DE602004007407T2 - Ölbasierte bohrflüssigkeit mit einem umweltmässig unbedenklichen, für alle basisöle einsetzbaren und gegenüber gashydratbildung stabilen emulgiersystem - Google Patents

Ölbasierte bohrflüssigkeit mit einem umweltmässig unbedenklichen, für alle basisöle einsetzbaren und gegenüber gashydratbildung stabilen emulgiersystem Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines ungiftigen Emulgatorsystems, welches eine Wasser-in-Öl-Emulsion zu stabilisieren vermag, zur Formulierung von Bohrlochfluids auf Ölbasis, die unter Bohrbedingungen, die im Offshore-Bereich und zwar insbesondere im tiefen Offshore-Bereich herrschen (zwischen 0 und 150 °C), verwendet werden können.
  • Beim Bohren eines Bohrlochs, und zwar insbesondere eines Erdölbohrlochs, ist es unerlässlich, ein Bohrlochfluiden, und zwar insbesondere ein Bohrfluid, das auch als "Bohrschlamm" bezeichnet wird, zu verwenden, um den Abraum, der beim Bohren erzeugt wird, bis zur Oberfläche zu befördern. Dieses Bohrlochfluid muss darüber hinaus verschiedene weitere Aufgaben erfüllen: es dient der Kühlung und Schmierung des Werkzeugs, der Erhaltung der Bohrlochwände, der Ausübung eines hinreichenden Gegendrucks sowie ebenfalls der Verhinderung einer Beschädigung der Formation.
  • Beim Bohrvorgang werden im Wesentlichen zwei Arten von Bohrlochfluiden verwendet: Fluide auf Wasserbasis oder "wässrige Schlämme", sowie solche auf Ölbasis, die auch als "ölige Schlämme" bezeichnet werden. Die wässrigen Schlämme sind sehr viel kostensparender und weniger umweltbelastend als die öligen Schlämme, wobei letztere jedoch offensichtliche Vorteil im Betrieb bieten, insbesondere wenn sehr tiefe Bohrlöcher gebohrt werden: eine gute Reibungsminderung, ein Fluid, das gegenüber dem Gestein der Formation, insbesondere gegenüber Tonschichten, inert ist, eine geringe Beschädigung des Produktionsbereiches usw.
  • Typischerweise handelt es sich bei den öligen Schlämmen um Wasser-in-Öl-Emulsionen, die 5 bis 40 Volumen% einer wässrigen Phase aus dispergierter Salzlösung enthalten, Diese Umkehremulsionen umfassen hauptsächlich drei Arten von Bestandteilen:
    • – Emulgatoren, welche die Stabilität der Emulsion gewährleisten;
    • – Organophile Tone, welche dazu dienen, die rheologischen Eigenschaften des Fluids zu beeinflussen, und zwar insbesondere die Thixotropie;
    • – Beschwerungsmittel wie Bariumsulfat (auch Baryt genannt) oder Calciumcarbonat (CaCO3) zum Einstellen der Dichte des Fluids.
  • Hinsichtlich der Verwendung von öligen Schlämmen beim Bohren von Bohrlöchern, treten drei Hauptprobleme auf:
    • – Ein Stabilitätsproblem der Emulsionen hinsichtlich der Temperatur: die Emulgatoren, welche die Stabilität der Emulsionen gewährleisten, müssen die Wassertröpfchen über eine weite Spanne von Temperaturen, nämlich von 0 bis 150 °C in Emulsion halten. Wenn sich die Emulsion durch Zusammenlaufen der Wassertröpfchen trennt, verliert das Fluid seine rheologischen Eigenschaften und läuft vor allem Gefahr, die Formation schwer zu beschädigen.
    • – Ein Problem, welches mit der möglichen Bildung von Gashydraten im sehr tiefen Offshore-Bereich (> 2000 m) in Zusammenhang steht: wenn die Zirkulation des Bohrfluids zum Stillstand kommt, kann die Temperatur des Fluids am Meeresgrund nämlich sehr schnell auf Temperaturen nahe 0 °C absinken. Darüber hinaus herrscht dort ein Druck von mehr als 200 Bar. Wenn das Fluid auf Gas trifft, sind somit sämtliche Bedingungen, welche die Bildung von Gashydraten begünstigen, erfüllt (hoher Druck, niedrige Temperatur, Gegenwart von Wasser im Fluid und Gegenwart von Gas). Bei diesen Gashydraten handelt es sich um feststoffliche Strukturen, die Wasser und Gas umfassen: das Wasser, welches in den Bohrfluiden enthalten ist, wird also unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen, die hauptsächlich von der Zusammensetzung der wässrigen Phase abhängen, ein festes Gitter bilden, in welchem die Gasmoleküle festgehalten werden. Die Bildung dieser feststofflichen Gashydrate kann besonders schwerwiegende Folgen haben: Verlust der rheologischen Eigenschaften des Schlamms (welches im Falle der öligen Schlämme auf ein Brechen der Wasser-in-Öl-Emulsion durch die Hydratkristalle und im Falle der wässrigen Schlämme auf das Wachstum der Kristalle zurückzuführen ist), Ansammlung und Ablagerung von Hydratkristallen, was zu einer Verstopfung der Mengenreglerleitungen und der Ringleitung führen und sogar einen Abbruch des Bohrvorgangs erforderlich machen kann, wobei es möglicherweise darüber hinaus zu einer Zerstörung von Bohrgerät, zu einem plötzlichen Gasausbruch an der Oberfläche durch Zersetzung der Hydrate usw. kommen kann. Die Emulgatoren müssen daher derart beschaffen sein, dass die Emulsion selbst in Gegenwart von Hydraten stabil bleibt;
    • – Ein Umweltproblem, da die eingesetzten Emulgatoren nicht nur wirksam sein müssen, sondern auch so wenig giftig wie möglich.
  • Als die herkömmlichen Systeme auf Basis von aromatenreichen Ölen des Typs Dieselöl aufgrund dieser ökologischen Aspekte dahingehend weiterentwickelt wurden, dass überwiegend Formulierungen auf Basis weniger umweltbelastender Öle zum Einsatz kamen, wurde im Allgemeinen beobachtet, dass die Schlämme eine verringerte Temperaturstabilität zeigten. Dies kann auf die Temperaturstabilität des eingesetzten Öls selbst zurückzuführen sein, oder aber auf das Emulgatorsystem, welches die Stabilität der Emulsion nicht über eine weite Spanne von Temperaturen stabil zu halten vermag. Dies kann folglich bei erhöhten Temperaturen Probleme bei der Begrenzung der durchsickernden Menge (Filtrat) nach sich ziehen. Bei Verwendung solcher Fluide kann es aufgrund des Verlustes dieser Eigenschaften zu Problemen der Art kommen, dass die Lagerstätten beschädigt werden (Eindringen von Wasser) und dass es zu einer erheblichen Minderung der Produktionsleistung des Bohrloches kommt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Emulgatorsystems in Bohrlochfluiden vorgeschlagen, welches die Stabilität des öligen Schlammes zwischen 0 und 150 °C gewährleistet, und zwar unabhängig vom verwendeten Basisöl und selbst in Gegenwart von Gashydraten, und welches darüber hinaus eine verringerte Toxizität ausweist.
  • Das Emulgatorsystem, welches in der Erfindung verwendet wird, umfasst mindestens einen Bestandteil A, der aus mindestens einem Ester besteht, welcher aus mindestens einer linearen oder verzweigten Monocarbonsäure und aus mindestens einem linearen oder verzweigten Alkohol (Monoalkohol oder Polyol) gebildet wird, sowie mindestens einen Bestandteil B, der aus mindestens einer polymerisierten Fettsäure besteht.
  • Der Ester kann durch Veresterung, carbonylseitige Umesterung oder alkoholseitige Umesterung erhalten werden.
  • Der Bestandteil A besteht insbesondere aus mindestens einem Ester, der aus mindestens einer linearen oder verzweigten Monocarbonsäure, die 8 bis 24 Kohlenstoffatome, insbesondere 14 bis 18 Kohlenstoffatome, enthält und mindestens einem linearen oder verzweigten Alkohol, der 2 bis 200 Kohlenstoffatome sowie im Besonderen 6 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, gebildet wird.
  • Bei der Säure kann es sich beispielsweise um eine lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, oder auch hydroxylierte Monocarbonsäure handeln, die einer der folgenden Formeln, in denen n = 7 ist, entspricht:
    CH3-(CH2)n-COOH Oktansäure
    CH3-CH(CH3)-(CH2)n-COOH Undecansäure
    CH3-CH2-CH(CH3)-(CH2)n-COOH Laurinsäure
    CH3-(CH2)n-CH=CH-(CH2)n-COOH Ölsäure
    CH3-(CH2)n-2-CH(OH)-CH2-CH=CH-(CH2)n-COOH Rizinolsäure
    CH3-(CH2)n-1-(CH=CH-CH2-CH=CH)-(CH2)n-COOH Arachinsäure
    und Gadoleinsäure
    CH3-(CH2)n-(CH=CH-CH=CH-CH=CH)-(CH2)n-COOH Erucasäure
  • Bei dem Alkohol kann es sich um Folgendes handeln:
    • – einen Monoalkohol:
    • – Primärer Art: R-CH2-OH
    • – sekundärer Art: (R-)2CH-OH
    • – um einen tertiären Monoalkohol (R-)3C-OH mit R = CXHY, x = 1 bis 21 und y = 2x + 1
    • – einen polyhydroxylierten Alkohol:
    • – ein Diol wie beispielsweise:
    • – Ethylenglykol und seine Polymere: HO-(CH2-CH2)-OH HOCH2-CH2-O(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2OH mit m = 1 bis 100
    • – Propylenglykol: CH3-CHOH-CH2-OH
    • – Neopentylglykol: HOCH2-C(CH3)(CH3)-CH2OH
    • – ein Triol wie beispielsweise:
    • – Glycerin: CH2OH-CHOH-CH2OH
    • – Trimethylolpropan: CH2OH-C(CH2OH)(CH2OH)-CH2CH3
    • – einen Tetraalkohol wie beispielsweise:
    • – Pentaerythrit (CH2OH)4C
    • – ein Hexol wie beispielsweise:
    • – Sorbit: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH und dessen zyklisches Anhydrid, Sorbitan, oder auch ein Sorbitanderivat.
    • – ein Polyglycerin CH2OH-CHOH-CH2- (O-CH2CHOH-CH2)p- O-CH2-CHOH-CH2OH mit p = 1 bis 8
  • Die Polyole können gemäß der Stöchiometrie Fettsäure/Alkohol, die bei der Veresterungsreaktion verwendet wird, vollständig oder teilweise verestert werden, wobei die Fettsäuren hinsichtlich ihrer Beschaffenheit der obigen Beschreibung entsprechen.
  • Insbesondere liegt das Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht (HLB) des Esters im Allgemeinen zwischen 2 und 12 und vorzugsweise zwischen 3 und 8.
  • Bei dem erfindungsgemäß bevorzugten Ester handelt es sich um einen Ester oder ein Estergemisch des Sorbits, des Sorbitans oder deren Derivaten und insbesondere um das Gemisch, welches als Sorbitanmonooleat bezeichnet wird.
  • Der Bestandteil B, der in dem Emulgatorsystem, das in der Erfindung verwendet wird, enthalten ist, entsteht durch eine Dimerisierungsreaktion von Fettsäuren des Typs ungesättigte Monocarbonsäure, die beispielsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Das Reaktionsprodukt stellt eine Mischung aus Verbindungen, die 16 bis 80 Kohlenstoffatome enthalten, dar und besteht aus einem Gemisch von Monomeren, Dimeren, Trimeren und höheren Oligomeren, insbesondere jedoch aus Dimeren (von 16 bis 36 Kohlenstoffatomen).
  • Die Dimere können durch die folgende Formel dargestellt werden:
    Figure 00070001
    wobei die Summe q + r Werte von 4 bis 14 annehmen kann.
  • Die Trimere können durch die folgende Formel dargestellt werden:
    Figure 00070002
    wobei die Summe q + r Werte von 4 bis 14 annehmen kann.
  • Als Bestandteil B kommt vorzugsweise eine Mischung aus Dimeren einfach ungesättigter Fettsäuren mit 16 Kohlenstoffatomen (Palmitinsäure) und einfach ungesättigter Fettsäure mit 18 Kohlenstoffatomen (Ölsäure) in Betracht.
  • Vorzugsweise umfasst das Emulgatorsystem, welches in dem Fluid der Erfindung verwendet wird, 10 bis 95 Gewichts%, vorzugsweise 30 bis 90 Gewichts%, sowie mit besonderem Vorzug 50 bis 80 Gewichts% an Bestandteil A. Das Co-Tensid (Bestandteil B) macht somit 5 bis 90 Gewichts%, vorzugsweise 10 bis 70 Gewichts%, sowie mit besonderem Vorzug 20 bis 50 Gewichts% des Emulgatorsystems aus.
  • Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bohrlochfluids auf Ölbasis kann die kontinuierliche Phase oder Ölphase jede Art von Basisölen enthalten, die gemeinhin zur Bildung solcher Art von Fluids verwendet werden, zum Beispiel Dieselöl, Rohöl, Benzin, Kerosin oder, gemäß den neueren Empfehlungen unter Berücksichtigung des Umweltschutzes, Ester von Ölen aus natürlichen, pflanzlichen oder tierischen Quellen (wie etwa Radiagreen BDMF®, Radiagreen DW® und Radiagreen VLV® von Oleon N.V. (Belgien)), oder Kohlenwasserstofffraktionen von geringer Toxizität wie die Olefine (Ultidrill® von Dowell Schlumberger) oder n-Alkanfraktionen (XP07® von Baroid, EDC 95® von BHI oder HDF 2000® von Total Solvant), deren hauptsächliche kennzeichnende Eigenschaft darin besteht, dass sie keine oder nur sehr geringe Mengen an aromatischen Kohlenwasserstoffen, die im Wesentlichen für die hohe Toxizität herkömmlicher Basisöle verantwortlich sind, enthalten.
  • Die Konzentration an Basisöl kann zwischen 10 und 95%, vorzugsweise zwischen 20% und 90%, nach Volumen betragen.
  • Die Menge an Wasser, die zur Herstellung dieser Fluide auf Ölbasis verwendet wird, liegt zwischen 5 und 90%, vorzugsweise zwischen 80 und 10%, bezogen auf das Volumen des Fluids. Bei dieser wässrigen Phase kann es sich um Süßwasser, um Salzwasser des Typs Meerwasser oder um eine Salzlösung handeln. Die Gegenwart hoher Konzentrationen an NaCl, CaCl2, CaCO3 oder CaSO4 hat keine negativen Auswirkungen auf die Stabilität der hergestellten Emulsion, da der Emulgator nichtionisch und somit wenig empfindlich hinsichtlich der Gegenwart von Salzen ist.
  • Die genaue Zusammensetzung des Bohrlochfluids hängt vom speziellen Anwendungsgebiet ab, für welches das Fluid bestimmt ist. In den meisten Fällen werden indes Emulgatorkonzentrationen von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die wässrige Phase ausreichen, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen.
  • Das Fluid kann zwischen 5 und 25 Gewichts% an Kalk und zwischen 5 und 15 Gewichts% an organophil behandelten Ton enthalten, sowie mindestens ein Beschwerungsmittel wie etwa Bariumsulfat (auch als Baryt bezeichnet) oder Calciumcarbonat (CaCO3) oder auch Eisenoxide wie etwa Hämatit, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um eine Dichte zu erzielen, die im Allgemeinen bis zu 3 betragen kann. Es kann darüber hinaus bis zu ungefähr 10 Gewichts eines Mittels zur Verringerung der durchsickernden Menge (des Filtrats) enthalten.
  • Erfindungsgemäß kann das Bohrlochfluid, welches auf diese Weise hergestellt wurde, zum Bohren, Komplettieren oder zum Workover eines Bohrloches verwendet werden, wobei es in ausreichender Mengen zirkulieren gelassen wird, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne jedoch ihren Geltungsbereich einzuschränken. Wenn keine anderen Angaben gemacht werden, beziehen sich die Prozentangaben auf das Gewicht.
  • In diesen Beispielen sind die Schlämme mit Hilfe eines SILVERSON L4RT®-Gerätes mit einer Rührgeschwindigkeit von 6000 U/min hergestellt worden. Die Stoffe werden in der folgenden Reihenfolge hinzugefügt, wobei in Klammern die Rührzeit für jeden der Schritte angegeben ist:
    • 1) Basisöl (5 min.)
    • 2) Emulgatoren (5 min.)
    • 3) Kalk (5 min.)
    • 4) Mittel zur Verringerung des Filtrats (5 min.)
    • 5) Ton (5 min.)
    • 6) Salzlösung (15 min.)
    • 7) Beschwerungsmittel (20 min.)
  • Im Falle einer Verwendung von Pliolite DF01® als Mittel zur Verringerung des Filtrats, wird die Vorgehensweise indes abgeändert: Das Pliolite DF01® wird als zweiter Schritt dem Basisöl zugesetzt (15 min. Rühren), worauf hin sich eine 24stündige Reifungszeit bei 80 °C und 170 psi anschließt. Danach wird die Herstellung fortgesetzt, indem die Stoffe gemäß den obigen Ausführungen zu den Schritten 2) bis 7) hinzugefügt werden, wobei der Schritt 4) ausgelassen wird.
  • In diesen Beispielen wurde die Stabilität der erfindungsgemäßen Bohrschlämme auf verschiedene Art und Weise geprüft:
    • – API-Tests (American Petroleum Institute – API Bulletin RP 13B-2, 1990) zur elektrischen Stabilität von Vollschlämmen vor und nach der Alterung, beschrieben in dem Buch "Composition and Properties of Drilling Completion Fluids", 5th Edition, H.C.H. Darley and George Gray, Gulf Publishing Company, 1988, Seite 116;
    • – API-Filtrationstests HP/HT (hoher Druck/hohe Temperatur) vor und nach der Alterung sowie rheologische Tests.
  • Im Allgemeinen ist die Emulsion umso stabiler, je höher die elektrische Stabilität ist. Damit das Fluid als stabil angesehen werden kann, ist es darüber hinaus erforderlich, dass die aufgefangene Filtratmenge gering und einphasig (Ölphase) ist. Durch die Gegenwart von Wasser im Öl kann die Formation nämlich sehr stark beschädigt werden.
  • Durch kalorimetrische Messungen, die nach dem DSC-Verfahren (Differential Scanning Calorimetry) vor und nach der Alterung an den Vollschlämmen vorgenommen werden, kann ebenfalls der Einfluss der temperaturbedingten Alterung oder der Bildung von Gashydraten auf die Tröpfchengröße der Emulsion quantifiziert werden.
  • Es wurden die Emulgatorsysteme gemäß den folgenden Begriffsbestimmungen verwendet:
    • – (1) Erfindungsgemäßes System, das zu 70 Gewichts% aus Sorbitanmonooleat und zu 30 Gewichts% aus Dimeren von C16- bis C18-Fettsäuren besteht;
    • – (2) und (2a) NOVA-Systeme der Firma M-I: Novawet®/Novamul®;
    • – (3) System (1) mit 1,275% an Pliolite DF01®;
    • – (4) System (1) mit 3,0%% an Pliolite DF01®;
    • – (5) System Emul HT®/Interdrill FL® der Firma M-I;
    • – (6) System Emul HT®/Interdrill FL®/Interdrill LORM® der Firma M-I;
    • – (7) System Versamul®/Versacoat® der Firma M-I;
    • – (8) System Versamul®/Versawet® der Firma M-I.
  • In den Tabellen 2, 3, 4, 5, 8, 9, 11 und 12 bezeichnet VA die scheinbare Viskosität in Centipoise, VP die plastische Viskosität in Centipoise, YV die Schwellenwert in Pfund pro 100 Quadratfuß, Gel 0/10 die Gelwerte bei 10 sec. und 10 min. in Pfund pro 100 Quadratfuß, Stab. El. die elektrische Stabilität in Volt sowie "Filtrat" das Volumen, welches innerhalb eines Zeitraums von 30 Minuten durchsickert, und zwar bei einer Temperatur, die gleich der Alterungstemperatur ist, und bei einem Druckunterschied von ΔP von 35 Bar.
  • Beispiel 1: Stabilität des Schlämme, die mit verschiedenartigen Basisölen formuliert wurden: Radiagreen BDMF®, Radiagreen DW®, Radiagreen VLV® und HDF 2000®
  • Die Zusammensetzung der Fluide und die Ergebnisse der Prüfungen sind in den folgenden Tabellen aufgeführt.
  • Bei dem Pliolite DF01®, welches als Mittel zur Verringerung des Filtrats zugesetzt wurde, handelt es sich um ein Produkt, das von der Firma Eliokem synthetisiert wurde. Bei Carbo-gel® und VG69® handelt es sich um organophile Tone, die von BHI beziehungsweise von M-I bezogen wurden. Tabelle 1
    Radiagreen BDMF® + System (1) Radiagreen BDMF® + System (2)
    800 mL Öl (696 g) 800 mL Öl (696 g)
    8,87 g Pliolite (1,275%) Reifung 24 Stunden 8,87 g Pliolite (1,275%) Reifung 24 Stunden
    20,88 g System (1) 20,88 g System (1) (14,62 g Novamul + 6,26 g Novawet)
    2,6 g Kalk (1,3%) 2,6 g Kalk (1,3%)
    13 g Carbogel® 13 g Carbogel®
    200 mL Salzlösung (300 g/L) 200 mL Salzlösung (300 g/L)
    Einstellung mit Baryt aus Chaillac auf d = 1,2 Einstellung mit Baryt aus Chaillac auf d = 1,2
    Tabelle 2
    Radiagreen BDMF® + System (1)
    Schlammzustand Gereift (80 °C) Gealtert (120 °C)
    VA (cP) 52 46
    VP (cP) 40 35
    YV (Lb/100 ft2) 24 22
    Gel 0\10 16\19 12\14
    Stab. El. (V) 1095 1269
    Filtrat (Filtration Einige Tropfen 1,4 mL, einphasig
    HP/HT)
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke 1 mm
    Tabelle 3
    Radiagreen BDMF® + System (2)
    Schlammzustand Gereift (80 °C) Gealtert (120 °C)
    VA (cP) 39 43
    VP (cP) 30 35
    YV (Lb/100 ft2) 18 16
    Gel 0\ 10 7\7 6\6
    Stab. El. (V) 1253 1227
    Filtrat 0,2 mL, einphasig 1,8 mL, einphasig
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke < 1 mm
    Tabelle 4
    Radiagreen DW® + System (2a) Radiagreen DW® + System (1)
    (310 mL) Öl (264 g) 800 mL Öl (696 g)
    7,92 g Pliolite (3%) Reifung 24 Stunden 20,4 g Pliolite (3%) Reifung 24 Stunden
    66 mL System (2a): (60 mL Novamul + 6 mL Novawet) 20,4 g System (1)
    8 g Kalk 2,6 g Kalk
    3,2 g VG69® 13 g Carbogel®
    172 mL H2O + 48 g CaCl2, 2 H2O 200 mL Salzlösung (300 g/L)
    Einstellung mit Baryt aus Chaillac auf d = 1,2 Einstellung mit Baryt aus Chaillac auf d = 1,2
    Tabelle 5
    Radiagreen DW® + System (1)
    Schlamm Gereift (80 ° C) Gealtert (120 °C)
    zustand
    VA (cP) 26 27
    VP (cP) 24 26
    YV (Lb/100 ft2) 4 2
    Gel 0\10 4\4 4\4
    Stab. El. (V) 819 953
    Filtrat Einige Tropfen, einphasig 0,2 mL, einphasig
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke < 1 mm
    Tabelle 6
    Radiagreen DW® + System (2)
    Schlammzustand Gereift (80 °C) Gealtert (120 °C)
    VA (cP) 37 31
    VP (cP) 31 25
    YV (Lb/100 ft2) 12 12
    Gel 0\10 7\7 5\5
    Stab. El. (V) 741 464
    Filtrat 0,3 mL, einphasig 0,4 mL, einphasig
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke < 1 mm
    Tabelle 7
    HDF 2000® + System (3) HDF 2000® + System (4)
    800 mL Öl (642 g) 800 mL Öl (642 g)
    8,87 g Pliolite (1,275%) Reifung 24 Stunden 19,26 g Pliolite (3,0%) Reifung 24 Stunden
    19,26 g System (1) 19,26 g System (1)
    2,6 g Kalk (1,3%) 2,6 g Kalk (1,3%)
    11,3 g Carbogel® 11,3 g Carbogel®
    200 mL Salzlösung (300 g/L) 200 mL Salzlösung (300 g/L)
    Einstellung mit Baryt aus Einstellung mit Baryt aus
    Chaillac auf d = 1,2 Chaillac auf d = 1,2
    Tabelle 8
    HDF 2000® + System (3)
    Schlammzustand Gereift (80 °C) Gealtert (120 °C)
    VA (cP) 18 22
    VP (cP) 15 16
    YV (Lb/100 ft2) 6 12
    Gel 0\10 4\4 5\5
    Stab. El. (V) 932 1080
    Filtrat 1,1 mL, einphasig 2,2 mL, einphasig
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke 1 mm
    Tabelle 9
    HDF 2000® + System (4)
    Schlammzustand Gereift (80 °C) Gealtert (120 °C)
    VA (cP) 21 26
    VP (cP) 19 24
    YV (Lb/100 ft2) 4 4
    Gel 0\10 4\4 5\5
    Stab. El. (V) 665 869
    Filtrat 0,8 mL, einphasig 0,4 mL, einphasig
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke < 1 mm
    Tabelle 10
    Radiogreen VLV + System (1)
    800 mL Öl (688 g)
    20,4 g Pliolite (3%) Reifung 24 Stunden
    20, 64 g System (1)
    2,6 g Kalk
    11,3 g Carbogel®
    200 mL Salzlösung (300 g/L)
    Einstellung mit Baryt aus Chaillac auf d = 1,2
    Tabelle 11
    Radiagreen VLV + System OLEON (1)
    Schlammzustand Gereift (80 °C) Gealtert (120 °C)
    VA (cP) 32 36
    VP (cP) 26 33
    YV (Lb/100 ft2) 12 6
    Gel 0\10 6\6 6\6
    Stab. E1. (V) 850 912
    Filtrat 1,2 mL, einphasig 0,6 mL, einphasig
    Kuchen Dicke < 1 mm Dicke < 1 mm
  • Der Vergleich der Ergebnisse, die in den Tabellen 2 und 3 aufgeführt sind, zeigt dass für das Öl Radiagreen BDMF® mit System (1) Ergebnisse erzielt werden, die mindestens gleichwertig oder besser als die des Systems sind. Gleiches zeigen die Tabellen 5 und 6 für das Öl Radiagreen DW®.
  • Wie die Tabellen 9 und 11 zeigen, sind die Leistungen des Systems (1) unabhängig vom verwendeten Basisöl sehr gut.
  • Beispiel 2: Vergleich mit den gewerblich erhältlichen Systemen der Firma M-I
  • Als Emulgatoren wurden die folgenden Stoffe verwendet:
    • – die Systeme Emul HT®/Interdrill FL® (System 5) und Emul HT®/Interdrill FL®/Interdrill LORM® (System 6) der Firma M-I (Schlämme 1 bis 3).
    • – Versamul® allein oder die Systeme Versamul®/Versacoat® (System 7) und Versamul®/Versawet® (System 8) der Firma M-I (Schlämme 4 bis 7).
  • Truflo MVO® und Versatrol® sind Mittel zur Verringerung des Filtrats.
  • Die Schlämme setzen sich folgendermaßen zusammen:
  • Schlamm 1:
    • – 80% Radiagreen BDMF®, 20% Salzlösung
    • – 3% (Emul HT®/Interdrill FL®)/Öl
    • – 0,6% Kalk/Salzlösung
    • – 4% Truflo 100/Salzlösung
  • Schlamm 2:
    • – 80% Radiagreen BDMF®, 20% Salzlösung
    • – 3% (Emul HT®/Interdrill FL®/Interdrill LORM®)/Öl
    • – 0,6% Kalk/Salzlösung
    • – 4% Truflo MVO®/Salzlösung
  • Schlamm 3:
    • – 80% Radiagreen BDMF®, 20% Salzlösung
    • – 3% (Emul HT®/Interdrill FL®)/Öl
    • – 5% Kalk/Salzlösung
    • – 4% Truflo MVO®/Salzlösung
  • Schlamm 4:
    • – 85% Radiagreen BDMF®, 15% Salzlösung
    • – 3% Versamul®/Öl
    • – 5% Kalk/Salzlösung
    • – 36% Versatrol®/Salzlösung
  • Schlamm 5:
    • – 80% Radiagreen BDMF®, 20% Salzlösung
    • – 3% (Versamul®/Versacoat®)/Öl
    • – 0,8% Kalk/Salzlösung
    • – 5% Versatrol®/Salzlösung
  • Schlamm 6:
    • – 80% Radiagreen BDMF®, 20% Salzlösung
    • – 3% (Versamul®/Versacoat®)/Öl
    • – 3% Kalk/Salzlösung
    • – 5% Versatrol®/Salzlösung
  • Schlamm 7:
    • – 60% Radiagreen BDMF®, 40% Salzlösung
    • – 4% Versamul®/Versawet®)/Öl
    • – 6% Kalk/Salzlösung
    • – 2% Versatrol®/Salzlösung
  • Die Ergebnisse der Prüfungen sind in der folgenden Tabelle 12 aufgeführt. Tabelle 12
    Rheologische Eigenschaten Filtrations-eigenschaften
    Vor der Alterung Nach der Alterung bei 120 °C Vor der Alterung Nach der Alterung bei 120 °C
    Schlamm 1 VA: 35 VP: 34 YV: 2 Gel 0/10: 4/5 VA: 26 VP: 25 YV: 2 Gel 0/10: 2/3 8 mL zwei-phasiges Fitrat 15 mL zwei-phasiges Fitrat
    Schlamm 2 VA: 43 VP: 38 YV: 10 Gel 0/10: 8/9 VA: 42 VP: 36 YV: 12 Gel 0/10: 3/4 2,0 mL 2,5 mL zwei-phasiges Fitrat
    Schlamm 3 VA: 33 VP: 29 YV: 8 Gel 0/10: –/– 0,5 mL einphasiges Fitrat
    Schlamm 4 VA: 51 VP: 38 YV: 26 Gel 0/10: 17/25 VA: 45 VP: 43 YV: 22 Gel 0/10: –/– 1,3 mL zwei-phasiges Fitrat 14,6 mL zwei-phasiges Fitrat
    Schlamm 5 VA: 51 VP: 40 YV: 22 Gel 0/10: 12/15 VA: 45 VP: 34 YV: 22 Gel 0/10: 5/7 3,8 mL zwei-phasiges Fitrat 7,0 mL zwei-phasiges Fitrat
    Schlamm 6 VA: 48 VP: 43 YV: 10 Gel 0/10: 4/5 VA: 41 VP: 35 YV: 12 Gel 0/10: –/– 6,8 mL zwei-phasiges Fitrat 19,6 mL zwei-phasiges Fitrat
    Schlamm 7 VA: 92 VP: 80 YV: 24 Gel 0/10: 4/9 Übergang des Schlammes in den Gelzustand Messung nicht sinnvoll Messung nicht sinnvoll
  • Es zeigt sich, dass mit den Systemen (5) und (6) zweiphasige Filtrate erhalten wurden. Und mit den Systemen (7) und (8) wurden zweiphasige Filtrate erhalten oder es kam zu einem Übergang in den Gelzustand.
  • Beispiel 3: DSC-Untersuchung der Vollschlämme
  • Mittels DSC, einem kalorimetrischen Untersuchungsverfahren, wurde gezeigt, dass die Tröpfchengröße des Wassers, welches in dem Vollschlamm enthalten ist, der mit dem Emulgatorsystem der Erfindung hergestellt wurde, durch die Alterung nur wenig beeinflusst wird.
  • Es ist in der Tat sehr schwierig, in einem öligen Schlamm die Größe der Wassertröpfchen zu bestimmen, was hauptsächlich an der großen Mengen an Feststoffen liegt, die in dieser Art von Fluiden enthalten ist. Mit Hilfe der DSC kann eine Vollschlammprobe untersucht werden, ohne sie zu verdünnen. Die Probe wird abgekühlt, bis eine Kristallisation der Wassertröpfchen zu beobachten ist. Je niedriger die beobachtete Kristallisationstemperatur ist, desto kleiner sind die Tröpfchen (Clausse, D., "Research Techniques Utilizing Emulsions". In Encyclopedia of Emulsion Technology, Becher, P., Hrsg. Dekker: New York, 1985; Ausg. 2, Seite 77.)
  • – Untersuchte Formulierungen:
  • Sie sind in der folgenden Tabelle 13 aufgeführt. Tabelle 13
    Aufgabe Gewähltes Produkt Menge
    Basisöl HDF 2000® oder Radiagreen VLV® 800 mL
    Salzlösung 15 Gewichts% an CaCl2 200 mL
    Mittel zur Verringerung des Filtrats Pliolite 3 Gewichts% bezogen auf das Öl
    Mittel zur pH-Einstellung Kalk 1,3 Gewichts% bezogen auf die Salzlösung
    Verdickungsmittel Carbogel® 5 Gewichts% bezogen auf die Salzlösung
    Emulgator System 1 3 Gewichts% bezogen auf das Öl
    Mittel zur Dichteeinstellung Baryt (BaSO4) Menge, die für eine Einstellung auf d = 1,2 erforderlich ist
  • – Schlamm auf Basis von HDF 2000® (siehe 1)
  • Beim Abkühlen ist die Kristallisation der wässrigen Phase zu beobachten. Da es lediglich einen Peak mit Flanken gemäß der Gauß-Verteilung gibt, ist anzunehmen, dass die Emulsion monodispers ist. Darüber hinaus bleibt die Kristallisationstemperatur unabhängig vom Zustand der Formulierung (gereift oder gealtert) nahezu unverändert. Im Anschluss daran ist beim erneuten Erwärmen der Peak des allmählich voranschreitenden Schmelzvorganges zu beobachten. Es kommt hingegen nicht zum einem eutektischen Schmelzvorgang, denn es ist sehr schwierig, eine vollständige Kristallisation der Phase, die in einer Emulsion dispergiert ist, zu erzielen.
  • Unabhängig vom Zustand des Schlammes (gereift oder gealtert) bleibt die Schmelztemperatur unverändert und entspricht in der Tat der theoretischen Schmelztemperatur einer Lösung von 15 Gewichts% CaCl2 in Wasser, nämlich –13 °C. Da ferner der Unterkühlungsgrad (Differenz zwischen der Schmelztemperatur und der Kristallisationstemperatur) für die unterschiedlichen Zustände des Schlamms konstant bei –48 °C liegt, kann geschlussfolgert werden, dass die Teilchengrößenverteilung der Mischung konstant bleibt.
  • – Schlamm auf Basis von Radiagreen VLV® (siehe 2)
  • Bei sämtlichen Mischungen wurde beobachtet, dass die Kristallisation der Ölphase bei einer Temperatur von –34 °C eintritt. Diese Kristallisation erfolgt stets bei derselben Temperatur, die Signale sind genau deckungsgleich. Die Kristallisation der wässrigen Phase tritt ihrerseits bei niedrigeren Temperaturen ein. Wiederum wird nur ein einziger Kristallisationspeak beobachtet. Dies bedeutet, dass die Emulsion tatsächlich monodispers ist. Je stärker der Schlamm allerdings behandelt wurde (Reifung, Alterung), umso höher ist die Temperatur des Kristallisationspeaks. Vor allem bei dem gealterten Schlamm ist die Differenz sichtbar. Auch bei einer Wiederholung der Messungen wurde die gleiche Tendenz festgestellt. Beim erneuten Erwärmen läuft der allmähliche Schmelzvorgang des Öles stets bei derselben Temperatur ab, nämlich bei –23 °C. Lediglich die Peakfläche unterliegt leichten Schwankungen. Dies ist auf die unterschiedlichen Volumina der Proben zurückzuführen. Der Unterkühlungsgrad ist bei den nicht gereiften wie bei den gereiften Fluids gleich stark ausgeprägt, er beträgt nämlich 48 °C. Bei dem gealterten Fluid beträgt der Unterkühlungsgrad 46 °C. Folglich erfährt die Emulsion während der Reifungsphase keinerlei Modifizierungen. Beim Alterungsvorgang wird sie geringfügig modifiziert.
  • – Stabilität des Emulsionen über gewissen Zeitraum hinweg
  • Um die Stabilität der Formulierungen zu prüfen, sind die DSC-Untersuchungen für die beiden Formulierungen (nicht gereift, gereift und gealtert) nach einem Monat erneut durchgeführt worden. Die Formulierungen wurden in Glaskolben bei Raumtemperatur aufbewahrt. Da die Mischungen einen Bodensatz aufwiesen, wurden sie per Hand wieder homogenisiert.
  • Die erhaltenen Thermogramme wiesen das gleiche Profil auf wie diejenigen, die im Vormonat erhalten wurden. Es sind keine Peaks verschwunden oder hinzugekommen. Die Emulsion ist ungebrochen, denn es ist keinerlei Kristallisations- oder Schmelzpeak von freiem Wasser zu beobachten.
  • Die Kristallisationspeaks weisen auch keine Verschiebung auf. Das bedeutet, dass die Tröpfchengröße unverändert geblieben ist. Die Emulsionen haben nach wie vor dieselbe Teilchengrößenverteilung.
  • Die Schmelzpeaks haben sich ebenfalls nicht verlagert. Daraus lässt sich ableiten, dass sich die Salzkonzent ration in der Salzlösung nicht verändert hat und dass es somit nicht zu einer Verdunstung gekommen ist.
  • Die beiden Formulierungen sind über einen gewissen Zeitraum hinweg stabil und behalten dieselbe Teilchengrößenverteilung.
  • Beispiel 4: Untersuchung der Hydratbildung in den Schlämmen HDF 2000® und Radiagreen VLV®
  • Die folgenden Schlämme sind untersucht worden:
    • – HDF 2000®/System (1)
    • – Radiagreen VLV®/System (1)
    • – HDF 2000®/System (8).
  • Der Schlamm HDF 2000®/System (8) setzt sich folgendermaßen zusammen:
    – 471 g an HDF 2000®
    – 6 g an Versatrol®
    – 18 g an Versamul® )
    ( System (8)
    – 2,94 g an Versawet® )
    – 20 g an Kalk
    – 15 g an VG69 (organophiler Ton)
    – 322,55 g an Salzlösung (15 Gewichts% an CaCl2)
    – 260,3 g an CaCO3 Mikhart 10®.
  • In jüngerer Zeit ist gezeigt worden, dass die DSC (Differential Scanning Calorimetry) vorteilhafterweise dazu eingesetzt werden kann, die Bildung von Gashydraten in Bohrfluids zu untersuchen (Dalmazzone, D., Dalmazzone, C. und Herzhaft, B., DSC: "A New Technique to Characterize Hydrate Formation in Drilling Muds", SPE Journal, Juni 2002, 196–202).
  • Bei dem Gerät, das für diesen Teil der Untersuchung eingesetzt wurde, handelt es sich um das Modell DSC111 SETARAM, welches mit Drücken von bis zu 100 Bar betrieben werden kann. Zunächst wird der Schlamm einer schnellen Abkühlung unterzogen, mit 10 °C/min., bis die Temperatur den Isothermenwert erreicht hat (–60 °C, –40 °C oder –30 °C). Auf die Abkühlung folgt ein isothermer Abschnitt von variabler Dauer und dann ein langsames erneutes Erwärmen, mit 1 °C/min., bis auf 10 °C. Die isothermen Abschnitte weisen Zeitdauern von 0 min., 10 min., 30 min., 1 Std., 2 Std. und 4 Std. auf.
  • Während der gesamten Versuchsdauer stehen die Proben unter einem Methandruck von 100 Bar.
  • Unabhängig vom Basisöl (HDF 2000® oder Radiagreen VLV®) erweist sich der Schlamm, welcher mit Hilfe des Emulgatorsystems (1) formuliert wurde, als stabil, und zwar sogar nach einigen thermischen Zyklen aus Abkühlung -isothermem Abschnitt bei 60 °C – Erwärmen. Wenn die Emulsion gebrochen wäre, müsste nämlich die Kristallisation der wässrigen Phase sowie deren Schmelzen (bei Atmosphärendruck in der Nähe von –13 °C) zu beobachten sein.
  • Im Gegensatz dazu ist der Schlamm HDF 2000®/System (8) unter ähnlichen Bedingungen nach einem einzigen Zyklus aus Bildung – Zerfall von Methanhydrat bei –40 °C stark destabilisiert worden.
  • – Berechnung der Hydratmengen
  • Es wurde von den folgenden Hypothesen ausgegangen:
    • – Die Dissoziationsenthalpie von Methanhydrat beträgt nach allgemeiner Auffassung 430 J/g.
    • – Es wird davon ausgegangen, dass sie unabhängig von der Temperatur ist.
    • – Die am häufigsten angenommene Stöchiometrie ist CH4 + 6,15 H2O, woraus sich eine Molekülmasse von 126,7 ergibt.
  • Auf diese Weise werden die folgenden Werte erhalten:
    Schlamm HDF 2000®/System (1): 36,06/430 = 0,0839 g an Hydrat, entsprechend 661,88 μmol, entsprechend 10,59 mg an CH4 pro g an Schlamm.
    Schlamm Radiagreen VLV®/System (1): 20,54/430 = 0,0478 g an Hydrat, entsprechend 377,01 μmol, entsprechend 6,03 mg an CH4 pro g an Schlamm.
    Schlamm HDF 2000®/System (8): 38,67/430 = 0,0899 g an Hydrat, entsprechend 709,79 μmol, entsprechend 11,36 mg an CH4 pro g an Schlamm. (+ eutektischer Peak)
  • Somit ist unter diesen Bedingungen die Fläche der Hydratdissoziationspeaks, die für die Formulierungen auf Basis von Radiagreen VLV®/System (1) erhalten wurden, geringer als bei den Formulierungen auf Basis von HDF 2000/System (1), wobei diese wiederum eine Fläche aufweisen, die geringer ist als diejenige, die mit dem Schlamm HDF 2000 / System (8) erhalten wurde. Die Menge an Hydraten, die gebildet wurden, ist somit in einer Formulierung auf Basis von Radiagreen VLV®/System (1) am geringsten. – Fläche des Hydratdissoziationspeaks in Abhängigkeit von der Dauer des isothermen Abschnitts Tabelle 13
    – 30°C 100 bar
    Dauer des isothermen Abschnitts Peakfläche
    HDF 2000 VLV
    0 min. 10 min. 222,13 J/g 254,00 J/g 126,53 J/g 241,34 J/g
    30 min. 296,54 J/g 245,32 J/g
    60 min. 291,20 J/g 170,52 J/g
    120 min. 293,08 J/g 190,49 J/g
  • Die Flächen der Peaks sind in Joule pro Gramm Wasser angegeben. Dies bestätigt, dass die Menge an Hydraten, die gebildet wurden, wiederum in den Formulierungen auf Basis von Radiagreen VLV® geringer ist.
  • Sämtliche der dargestellten Ergebnisse stehen in vollem Einklang mit den Messungen zur Löslichkeit von Methan, die in verschiedenartigen Basisölen vorgenommen wurden und in der Veröffentlichung SPE 77475, die im Oktober 2002 auf dem SPE Annual Fall Meeting "Interactions Between Drilling Fluid and Reservoir Fluid" von N.
  • Bureau et al. vorgestellt wurde, beschrieben sind. Somit ist die Löslichkeit des Methans bei gleicher Kohlenwasserstoffkettenlänge in pflanzlichen Ölen geringer als in Mineralölen. Die Formulierungen, die im vorliegenden Schriftstück beschrieben sind, weisen einen doppelten Nutzwert auf: in Formulierungen auf Basis von Pflanzenöl ist nicht nur die Menge an Hydraten, die gebildet werden, geringer, sondern die Verwendung eines Emulgatorsystems gemäß der Beschreibung in der Erfindung ermöglicht es zudem, eine Emulsion herzustellen, die über eine sehr breite Spanne von Temperaturen sehr stabil ist.
  • Beispiel 5: Toxizität und biologische Abbaubarkeit des erfindungsgemäßen Systems ("Water Hazard Classes" "WGK")
  • Die Einstufung "WGK" erfolgt gemäß der Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe (VwVwS) vom 17. Mai 1999. Gemäß Anhang 4 der neuen VwVwS-Bestimmungen erfolgt die WGK-Einstufung einer Mischung anhand der WGK-Einstufungen der einzelnen Bestandteile der Mischung oder auf der Grundlage der Ergebnisse umweltto xikologischer Prüfungen, denen die Mischung unterzogen wird.
  • Es wurden die Bestandteile A und B des erfindungsgemäß verwendeten Systems (1) den Prüfungen unterzogen.
    • 1) Akute orale Toxizität bei der Ratte nach OECD 401: die letale Dosis LD 50 beträgt 15.900 mg/L
    • 2) WGK = 1.
    • 3) Akute Toxizität nach OECD 203: – LC50 (24 Std.): keine akute Toxizität – LC50 (48 Std.): keine akute Toxizität – LC50 (72 Std.): keine akute Toxizität – LC50 (96 Std.): keine akute Toxizität
    • 4) Biologischer Abbau nach OECD 301 D (28 Tage): biologisch leicht abbaubar – 83,3%.

Claims (13)

  1. Bohrlochfluid auf Ölbasis, dadurch gekennzeichnet, dass es ein emulgierendes System aufweist, selbst umfassend: – mindestens einen Bestandteil A, der unter den Estern ausgewählt wird, gebildet von mindestens einer linearen oder verzweigten Monocarboxylsäure, die 8 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, und von mindestens einem linearen oder verzweigten Alkohol, der 2 bis 200 Kohlenstoffatome enthält; – und mindestens einen Bestandteil B, der in mindestens einem nicht ionischen co-spannungsaktiven Wirkstoff besteht, der unter den polymerisierten ungesättigten Monocarboxylfettsäuren ausgewählt wird.
  2. Fluid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil A zwischen mindestens einer linearen oder verzweigten Monocarboxylsäure, die 14 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, und mindestens einem linearen oder verzweigten Alkohol, der 6 bis 30 Kohlenstoffatome enthält, gebildet ist.
  3. Fluid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das HLB (Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht) des Bestandteils A zwischen 2 und 12 beträgt.
  4. Fluid nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil B mindestens eine dimerisierte ungesättigte Monocarboxylfettsäure mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und/oder mindestens eine trimerisierte ungesättigte Monocarboxylfettsäure mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen umfasst.
  5. Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil A Sorbitanmonooleat ist, und dass der Bestandteil B ein Dimer von bei C16-C18 mono-ungesättigten Fettsäuren ist.
  6. Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das emulgierende System 10 bis 95 Gew.-% eines Bestandteils A und 5 bis 90 Gew.-% eines Bestandteils B umfasst.
  7. Fluid nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das emulgierende System 30 bis 90 Gew.-% eines Bestandteils A und 10 bis 70 Gew.-% eines Bestandteils B umfasst.
  8. Fluid nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das emulgierende System 50 bis 80 Gew.-% eines Bestandteils A und 20 bis 50 Gew.-% eines Bestandteils B umfasst.
  9. Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl, das die kontinuierliche Phase bildet, unter den Gasölen, den Rohölen, den Benzinen, den Kerosinen, den Ölestern aus natürlicher, pflanzlicher oder tierischer Quelle, und den Kohlenwasserstofffraktionen von geringer Toxizität, die Olefine oder n-Alkane umfassen, ausgewählt wird.
  10. Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an Basisöl zwischen 10 und 95 Vol.-% bei einer Menge der wässerigen Phase zwischen 5 und 90 Vol.-% beträgt.
  11. Fluid nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wässerige Phase weiches Wasser, Salzwasser, bestehend in Meerwasser oder Salzlösung, ist.
  12. Fluid nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner 5 bis 25 Gew.-% Kalk, 5 bis 15 Gew.-% organophil behandelten Ton und mindestens einen Beschwerungsmittel, der unter Baryumsulfat, Calciumcarbonat und den Eisenoxiden ausgewählt wird, in einer ausreichenden Menge umfasst, um eine Dichte bis zu ungefähr 2,4 sowie eine Filtratreduktionsmenge bis zu ungefähr 10 Gew.-% zu erreichen.
  13. Verwendung eines Bohrlochfluids nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Bohren, Komplettieren oder Workover eines Schachtes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113845289B (zh) * 2020-06-26 2023-05-09 四川伟晟环境保护有限公司 油气田钻屑和污泥的综合利用方法
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2793188A (en) * 1954-10-18 1957-05-21 Swift & Co External oil phase drilling fluid emulsions
CA1023239A (en) * 1973-05-01 1977-12-27 Leroy L. Carney Water-in-oil emulsions and emulsifiers for preparing the same
FR2809743B1 (fr) * 2000-06-06 2006-08-18 Inst Francais Du Petrole Fluide de puits a base d'huile comprenant un systeme emulsifiant stable en temperature et non polluant
US6828279B2 (en) * 2001-08-10 2004-12-07 M-I Llc Biodegradable surfactant for invert emulsion drilling fluid

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