JP2896200B2 - New drilling fluid - Google Patents

New drilling fluid

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JP2896200B2
JP2896200B2 JP15501590A JP15501590A JP2896200B2 JP 2896200 B2 JP2896200 B2 JP 2896200B2 JP 15501590 A JP15501590 A JP 15501590A JP 15501590 A JP15501590 A JP 15501590A JP 2896200 B2 JP2896200 B2 JP 2896200B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エステル油をベースとする新規な掘削用流
動体、特に、高い生態学的適合性、良好な安定性および
性能特性を有するエステル油をベースとするインバート
掘削用流動体に関する。新規な掘削用流動体の1つの重
要な用途は、原油および/またはガス源の開発のための
沖合掘削である。この点に関する本発明の特別な目的
は、高い生態学的適合性を有する技術的に有用な掘削用
流動体を提供することにある。新規な掘削用流動体の使
用は、限定されるものではないが、沖合地域において特
に重要である。新規な掘削流動体は、地熱用掘削、水用
掘削、地球化学用掘削および鉱物用掘削などを包含する
陸地掘削においても使用してよい。この場合、本発明に
したがって選択されたエステル系掘削用流動体は、生態
毒問題をかなりの程度まで基本的に解消している。
The present invention relates to novel drilling fluids based on ester oils, in particular esters having high ecological compatibility, good stability and performance characteristics Oil based invert drilling fluids. One important application of the novel drilling fluid is in offshore drilling for the development of crude and / or gas sources. A particular object of the present invention in this regard is to provide a technically useful drilling fluid with high ecological compatibility. The use of new drilling fluids is particularly important, but not limited to, in offshore areas. The novel drilling fluid may also be used in land drilling, including geothermal drilling, water drilling, geochemical drilling and mineral drilling. In this case, the ester-based drilling fluid selected according to the invention essentially eliminates the ecotoxicological problem to a considerable extent.

[発明の背景] 岩に穴をあけ、岩を切断する液状掘削用流動体は、僅
かに濃厚にされた水系または油系流動体システムであ
る。油系システムは、特に沖合掘削においてまたは水感
応性層の貫通において実際に使用される機会が多くなっ
ている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Liquid drilling fluids for drilling and cutting rocks are slightly enriched water-based or oil-based fluid systems. Oil-based systems are increasingly being used in practice, especially in offshore drilling or in penetrating water-sensitive layers.

油系掘削用流動体は、一般に、三相システム、即ち、
油、水および微分散固形物から成るいわゆるインバート
エマルジョン泥の形態で一般に使用される。このエマル
ジョンは水/油エマルジョンである、即ち、水相が連続
油相において微分散物として存在する。全体としてシス
テムを安定化し、好ましい性能特性を確定するための、
乳化剤、乳化剤システム、増量剤、流動損失添加剤、ア
ルカリリザーブ、粘度調節剤などを包含する広い範囲の
添加剤が存在する。詳細な事項は、例えば、ジャーナル
・オブ・ペトロリアム・テクノロジー(Journal of Pet
roleum Technology)、1985年、137-142頁におけるボイ
ド(P.A.Boyd)らによる「ニュー・ベース・オイル・ユ
ーズド・イン・ロートキシシティ・オイル・マッズ(Ne
w Base Oil Used in Low-Toxicity Oil Muds)」なる論
文、およびジャーナル・オブ・ペトロリアム・テクノロ
ジー、1984年、975-981頁におけるベネット(R.B.Benne
t)による「ニュー・ドリリング・フルイド・テクノロ
ジー−ミネラル・オイル・マッド(New Drilling Fluid
Technology-Mineral Oil Mud)」なる論文、およびそ
こに引用された文献に記載されている。
Oil-based drilling fluids generally have a three-phase system, ie,
It is commonly used in the form of a so-called inverted emulsion mud consisting of oil, water and finely dispersed solids. This emulsion is a water / oil emulsion, ie, the aqueous phase is present as a fine dispersion in the continuous oil phase. To stabilize the system as a whole and to determine favorable performance characteristics,
There is a wide range of additives, including emulsifiers, emulsifier systems, extenders, flow loss additives, alkali reserves, viscosity modifiers, and the like. For details, see, for example, Journal of Petroleum Technology.
Roleum Technology), 1985, pp. 137-142, by PABoyd et al., "New Base Oil Used in Rotoxicity Oil Mads (Ne
w Base Oil Used in Low-Toxicity Oil Muds) and Bennett (RBBBenne) in the Journal of Petroleum Technology, 1984, pp. 975-981.
t) “New Drilling Fluid Technology-Mineral Oil Mud”
Technology-Mineral Oil Mud) ”and the references cited therein.

油系掘削用流動体は、初期には、芳香族成分を含有す
るディーゼル油画分からできていた。次いで、無毒化の
ためおよび生態学的問題を解消するために、連続油相と
して、芳香族化合物を実質的に含まない炭化水素画分、
「非汚染油」として現在知られているものを使用するこ
とが提案された(前記文献を参照のこと)。このように
芳香族化合物を使用しないことによって幾つかの利点は
達成されたが、この種の掘削用流動体によって生じる環
境的問題を更に減少することが緊急に必要である。この
ことは、原油およびガス源の開発のために沖合井を掘る
ことにおいて特にあてはまる。海洋生態系は毒性物質お
よび容易に分解しない物質の導入に対して特に感応性で
あるからである。
Oil based drilling fluids were initially made of a diesel oil fraction containing aromatic components. Then, for detoxification and to eliminate ecological problems, as a continuous oil phase, a hydrocarbon fraction substantially free of aromatic compounds,
It has been proposed to use what is presently known as "non-polluting oil" (see supra). Although some advantages have been achieved by not using aromatic compounds in this way, there is an urgent need to further reduce the environmental problems created by such drilling fluids. This is especially true in drilling offshore wells for the development of oil and gas sources. Marine ecosystems are particularly sensitive to the introduction of toxic and non-degradable substances.

関連技術は、これら問題を解決するためにエステル系
油相の重要性を認識していた。アメリカ合衆国特許第4,
374,737号および第4,481,121号は、非汚染油を使用する
油系掘削用流動体を記載している。非芳香族の鉱油画分
およびピーナッツ油、大豆油、アマニ油、コーン油、稲
油などの植物油、および鯨油などの動物油さえ、非汚染
油として記載されている。ここで挙げられている植物お
よび動物由来のエステル油全ては、環境的に安全である
と知られており、脱芳香族化されていたとしても炭化水
素画分よりも顕著に生態学的に優れている天然の脂肪酸
のトリグリセリドである。
Related art has recognized the importance of ester-based oil phases to solve these problems. United States Patent 4,
Nos. 374,737 and 4,481,121 describe oil-based drilling fluids that use non-polluting oils. Non-aromatic mineral oil fractions and vegetable oils such as peanut oil, soybean oil, linseed oil, corn oil, rice oil, and even animal oils such as whale oil are described as non-polluting oils. All of the plant and animal derived ester oils listed here are known to be environmentally safe and, even if dearomatized, are significantly ecologically superior to the hydrocarbon fraction. It is a natural fatty acid triglyceride.

しかし、前記アメリカ合衆国特許における実施例は、
インバート掘削用泥におけるそのような天然エステル油
の使用を記載していない。全体にわたって、鉱油画分が
連続油相として使用されている。
However, the example in the aforementioned US patent is:
It does not describe the use of such natural ester oils in invert drilling mud. Throughout, the mineral oil fraction is used as the continuous oil phase.

本発明の基礎となる研究によれば、従来技術において
検討された、植物および/または動物由来の容易に分解
する油の使用は実際的理由から可能ではない。そのよう
な油相のレオロジー的性質は、一方で0〜5℃、他方で
250℃およびそれ以上までの広い温度範囲において制御
できない。
According to the research underlying the present invention, the use of readily degradable oils of plant and / or animal origin, discussed in the prior art, is not possible for practical reasons. The rheological properties of such oil phases are, on the one hand, 0-5 ° C., on the other hand
Uncontrollable over a wide temperature range up to 250 ° C and above.

アメリカ合衆国特許第4,481,121号は、一般的記載部
分においてトリグリセリドだけを挙げるだけではなく、
高純度トール油脂肪酸の精製イソオクチル−モノアルコ
ールエステルである、ジ・アリゾナ・ケミカル・カンパ
ニー(ウェイン、ニュージャージー在)の市販製品「ア
リゾナ208」をも挙げている。ここにおいて初めて挙げ
られた一官能性アルコールと一官能性カルボン酸のエス
テルは、天然のトリグリセリドおよび/または脱芳香族
化炭化水素画分の同等物として記載されている。
U.S. Pat.No. 4,481,121 does not only mention triglycerides in the general description,
Mention is also made of the commercial product "Arizona 208" from Di Arizona Chemical Company, Wayne, NJ, which is a purified isooctyl-monoalcohol ester of high purity tall oil fatty acids. The esters of monofunctional alcohols and monofunctional carboxylic acids mentioned here for the first time are described as equivalents of natural triglycerides and / or dearomatized hydrocarbon fractions.

該アメリカ合衆国特許には、一官能性成分のそのよう
なエステルの使用に関して実施可能な実施例を含んでい
ない。
The U.S. patent does not include a workable example for the use of such an ester of a monofunctional component.

本発明は、従来既知の油系掘削用流動体の最高のもの
に貯蔵時および使用時挙動において相当するが、増加さ
れた環境的適合性の付加的な利点を有する、エステル油
をベースとする油系インバート掘削用流動体を製造する
ことが実際に可能であるという発見に基づくものであ
る。この点に関して2つの重要な発見が、本発明におい
て優勢である。
The present invention is based on ester oils, which corresponds in storage and in use behavior to the best of the oil-based drilling fluids known hitherto, but with the added advantage of increased environmental compatibility. It is based on the discovery that it is indeed possible to produce oil-based invert drilling fluids. In this regard, two important findings predominate in the present invention.

第1の重要な発見において、天然油の形態で存在する
トリグリセリドは、鉱油無含有の油系インバート掘削用
流動体の製造に適していないが、これら油脂から誘導さ
れた一官能性カルボン酸と一官能性アルコールのエステ
ルは、そのような掘削用流動体の製造に適している。第
2の重要な発見は、この種のエステル油が、炭化水素に
純粋に基づく従来使用されていた鉱油画分と同様の使用
時挙動を実際に示さないということである。現実用途に
おいて、一官能性成分のエステル油は部分的加水分解を
行い、遊離脂肪酸を形成する。これら遊離脂肪酸は、掘
削用流動体に常に存在するアルカリ成分と、例えば、腐
食を防止するために使用されるアルカリリザーブと反応
して、対応塩を形成する。天然油脂に共通に見られる約
C24までの鎖長を有する酸、特に約C16〜C22の範囲のか
なり長鎖の酸と高度に親水性の塩基との塩は、油/水エ
マルジョンの形成および安定化につながるかなり高いHL
B価を有する化合物であると知られている。これは、洗
浄剤および清浄剤の分野においてかなりの程度で使用さ
れている。しかし、好ましくなく大量のそのような油/
水乳化剤システムの形成は、本発明が課題とする問題を
解決するために必要な水/油エマルジョンを妨げ、した
がって問題になる。以下に記載されるような本発明の教
示は、エステル油をベースとするインバート掘削用流動
体が、システムに固有であるこれら困難に関係なく、実
際に有効に使用され得ることを示す。
In a first important discovery, triglycerides present in the form of natural oils are not suitable for the production of mineral-free oil-based invert drilling fluids, but are not compatible with monofunctional carboxylic acids derived from these oils and fats. Esters of functional alcohols are suitable for producing such drilling fluids. A second important finding is that ester oils of this kind do not actually exhibit the same in-use behavior as previously used mineral oil fractions based purely on hydrocarbons. In practical applications, the ester oil of the monofunctional component undergoes partial hydrolysis to form free fatty acids. These free fatty acids react with the alkaline components always present in the drilling fluid, for example with the alkaline reserve used to prevent corrosion, to form the corresponding salts. About common in natural fats and oils
C acids having a chain length of up to 24, in particular salts with highly hydrophilic bases and acids substantial long chain ranging from about C 16 -C 22 is significantly higher leading to the formation and stabilization of oil / water emulsion HL
It is known that the compound has a B value. It is used to a considerable extent in the field of cleaning and cleaning agents. However, undesirably large amounts of such oils /
The formation of a water emulsifier system hinders the water / oil emulsion needed to solve the problem addressed by the present invention and is therefore problematic. The teachings of the present invention, as described below, show that invert drilling fluids based on ester oil can be used effectively in spite of these difficulties inherent in the system.

[発明の開示] 従って、第1の要旨において、本発明は、2〜12個、
特に4〜12個の炭素原子を有する一官能性アルコールと
12〜16個の炭素原子を有する脂肪族飽和モノカルボン酸
とまたは該モノカルボン酸と多くとも等量の他のモノカ
ルボン酸との混合物との、0〜5℃の温度において流動
性でありかつポンプ輸送可能であるエステルを含んでな
る、インバート掘削用泥における油相であって、 該泥は、原油およびガス源の環境的に安全な沖合開発
に適しており、連続油相中に分散水相を乳化剤、増量
剤、流動損失添加剤および、要すれば、他の標準添加剤
とともに含有する油相。に関する。
[Disclosure of the Invention] Accordingly, in the first gist, the present invention provides 2 to 12,
Especially monofunctional alcohols having 4 to 12 carbon atoms
Fluid with an aliphatic saturated monocarboxylic acid having 12 to 16 carbon atoms or a mixture of said monocarboxylic acid and at most equal amounts of other monocarboxylic acids at a temperature of 0 to 5 ° C. and An oil phase in an invert drilling mud comprising an ester that is pumpable, wherein the mud is suitable for environmentally safe offshore development of crude oil and gas sources, and comprises water dispersed in a continuous oil phase. An oil phase containing a phase with emulsifiers, extenders, flow loss additives and, optionally, other standard additives. About.

他の要旨において、本発明は、原油およびガス源の沖
合開発に適しており、エステル油をベースとする連続油
相において、分散水相を、乳化剤、粘度調節剤、増量
剤、流動損失添加剤および、要すれば、他の標準添加剤
とともに含有する鉱油無含有インバート掘削用流動体で
あって、 油相が、2〜12個の炭素原子を有する一官能性アルコ
ールと12〜16個の炭素原子を有する脂肪族飽和モノカル
ボン酸とのエステルを含んでなり、油相のエステルが0
〜5℃で50mPa.s以下のブルックフィールド(RVT)粘度
を有する掘削用流動体に関する。本発明の好ましい態様
によれば、連続油相のエステル油が0〜5℃の温度で50
mPa.s以下のブルックフィールド(RVT)粘度を有する。
In another aspect, the present invention is suitable for offshore development of crude oil and gas sources, wherein in a continuous oil phase based on an ester oil, the dispersed aqueous phase is emulsifier, viscosity modifier, extender, flow loss additive. And, optionally, a mineral oil-free invert drilling fluid containing other standard additives, wherein the oil phase comprises a monofunctional alcohol having 2 to 12 carbon atoms and 12 to 16 carbon atoms. An ester with an aliphatic saturated monocarboxylic acid having an atom, wherein the ester in the oil phase is 0%.
Drilling fluid having a Brookfield (RVT) viscosity of 50 mPa.s or less at ~ 5 ° C. According to a preferred embodiment of the present invention, the ester oil in the continuous oil phase has
It has a Brookfield (RVT) viscosity of less than mPa.s.

特に好ましい態様において、使用エステル油の少なく
とも主要部分、即ち少なくとも約50〜51%は脂肪族C12
〜C14モノカルボン酸から成り、存在カルボン酸混合物
に対して少なくとも約60重量%がそのような脂肪族C12
〜C14モノカルボン酸からなるエステルであるエステル
油が特に適している。
In a particularly preferred embodiment, at least a major part of the used ester oils, ie at least about 50-51% aliphatic C 12
-C 14 consists monocarboxylic acids, there carboxylic acid mixture of at least about 60% by weight of such fatty respect thereof C 12
-C 14 ester oil is an ester consisting of monocarboxylic acids are particularly suitable.

1つの重要な態様において、エステル油は、前記C12
〜C16範囲、特にC12〜C14範囲の飽和脂肪族モノカルボ
ン酸のみを含有する。しかし、本発明はこの範囲に限定
されるものではない。多くとも実質的に同量で、好まし
くは少量で他のカルボン酸のエステルを使用することが
有利であることがある。この場合、かなり短鎖の脂肪族
モノカルボン酸またはこれのエステルおよび/またはか
なり長鎖のカルボン酸のエステルが考えられる。しか
し、かなり長鎖のカルボン酸のエステルを使用する場合
に、少なくとも部分的に、対応モノ−および/またはポ
リオレフィン的に不飽和のかなり長鎖のカルボン酸誘導
体を使用することが好ましい。この態様において、適し
た混合成分は、とりわけ、モノ−および/またはポリオ
レフィン的に不飽和のC16〜C24、特にC18〜C22のモノカ
ルボン酸エステルである。
In one important embodiment, the ester oil is the C 12
-C 16 range, especially containing only saturated aliphatic monocarboxylic acids C 12 -C 14 range. However, the present invention is not limited to this range. It may be advantageous to use esters of other carboxylic acids in at most substantially the same amount, preferably in small amounts. In this case, very short-chain aliphatic monocarboxylic acids or esters thereof and / or esters of very long-chain carboxylic acids are conceivable. However, when using very long-chain carboxylic acid esters, preference is given to using, at least in part, the corresponding mono- and / or polyolefinically unsaturated, very long-chain carboxylic acid derivatives. In this embodiment, suitable mixing components are, inter alia, mono- and / or polyolefinically unsaturated C 16 -C 24 , especially C 18 -C 22 , monocarboxylic esters.

以下に詳細に説明する本発明の他の重要かつ好ましい
態様において、本明細書において規定するエステル油が
存在するインバート掘削用泥において、かなりの量の親
水性強塩基、例えば、水酸化アルカリおよび/またはジ
エタノールアミンは使用しない。
In another important and preferred embodiment of the invention described in detail below, in an invert drilling mud in which the ester oil as defined herein is present, a significant amount of a strong hydrophilic base, such as alkali hydroxide and / or Or do not use diethanolamine.

連続油相を有するインバート掘削用泥は、常にアルカ
リリザーブを含有する。アルカリリザーブは、掘削用泥
へのCO2および/またはH2Sの侵入に対する保護を与え、
掘削用パイプの金属部分を腐食から保護する。本発明に
おいて有用なアルカリリザーブとしては、石灰(水酸化
カルシウム)またはより弱塩基性の金属酸化物、例えば
酸化亜鉛および/または他の亜鉛化合物が挙げられる。
本発明の教示のこれらの詳細については後に説明する。
インバート掘削用泥の連続油相の全体または少なくとも
主要部分を形成するように本発明において選択されたエ
ステル油を次に説明する。
Invert drilling mud with a continuous oil phase always contains an alkaline reserve. The alkaline reserve provides protection against ingress of CO 2 and / or H 2 S into the drilling mud,
Protect metal parts of drilling pipes from corrosion. Alkali reserves useful in the present invention include lime (calcium hydroxide) or less basic metal oxides such as zinc oxide and / or other zinc compounds.
These details of the teachings of the present invention will be described later.
The ester oils selected in the present invention to form all or at least a major portion of the continuous oil phase of the invert drilling mud are now described.

本発明において使用する一官能性アルコールとモノカ
ルボン酸のエステル油は、非分岐または分岐の炭化水素
鎖から誘導できる。対応直鎖酸のエステルが好ましい。
飽和のC12〜C16、特にC12〜C14モノカルボン酸、および
本発明で規定した炭素鎖長を有する一官能性アルコール
は、0〜5℃の温度でさえ、適切なレオロジー的性質を
示し、特に該温度で流動性でありポンプ輸送可能である
エステル油を形成できる。本発明において、掘削用泥の
油相として好ましいエステルは、0〜5℃の温度で50mP
a.s以下、好ましくは40mPa.s以下のブルックフィールド
(RVT)粘度を有する飽和成分である。エステル形成反
応に適した成分を選択することによって、前記温度範囲
における粘度を、約30mPa.s以下、例えば約10〜20mPa.s
の範囲の値に調節することが可能である。これは、包囲
水が非常に低温である沖合掘削において重要な利点とな
る。
The ester oils of monofunctional alcohols and monocarboxylic acids used in the present invention can be derived from unbranched or branched hydrocarbon chains. Esters of the corresponding linear acids are preferred.
Saturated C 12 -C 16 , especially C 12 -C 14 monocarboxylic acids, and monofunctional alcohols having a carbon chain length as defined in the present invention have the appropriate rheological properties, even at temperatures of 0-5 ° C. In particular, it is possible to form ester oils which are flowable and pumpable at that temperature. In the present invention, an ester preferable as the oil phase of the drilling mud is 50 mP at a temperature of 0 to 5 ° C.
It is a saturated component having a Brookfield (RVT) viscosity of not more than as, preferably not more than 40 mPa.s. By selecting suitable components for the ester forming reaction, the viscosity in the above temperature range is reduced to about 30 mPa.s or less, for example, about 10 to 20 mPa.s.
Can be adjusted to a value in the range of This is an important advantage in offshore drilling where the surrounding water is very cold.

好ましい態様において、選択した個々の成分またはエ
ステル混合物をベースとする本発明において使用される
エステル油は、好ましい態様において−10℃以下、特に
−15℃以下の固化温度(流動点および硬化点)を有す
る。低温での高い流動性にかかわらず、本発明のエステ
ル油の分子寸法によって、エステル油の引火点が充分に
高くなる、少なくとも80℃である、約100℃の温度を一
般に越えることが確実になる。150〜160℃以上の引火点
を有するエステル油が好ましい。185℃またはそれ以上
の引火点を有するこの種のエステル油を製造できる。
In a preferred embodiment, the ester oils used in the present invention based on the selected individual components or ester mixtures have a solidification temperature (pour point and cure point) of -10 ° C or lower, especially -15 ° C or lower in a preferred embodiment. Have. Despite the high flowability at low temperatures, the molecular size of the ester oil of the invention ensures that the flash point of the ester oil is sufficiently high, generally above a temperature of about 100 ° C., at least 80 ° C. . Ester oils having a flash point of 150-160 ° C or higher are preferred. Such ester oils having a flash point of 185 ° C. or higher can be produced.

他の重要な態様において、飽和C12〜C16モノカルボン
酸を含有する本発明に必要なエステル油は、主として植
物由来の物質から誘導される。上記範囲内の飽和モノカ
ルボン酸を主として含有するカルボン酸混合物またはカ
ルボン酸は例えば、トリグリセリド、例えば、ヤシ油、
パーム油および/またはババスーヤシ油から得られる。
この由来の脂肪酸混合物は、限定された量の、一般に多
くとも約15%の低級脂肪酸(C6〜C10)を通常含有す
る。C12〜C14酸の含量は、カルボン酸混合物の主要であ
り、一般に少なくとも50%であり、通常、60%またはそ
れ以上である。少量の残りは、不飽和成分がかなりの役
割を果たす高級脂肪酸である。従って、この種のカルボ
ン酸混合物は、その構造のため、満足なレオロジー的性
質を有する物質を容易に与える。
In another important embodiment, the ester oils necessary for the present invention containing a saturated C 12 -C 16 monocarboxylic acid is primarily derived from the plant-derived substances. The carboxylic acid mixture or carboxylic acid mainly containing a saturated monocarboxylic acid in the above range is, for example, triglyceride, for example, coconut oil,
Obtained from palm oil and / or babassu palm oil.
The fatty acid mixtures derived from the limited amount of generally at most about 15% of the lower fatty acids (C 6 ~C 10) normally contained. The content of C 12 -C 14 acid is a major carboxylic acid mixture, generally at least 50%, is usually 60% or more. A small remainder is higher fatty acids where the unsaturated components play a significant role. Thus, carboxylic acid mixtures of this kind, due to their structure, readily give substances with satisfactory rheological properties.

本発明の1つの態様において、天然の適切な混合成分
は、特に、同日付の特許願(1)に記載されている一官
能性エステル油である。しかし、本発明において、これ
ら混合成分は少量(エステル油混合物に対して多くとも
約49%)で使用することが好ましい。本発明の開示を完
全にするため、この種の可能な混合成分を以下に簡単に
説明する。詳細については、同日付の特許願(1)を参
照できる。
In one embodiment of the invention, the natural suitable admixture is, in particular, a monofunctional ester oil as described in co-pending patent application (1). However, in the present invention, it is preferable to use these mixed components in small amounts (at most about 49% based on the ester oil mixture). In order to complete the disclosure of the present invention, such possible mixed components are briefly described below. For details, reference can be made to Patent Application (1) of the same date.

可能な混合成分は、一官能性C2〜C12アルコールとモ
ノ−および/またはポリオレフィン的に不飽和のC16〜C
24モノカルボン酸とのエステルである。この場合にも、
カルボン酸は非分岐または分岐の炭化水素鎖から誘導さ
れてよく、特に直鎖酸が重要である。適切な量のオレフ
ィン性不飽和エステル成分が保たれるならば、長い鎖長
のエステルが0〜5℃の温度において流動性であり、ポ
ンプ輸送可能である。従って、本発明の好ましい態様に
おいて、70重量%以上、好ましくは80重量%以上がオレ
フィン的に不飽和のC16〜C24カルボン酸から誘導されて
いるこの種のエステルを使用する。重要な天然物質は、
前記炭素数範囲のオレフィン的に不飽和のカルボン酸を
少なくとも90重量%含有するカルボン酸混合物である。
不飽和カルボン酸はモノ−および/またはポリオレフィ
ン的に不飽和であってよい。天然のカルボン酸またはカ
ルボン酸混合物を使用する場合、分子中に1つのエチレ
ン性二重結合に加えて、カルボン酸分子当たり2つのエ
チレン性二重結合および少ない程度で3つのエチレン性
二重結合さえが或る役割を果たす。
Possible mixing components are monofunctional C 2 -C 12 alcohols and mono- and / or polyolefinically unsaturated C 16 -C 12 alcohols.
It is an ester with 24 monocarboxylic acids. Again, in this case,
The carboxylic acids may be derived from unbranched or branched hydrocarbon chains, of which linear acids are particularly important. If a suitable amount of the olefinically unsaturated ester component is kept, the long chain length ester is flowable and pumpable at temperatures of 0-5 ° C. Accordingly, in a preferred embodiment of the present invention, 70 wt% or more, preferably at least 80% by weight to use olefinically C 16 -C 24 esters of this type are derived from carboxylic acids of the unsaturated. Important natural substances are
A carboxylic acid mixture containing at least 90% by weight of an olefinically unsaturated carboxylic acid having the above carbon number range.
The unsaturated carboxylic acids may be mono- and / or polyolefinically unsaturated. When using natural carboxylic acids or carboxylic acid mixtures, in addition to one ethylenic double bond in the molecule, two ethylenic double bonds and even to a lesser extent three ethylenic double bonds per carboxylic acid molecule Plays a role.

混合成分として使用されている不飽和のかなり長鎖の
モノカルボン酸のこれらエステルは、−10℃以下、より
好ましくは−15℃以下の固化温度温度(流動点および硬
化点)を有することが好ましい。これら分子の寸法のた
め、これら混合成分は、好ましい範囲の引火点、即ち、
少なくとも80℃、好ましくは100℃以上、特に好ましく
は160℃以上の引火点を有する。好ましい態様におい
て、この種の混合成分は、0〜5℃において、55mPa.s
以下、好ましくは45mPa.s以下のブルックフィールド(R
VT)粘度を有する。
These esters of unsaturated, very long-chain monocarboxylic acids used as mixing components preferably have a solidification temperature (pour point and cure point) of -10 ° C or less, more preferably -15 ° C or less. . Due to the size of these molecules, these mixed components have a preferred range of flash points, i.e.
It has a flash point of at least 80 ° C, preferably at least 100 ° C, particularly preferably at least 160 ° C. In a preferred embodiment, this type of mixed component has a temperature of 55 mPa.s at 0-5 ° C.
Or less, preferably less than 45 mPa.s Brookfield (R
VT) It has viscosity.

これら高度に不飽和の混合成分の中で、特に重要な2
つの種類がある。
Of these highly unsaturated mixed components, the most important two are:
There are two types.

これら種類の第1のものは、その約35重量%以下がジ
オレフィン的に、および要すればポリオレフィン的に不
飽和である不飽和C16〜C24モノカルボン酸をベースとす
るものである。したがって、この場合に、エステル油に
おけるポリ不飽和カルボン酸残基の含量はかなり限定さ
れている。しかし、この種類の中で、カルボン酸残基の
少なくとも約60重量%がモノオレフィン的に不飽和であ
ることが好ましい。
These types of first ones are those which about 35% by weight or less in di-olefinically, and that the unsaturated C 16 -C 24 monocarboxylic acid is a polyolefin unsaturated base if necessary. Thus, in this case, the content of polyunsaturated carboxylic acid residues in the ester oil is rather limited. However, within this class, it is preferred that at least about 60% by weight of the carboxylic acid residues are monoolefinically unsaturated.

前記第1の種類と対照的に、実用上の重要性を有する
第2の種類のエステル油は、45重量%以上、好ましくは
55重量%以上が、前記炭素数を有するジオレフィン的に
および/またはポリオレフィン的に不飽和の酸から誘導
されたものであるC16〜C24モノカルボン酸混合物から誘
導されている。
In contrast to the first class, the second class of ester oils of practical importance is at least 45% by weight, preferably at least 45% by weight.
Above 55 weight percent are derived from C 16 -C 24 monocarboxylic acid mixture is derived from an acid of the di-olefinically and / or polyolefin unsaturated having the number of carbon atoms.

最も重要なモノエチレン性不飽和カルボン酸は、ヘキ
サデセン酸(パルミトレイン酸)(C16)、オレイン酸
(C18)、関連リシノール酸(C18)およびエルカ酸(C
22)である。最も重要なジエチレン性不飽和カルボン酸
はリノール酸(C18)であり、最も重要なトリエチレン
性不飽和カルボン酸はリノレン酸(C18)である。
The most important monoethylenically unsaturated carboxylic acids are hexadecenoic acid (palmitoleic acid) (C 16 ), oleic acid (C 18 ), related ricinoleic acid (C 18 ) and erucic acid (C
22 ). The most important diethylenically unsaturated carboxylic acid is linoleic acid ( C18 ), and the most important triethylenically unsaturated carboxylic acid is linolenic acid ( C18 ).

不飽和モノカルボン酸およびモノアルコールから形成
されたエステルのそれぞれを、混合成分として使用して
よい。そのようなエステルの1つの例は、オレイン酸の
エステル、例えば、オレイン酸イソブチルエステルであ
る。系のレオロジーに関する限り、および/または入手
の理由から、酸混合物を使用することが好ましい。
Each of the esters formed from the unsaturated monocarboxylic acids and monoalcohols may be used as a mixing component. One example of such an ester is an ester of oleic acid, for example, isobutyl oleate. It is preferred to use an acid mixture as far as the rheology of the system is concerned and / or for reasons of availability.

その加水分解またはエステル交換が前記第1の種類の
カルボン酸またはカルボン酸エステルの混合物を与える
天然の植物油は、例えば、パーム油、ピーナッツ油、ひ
まし油および特にナタネ油である。適したナタネ油は、
高いエルカ酸含量の従来の種類のもの、および減少した
エルカ酸含量および増加したオレイン酸含量を有する最
近の種類のものである。
Natural vegetable oils whose hydrolysis or transesterification gives a mixture of the first type of carboxylic acids or carboxylic esters are, for example, palm oil, peanut oil, castor oil and especially rapeseed oil. Suitable rapeseed oil is
One of the conventional type with a high erucic acid content and the more recent type with a reduced erucic acid content and an increased oleic acid content.

前記第2の種類のカルボン酸混合物も、動物および/
または植物由来の天然脂肪から広く入手できる。高含量
のC16〜C18またはC16〜C22カルボン酸を含有し、同時に
少なくとも約45%の少なくともジエチレン的に不飽和の
カルボン酸を含有する油の例は、綿実油、大豆油、ひま
わり油およびアマニ油である。セルロースの回収時に単
離されるトール油酸もこの範囲にはいる。対応カルボン
酸混合物を製造するための典型的な動物由来物質は、魚
油、特に、にしん油である。
Said second type of carboxylic acid mixture is also animal and / or
Alternatively, it is widely available from plant-derived natural fats. Examples of oils containing C 16 -C 18 or C 16 -C 22 carboxylic acids high content, containing simultaneously at least about 45% of at least diethylene to unsaturated carboxylic acids are cottonseed oil, soybean oil, sunflower oil And linseed oil. Tall oil acids isolated during the recovery of cellulose fall within this range. A typical animal-derived material for producing the corresponding carboxylic acid mixture is fish oil, especially herring oil.

本発明において使用する飽和エステル油、特に前記エ
ステル油混合物の選択における考慮すべき他の因子は、
16個またそれ以上の炭素原子を有する飽和カルボン酸エ
ステルがかなり高い融点を有し、従ってレオロジー的困
難性を容易に生じさせるということである。本発明によ
れば、16〜18個またはそれ以上の炭素原子を有する飽和
カルボン酸は、エステル油の約20重量%以下、特に約10
重量%以下であることが好ましい。
Other factors to consider in selecting a saturated ester oil for use in the present invention, especially the ester oil mixture, are:
That is, saturated carboxylic esters having 16 or more carbon atoms have a rather high melting point, thus easily creating rheological difficulties. According to the present invention, saturated carboxylic acids having 16 to 18 or more carbon atoms comprise up to about 20% by weight of the ester oil, especially about 10% by weight.
It is preferable that the content be not more than weight%.

対照的に、12個よりも少ない炭素原子を有する飽和カル
ボン酸の存在はより許容できる。これらは、本発明にお
いて選択されるエステル油相のために重要な混合成分に
なり得る。これらエステルは、本発明に従った飽和主要
成分(特にC12〜C14範囲において)と同様に、実際の使
用条件において酸化に対して抵抗性を有する。低級脂肪
酸エステルのレオロジー的性質は、本発明の目的を促進
し、即ち、従来実際に唯一に使用されていた純粋な炭化
水素油を、少なくとも部分的に、好ましくは主要部的に
または完全に、エステル油またはエステル油画分に置き
換える。
In contrast, the presence of a saturated carboxylic acid having less than 12 carbon atoms is more tolerable. These can be important mixing components for the ester oil phase selected in the present invention. These esters, like the saturated main components according to the present invention (especially in the C 12 -C 14 range), resistant to oxidation under the actual usage conditions. The rheological properties of the lower fatty acid esters facilitate the purpose of the present invention, i.e. to at least partially, preferably principally or completely, convert pure hydrocarbon oils which have hitherto only been used in practice. Replace with ester oil or ester oil fraction.

本発明のエステルまたはエステル混合物のアルコール
基は、直鎖および/または分岐鎖の飽和アルコールから
誘導されることが好ましい。少なくとも4個の炭素原子
を有するアルコール、好ましくは約10個までの炭素原子
を有するアルコールが重要である。アルコールは天然由
来であってよく、その場合に、アルコールは、水素添加
還元によって対応カルボン酸またはそれらエステルから
一般に得られる。
The alcohol groups of the esters or ester mixtures according to the invention are preferably derived from straight-chain and / or branched-chain saturated alcohols. Of importance are alcohols having at least 4 carbon atoms, preferably those having up to about 10 carbon atoms. The alcohol may be of natural origin, in which case the alcohol is generally obtained from the corresponding carboxylic acids or their esters by hydrogenation reduction.

しかし、本発明は天然由来の出発物質に限定されるも
のではない。モノアルコール残基およびモノカルボン酸
残基の両方において、天然由来の出発物質を、合成由来
の対応成分によって部分的にまたは完全に置き換えてよ
い。アルコールの典型的な例は、チーグラー法によって
得られる線状アルコールおよび対応オキソアルコール
(分岐アルコール)である。同様に、特にカルボン酸混
合物中に存在するモノカルボン酸成分は、石油化学的合
成から誘導してよい。しかし、天然由来の出発物質の利
点は、その低い毒性値、容易な分解性およびその入手容
易性にある。使用油泥の自然的破壊は、前記種類のエス
テル油が好気的におよび嫌気的に分解性であることを必
要とする。
However, the invention is not limited to naturally occurring starting materials. In both monoalcohol and monocarboxylic acid residues, the naturally occurring starting materials may be partially or completely replaced by the corresponding components from synthetic origin. Typical examples of alcohols are the linear alcohols obtained by the Ziegler process and the corresponding oxo alcohols (branched alcohols). Similarly, the monocarboxylic acid component, especially present in the carboxylic acid mixture, may be derived from petrochemical synthesis. However, the advantages of naturally occurring starting materials lie in their low toxicity values, easy degradability and their availability. The natural destruction of the used oil mud requires that said type of ester oil be aerobic and anaerobically degradable.

しかし、本種類のエステル油を本発明のインバート油
泥において唯一のまたは主要成分として使用することが
考慮されるべきである。これは、主として、カルボン酸
エステルが加水分解を受けやすく、従来使用されていた
純粋な加水分解安定な炭化水素油とは異なった挙動を示
すという初めに述べた難しさに関する。
However, it should be considered that this type of ester oil is used as the sole or major component in the invert oil mud of the present invention. This is primarily related to the difficulty mentioned at the outset that carboxylic esters are susceptible to hydrolysis and behave differently than the purely hydrolytically stable hydrocarbon oils conventionally used.

本発明のインバート掘削用泥は、連続油相とともに、
約5〜45重量%、好ましくは約5〜25重量%の量で、微
分散水相を含有する。約10〜25重量%の分散水相が特に
重要である。従来の掘削用泥の構成からのこの条件は、
本発明におけるエステル系インバート掘削用泥にも適用
される。実際の連続操作において平衡の妨害が、部分エ
ステル加水分解の結果として多相系において生じ得るこ
とが明白である。
The invert drilling mud of the present invention, together with the continuous oil phase,
It contains a finely dispersed aqueous phase in an amount of about 5 to 45% by weight, preferably about 5 to 25% by weight. Of particular importance is about 10-25% by weight of the dispersed aqueous phase. This condition from a conventional drilling mud configuration is:
The invention is also applied to the ester-based invert drilling mud in the present invention. It is clear that in the actual continuous operation interference of equilibrium can occur in multiphase systems as a result of partial ester hydrolysis.

状況は、本発明における掘削用泥が常にアルカリリザ
ーブを含有するという事実によって複雑になる。このア
ルカリリザーブは、酸性ガス、特にCO2および/またはH
2Sの予想されない流入によって生じる腐食に対して保護
を与えるために特に重要である。掘削用パイプに対する
腐食の危険性のために、少なくとも穏やかなアルカリ範
囲、例えばpH8.5〜9およびそれ以上の範囲のpH値の安
全な確定を必要とする。
The situation is complicated by the fact that the drilling mud in the present invention always contains an alkaline reserve. This alkali reserve is used for acid gases, especially CO 2 and / or H 2
To provide protection against corrosion caused by the unexpected influx of 2 S is particularly important. The risk of corrosion for drilling pipes requires a safe determination of pH values in at least a mild alkaline range, for example pH 8.5-9 and higher.

油相として純粋な炭化水素画分をベースとする油泥に
おいて、強いアルカリのおよび同時に高度に親水性の無
機または有機添加剤が何等困難なく実際に一般に使用さ
れる。水酸化アルカリ、特に水酸化ナトリウムがまたは
高度に親水性の有機塩基、例えばジエタノールアミンお
よび/またはトリエタノールアミンが重要であり、これ
らはH2S不純物と結合するために特に典型的な添加剤で
ある。前記高度に親水性の無機および有機の塩基に加え
ておよび/またはそれに代えて石灰またはより弱い塩基
性の金属酸化物さえ、特に酸化亜鉛または相当亜鉛化合
物がアルカリリザーブとして特に重要である。石灰が安
価なアルカリ化剤として広く使用される。5〜10ポンド
/バレル(石灰/油泥)またはそれ以上のようなかなり
高い含量が安全に使用される。
In oily muds based on pure hydrocarbon fractions as the oil phase, strongly alkaline and at the same time highly hydrophilic inorganic or organic additives are practically generally used without any difficulty. Of importance are alkali hydroxides, especially sodium hydroxide, or highly hydrophilic organic bases such as diethanolamine and / or triethanolamine, which are particularly typical additives for binding H 2 S impurities. . In addition to and / or instead of the highly hydrophilic inorganic and organic bases, lime or even weaker basic metal oxides, especially zinc oxide or the corresponding zinc compounds, are of particular importance as the alkaline reserve. Lime is widely used as an inexpensive alkalizing agent. Significantly high contents, such as 5-10 pounds / barrel (lime / oil mud) or more, are safely used.

前記種類のエステル系油泥の使用は、これら変数が関
係する限り、標準実施からの出発を必要としてよい。こ
の場合に、掘削用泥のpH値を少なくとも穏やかなアルカ
リ範囲に保つこと、および酸性ガスの予期されない流入
のために充分な量のアルカリリザーブを用意しておくこ
とが必要である。しかし、同時に、エステルの加水分解
が、そのようなアルカリ含量によって望ましくなく促進
されてはならない。
The use of ester oil muds of the above type may require starting from standard practice, as far as these variables are concerned. In this case, it is necessary to keep the pH value of the drilling mud at least in the mildly alkaline range and to have a sufficient amount of alkaline reserve for the unexpected inflow of acid gases. However, at the same time, the hydrolysis of the ester must not be undesirably promoted by such an alkali content.

したがって、本発明の好ましい態様において、多量の
高度に親水性の無機および/または有機塩基を油泥にお
いて使用しない。特に、本発明は、水酸化アルカリまた
は高度に親水性のアミン、例えば、ジエタノールアミン
および/またはトリエタノールアミンを使用しない。石
灰がアルカリリザーブとして有効に使用される。その場
合に、掘削用泥において使用する石灰の最大量を約2ポ
ンド/バレルまたは僅かにそれ以下、例えば、約1〜1.
8ポンド/バレル(石灰/掘削用泥)に限定することが
最良である。石灰に加えてまたは石灰に代えて、塩基性
金属酸化物、例えば酸化亜鉛を包含する、他の既知のア
ルカリリザーブを使用することも可能である。しかし、
これらのような酸結合剤を使用する場合にさえ、粘度の
増加、即ちレオロジー的性質の劣化を伴った掘削用泥の
好ましくない尚早なエージングを防止するため過剰量を
使用しないことは重要である。本発明の特別な要旨は、
使用時に、熱的エージングにさらされる場合にさえ充分
に長い時間にわたって好ましいレオロジー性質が保持さ
れる程度にまで好ましくない量の高度に活性な油/水乳
化剤の形成を妨げるまたは少なくとも限定することにあ
る。理論的考慮の範囲において従来保たれていた従来技
術の教示に関連して、この種類のエステル油の低毒性を
初めて実際に使用することが可能になる。
Thus, in a preferred embodiment of the present invention, large amounts of highly hydrophilic inorganic and / or organic bases are not used in the oil mud. In particular, the present invention does not use alkali hydroxides or highly hydrophilic amines such as diethanolamine and / or triethanolamine. Lime is effectively used as an alkaline reserve. In that case, the maximum amount of lime used in the drilling mud is about 2 pounds / barrel or slightly less, for example, about 1-1.
It is best to limit to 8 pounds / barrel (lime / drilling mud). In addition to or in place of lime, it is also possible to use other known alkali reserves, including basic metal oxides, for example zinc oxide. But,
Even when using acid binders such as these, it is important not to use excessive amounts to prevent the undesirable premature aging of the drilling mud with increased viscosity, i.e., degradation of rheological properties. . The special gist of the present invention is:
In use, it is intended to prevent or at least limit the formation of undesirable amounts of highly active oil / water emulsifiers to such an extent that the preferred rheological properties are retained for a sufficiently long time even when subjected to thermal aging. . In connection with the teachings of the prior art, which have heretofore been kept within the scope of theoretical considerations, the low toxicity of this type of ester oil can be used for the first time in practice.

本発明において規定される飽和のC12〜C16モノカルボ
ン酸をベースとするエステルは、0〜5℃の範囲の温度
において流動しポンプ輸送でき、掘削用泥の連続油相の
少なくとも約半分を形成する。しかし、好ましい油相
は、本発明にしたがった種類のエステルが非常に優勢的
に存在する油相である。本発明の1つの特に重要な態様
において、油相はそのようなエステル油からほとんど完
全に成る。本発明において規定されるエステル油と混合
するのに適した成分は、特に同日付け出願の特許願
(1)に記載されている化合物である。本発明は、その
ような他の選択されたエステル油との混合物をも包含す
る。
Esters of C 12 -C 16 monocarboxylic acids, saturated as defined in the present invention based can flow pumped at a temperature in the range of 0 to 5 ° C., at least about half of the continuous oil phase of the drilling mud Form. However, preferred oil phases are those in which esters of the type according to the invention are very predominant. In one particularly important aspect of the present invention, the oil phase consists almost entirely of such ester oils. Ingredients suitable for mixing with the ester oils defined in the present invention are, in particular, the compounds described in patent application (1) filed on the same date. The invention also includes mixtures with such other selected ester oils.

以下のレオロジー的データーは、本発明の好ましいイ
ンバート掘削用泥のレオロジーに適用される: 50℃で測定して、約5〜40ポンド/100(フィー
ト)、好ましくは約10〜25ポンド/100(フィート)
の範囲の降伏点(YP)、および約10〜60mPa.s、好まし
くは約15〜40mPa.sの範囲の塑性粘度(PV)。これらパ
ラメーターの決定に関する、使用測定法に関するおよび
前記インバート油泥の他の標準的な組成に関する充分な
情報は、前記従来技術、例えば、バロイド・ドリリング
・フルイズ・インクによって出版された「マニュアル・
オブ・ドリリング・フルイズ・テクノロジー(Manual o
f Drilling Fluids Technology)」(特に「マッド・テ
スティング−トゥールズ・アンド・テクニックス(Mud
Testing−Tools and Techniques)」および「オイル・
マッド・テクノロジー(Oil Mud Technology)」なる標
題の章を参照)において見られる。開示から以下のよう
な要約がなされる: 実際の使用に適した乳化剤は、必要な水/油エマルジ
ョンを形成できる系である。選択された親油性脂肪酸
塩、例えば、アミドアミン化合物をベースとするものは
特に適している。例が、すでに引用したアメリカ合衆国
特許第4,374,737号およびその中で引用された文献に記
載されている。特に適した乳化剤はバロイド・ドリリン
グ・フルイズ・インクによって商品名「EZ-MUL」として
市販されている製品である。この種の乳化剤は、濃縮物
の形態で市販されており、例えば、それぞれの場合にエ
ステル油相に対して約2.5〜5重量%、特に約3〜4重
量%の量で使用できる。
The following rheological data applies to the preferred invert drilling mud rheology of the present invention: about 5-40 pounds / 100 (feet) 2 , preferably about 10-25 pounds / 100, measured at 50 ° C. (Feet) 2
Yield point (YP), and a plastic viscosity (PV) in the range of about 10-60 mPa.s, preferably about 15-40 mPa.s. Sufficient information on the determination of these parameters, on the use measurement method and on other standard compositions of the invert oil mud is available in the prior art, for example, in the Manual, published by Balloid Drilling Fluids, Inc.
Of Drilling Fluids Technology (Manual o
f Drilling Fluids Technology ”(especially“ Mud Testing-Tools and Techniques ”
Testing-Tools and Techniques) "and" Oil
See the section entitled "Oil Mud Technology"). The following is a summary from the disclosure: An emulsifier suitable for practical use is a system that can form the required water / oil emulsion. Selected lipophilic fatty acid salts, for example those based on amidoamine compounds, are particularly suitable. Examples are described in the previously cited United States Patent No. 4,374,737 and the references cited therein. A particularly suitable emulsifier is the product marketed under the trade name "EZ-MUL" by Baroid Drilling Fluids Inc. Emulsifiers of this kind are commercially available in the form of concentrates and can be used, for example, in amounts of about 2.5 to 5% by weight, in particular in each case about 3 to 4% by weight, based on the ester oil phase.

実際、親有機性亜炭が、流動損失添加剤として、特
に、井戸の壁の上に実質的に水非透過性のフイルムの形
態で非透過性被覆を形成するために使用される。適した
量は、例えば、エステル油相に対して約5〜7重量%ま
たは約15〜20ポンド/バレルである。
In fact, organophilic lignite is used as a flow-loss additive, in particular to form a non-permeable coating in the form of a substantially water-impermeable film on the well walls. Suitable amounts are, for example, about 5-7% by weight or about 15-20 pounds / barrel to the ester oil phase.

本発明の掘削用泥において、粘度を増加させるために
使用される増粘剤は、エステル油相に対して約2〜4重
量%の範囲でまたは約8〜10ポンド/バレルの量で使用
する、カチオン的に変性され、微細に分散された親有機
性ベントナイトである。実際に通常使用される増量剤
は、井の中で予想される特定条件に対して用いられる量
で添加される重晶石である。例えば、重晶石の添加によ
って、掘削用泥の比重を約2.5までの値、好ましくは約
1.3〜1.6の範囲に増加することができる。
In the drilling mud of the present invention, the thickener used to increase the viscosity is used in the range of about 2-4% by weight or about 8-10 pounds / barrel to the ester oil phase. A cationically modified, finely dispersed organophilic bentonite. The bulking agents commonly used in practice are barite added in the amounts used for the specific conditions expected in the well. For example, the addition of barite may increase the specific gravity of the drilling mud to a value of up to about 2.5, preferably about
It can be increased to the range of 1.3 to 1.6.

本発明のインバート掘削用泥において、分散水相に
は、溶解性塩、一般に塩化カルシウムおよび/または塩
化カリウムを添加してよい。水相は、室温において溶解
性塩によって飽和されていることが好ましい。
In the invert drilling mud of the present invention, a soluble salt, generally calcium chloride and / or potassium chloride, may be added to the dispersed aqueous phase. The aqueous phase is preferably saturated at room temperature with a soluble salt.

前記乳化剤および乳化剤システムを、無機増量物質の
油漏れ性を改良するために使用してもよい。前記アミノ
アミドに加えて、アルキルベンゼンスルホネートおよび
イミダゾリン化合物が別の例として挙げられる。対応す
る従来技術に関する付加的な情報は、イギリス国特許第
2,158,437号、ヨーロッパ特許出願公開第229,912号およ
び西ドイツ国特許第32 47 123号に記載されている。
The emulsifiers and emulsifier systems may be used to improve the oil leakiness of the mineral extender. In addition to the aminoamides, alkylbenzenesulfonates and imidazoline compounds are other examples. Additional information on the corresponding prior art can be found in UK Patent No.
2,158,437, EP-A-229,912 and West German Patent No. 32 47 123.

前記利点に加えて、本発明の掘削用流動体は、前記エ
ステル油の使用時に、顕著に改良された潤滑性をも有す
る。これは、掘削パイプの経路および井が、掘削時に、
例えばかなりの深さにおいて垂直線からずれている場合
に特に重要である。そのような場合において、回転掘削
パイプは井壁に接触し、その中に留まる。本発明におい
て油相として使用される種類のエステル油は、従来使用
されていた鉱油よりも顕著に良好な潤滑効果を有してお
り、これは、本発明の重要な利点である。
In addition to the above advantages, the drilling fluid of the present invention also has significantly improved lubricity when using the ester oil. This means that the drill pipe path and well
This is particularly important, for example, if the depth is off the vertical at a significant depth. In such cases, the rotating drill pipe contacts the well wall and remains therein. Ester oils of the type used as the oil phase in the present invention have a significantly better lubricating effect than conventionally used mineral oils, which is an important advantage of the present invention.

[実施例] 以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.

以下の実施例および比較例において、連続油相を形成
するためのエステル油として蒸留ラウリン酸/n−ヘキシ
ルエステルを使用した。これは、165℃以上の引火点、
−5℃以下の流動点、0.857〜0.861の密度(20℃)、1
以下のヨウ素価および酸価、0.3以下の水含量および次
の粘度データー(ブルックフィールド、mPa.s):−5
℃で22.5〜22.5;+2℃で15〜18;+5℃で15〜18;+10
℃で約15;20℃で12〜14を有する黄白色液体であった。
In the following Examples and Comparative Examples, distilled lauric acid / n-hexyl ester was used as an ester oil for forming a continuous oil phase. This is the flash point above 165 ° C,
Pour point below -5 ° C, density between 0.857 and 0.861 (20 ° C), 1
The following iodine and acid values, water content below 0.3 and the following viscosity data (Brookfield, mPa.s): -5
22.5-22.5 at ° C; 15-18 at + 2 ° C; 15-18 at + 5 ° C; +10
It was a pale yellow liquid with about 15 ° C .; 12-14 at 20 ° C.

実施例1 以下の成分から既知方法によって油中水型インバート
掘削用泥を調製した。次いでエージング前後の粘度デー
ターを以下のようにして測定した。
Example 1 A water-in-oil type invert drilling mud was prepared from the following components by a known method. Next, the viscosity data before and after aging were measured as follows.

粘度の測定は、NLバロイド・ファン(Baroid Fann)3
5粘度計を用いて50℃で行った。塑性粘度(PV)、降伏
点(YP)ならびに10秒後および10分後のゲル強度(ポン
ド/100(フィート))を既知方法で測定した。
The viscosity is measured by NL Baroid Fann3
Performed at 50 ° C. using a 5 viscometer. The plastic viscosity (PV), the yield point (YP) and the gel strength after 10 seconds and 10 minutes (pounds / 100 (ft) 2 ) were measured by known methods.

エージング前および後に測定を行った。エージング
は、オートクレーブにおいて、いわゆるローラー・オー
ブンにおいて125℃で16時間行った。
Measurements were made before and after aging. Aging was performed in an autoclave at 125 ° C. for 16 hours in a so-called roller oven.

以下の組成を掘削用泥のために選択した。 The following compositions were selected for the drilling mud.

エステル油 230ml 水 26ml 親有機性ベントナイト 6g (ジェルトン(GELTONE)II、バロイド・ドリリング・
フルイズ・インクの製品) 親有機性亜炭 6g (デュラトン(DURATONE)、バロイド・ドリリング・フ
ルイズ・インクの製品) 石灰 1g 油中水乳化剤 6g (EZ-MUL、バロイド・ドリリング・フルイズ・インクの
製品) 重晶石 346g CaCl2x 2H2O 9.2g この配合において、石灰約1.35gが2ポンド/バレル
の限界に対応する。
Ester oil 230ml Water 26ml Organic bentonite 6g (GELTONE II, Baroid Drilling
Products of Fluids Inc.) Organic lignite 6g (DURATONE, product of Valoid Drilling Fluids Inc.) Lime 1g Water-in-oil emulsifier 6g (Product of EZ-MUL, Valoid Drilling Fluids Inc.) 346 g of crystallite 9.2 g of CaCl 2 x 2H 2 O In this formulation, about 1.35 g of lime corresponds to a limit of 2 lb / barrel.

前記のようなエージング前後の材料について測定して
得られた特性データーを次表に示す: 比較例1 石灰の量を3倍(3g)に増加する以外は、実施例1と
同様にして、インバート掘削用泥を調製した。
The following table shows the characteristic data obtained for the materials before and after aging as described above: Comparative Example 1 Mud for invert excavation was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of lime was increased three times (3 g).

エージングの前後の材料について測定して得られた特
性データーを次表に示す: 実施例2 以下の配合によって高重量インバート掘削用泥を調製
した: エステル油 184ml 水 10ml 親有機性ベントナイト 2g (ジェルトン(GELTONE)II、バロイド・ドリリング・
フルイズ・インクの製品) 親有機性亜炭 20g (デュラトン(DURATONE)、バロイド・ドリリング・フ
ルイズ・インクの製品) 石灰 1g 油中水乳化剤 10g (EZ-MUL、バロイド・ドリリング・フルイズ・インクの
製品) 重晶石 568g CaCl2x 2H2O 4.8g 実施例1と同様にして、エージング前後の特性データ
ーを測定した。次表のような結果を得た: この実施例において、石灰約1.04gが2ポンド/バレ
ルの限界に対応する。
The property data obtained for the materials before and after aging are shown in the following table: Example 2 A heavy weight invert drilling mud was prepared with the following formulation: Ester oil 184 ml Water 10 ml Organophilic bentonite 2 g (GELTONE II, Baroid Drilling.
Product of Fluids Ink) Organic-friendly lignite 20g (DURATONE, product of Valoid Drilling Fluids Ink) Lime 1g Water-in-oil emulsifier 10g (Product of EZ-MUL, Product of Valoid Drilling Fluids Ink) Crystallite 568 g CaCl 2 x 2H 2 O 4.8 g In the same manner as in Example 1, characteristic data before and after aging were measured. The results are shown in the following table: In this example, about 1.04 g of lime corresponds to a limit of 2 pounds / barrel.

比較例2 石灰の量を2倍(2g)に増加する以外は、実施例2と
同様にして掘削用泥を調製した。エージングの前後にお
いて特性データーを測定した。次表のような結果を得
た: 本発明の好ましい態様は次のとおりである。
Comparative Example 2 Excavation mud was prepared in the same manner as in Example 2, except that the amount of lime was doubled (2 g). The characteristic data was measured before and after aging. The results are shown in the following table: Preferred embodiments of the present invention are as follows.

A.カルボン酸混合物に対して少なくとも約60重量%が脂
肪族C12〜C14モノカルボン酸からなるエステルであるエ
ステル油を使用し、要すれば、残りがかなり短鎖の脂肪
族および/またはかなり長鎖のモノカルボン酸、特にモ
ノ−および/またはポリオレフィン性の不飽和のモノカ
ルボン酸である請求項1記載の油相。
A. Use of at least about 60% by weight ester oil is an ester consisting of an aliphatic C 12 -C 14 monocarboxylic acid to the carboxylic acid mixture, if desired, aliphatic remaining quite short and / or 2. The oily phase according to claim 1, which is a substantially long-chain monocarboxylic acid, in particular a mono- and / or polyolefinically unsaturated monocarboxylic acid.

B.エステル油が、アルカリリザーブとともに、アルカリ
化された掘削用泥において使用されており、石灰および
/または酸化亜鉛タイプの金属酸化物がアルカリリザー
ブとして存在する請求項1記載の油相。
2. The oil phase according to claim 1, wherein the ester oil is used in an alkalized drilling mud with an alkali reserve, and lime and / or zinc oxide type metal oxides are present as an alkali reserve.

C.アルカリリザーブとして約2ポンド/バレル(石灰/
掘削用泥)以下の量で石灰を含有する掘削用泥において
エステル油が使用されている請求項1記載の油相。
C. About 2 pounds / barrel (lime /
2. The oil phase according to claim 1, wherein the ester oil is used in drilling mud containing lime in the following amount.

D.掘削用泥の油相において使用されているエステルが0
〜5℃において50mPa.s以下、好ましくは40mPa.s以下、
特に約30mPa.s以下のブルックフィールド(RVT)粘度を
有する請求項1記載の油相。
D. No ester used in the oil phase of drilling mud
50 mPa.s or less at ~ 5 ° C, preferably 40 mPa.s or less,
2. The oily phase of claim 1 having a Brookfield (RVT) viscosity of about 30 mPa.s or less.

E.掘削用泥において使用されているエステルが−10℃以
下、好ましくは−15℃以下の固化温度(流動点および硬
化点)および100℃以上、好ましくは150℃以上の引火点
を有する請求項1記載の油相。
E. The ester used in the drilling mud has a solidification temperature (pour point and hardening point) of -10C or less, preferably -15C or less and a flash point of 100C or more, preferably 150C or more. The oil phase according to 1.

F.エステルまたはエステル混合物において存在するカル
ボン酸が少なくとも主として線状であり、好ましくは植
物由来のものであり、ココナツ油、パーム油、ババスー
ヤシ油のような、対応トリグリセリドから誘導されたも
のである請求項1記載の油相。
F. The carboxylic acid present in the ester or ester mixture is at least predominantly linear, preferably of plant origin, and is derived from the corresponding triglyceride, such as coconut oil, palm oil, babassu oil Item 10. The oil phase according to Item 1.

G.連続エステル系油相とともに、約5〜45重量%、好ま
しくは約5〜25重量%の量で微分散水相を含有する掘削
用泥においてエステルが使用されている請求項1記載の
油相。
G. The oil phase according to claim 1, wherein the ester is used in a drilling mud containing a finely dispersed aqueous phase in an amount of about 5 to 45% by weight, preferably about 5 to 25% by weight, with a continuous ester based oil phase. .

H.使用されているエステルのアルコール基が、4〜10個
の炭素原子を含有することが好ましい線状および/また
は分岐の飽和アルコールから誘導されている請求項1記
載の油相。
H. The oily phase according to claim 1, wherein the alcohol groups of the esters used are derived from linear and / or branched saturated alcohols, preferably containing 4 to 10 carbon atoms.

I.使用されているエステル油のアルコール成分が、植物
および/または動物由来のものであり、対応カルボン酸
エステルの還元的水素添加によって得られている請求項
1記載の油相。
I. The oily phase according to claim 1, wherein the alcohol component of the ester oil used is of vegetable and / or animal origin and is obtained by reductive hydrogenation of the corresponding carboxylic acid ester.

J.インバート掘削用流動体が穏やかにアルカリ化されて
おり、アルカリリザーブを含有するが、水酸化アルカリ
のような強親水性塩基またはジエタノールアミンのよう
な強親水性アミンを含有しないことが好ましい請求項2
記載の掘削用流動体。
J. The invert drilling fluid is preferably mildly alkalized and contains an alkali reserve, but preferably does not contain a strongly hydrophilic base such as alkali hydroxide or a strongly hydrophilic amine such as diethanolamine. 2
A fluid for drilling as described.

K.石灰および/または酸化亜鉛タイプの金属酸化物がア
ルカリリザーブとして存在し、石灰の添加量は約2ポン
ド/バレル(石灰/掘削用流動体)までであることが好
ましい請求項2記載の掘削用流動体。
Drilling according to claim 2, wherein the metal oxide of the K. lime and / or zinc oxide type is present as an alkaline reserve and the addition of lime is preferably up to about 2 pounds / barrel (lime / drilling fluid). For fluid.

L.50℃で測定して、約5〜40ポンド/(フィート)
降伏点(YP)および約10〜60mPa.sの塑性粘度(PV)を
有する請求項2記載の掘削用流動体。
3. The drilling fluid of claim 2 having a yield point (YP) of about 5 to 40 pounds / (ft) 2 and a plastic viscosity (PV) of about 10 to 60 mPa.s, measured at L.50C.

M.分散水の含量が約5〜45重量%、好ましくは約5〜25
重量%であり、CaCl2および/またはKClタイプの溶解塩
が含有されている請求項2記載の掘削用流動体。
M. The content of dispersed water is about 5 to 45% by weight, preferably about 5 to 25%
3. The drilling fluid according to claim 2, wherein the fluid is a weight percent and contains a dissolved salt of CaCl 2 and / or KCl type. 4.

N.12〜16個の炭素原子を含有する飽和モノカルボン酸
が、インバート掘削用流動体の連続油相の少なくとも主
要な部分を占める請求項2記載の掘削用流動体。
N. A drilling fluid according to claim 2 wherein the saturated monocarboxylic acid containing from 12 to 16 carbon atoms accounts for at least a major portion of the continuous oil phase of the invert drilling fluid.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス―ペーター・ヘロルト ドイツ連邦共和国 4020 メットマン、 オストプロイセンシュトラーセ 26番 (72)発明者 ステファン・フォン・タパヴィッツァ ドイツ連邦共和国 4006 エアクラト 2、トーマス‐マン‐シュトラーセ 12 番 (72)発明者 ダグラス・ジョン・グライムズ イギリス国 ビーコンズフィールド・エ イチピー9・2ピーゼット、レッドボロ ウ・レーン 12番 (72)発明者 ジーン―マルク・ブラウン ドイツ連邦共和国 3100 ツェーレ、ベ ルンシュトルフシュトラーセ 34エー番 (72)発明者 スチュアート・ピー・ティー・スミス イギリス国 スコットランド、キンカー ジンシャー、バンコリー、クリーグ・グ ラフ・ドラモーク(番地の表示なし) (56)参考文献 特開 昭57−164185(JP,A) 特開 平4−45190(JP,A) 特表 平4−503221(JP,A) 特表 平4−503966(JP,A) 特表 平4−503965(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 7/00 - 7/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Klaus-Peter Herold, Germany 4020 Mettmann, No. 26, Ostprussenstraße (72) Inventor Stephen von Tapavizza, Germany 4006 Aircrat 2, Thomas-Mann-Strasse No. 12 (72) Inventor Douglas John Grimes, Beaconsfield E. 9.2 Pisette, UK, Redborough Lane No. 12 (72) Inventor Jean-Marc Brown Germany 3100 Celle, Bernstor Hustrasse 34A (72) Inventor Stuart PT Smith United Kingdom Scotland, Kinker Jinshire, Bancoー, Krieg-Graf-Dramok (No address indicated) (56) References JP-A-57-164185 (JP, A) JP-A-4-45190 (JP, A) JP-A-4-503221 (JP, A) A) Tokio Table 4-503966 (JP, A) Tokio Table 4-503965 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C09K 7/00-7/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】2〜12個の炭素原子を有する一官能性アル
コールと、12〜16個の炭素原子を有する脂肪族飽和モノ
カルボン酸とまたは該モノカルボン酸と多くとも等量の
他のモノカルボン酸との混合物との、0〜5℃の温度に
おいて流動性でありかつポンプ輸送可能であるエステル
を含んでなる、インバート掘削用泥における油相であっ
て、 該泥は、原油およびガス源の環境的に安全な沖合開発に
適しており、連続油相中に分散水相を乳化剤、増量剤お
よび流動損失添加剤とともに含有する油相。
1. A monofunctional alcohol having from 2 to 12 carbon atoms, an aliphatic saturated monocarboxylic acid having from 12 to 16 carbon atoms, or another mono-carboxylic acid at most equal to the monocarboxylic acid. An oil phase in an invert drilling mud comprising an ester which is flowable and pumpable at a temperature of 0-5 ° C with a mixture with a carboxylic acid, said mud comprising a crude oil and a gas source. An oil phase that is suitable for environmentally safe offshore development and contains a dispersed aqueous phase in a continuous oil phase together with emulsifiers, extenders and flow loss additives.
【請求項2】原油およびガス源の沖合開発に適してお
り、エステル油をベースとする連続油相において、分散
水相を、乳化剤、粘度調節剤、増量剤および流動損失添
加剤とともに含有する鉱油無含有インバート掘削用流動
体であって、 油相が、2〜12個の炭素原子を有する一官能性アルコー
ルと12〜16個の炭素原子を有する脂肪族飽和モノカルボ
ン酸とのエステルを含んでなり、油相のエステルが0〜
5℃で50mPa.s以下のブルックフィールド(RVT)粘度を
有する掘削用流動体。
2. A mineral oil suitable for offshore development of crude oil and gas sources, wherein the continuous oil phase based on ester oil contains a dispersed aqueous phase together with emulsifiers, viscosity modifiers, extenders and flow loss additives. An invert drilling fluid containing no oil, wherein the oil phase comprises an ester of a monofunctional alcohol having 2 to 12 carbon atoms and an aliphatic saturated monocarboxylic acid having 12 to 16 carbon atoms. The oil phase ester is 0
Drilling fluid having a Brookfield (RVT) viscosity of less than 50 mPa.s at 5 ° C.
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