BRPI0722143A2

BRPI0722143A2 - Composição, fluido de perfuração à base de óleo, e, métodos de manutenção da atividade reológica de um fluido de perfuração, e para fornecer um perfil reológico substancialmente constante de um fluido de perfuração

Info

Publication number: BRPI0722143A2
Application number: BRPI0722143-6A
Authority: BR
Inventors: David Dino; Jeffrey Thompson; Richard Geurtsen
Original assignee: Elementis Specialties Inc
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2014-04-15
Also published as: CA2703318A1; MX2010004340A; US7906461B2; EP2215178A1; WO2009054843A1; US20100009873A1; CA2703318C; CN101903489A; EP2215178A4

Description

“COMPOSIÇÃO, FLUIDO DE PERFURAÇÃO À BASE DE ÓLEO, E, MÉTODOS DE MANUTENÇÃO DA ATIVIDADE REOLÓGICA DE UM FLUIDO DE PERFURAÇÃO, E PARA FORNECER UM PERFIL REOLÓGICO SUBSTANCIALMENTE CONSTANTE DE UM FLUIDO DE PERFURAÇÃO”

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Os fluidos de perfuração têm sido usados desde o início das operações de perfuração de poços nos Estados Unidos e fluidos de perfuração e sua química têm sido e continuam a ser uma área importante para as investigações científicas e químicas. Certos usos e propriedades desejadas de fluidos de perfuração são revistos no Pedido de Patente U.S. 2004/0110642 e Patentes US n25 6.339.048 e 6.462.096, publicados para o cessionário deste pedido, cujas divulgações são aqui incorporadas por referência.

No entanto, as demandas do ambiente de perfuração de poços de petróleo exigem melhoras crescentes em termos de estabilidade da temperatura. Isto se toma particularmente verdade, por exemplo, quando a busca de novas fontes de petróleo envolve uma maior necessidade de explorar em águas profundas e empregar técnicas de perfuração horizontal.

SUMARIO DA INVENÇÃO De acordo com algumas formas de realização, a composição inclui um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional; um produto da reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos Dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais; e um produto químico selecionada de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

Em algumas formas de realização, a amina é uma eteramina. Em certas formas de realização, a composição inclui uma organoargila.

Em algumas formas de realização, a composição inclui o produto de reação de (1) poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, (2) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos e (3) uma alquil amina alcoxilada. Em outras formas de realização, a composição inclui o produto de reação de (1) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, (2) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, (3) uma alquil amina alcoxilada e (4), uma amida de ácido graxo.

De acordo com algumas formas de realização, um fluido de perfuração à base de óleo compreendendo uma mistura de um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional, um produto da reação de

(i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e

(ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais; e um produto químico selecionado de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes. Em algumas formas de realização, o fluido de perfuração contém um ou mais emulsificantes.

Em algumas formas de realização, o fluido de perfuração mantém a atividade reológica em uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) quando o fluido de perfuração é aquecido em temperaturas de até cerca de 300 0F (149 0C) e subseqüentemente esfriado. Em algumas formas de realização, o fluido de perfuração demonstra um perfil reológico substancialmente constante em uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 300 0F (149 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C), ou em algumas formas de realização, uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). Em algumas formas de realização, a alteração na viscosidade com taxa de cisalhamento elevada do fluido de perfuração sobre uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) é menor do que cerca de 90 %.

De acordo com algumas formas de realização, uma composição inclui uma mistura de um produto de reação de uma eteramina e um isocianato poli-funcional, e uma organoargila. De acordo com algumas formas de realização, um fluido de perfuração à base de óleo inclui um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional.

De acordo com algumas formas de realização, um método de manutenção da atividade reológica do fluido de perfuração na taxa de cisalhamento baixa sobre uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) quando o fluido de perfuração é aquecido em temperaturas de até cerca de 300 0F (149 0C) e subseqüentemente esfriado, inclui a adição de um aditivo de fluido de perfuração no fluido de perfuração, em que o aditivo de fluido de perfuração inclui um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional; um produto da reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos; e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais; e um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

De acordo com algumas formas de realização, um método de fornecer um perfil reológico substancialmente constante de um fluido de perfuração sobre uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 °C) inclui a adição de um aditivo de fluido de perfuração no fluido de perfuração, em que o aditivo de fluido de perfuração contém um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional; um produto da reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais; e um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

Em uma forma de realização, uma composição de acordo com a presente invenção pode incluir um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional. Em algumas formas de realização, a composição é usada como um aditivo de fluido de perfuração. Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração inclui um produto de reação de

(i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e

(ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, e um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas

alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo, e (iii) misturas destes. O aditivo de fluido de perfuração também pode incluir uma organoargila. Em certas formas de realização, a adição do aditivo de fluido de perfuração a um fluido de perfuração fornece estabilidade de temperatura melhorada e amplia a faixa de temperatura de operação do fluido de perfuração.

Em algumas formas de realização, um fluido de perfuração à base de óleo que incorpora um aditivo de fluido de perfuração tal como um aditivo incluindo (a) um produto de reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo um 15 funcionalidade de amina de dois ou mais; e (b) uma produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas; (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes, não é estável na temperatura acima de 250 0F (121 0C). Quando as temperaturas se aproximam de 250 0F (121 0C), um tal fluido de perfuração pode experimentar perdas significativas de 20 viscosidade. Em algumas formas de realização, um fluido de perfuração à base de óleo que incorpora um aditivo de fluido de perfuração da presente invenção amplia o limite estável de temperatura para acima de cerca de 300 0F (149 0C), resultando em um perfil reológico substancialmente constante de cerca de cerca de 300 0F (149 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

Produto de reação A

De acordo com algumas formas de realização, um componente do aditivo de fluido de perfuração inclui um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional. Em algumas formas de realização, o produto de reação é um produto de poli-uréia. Em algumas formas de realização, a amina inclui uma eteramina. Exemplos de eteraminas adequadas são divulgados na Patente US na 6.555.614 (col. 5, linhas 44-56), cuja divulgação é por meio desta incorporada por referência em sua totalidade. Exemplos de eteraminas 5 adequadas incluem, mas não são limitados a elas, polioxietilenodiamina tendo um peso molecular de aproximadamente 104 a cerca de 2.000, incluindo 2-(2- aminoetóxi)etilamina, 2-[2-(2-aminoetóxi)etoxi]etilamina, 2- {2-[2-(2- aminoetóxi)etóxi]etóxi}etilamina; polioxipropilenodiamina tendo um peso molecular de aproximadamente 132 a cerca de 2.000, incluindo 2-(2- 10 aminopropóxi)-1 -metiletilamina, 2- [2-(2-aminopropóxi)-1 -metiletóxi] -1 - metiletilamina, 2- (2-[2-(2-aminopropóxi)-1 -metiletóxi] -1 -metiletóxi} -1 - metiletilamina; copolímeros de polioxietilenodiamina e polioxipropilenodiamina; e bis-(3-aminopropil)-éter, l,2-bis-(3- aminopropóxi)-etano ou 1,3-bis-(3-aminopropóxi)-2,2-dimetilpropano.

Em algumas formas de realização, o isocianato poli-funcional

é da fórmula geral OCN-R1-NCO. Exemplos de tais isocianatos poli- funcionais são divulgados na Patente US n~ 6.683.151 (col. 3, linhas 30-49) e Pedido de Patente U.S. no. 2002/0077444A1 (parágrafo [0021]), cujas divulgações são por meio desta incorporadas por referência na sua totalidade. 20 Em algumas formas de realização, os isocianatos adequados possuem uma funcionalidade de pelo menos duas tais como, por exemplo, diisocianatos,

1.4-diisocianato-4-metil-pentano, 1,5-diisocianato-5-metilexano, 3(4)- isocianatometil-1 -metilcicloexil isocianato, 1,6-diisocianato-6-metil-heptano,

1.5-diisocianato-2,2,5-trimetilexano e l,7-diisocianato-3,7-dimetiloctano, ou 1 -isocianato-1 -metil-4-(4-isocianatobut-2-il)-cicloexeno, 1 -isocianato-1,2,2-

trimetil-3-(2-isocianato-etil)-ciclopentano, 1 -isocianato-1,4-dimetil-4-

isocianatometil-cicloexano, 1 -isocianato-1,3-dimetil-3-isocianatometil-

cicloexano, l-isocianato-n-butil-3-(4-isocianatobut-l-il)-ciclopentano e 1- isocianato-1,2-dimetil-3-etil-3-isocianatomctil-ciclopentano, 3(4)- isocianatometil-l-metilcicloexil isocianato (IMCI), diisocianato de tolueno (TDI), diisocianato de difenil metileno (MDI), 4,4-diisocianato de dicicloexano metileno, diisocianato de isoforona (IPDI), diisocianato de hexano (HDI) e outros mais.

De acordo com algumas formas de realização, os isocianatos

adequados incluem, mas não estão limitados a eles, diisocianato de tetrametileno, 1,6-diisocianatoexano, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, cicloexano-1,3- e 1,4-diisocianato, 1- isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetilcicloexano (= diisocianato de 10 isoforona), bis-(4-isocianatocicloexil)metano (= MDI hidrogenado), 2- e 4- isocianatocicloexil^-isocianatocicloexilmetano, 1,3- e 1,4-bis- (isocianatometil)-cicloexano, bis-(4-isocianato-3-metilcicloexil)metano, diisocianato de 1,3- e 1,4-tetrametilxilideno, 2,4- e/ou 2,6- diisocianatotolueno, 2,2’-, 2,4’- e/ou 4,4’- diisocianatodifenilmetano, 15 diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de p- e m-fenileno, diisocianato de xilileno, difenil-4,4’-diisocianato, MDI líquido modificado por carbodiimida, MDI polimérico, e outros mais.

Em algumas formas de realização, o produto da reação fomece um aditivo de fluido de perfuração de poli-uréia que amplia o perfil reológico 20 substancialmente constante em uma faixa de temperatura mais ampla em sistemas que já utilizam aditivos para estabilizar o perfil reológico. De acordo com uma forma de realização, produto da reação de poli-uréia é combinado com composições descritas no Pedido de Patente U.S. no. 2004/0102332A1, cuja divulgação é por meio desta incorporada na sua totalidade. Em outra 25 forma de realização, o produto da reação de poli-uréia é combinado com 1) o produto da reação de uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, e um ácido carboxílico tendo pelo menos dois componentes carboxílicos, e 2) uma amina alcoxilada e/ou amida graxa e suas misturas.

Específicos no processamento de aminas e isocianatos poli- funcionais são bem conhecidos e podem ser usados na produção do produto de reação para a incorporação no aditivo do fluido de perfuração. Em algumas formas de realização, a relação molar entre a amina e o isocianato poli- funcional é de cerca de 4:1 a cerca de 0,5:1. Em algumas formas de 5 realização, a relação molar entre a amina e o isocianato poli-funcional é de cerca de 3:1 a cerca de 1:1. Em outras formas de realização, a relação molar entre a amina e o isocianato poli-funcional é de cerca de 2:1 a cerca de 1:1.

Em algumas formas de realização, um precipitado pode ser formado a partir da reação entre uma amina e um isocianato. Em certas formas de realização, o precipitado pode ser filtrado, lavado com metanol e secado.

Produto de Reação B

Em algumas formas de realização, um aditivo de fluido de perfuração inclui um produto de reação de (i) um ácido carboxílico com pelo 15 menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais. Em algumas formas de realização, os componentes do produto de reação também incluem um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo, e (iii) misturas destes.

Ácidos Carboxílicos

Qualquer ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos pode ser usado para a produção do componente de produto de reação do aditivo de fluido de perfuração. Em algumas formas de realização, o ácido carboxílico é um ácido dímero. Em algumas formas de realização, o 25 ácido carboxílico inclui ácidos dímeros de ácido graxo Ci6 e/ou C]8. Em certas formas de realização, tais ácidos dímeros são totalmente hidrogenados, parcialmente hidrogenados ou não hidrogenados absolutamente. Em algumas formas de realização, os ácidos dímeros incluem produtos resultantes da dimerização de ácidos graxos insaturados Ci6 a Cis- Em algumas formas de realização, os ácidos dímeros possuem uma média de cerca de 18 a cerca de 48 átomos de carbono. Em certas formas de realização, os ácidos dímeros possuem uma média de aproximadamente 20 a 40 átomos de carbono. Em uma forma de realização, os ácidos dímeros 5 possuem uma média de cerca de 36 átomos de carbono.

Os ácidos dímeros adequados podem ser preparados a partir de ácidos graxos Cjg, tais como os ácidos oléicos. Exemplos de ácidos dímeros adequados são descrito nas Patentes US n— 2.482.760, 2.482.761, 2.731.481, 2.793.219, 2.964.545, 2.978.468, 3.157.681 e 3.256.304, cujas divulgações inteiras são aqui incorporadas por referência.

Exemplos de ácidos dímeros adequados incluem a linha de produto Empol® disponível da Cognis Inc. (por exemplo, Empol® 1061), e ácidos dímeros Pripol® disponível da Uniqema (por exemplo: Pripol® 1013).

Muitos ácidos graxos dímeros comercialmente disponíveis contêm uma mistura de ácidos monoméricos, dímeros e trímeros. Em algumas formas de realização, o ácido graxo dímero possui um teor de dímero específico como concentração aumentada de monômero e trímero que pode prejudicar o desempenho do aditivo. Em algumas formas de realização, os produtos comerciais são destilados ou de outra maneira processados para garantir certo teor adequado de dímero. Em algumas formas de realização, o ácido dímero adequado possui um teor de dímero de pelo menos cerca de 80 %. Em certas formas de realização, o ácido dímero adequado possui um teor de dímero de pelo menos cerca de 90 %. Um exemplo de um ácido dímero adequado inclui Empol® 1061, que possui um teor de ácido dímero de 92,5 % a 95,5 %, um teor de ácido trímero de 1,5 % a 3,5 % e um teor de monoácido de 2,5 % a 5,0 %.

Poliaminas

De acordo com algumas formas de realização, as poliaminas tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais são utilizadas para a preparação de um produto de reação que pode ser incorporado no aditivo de fluido de perfuração. Em algumas formas de realização, as poliaminas da família de poliaminas de polietileno tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais são usadas.

Di-, tri- e poliaminas e suas combinações podem ser adequadas para uso no aditivo de fluido de perfuração. Exemplos de tais aminas podem incluir etilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina e outros membros desta série. Em algumas formas de realização, poliaminas ramificadas e poliaminas produzidas com diferentes grupos de alquila são usadas.

Em algumas formas de realização, uma triamina adequada é dietilenotriamina (DETA). A DETA foi designada um CAS No. de 111-40-0 e é comercialmente disponível da Huntsman International.

Componentes Adicionais

Em algumas formas de realização, os componentes do produto da reação também incluir pelo menos um de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo, e (iii) misturas destes. As alquil aminas alcoxiladas e amidas de ácido graxo adequadas são descritas em detalhes abaixo.

Produção do Produto de Reação

Específicos no processamento de poliaminas e ácidos carboxílicos são bem conhecidos e podem ser usados na produção do produto de reação para a incorporação no aditivo de fluido de perfuração. Em algumas formas de realização, a relação molar entre o grupo funcional de amina e o grupo funcional de carboxila é de cerca de 4:1 a cerca de 1:1. Em certas formas de realização, a relação molar entre o grupo funcional de amina e o grupo funcional de carboxila é cerca de 1,5:1 a cerca de 3:1. Em algumas formas de realização, a relação molar entre o grupo funcional de amina e o grupo funcional de carboxila é de aproximadamente 2:1. Por exemplo, misturas de mais do que um ácido dímero e/ou mais do que uma poliamina podem ser usadas. Em algumas formas de realização, estas reações podem gerar imidazolinas e outros produtos secundários.

Componente C

Alquil Aminas Alcoxiladas

Em algumas formas de realização, uma alquil amina alcoxilada adequada é misturada ou combinada com o produto de reação produzido pela reação do ácido carboxílico com a poliamina como descrito acima e/ou com o produto de reação produzido pela reação de uma amina e um isocianato poli- funcional como descrito acima. Em certas formas de realização, uma alquil amina alcoxilada adequada é adicionada diretamente na lama de perfuração. Em outras formas de realização, uma alquil amina alcoxilada adequada é reagida com um ácido carboxílico e uma poliamina para formar um produto de reação. Em outras formas de realização, uma alquil amina alcoxilada adequada é reagida com um ácido carboxílico, uma poliamina, e uma amida de ácido graxo para formar um produto de reação.

Muitas alquil aminas alcoxiladas são adequadas para o aditivo de fluido de perfuração. Qualquer amina alcoxilada ou aminas similarmente derivadas podem ser utilizadas. As aminas alcoxiladas adequadas podem incluir aminas de vários graus de alcoxilação. Exemplos de produtos químicos úteis incluem, mas não são limitados a eles, as linhas de produto inteiras de Ethomeen®, Propomeen® e Ethoduomeen® da Akzo Nobel.

Em algumas formas de realização, as aminas adequadas incluem aminas com até 50 unidades de alcoxilação por molécula (por exemplo, Ethomeen® 18/60). Em algumas formas de realização, as aminas adequadas incluem aminas com até cerca de 15 a 25 unidades de alcoxilação (por exemplo, Ethomeen®, T/25, S/25, 18/25; Ethoduomeen® T/25). Em outras formas de realização, as aminas adequadas incluem aminas com até 10 unidades de alcoxilação (por exemplo, Propomeen® C/l2, 0/12, T/12; Ethoduomeen® T/13, T/20; Ethomeen® C/12, C/15, C/20, 0/12, 0/15, T/12, X/l 5, S/12, S/l5, S/20, 18/12, 18/15 e 18/20). Em algumas formas de realização, as aminas adequadas incluem polioxietileno (5) cocoalquilaminas, disponíveis, por exemplo, sob a marca comercial Ethomeen® C/l 5 da Akzo Nobel (New Brunswick, N.J.). Ethomeen® C/15 possui uma fórmula geral de RN[(CH2CH20)m(CH2CH20)nH] em que R é cocoalquila, e n + m = 5.

Opcionalmente, a amina alcoxilada pode ser adicionada antes da reação entre o ácido carboxílico e as poliamina, ou misturada após a etapa de reação. Se adicionada antes da reação ou na temperatura de reação, alguns ésteres podem ser formados entre as carboxilas de ácido dímero e as hidroxilas de amina alcoxilada.

Em algumas formas de realização, o produto de reação e uma alquil amina alcoxilada são misturados ou combinados em uma faixa de relação de peso de cerca de 95:5 a cerca de 5:95 do produto de reação para amina alcoxilada. Em algumas formas de realização, o produto de reação e uma alquil amina alcoxilada são misturados ou combinados em uma faixa de relação de peso de cerca de 80:20 a cerca de 30:70 do produto de reação para amina alcoxilada. Em outras formas de realização, o produto de reação e uma alquil amina alcoxilada são misturados ou combinados em uma faixa de relação de peso de cerca de 55:45 de produto de reação para a amina alcoxilada.

r

Amidas de Acido Graxo

Opcionalmente, os ingredientes adicionais tais como amidas graxas e derivados alcoxilados relacionados podem ser misturados ou reagidos com os produtos de reação acima descritos. Em algumas formas de realização, uma amida graxa adequada é misturada ou combinada no produto da reação produzido pela reação do ácido carboxílico com a poliamina como descrito acima e/ou no produto de reação produzido pela reação de uma amina e um isocianato poli-funcional como descrito acima. Em algumas formas de realização, uma amida graxa adequada é adicionada diretamente na lama de perfuração. Em outras formas de realização, uma amida graxa adequada é reagida com um ácido carboxílico e uma poliamina para formar um produto de reação. Em outras formas de realização, uma amida graxa adequada é 5 reagida com um ácido carboxílico, uma poliamina, e uma amida de ácido graxo para formar um produto de reação.

Em algumas formas de realização, as amidas graxas adequadas são amidas de ácidos graxos que são moderadamente solúveis em fluidos de perfuração. Em algumas formas de realização, as amidas graxas adequadas 10 incluem amidas de fusão em alta temperatura de ácidos graxos que são moderadamente solúveis nas lamas de perfuração, tais como a linha de produto Armid® pela Akzo Nobel. Em algumas formas de realização, as amidas graxas alcoxiladas, tais como a linha de produto Ethomid® da Akzo Nobel podem ser usadas. Por exemplo, uma amida graxa alcoxilada adequada 15 pode incluir Ethomid® 0/17 que possui 7 moles de EO em oleamida.

Preparação dos Fluidos de perfuração

Em algumas formas de realização, as composições de acordo com a presente invenção podem ser usadas como um aditivo para fluidos de perfuração à base de óleo. Em algumas formas de realização, as composições 20 de acordo com a presente invenção podem ser usadas como um aditivo para fluidos de perfuração de emulsão invertido à base de óleo, empregados em uma variedade de aplicações de perfuração.

O termo fluido de perfuração à base de óleo é definido como um fluido de perfuração em que a fase contínua se baseia em hidrocarbonetos. 25 Os fluidos de perfuração à base de óleo formulados com mais de 5 % de água ou salmoura podem ser classificados como fluidos de perfuração de emulsão invertida à base de óleo. Em algumas formas de realização, os fluidos de perfuração de emulsão invertida à base de óleo podem conter água ou salmoura como a fase descontínua em qualquer proporção de até cerca de 50 De acordo com algumas formas de realização, um processo para a preparação de fluidos de perfuração de emulsão invertida (lamas de óleo) envolve a utilização de um dispositivo de mistura para incorporar os componentes individuais que preparam este fluido. Em algumas formas de realização, os emulsificantes primários e secundários e/ou agentes umectantes (mistura de tensoativo) são adicionados ao óleo de base (fase contínua) sob agitação moderada. A fase de água, tipicamente uma salmoura, pode ser adicionada à mistura de óleo de base/tensoativo junto dos agentes de controle de alcalinidade e descontaminantes de gás ácido. Em algumas formas de realização, os aditivos reológicos assim como os materiais de controle de perda de fluido, agentes de ponderação e produtos químicos de inibição da corrosão, também podem ser incluídos. A agitação pode então continuar para garantir a dispersão de cada ingrediente e homogeneizar a mistura fluidizada resultante.

Base de Óleo

De acordo com algumas formas de realização, óleo diesel, óleo mineral, óleo sintético, óleo vegetal, óleo de peixe, parafinas e/ou óleos à base de éster podem ser usados como componentes individuais ou como misturas.

Teor de Salmoura

Em algumas formas de realização, água na forma de salmoura é frequentemente utilizada na formação da fase interna dos fluidos de perfuração. De acordo com algumas formas de realização, a água pode ser definida como uma solução aquosa que pode conter cerca de 10 a 350.000 partes por milhão de sais de metal tais como lítio, sódio, potássio, magnésio, césio, ou sais de cálcio. Em algumas formas de realização, as salmouras utilizadas para formar a fase interna de um fluido de perfuração de acordo com a presente invenção também podem conter cerca de 5 % a cerca de 35 % em peso de cloreto de cálcio e podem conter várias quantidades de outros sais dissolvidos tais como bicarbonato de sódio, sulfato de sódio, acetato de sódio, borato de sódio, cloreto de potássio, cloreto de sódio ou formiatos (tais como sódio, cálcio ou césio). Em algumas formas de realização, glicóis e glicerina podem ser usados em vez de ou além de salmouras.

Em algumas formas de realização, a relação de água salgada (salmoura) para óleo nas emulsões de acordo com a presente invenção pode fornecer um teor de salmoura tão elevado quanto possível, enquanto ainda mantém uma emulsão estável. Em algumas formas de realização, as relações de óleo/salmoura adequadas podem estar na faixa de cerca de 97:3 a cerca de 50:50. Em algumas formas de realização, a relação de óleo/salmoura preferida pode depender do peso particular de óleo e lama. De acordo com algumas formas de realização, o teor de água de um fluido de perfuração preparado em conformidade com os ensinamentos da invenção, pode ter um teor aquoso (água) de cerca de 0 a 50 por cento em volume.

Organoargilas

Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração inclui uma organoargila. De acordo com algumas formas de realização, as organoargilas produzidas a partir de pelo menos uma das argilas de bentonita, hectorita e atapulgita, são adicionadas ao aditivo de fluido de perfuração. Existem um grande número de fornecedores de tais argilas além da linha de produto Elementis Specialties BENTONE®, incluindo rockwood Specialties, Inc. e Sud Chemie GmbH.

Emulsificantes

De acordo com algumas formas de realização, um emulsificante também pode ser adicionado ao fluido de perfuração a fim de formar uma emulsão mais estável. O emulsificante pode incluir ácidos orgânicos, incluindo, mas não limitado a eles, os ácidos graxos de monocarboxila alcanóicos, alquenóicos ou alquinóicos contendo de 3 a 20 átomos de carbono, e suas misturas. Exemplos deste grupo de ácidos incluem ácidos esteáricos, oléicos, capróicos, cápricos e butíricos. Em algumas formas de realização, o ácido adípico, um membro dos ácidos dicarboxílicos alifáticos, também pode ser usado. De acordo com certas formas de realização, os tensoativos ou emulsificantes adequados incluem sais de cálcio 5 de ácido graxo e lecitina. Em outras formas de realização, os tensoativos ou emulsificantes adequados incluem talóleo oxidado, ácidos graxos poliaminados, e amidas parciais de ácidos graxos.

Em algumas formas de realização, os aditivos heterocíclicos , tais como os compostos de imidazolina podem ser usados para regular as propriedades de fluxo das lamas de perfuração. Em outras formas de realização, as alquilpiridinas podem ser usadas para regular as propriedades de fluxo das lamas de perfuração.

Os compostos de amina industrialmente obteníveis para uso como emulsificantes podem ser derivados da epoxidação de compostos de 15 hidrocarboneto olefinicamente insaturados com a subseqüente introdução da função N mediante a adição ao grupo de epóxido. A reação dos componentes intermediários submetidos a epóxi com aminas primárias ou secundárias para formar as alcanolaminas correspondentes, pode ser de importância a este respeito. Em algumas formas de realização, as poliaminas, particularmente 20 poliaminas inferiores do tipo alquilenodiamina correspondente, também são adequadas para a abertura do anel de epóxido.

Outra classe dos compostos de amina oleofílicos que podem ser adequados como emulsificantes são aminoamidas derivadas de ácidos carboxílicos preferivelmente de cadeia longa e aminas polifuncionais 25 particularmente inferiores do tipo acima mencionadas. Em algumas formas de realização, pelo menos uma das funções de amino não é ligada na forma de amida, mas permanece intacta como um grupo de amino básico potencialmente formador de sal. Os grupos de amino básicos, onde eles são formados como grupos amino secundários ou terciários, podem conter substituintes hidroxialquila e, em particular, substituintes de hidroxialquila inferiores contendo até 5 e, em algumas formas de realização, até 3 átomos de C, além da parte oleofílica da molécula.

De acordo com algumas formas de realização, os componentes 5 de partida N-básicos adequados para a preparação de tais adutos contendo constituintes de molécula oleofílica de cadeia longa, podem incluir, mas não são limitados a estes, monoetanolamina ou dietanolamina.

Em certas formas de realização, os materiais de ponderação também são utilizados para pesar o aditivo de fluido de perfuração em uma 10 densidade desejada. Em algumas formas de realização, o fluido de perfuração é ponderado em uma densidade de cerca de 8 a cerca de 18 libras por galão (0,95 a 2,14 kg/l) e mais elevada. Os materiais de ponderação adequados podem incluir barita, ilmenita, carbonato de cálcio, óxido de ferro e sulfeto de chumbo. Em algumas formas de realização, a barita comercialmente 15 disponível é usada como um material de ponderação.

Processo de Combinação

Em algumas formas de realização, os fluidos de perfuração podem conter cerca de 1A libra (0,11 kg) para cerca de 15 libras (6,8 kg) do aditivo de fluido de perfuração per barril de fluidos. Em outras formas de 20 realização, os fluidos de perfuração podem conter cerca de 1A libras (0,11 kg) a 10 libras (4,54 kg) do aditivo de fluido de perfuração por barril de fluidos, e em mais outras formas de realização, os fluidos de perfuração podem conter cerca de 1Zj libra (0,11 kg) a 5 libras (2,27 kg) do aditivo de fluido de perfuração por barril de fluidos.

Como mostrado acima, um artífice versado facilmente

reconhecerá que os aditivos adicionais tais como agentes de ponderação, emulsificantes, umectantes, agentes de viscosidade, agentes de controle da perda de fluido, e outros agentes, podem ser usados com uma composição de acordo com a presente invenção. Vários outros aditivos além dos aditivos reológicos que regulam a viscosidade e propriedades anti-sedimentação, também podem ser usados no fluido de perfuração de modo a obter as propriedades de aplicação desejadas, tais como, por exemplo, agentes de anti- sedimentação e aditivos de prevenção das perdas de fluidos.

Método de Uso

Em algumas formas de realização, um aditivo de fluido de perfuração pode ser adicionado a um fluido de perfuração. Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração pode ser adicionado a um fluido de perfuração em combinação com outros aditivos, tais como Thixatrol® DW e Bentone® 155, ambos da Elementis Specialties.

Em algumas formas de realização, um aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de perfuração em uma quantidade de cerca de 0,25 ppb a cerca de 30 ppb. Em outras formas de realização, um aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de perfuração em uma quantidade de cerca de 5,0 ppb a cerca de 15,0 ppb. Em outras formas de realização, um aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de perfuração em uma quantidade de cerca de 0,25 ppb a cerca de 5 ppb.

Em algumas formas de realização, a adição do aditivo de fluido de perfuração a um fluido de perfuração resulta em um perfil reológico substancialmente constante por toda uma faixa de temperatura. Um perfil reológico substancialmente constante de um fluido de perfuração pode ser associado com uma pequena alteração na viscosidade do fluido de perfuração quando a temperatura do fluido de perfuração for reduzida para temperaturas tipicamente encontradas no condutor de alta capacidade na perfuração em águas profundas. Em algumas formas de realização, a alteração na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada de um fluido de perfuração é menor do que cerca de 90 % em relação a uma faixa de temperatura de cerca 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). Em outras formas de realização, a alteração na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada de um fluido de perfuração é menor do que cerca de 85 % em relação a uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). Em algumas formas de realização, a alteração na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada é menor do que cerca de 80 % em relação a uma faixa de temperatura 5 de cerca 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). Em certas formas de realização, a alteração na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada é menor do que cerca de 75 % em relação a uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). A viscosidade do fluido de perfuração pode ser medida de acordo com APIRP 13B.

Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de

perfuração é adicionado a um fluido de perfuração para fornecer um perfil reológico substancialmente constante em toda uma faixa de temperatura de cerca de 300 °F (149 0C) a cerca de 200 0F (93 0C). Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de 15 perfuração para fornecer um perfil reológico substancialmente constante em toda uma faixa de temperatura de cerca 300 0F (149 0C) a cerca de 150 0F (66 0C). Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração é combinado com outros aditivos de fluidos de perfuração em um fluido de perfuração para fornecer um perfil reológico substancialmente constante em 20 toda uma faixa de temperaturas de cerca 300 0F (149 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração é combinado com outros aditivos de fluido de perfuração para fornecer um perfil reológico substancialmente constante em toda uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

Um fluido de perfuração apresenta atividade reológica quando

o fluido de perfuração tiver uma viscosidade em taxa de cisalhamento baixa de pelo menos cerca de 3. Em certas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de perfuração para manter a atividade reológica do fluido de perfuração quando o fluido de perfuração for aquecido para temperaturas de até ou acima de aproximadamente 300 0F (149 0C) e subseqüentemente esfriado. Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de perfuração para manter a atividade reológica do fluido de perfuração na taxa de cisalhamento baixa, tal 5 como cerca de 6 RPM, quando o fluido de perfuração for aquecido para as temperaturas de até ou acima de aproximadamente 300 0F (149 0C) e subseqüentemente esfriado. Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração é adicionado a um fluido de perfuração para manter a atividade reológica do fluido de perfuração em uma faixa de temperatura de 10 cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C), quando o fluido de perfuração for aquecido para temperaturas de até ou acima de aproximadamente 300 0F (149 0C) e subseqüentemente esfriado.

Em algumas formas de realização, a adição do aditivo de fluido de perfuração da invenção em um fluido de perfuração fornece estabilidade de temperatura mais elevada do que a adição de aditivos de fluido de perfuração conhecidos. Em algumas formas de realização, o aditivo de fluido de perfuração da invenção fornece estabilidade de temperatura a partir de uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 300 0F (149 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C). Em algumas formas de realização, a adição do fluido de perfuração da invenção a um fluido de perfuração fornece estabilidade de temperatura em uma temperatura de pelo menos 50 0F (10 0C) mais elevada do que a adição de um aditivo de fluido de perfuração conhecido. Em algumas formas de realização, um fluido de perfuração contendo o aditivo de fluido de perfuração da invenção mantém a atividade reológica em altas temperaturas. Em algumas formas de realização, um fluido de perfuração contendo o aditivo de fluido de perfuração da invenção mantém a atividade reológica em temperaturas de até ou acima de aproximadamente 300 0F (149 0C).

Em algumas formas de realização, um fluido de perfuração de acordo com a presente invenção pode ter uma viscosidade mais baixa em 40 0F (4,5 0C) do que as lamas convencionais formuladas com organoargila suficiente para fornecer suspensão em temperaturas de poços fundos. Quando usado em operações de perfuração, os fluidos de perfuração de acordo com a presente invenção podem permitir a utilização de uma força de bombeamento mais baixa para bombear lamas de perfuração através de longas distâncias, reduzindo assim as pressões ao longo dos poços. Conseqüentemente, em algumas formas de realização, a perda de fluido, fratura e dano da formação são totalmente minimizadas. Em algumas formas de realização, os fluidos de perfuração de acordo com a presente invenção podem manter as características de suspensão típicas de níveis mais elevados de organoargilas em temperaturas mais elevadas. A presente invenção pode ser particularmente útil na perfuração em águas profundas, quando a lama for esfriada no condutor de alta capacidade. A lama que utiliza um aditivo de fluido de perfuração de acordo com a presente invenção manterá um aumento reduzido da viscosidade no condutor de alta capacidade quando comparado com os fluidos de perfuração contendo aditivos reológicos convencionais.

Exemplos

Um fluido de perfuração foi preparado com base na formulação da Tabela 1 para uso nos exemplos que seguem.

Tabela 1

Formulação de Fluido de perfuração

Formulação de fluido Lbs./BBL (0,45kg/bbl) Oleo com base sintética 186 Emulsificante primário 4 Emulsificante secundário 2 Salmoura de cloreto de cálcio a 30 % 75 Cal 4 Aditivo reológico Ver as tabelas de concentrações Barita 215 Todos os fluidos foram preparados e testados de acordo com as orientações de preparação de lama API RP 13B padrão usando copos de malte padrão e um multimisturador Hamilton Beach de fuso de 5. Os fluidos preparados foram colocados em células amadurecidas por calor de aço inoxidável 316. Os fluidos foram laminados a quente, de acordo com os procedimentos API RP 13. As células foram colocadas em um forno de rolo fixado em 150 0F (66 0C) ou 300 0F (149 0C) durante 16 horas. As células 5 foram retiradas e extintas em uma pia cheia de água fria e foram esfriadas para a temperatura ambiente (cerca de 64 0F (18 0C) a cerca de 73 0F (23 0C)). As medidas reológicas foram tiradas inicialmente e após cada ciclo de laminação a quente em 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) usando um Fann model 35 Rheometer. As medidas foram tomadas como por 10 procedimentos API RP 13.

Exemplo 1 - Técnica Anterior

BENTONE 155®, uma organoargila, foi adicionado a um fluido de perfuração de emulsão invertida com base em óleo sintético em quantidades de 2,0 ppb e 6,0 ppb. As medidas de viscosidade em várias taxas 15 de cisalhamento e temperaturas do fluido de perfuração com a organoargila estão incluídas na Tabela 2. A Tabela 2 mostra que um fluido de perfuração à base de óleo que incorpora a organoargila (BENTONE 155®) isoladamente como um modificador reológico, apresentou um aumento de viscosidade de taxa de cisalhamento elevada (600 rpm) de 164,7 % (34 para 90) em 2 ppb de 20 agente reológico quando a temperatura foi reduzido de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C), e um aumento da viscosidade de taxa de cisalhamento elevada de 203,3 % (60 para 182) em 6 ppb de agente reológico quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C). O fluido de perfuração apresentou um aumento de viscosidade de taxa de cisalhamento baixa (6 rpm) 25 de 450 % (2 para 11) em 2 ppb de aditivo reológico quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C), e um aumento de viscosidade de taxa de cisalhamento baixa de 233,3 % (12 para 40) em 6 ppb de agente reológico quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C).

30 Tabela 2

AVALIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE BENTONE® 155

Aditivo BENTONE® 55 BENTONE® 55 Concentração 2,0 ppb 2,0 ppb 2,0 ppb 6,0 ppb 6,0 ppb 6,0 ppb de Aditivo (s) HR HR HR HR 15 0°F 15 0°F 150°F 15 0°F Teste (65,6 Teste (65,6 Teste (65,6 Teste (65,6 0C) °C) 0C) 0C) OFI 800 Inicial 120 F0 40°F Inicial 120°F 40°F Viscosidade Teste Teste Teste Teste 120 0F (48,9 0C) (4,44 0C) (48,9 0C) (4,44 0C) 600 RPM 34 34 90 67 60 182 Leitura 300 RPM 20 19 58 44 42 126 Leitura 200 RPM 14 13 45 34 34 105 Leitura 100 RPM 8 8 31 24 26 81 Leitura 6 RPM 2 2 11 8 12 40 Leitura 3 RPM 1 1 10 7 11 35 Leitura Viscosidade 17 17 45 34 30 91 aparente, cPs Viscosidade plástica 14 15 32 23 18 56 cPs Ponto de 6 4 26 21 24 70 rendimento, Lbs/100 péA2 (0,05 kg/m2) Exemplo 2 - Técnica Anterior

1,0 ppb de THIXATROL® DW, que é um exemplo de Produto

de Reação B combinado com uma alquil amina alcoxilada, foi combinado com 2,0 ppb de BENTONE® 155 em um fluido de perfuração à base de óleo. A Tabela 3 mostra as medições de viscosidade do fluido de perfuração com aditivos. O fluido de perfuração foi laminado a quente em 150 0F (66 0C) ou 300 0F (149 0C), e subseqüentemente esfriado, de acordo com os 10 procedimentos API RP 13. As medidas de viscosidade foram tomadas em várias taxas de cisalhamento e temperaturas. A Tabela 3 mostra que a viscosidade de taxa de cisalhamento elevada (600 rpm) do fluido de perfuração aumentou 85,2 % (54 para 100) quando a temperatura da medição da viscosidade foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 °C). Como mostrado na Tabela 2, a viscosidade de taxa de cisalhamento levada de um fluido de perfuração contendo apenas 2 ppb de BENTONE® 155 aumentou em 164,7 % (34 para 90) quando a temperatura da medição de viscosidade foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C).

A Tabela 3 mostra que a viscosidade de taxa de cisalhamento baixa (6 rpm) do fluido de perfuração contendo tanto THIXATROL® DW quanto BENTONE® 155 aumentou em 12,5 % (8 para 9) quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C). Como 10 mostrado na Tabela 2, a viscosidade de taxa de cisalhamento baixa de um fluido de perfuração contendo apenas 2 ppb de BENTONE® 155 aumentou em 450 % (2 para 11) quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C).

A Tabela 3 mostra que quando a temperatura do laminado a quente (HR) foi aumentada de 150 0F (66 0C) para 300 0F (149 0C), a viscosidade de taxa de cisalhamento baixa em 120 0F (49 0C) do fluido de perfuração contendo tanto THIXATROL® DW quanto BENTONE® 155 diminuiu em 87,5 % (8 a 1).

Tabela 3

Impacto de Thixatrol DW ® sobre o Perfil de ViscosidadeiTemperatura

Aditivo BENTONE® 155 / Thixatrol® DW Concentração 2 ppb /1 ppb de Aditivo (s) HR 150°F HR 15 0°F HR 300°F HR 300°F OFI 800 Viscosidade 120 0F Inicial Teste a 120°F Teste a 40°F Teste a 120° F Teste a 40°F 600 RPM Leitura 44 54 100 37 48 300 RPM Leitura 24 34 60 19 26 200 RPM Leitura 18 25 45 12 18 100 RPM Leitura 12 17 27 6 10 6 RPM Leitura 5 8 9 1 1 3 RPM Leitura 4 7 8 1 1 Viscosidade aparente, cPs 22 27 50 19 24 Viscosidade plástica cPs 20 20 40 18 22 Ponto de rendimento, 4 14 20 1 4 Lbs/100 pé*2 (0,05 kg/m2) Exemplo 3

Um exemplo de Produto de Reação A foi preparado pela reação de 293 mmol alquiloxipropilamina C12-15 com 145 mmol 1,6- diisocianatoexano, para formar um aditivo fluido de perfuração exemplar.

10,0 ppb do aditivo de fluido de perfuração exemplar foi combinado com 1,0 ppb de THIXATROL® DW (um exemplo de Produto de Reação B 5 combinado com uma alquil amina alcoxilada) e 1,0 ppb de BENTONE® 155 em um fluido de perfuração à base de óleo. O fluido de perfuração foi laminado a quente em 150 0F (66 0C) ou 300 0F (149 0C), e subseqüentemente, esfriado, de acordo com os procedimentos API RP 13. As medidas de viscosidade foram tomadas em várias taxas de cisalhamento e 10 temperaturas. A Tabela 4 mostra que a viscosidade de taxa de cisalhamento elevada (600 rpm) do fluido de perfuração contendo o aditivo de fluido de perfuração exemplar, THIXATROL® DW e BENTONE® 155, aumentou em

83.6 % (55 para 101) quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C). Como mostrado na Tabela 2, a viscosidade de taxa de

cisalhamento elevada do fluido de perfuração contendo apenas 2,0 ppb de BENTONE® 155 aumentou em 164,7 % (34 para 90) quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C).

A Tabela 4 mostra que a viscosidade de taxa de cisalhamento baixa (6 rpm) do fluido de perfuração contendo o aditivo de fluido de perfuração exemplar, THIXATROL® DW e BENTONE® 155 aumentou em

28.6 % (7 para 9) quando a temperatura foi reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C). Como mostrada na Tabela 2, a viscosidade de taxa de cisalhamento baixa do fluido de perfuração contendo apenas 2 ppb de BENTONE® 155 aumentou em 450 % (2 para 11) quando a temperatura foi

reduzida de 120 0F (49 0C) para 40 0F (4,5 0C).

Quando a temperatura de laminação a quente é aumentada de 150 0F (66 0C) para 300 0F (149 0C), a lama de perfuração apresenta um aumento da taxa de cisalhamento baixa de 71,4 % (7 para 12), a 120 0F (49 0C) em comparação com a diminuição de 87,5 % na viscosidade de cisalhamento baixa quando 2 ppb de BENTONE® 155 e 1 ppb de THIXATROL® DW foram utilizados como mostrado na Tabela 3.

Adicionalmente, a Tabela 4 mostra que quando a temperatura de laminação a quente for aumentada de 150 0F (66 0C) para 300 0F (149 0C), 5 a lama de perfuração mantém a atividade reológica em uma taxa de cisalhamento baixa (6 rpm). Como mostrado na Tabela 3, a lama de perfuração contendo 2 ppb de BENTONE® 155 e 1 ppb de THIXATROL® DW não possui nenhuma atividade reológica na taxa de cisalhamento baixa quando a temperatura de laminação a quente for aumentada de 150 0F (66 0C) 10 para 300 0F (149 0C).

Tabela 4

Impacto de Thixatrol® DW e um Aditivo de Fluido de perfuração Exemplar

sobre o Perfil de Temperatura da Viscosidade

Aditivo BENTONEa 155/ Aditivo do Fluido de perfuração Exemplar / Thixatrol® DW Concentração 1.0 ppb /10 ppb / de Aditivo (s) 1.0 ppb HR 150°F HR 150°F HR 300°F HR 300°F (66 0C) (66 °C) (149 0C) (149 0C) OFI 800 Viscosidade 120 0F Inicial Teste a 120°F Teste a 40°F Teste a 120° F Teste a 40°F (49 0C) (4,5 0C) (49 0C) (4,5 0C) 600 RPM Leitura 46 55 101 78 119 300 RPM Leitura 28 33 60 50 74 200 RPM Leitura 30 24 45 38 55 100 RPM Leitura 13 16 28 26 35 6 RPM Leitura 5 7 9 12 12 3 RPM Leitura 4 6 8 10 11 Estabilidade elétrica Viscosidade aparente, cPs 23 28 51 39 60 viscosidade plástica cPs 18 22 41 28 45 Ponto de rendimento, 10 11 19 22 29 Lbs/100 péA2 (0,05 kg/m2) A descrição precedente e exemplos foram apresentados

simplesmente para ilustrar a invenção e não são destinados para serem limitativos. Visto que modificações das formas de realização divulgadas que incorporam o espírito e a substância da invenção podem ocorrer para as pessoas versadas na técnica, a invenção deve ser interpretada amplamente por incluir todas as variações que incorrem no escopo das reivindicações anexas e 20 seus equivalentes.

Claims

1. Composição, caracterizada pelo fato de que compreende uma mistura de (a) um produto de reação de uma amina e um isocianato poli- funcional, e (b) um produto de reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, e (c) um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a amina é uma eteramina.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o produto de reação (b) compreende o produto de reação de (1) poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, (2) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos e (3) uma alquil amina alcoxilada.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o produto de reação (b) compreende um produto de reação de: (1) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílico, (2) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais (3) uma alquil amina alcoxilada e (4) uma amida de ácido graxo.

5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma organoargila.

6. Fluido de perfuração à base de óleo, caracterizado pelo fato de que compreende a composição como definida na reivindicação 1.

7. Fluido de perfuração à base de óleo caracterizado pelo fato de que compreende uma mistura de: (a) um produto de reação de uma amina e um isocianato poli- funcional, e (b) um produto de reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, e (c) um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

8. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a amina é uma eteramina.

9. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o produto de reação (b) compreende o produto de reação de (1) poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, (2) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos e (3) uma alquil amina alcoxilada.

10. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o produto de reação (b) compreende um produto de reação de: (a) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, (b) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais (c) uma alquil amina alcoxilada e (d) uma amida de ácido graxo.

11. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma organoargila.

12. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um ou mais emulsificantes.

13. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração mantém a atividade reológica em baixo cisalhamento em uma faixa de temperatura de cerca de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) após o fluido de perfuração ser aquecido para temperaturas de até cerca de 300 0F (149 0C), e subseqüentemente esfriado para a temperatura ambiente.

14. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração demonstra um perfil reológico substancialmente constante em uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

15. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a mudança na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada do fluido de perfuração sobre uma faixa de temperatura de cerca 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) é menor do que cerca de 90 %.

16. Composição, caracterizada pelo fato de que compreende uma mistura de (a) um produto de reação de uma eteramina e um isocianato poli-funcional, e (b) uma organoargila.

17. Fluido de perfuração à base de óleo, caracterizado pelo fato de que compreende um produto de reação de uma amina e um isocianato poli-funcional.

18. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma organoargila.

19. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um ou mais emulsificantes.

20. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a amina é uma eteramina.

21. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração mantém atividade reológica em taxa de cisalhamento baixa com uma temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) após o fluido de perfuração ser aquecido para a temperaturas de até cerca de 300 0F (149 0C) e subseqüentemente esfriado para a temperatura ambiente.

22. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração demonstra um perfil reológico substancialmente constante em uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

23. Fluido de perfuração de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a mudança na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada do fluido de perfuração sobre uma faixa de temperatura de cerca 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) é menor do que cerca de90 %.

24. Método de manutenção da atividade reológica de um fluido de perfuração em taxa de cisalhamento baixa sobre uma faixa de temperatura de cerca 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) após o fluido de perfuração ser aquecido para temperaturas de até cerca de 300 0F (149 0C) e, subseqüentemente, esfriado para a temperatura ambiente, caracterizado pelo fato de que compreende a adição de um aditivo de fluido de perfuração ao fluido de perfuração, em que o aditivo de fluido de perfuração compreende (a) um produto de reação de uma amina e um isocianato poli- funcional, e (b) um produto de reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, e (c) um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração mantém um perfil reológico substancialmente constante sobre uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

26. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a mudança na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada do fluido de perfuração é menor do que cerca de 90 % sobre uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

27. Método para fornecer um perfil reológico substancialmente constante de um fluido de perfuração em uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C), caracterizado pelo fato de que compreende a adição de um aditivo de fluido de perfuração ao fluido de perfuração, em que o aditivo de fluido de perfuração compreende (a) um produto de reação de uma amina e um isocianato poli- funcional, e (b) um produto de reação de (i) um ácido carboxílico com pelo menos dois componentes carboxílicos, e (ii) uma poliamina tendo uma funcionalidade de amina de dois ou mais, e (c) um produto químico selecionado do grupo consistindo de (i) alquil aminas alcoxiladas, (ii) amidas de ácido graxo e (iii) misturas destes.

28. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a mudança na viscosidade de taxa de cisalhamento elevada do fluido de perfuração é menor do que cerca de 90 % sobre uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C).

29. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o fluido de perfuração mantém atividade reológica em uma taxa de cisalhamento baixa com uma faixa de temperatura de cerca de 120 0F (49 0C) a cerca de 40 0F (4,5 0C) após o fluido de perfuração ser aquecido para temperaturas de até cerca de 300 0F (149 °C) e, subseqüentemente, esfriado para a temperatura ambiente.