ES2632056T3 - Composición que comprende un compuesto de amina alcoxilado y un compuesto de ácido carboxílico, su uso en emulsiones de agua en aceite y proceso de uso de la composición como fluido de perforación o como parte de un fluido de perforación - Google Patents
Composición que comprende un compuesto de amina alcoxilado y un compuesto de ácido carboxílico, su uso en emulsiones de agua en aceite y proceso de uso de la composición como fluido de perforación o como parte de un fluido de perforación Download PDFInfo
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Abstract
Una composición que comprende (A) uno o más compuestos de aminas primarias alcoxiladas, secundarias alcoxiladas o terciarias alcoxiladas, (B) uno o más compuestos de ácido carboxílico seleccionados entre uno o más miembros del grupo de los ácidos carboxílicos de polialquilenglicol éter de un monoalcohol y ácidos carboxílicos de polialquilenglicol éter de un poliol, (C) un aceite que es líquido al menos a 25 ºC, y (F) agua, en la que la composición comprende además sales disueltas en el agua (F) a una concentración superior al 1 % en peso y la composición es una emulsión de agua en aceite en la que el aceite (C) forma la fase continua y el agua (F) forma la fase dispersa.
Description
Composición que comprende un compuesto de amina alcoxilado y un compuesto de ácido carboxílico, su uso en emulsiones de agua en aceite y proceso de uso de la composición como fluido de perforación o como parte de un 5 fluido de perforación
La presente invención se refiere a una composición que contiene compuestos de amina y de ácido carboxílico en forma de aceite en el sistema emulsionante de agua, el uso de los mismos en fluidos de perforación a base de aceite y un proceso que utiliza los fluidos de perforación.
10
Un fluido de perforación, también denominado lodo de perforación, es un fluido que se bombea a través de un pozo perforado mientras se lleva a cabo la perforación con el fin de facilitar el proceso de perforación. Las diversas 15 funciones de un fluido de perforación incluyen la eliminación de material perforado por debajo de la cabeza de perforación, el transporte del material perforado (recortes) fuera del orificio, el enfriamiento y la lubricación de la broca de perforación, el apoyo a la tubería de perforación y la broca de perforación, la estabilización de las paredes de pozo de perforación, la suspensión de los recortes cuando se detiene la circulación, el suministro de una columna de líquido para regular la presión hidrostática en la superficie y la prevención de un "reventón". Las composiciones
20 de fluidos de perforación a menudo se adaptan a las propiedades de una formación geológica dada con el fin de optimizar un proceso de perforación. Los fluidos de perforación normalmente son sistemas densos capaces de fluir con una base de agua o aceite. Los fluidos de perforación a base de aceite se utilizan por ejemplo en aplicaciones de perforación mar adentro y para la perforación a través de capas y/o acuíferos sensibles al agua.
25 Los fluidos de perforación a base de aceite generalmente se dividen en fluidos de perforación de emulsión invertibles
o fluidos de perforación no invertibles convencionales. Ambos comprenden un sistema de tres fases: una fase oleosa continua, una fase dispersa en agua y los sólidos finamente particulados. Estas composiciones son del tipo de emulsión de agua en aceite. Esto significa que la fase acuosa, que constituye la fase interna, está finamente distribuida en la fase oleosa y la fase oleosa forma la fase externa.
30 Los fluidos de perforación a base de aceite contienen un aceite de base, que forma la fase externa, una solución acuosa que contiene una sal como fase interna, y un emulsionante o sistema emulsionante, que actúa en la superficie límite entre las fases interna y externa. Otros aditivos se utilizan para estabilizar y ajustar las características funcionales.
35 La ventaja de los fluidos de perforación a base de aceite se encuentra en sus excelentes propiedades lubricantes. Estas propiedades lubricantes permiten llevar a cabo una perforación con un considerable desplazamiento vertical, por ejemplo, como es típico en operaciones de perforación en alta mar o aguas profundas. En pozos horizontales y casi horizontales, el tubo de perforación se encuentra en el lado inferior del pozo de perforación, lo que resulta en
40 pares de torsión altos cuando se perfora y cuando se extrae la tubería de perforación. En estas condiciones, el riesgo de atascamiento de la tubería es mayor cuando se utilizan fluidos de perforación a base de agua. En contraste, los fluidos de perforación a base de aceite forman tortas de filtración planas y delgadas en las paredes del pozo perforado y también tienen mejores características que los fluidos de perforación a base de agua con respecto a la hinchazón de tizas que suelen estar presentes en la roca de formación.
45 Además de sus propiedades lubricantes, características funcionales importantes de los fluidos de perforación a base de aceite también incluyen viscosidad, densidad y control del filtrado. El control del filtrado es particularmente importante en formaciones permeables no consolidadas. En tales condiciones, bajo la presión hidrostática del material perforado forma una capa semipermeable impermeable a los fluidos (por ejemplo en forma de una torta de
50 filtro) en las paredes del pozo perforado, reduciendo así la pérdida de fluido, estabilizando la presión de la formación y reduciendo el riesgo de que las paredes del pozo perforado se colapsen.
Cuando se usan emulsionantes convencionales, puede ser necesario el uso de disolventes y otros aditivos de superficie activa con el fin de penetrar en la torta de filtro y alterar la humectabilidad de las partículas de la torta de 55 filtro. Los sólidos humedecidos en agua son esenciales para un lavado con ácido posterior, para disolver o dispersar las partículas de la torta de filtro, por ejemplo.
Los emulsionantes a base de amina para los fluidos de perforación de emulsión inversa que se pueden convertir a partir de una emulsión de aceite en agua en una emulsión de agua en aceite se describen en el documento WO 60 98/05733.
El documento de Estados Unidos 3.125.517 desvela fluidos de perforación a base de una emulsión de agua en aceite que comprende agua, un aceite y un sistema emulsionante basado en dos componentes que son (a) un ácido graso monocarboxílico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y (b) aminas etoxiladas.
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2
Otro uso del sistema emulsionante según la presente invención es la mejora de las propiedades de fluidez en frío de aceites crudos pesados y crudos súper pesados. Los crudos pesados se definen como cualquier licuado del petróleo con una densidad API de menos de 20°. El aceite superpesado se define con una gravedad API por debajo de 10,0 °API. En este uso el aceite crudo pesado o superpesado se convierte en el aceite (C) o la fase oleosa de la
5 composición según la invención. El API se mide de acuerdo con la norma ASTM D287.
Sección experimental
Se prepararon diversas composiciones usando los siguientes componentes.
10 Solución de CaCl2 al 25 % MISwaco, Houston Sulfato de bario M-I Bar, MISwaco, Houston Cal Austin White Lime Company, Austin Aceite mineral Gravex 915, Shell Agente humectante FM WA II, Fluid Management Ltd. Houston Agente espesante polimérico HRP, MI Swaco, Houston Cuarzo Milwhite Inc. Arcilla FM VIS LS, Fluids Management, Houston
Ejemplo 1
Se preparó un fluido de perforación a base de diésel a temperatura ambiente a partir de los componentes
15 enumerados a continuación, combinado en el orden descrito, habiendo sido homogeneizado de antemano usando un mezclador suspendido Hamilton Beach a plena potencia durante unos 40 minutos y se homogeneizaron dentro de 5 minutos después en un mezclador Silverson L4RT a 3500 rpm. La mezcla se evaluó visualmente teniendo en cuenta la precipitación de las fases orgánicas, acuosas e inorgánicas.
- Producto
- Unidad 1,1 1,2 1,3 1,4
- Diésel
- % en peso 28,0 28,0 28,0 28,0
- Arcilla
- % en peso 1,0 1,0 1,0 1,0
- Agente espesante polimérico
- % en peso 0,2 0,2 0,2 0,2
- Cal
- % en peso 0,7 0,7 0,7 0,7
- Emulsionante 1: Oxo-C13-alcohol glicol (3EO)-éter (MARLIPAL® 013/30)
- % en peso 1,8 - - -
- Emulsionante 2: Mezcla de amina-C18-glicol (2 OE)-éter/alcohol C1214-glicol-(3EO)-ácido carboxílico-éter (Marlain OL2/Marlowet 4541)
- % en peso - 1,8 - -
- Emulsionante 3: Amina-C18-glicol (2 OE)-éter (MARLAZIN OL 2)
- % en peso - - 1,8 -
- Emulsionante 4: C1214-glicol (3EO) ácido carboxílico-éter (Marlowet 4541)
- % en peso - - - 1,8
- Agente humectante
- % en peso 0,003 0,003 0,003 0,003
- Solución de CaCl2 al 25 %
- % en peso 18,3 18,3 18,3 18,3
- Sulfato de bario
- % en peso 45,0 45,0 45,0 45,0
- Cuarzo
- % en peso 5,0 5,0 5,0 5,0
- Estabilidad
- Horas <2/<1 > 16 / > 16 <1/<1 <4/<2
- Temperatura
- °C 20/70 20/70 20/70 20/70
- (Unidad de monómero de óxido de etileno EO =, PO = unidad de monómero de óxido de propileno)
20 El Ejemplo 1 muestra que la selección de un sistema emulsionante que consiste en amina-C18-glicol (2 OE)éter/alcohol C1214-glicol (3EO) de ácido carboxílico-éter permite mantener la estabilidad durante > 16 horas tanto a temperatura ambiente como a 70 ºC.
25 Esto no podría lograrse usando los componentes individuales descritos como Emulsionante 3 y Emulsionante 4, ni tampoco con el Emulsionante 1.
Ejemplo 2
30 Se preparó un fluido de perforación a base de éster metílico de colza como en el ejemplo 1. La selección de un sistema emulsionante que consiste en amina-C18-glicol (2 OE)-éter/alcohol requiere C1214-glicol (5EO) ácido
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