pelo fato de que compreende:

    um fluido de perfuração; e uma composição de poliamida com funcionalidade hidroxialquilcarbamato compreendendo pelo menos um composto representado pelas fórmulas (IV), (V), (VI), e (VII):

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    6/7

    

    

    (ÍV)

    

    

    (V)

    

    (Vi)

    

    ÍViíJ em que R2-R5 são independentemente selecionados de i) hidrogênio, ii) um grupo alquila, e iii) uma porção compreendendo uma hidroxila, haleto, aldeído, éter, éster, ácido carboxílico, epóxido ou uma combinação dos mesmos: e em que RI é um grupo hidrocarbila saturado ou insaturado, de cadeia ramificada ou linear, substituído ou não substituído, tendo de 6 a 24 átomos de carbono.
18. 18. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o alquileno carbonato é representado pela fórmula (I) em que R2, R3, e R5 são cada um hidrogênio, e R4 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, CH3, C2H5 e CH3OH.

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    7/7
19. 19. Fluido de perfuração modificado de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração é uma lama de perfuração de emulsão invertida em água em óleo.