KR20190045088A - 유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유하는 오일 기반 굴착 유체 - Google Patents

유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유하는 오일 기반 굴착 유체 Download PDF

Info

Publication number
KR20190045088A
KR20190045088A KR1020187029913A KR20187029913A KR20190045088A KR 20190045088 A KR20190045088 A KR 20190045088A KR 1020187029913 A KR1020187029913 A KR 1020187029913A KR 20187029913 A KR20187029913 A KR 20187029913A KR 20190045088 A KR20190045088 A KR 20190045088A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
fluid
compound
excavating
mixture
Prior art date
Application number
KR1020187029913A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102188814B1 (ko
Inventor
가산 셀만 알라베디
존 아드리안 할
마노하라 구디요르 베라바드라파
휴 크리스토퍼 그린웰
앤드류 휘팅
무사라트 에이치. 모하메드
마이클 헤이워드 호더
Original Assignee
사우디 아라비안 오일 컴퍼니
엠-아이 드릴링 플루이즈 유케이 리미티드
더럼 유니버시티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사우디 아라비안 오일 컴퍼니, 엠-아이 드릴링 플루이즈 유케이 리미티드, 더럼 유니버시티 filed Critical 사우디 아라비안 오일 컴퍼니
Publication of KR20190045088A publication Critical patent/KR20190045088A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102188814B1 publication Critical patent/KR102188814B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/58—Preparation of carboxylic acid halides
    • C07C51/60—Preparation of carboxylic acid halides by conversion of carboxylic acids or their anhydrides or esters, lactones, salts into halides with the same carboxylic acid part
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C09K8/34—Organic liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C09K8/36—Water-in-oil emulsions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/82—Oil-based compositions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00—Percussion drilling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56—Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/58—Ring systems containing bridged rings containing three rings
    • C07C2603/70—Ring systems containing bridged rings containing three rings containing only six-membered rings
    • C07C2603/74—Adamantanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/10—Nanoparticle-containing well treatment fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/28—Friction or drag reducing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • C09K8/487—Fluid loss control additives; Additives for reducing or preventing circulation loss
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/502—Oil-based compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

오일 기반 굴착 유체 및 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법이 기술된다. 상기 오일 기반 굴착 유체는 기유 연속 상, 수성 불연속 상, 및 적어도 하나의 유동성 조절제를 포함한다. 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다. 상기 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법은 기유, 적어도 하나의 유화제, 및 적어도 하나의 습윤제를 혼합시켜서 제1 혼합물을 형성시키고, 적어도 하나의 유동성 조절제를 상기 제1 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제2 혼합물을 형성시키고, 적어도 하나의 유체-손실 조절용 첨가제를 상기 제2 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제3 혼합물을 형성시키고, 염수 용액을 상기 제3 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제4 혼합물을 형성시키고, 중량증가용 첨가제를 상기 제4 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 오일 기반 굴착 유체를 형성시키는 것을 포함한다.

Description

유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유하는 오일 기반 굴착 유체
관련된 출원에 대한 상호 참조
본원은 2016년 3월 17일 출원된 미국 가 출원 번호 62/309,662를 우선권 주장한다.
본 명세서는 일반적으로 석유 공학에 사용하기 위한 굴착 유체 및 상기 굴착 유체가 혼입되는 굴착 방법, 및 더욱 구체적으로는 굴착 유체 및 관련된 굴착 방법에 대한 유동성 조절제에 관한 것이다.
약어
Å = 옹스트롬
ACA = 1-아다만탄 카복실산
AC = 아다만탄 카복실레이트
AHR = 열간 압연 후
℃ = 섭씨 온도
cm = 센티미터 (10-2 미터)
cm-1 = 파수
cP = 센티푸아즈
BHR = 열간 압연 전
EDX = 에너지-분산형 X-선
ES = 전기 안정성
℉ = 화씨 온도
FL = 유체 손실
FWHM = 반치전폭
g = 그램
h = 시간
HRTEM = 고-해상도 투과 전자 현미경
IR = 적외선
lbf/100ft2 = 100 제곱피트 당 파운드 힘 (1 lbf/100ft2 = 0.4788 Pa)
LDH = 층상 이중 수산화물
μm = 마이크로미터 (10-6 미터)
mL = 밀리리터 (10-3 리터)
MPa = 메가파스칼 (106 파스칼)
nm = 나노미터 (10-9 미터)
OBM = 오일 기반 머드
Pa = 파스칼
psi = 제곱 인치 당 파운드
PV = 소성 점도
PXRD = 분말 X-선 회절
rpm = 분 당 회전수
s = 초
SEM = 주사 전자 현미경
SG = 비중
TEM = 투과 전자 현미경
TGA = 열중량 분석
TMO = 전이 금속 산화물
V = 볼트
YP = 항복 점
중량% = 중량 백분율
굴착 유체 또는 굴착 머드는, 유정이 굴착되고 있는 동안 굴착 작업을 촉진시키기 위해 유정을 통해 순환되는 조성물이다. 일반적으로, 굴착 유체는 유정으로부터의 굴착 컷팅물의 제거를 촉진시킬 수 있고, 굴착 비트(bit)를 냉각 및 윤활시킬 수 있고, 굴착 파이프 및 굴착 비트의 지지를 보조할 수 있거나, 유정 벽의 완전성을 유지하고 유정 분출을 방지하도록 정수두(hydrostatic head)를 제공할 수 있다. 특수한 지질 구조의 특성에 따라 굴착 작업을 최적화하기 위해 특정한 굴착 유체 시스템이 선택된다. 굴착 유체 또는 굴착 머드가 그 기능을 수행하기 위해서는, 이것의 최적의 화학적 및 유변학적 특성이 조절되어야 한다.
굴착에 사용된 오일 기반 머드 (OBM)는 전형적으로 하기 것들을 포함한다: 에멀젼의 연속 상을 구성하는 기유(base oil)(또는 합성 유체); 수용액, 예컨대 에멀젼의 불연속 상을 구성하는 염수/수 용액; 임의적 유화제; 및 현탁, 중량 또는 밀도, 오일-습윤(oil-wetting), 유체 손실 또는 여과 조절을 위한 다른 임의적 제제 또는 첨가제, 및 유동성 조절제. 상기 유동성 조절제는 일반적으로 친유성 점토 또는 친유성 갈탄을 포함한다. 오일 기반 굴착 유체는 일반적으로 용적 기준으로 약 50:50 내지 약 95:5의 연속 상:불연속상을 함유할 수 있다.
깊은 유정에서의 굴착은 고압 및 고온 (HPHT)을 포함하는 지질 조건에 의해 복잡해진다. HPHT 조건의 산업적으로 규정된 정의는 전형적으로 300℉ (149℃) 초과의 유정 온도 및 10,000 psi (68.9 MPa) 초과의 유정 압력을 포함한다. 알려진 굴착 유체는, 이들이 HPHT 조건 하에서 분해되기 때문에 HPHT 굴착에 적합하지 않은 점토 기반 유동성 조절제를 전형적으로 함유한다. 따라서, HPHT 조건 하에서 열적으로 안정하고 적합한 유변학적 특성을 갖는 굴착 유체, 및 굴착 유체에 대한 유동성 조절제가 현재 필요하다.
일부 구현예에 따르면, 오일 기반 굴착 유체가 제공된다. 상기 오일 기반 굴착 유체는 기유 연속 상, 수성 불연속 상, 및 적어도 하나의 유동성 조절제를 포함한다. 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다.
일부 구현예에 따르면, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 기유, 적어도 하나의 유화제, 및 적어도 하나의 습윤제를 혼합시켜서 제1 혼합물을 형성시키는 것을 포함한다. 더욱이, 상기 방법은 적어도 하나의 유동성 조절제를 상기 제1 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제2 혼합물을 형성시키는 것을 포함한다. 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다. 추가로, 상기 방법은 적어도 하나의 유체-손실 조절용 첨가제를 상기 제2 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제3 혼합물을 형성시키는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 염수 용액을 상기 제3 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제4 혼합물을 형성시키는 것을 포함한다. 최종적으로, 상기 방법은 중량증가용 첨가제(weighting additive)를 상기 제4 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 오일 기반 굴착 유체를 형성시키는 것을 포함한다.
일부 구현예에 따르면, 고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 본 발명의 구현예에 따른 오일 기반 굴착 유체 또는 본 발명의 구현예의 방법에 따라 제조된 오일 기반 굴착 유체를, 유정의 지하 구조 내로의 굴착에 제공 또는 사용하는 것을 포함한다.
본 명세서에 기재된 구현예의 추가 특성 및 이점은, 하기 상세한 설명에서 설명될 것이고, 그 설명으로부터 당해 분야에서의 숙련가에게 부분적으로 용이하게 자명해질 것이거나 하기 상세한 설명, 청구범위 뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함한 본 명세서에 기재된 구현예를 실시함에 의해 인지될 것이다.
전술된 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명 둘 모두는, 다양한 구현예를 설명하는 것이고, 청구된 내용의 특성 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 뼈대를 제공하기 위한 것임이 이해되어야 한다. 첨부되는 도면은 다양한 구현예의 추가 이해를 제공하기 위해 포함된 것이고, 이 명세서 내로 편입되거나 이 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 명세서에 기재된 다양한 구현예를 예시하며, 상기 설명과 함께 청구된 내용의 원리 및 작동을 설명하는 작용을 한다.
도 1은 Mg2+:ACA의 0.5:1 몰 비를 갖는 Mg(OH)2 및 1-아다만탄 카복실산 (ACA)으로부터 형성된 Mg(0.5)-AC 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염의 분말 x-선 회절 (PXRD) 패턴이다.
도 2는 Mg2+:ACA의 0.5:1 몰 비를 갖는 Mg(OH)2 및 1-아다만탄 카복실산 (ACA)으로부터 형성된 Mg(0.5)-AC 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염의 적외선 (IR) 스펙트럼이다.
도 3은 Mg(OH)2, ACA, 및 Mg(0.5)-AC의 적층된(stacked) IR 스펙트럼이다.
도 4는 (a) ACA; 및 (b) Mg(0.5)-AC의 적층된 열중량 분석을 포함한다.
도 5a 내지 5d는 본 명세서의 구현예에 따라 제조된 Mg(0.5)-AC의, 다양한 배율에서의 SEM 현미경사진이다.
도 6a는 콜로이드성 현탁액으로부터 제거된 박리된 Mg(0.5)-AC 입자의 선택된 영역의 원자력 현미경사진이다.
도 6b는 도 6a의 현미경사진에서 피크 힘 오차를 나타낸다.
도 6c는 도 6a에 표시된 경로를 가로질러 측정된, 박리된 입자에서의 높이 프로파일의 그래프이다.
도 7은 Mg2+:ACA의 1.0:1 몰 비를 갖는 Mg(OH)2 및 1-아다만탄 카복실산 (ACA)으로부터 형성된 Mg(1.0)-AC 마그네슘 아다만탄 염의 PXRD 패턴이다.
도 8a 내지 8d는 이 명세서의 구현예에 따라 제조된 Mg(1.0)-AC 나노복합체의, 다양한 배율에서의 SEM 현미경사진이다.
본 명세서에서의 다양한 구현예에 따른 오일 기반 유체를 유정 작업에서의 고압 고온 (HPHT) 조건에 사용하기에 적합하게 만드는 유변학적 특성, 열간 압연 후 전기 안정성, 겔 강도, 및 350℉ 및 500 psi의 압력에서의 유체-손실 특성을 갖는 상기 오일 기반 굴착 유체가 기재된다. 상기 오일 기반 유체는 유동성 조절제로 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물을 함유한다. 따라서, 상기 오일 기반 유체의 제조 방법은 혼합 과정 동안 상기 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물을 첨가하는 것을 포함한다. 고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법은, 상기 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 함유하는 오일 기반 굴착 유체를 사용하는 것을 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 "다이아몬드형"은 적어도 하나의 아다만탄 모이어티를 함유하는 임의의 화학적 화합물을 지칭한다. 본 명세서에 사용된 용어 "알칼리 토 금속 다이아몬드형 화합물"은 적어도 하나의 아다만탄 모이어티를 추가로 함유하는 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 베릴륨의 화합물을 지칭한다.
오일 기반 굴착 유체의 구현예가 지금부터 설명될 것이다. 오일 기반 굴착 유체를 제조하는 방법 및 상기 오일 기반 굴착 유체를 사용하여 고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법의 구현예가 차후 설명될 것이다.
다양한 구현예에 따른 오일 기반 굴착 유체는 기유 연속 상, 수성 불연속 상, 및 적어도 하나의 유동성 조절제를 함유할 수 있다. 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다.
오일 기반 굴착 유체의 기유 연속 상은 에스테르 또는 올레핀을 포함하는 합성 오일로 구성될 수 있거나, 천연 석유-유래된 생성물, 예컨대 디젤 오일 또는 미네랄 오일일 수 있다. 상기 합성 오일 또는 천연 석유 생성물은 탄화수소, 예컨대 n-파라핀, 이소 파라핀, 환형 알칸, 분지형 알칸, 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 오일 기반 굴착 유체는 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 약 10.0 중량% 내지 20.0 중량%의 기유을 함유할 수 있다. 추가 구현예에서, 오일 기반 굴착 유체는 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 약 13.0 중량% 내지 17.0 중량%의 기유을 함유할 수 있다.
오일 기반 굴착 유체의 수성 불연속 상은 물 및 염 공급원을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 수성 불연속 상은 물과, 예를 들면, 염화칼슘, 브롬화칼슘, 염화나트륨, 브롬화나트륨, 및 이들의 조합으로부터 선택된 염으로 구성된 염 염수(salt brine)로 구성될 수 있다. 오일 기반 굴착 유체는 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 약 3.0 중량% 내지 약 6.0 중량%의 수성 불연속 상을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 오일 기반 굴착 유체는 예를 들면, 50:50 내지 95:5, 75:20 내지 95:5, 85:15 내지 95:5, 또는 90:10 내지 95:5의, 용적 기준의 오일 대 물 비를 가질 수 있다. 오일 기반 굴착 유체의 상기 오일 대 물 비는 오일:물 = 기유 Saraline 185V + 계면활성제(들) + 유화제(들) + 습윤제(들) : (염수 * 0.64) + 물로 계산된 용적 비이다. 염수가 64 용적%의 물이기 때문에, 염수 용적의 64%는 물 용적으로 포함된다.
오일 기반 굴착 유체는 적어도 하나의 유동성 조절제를 함유한다. 상기 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다. 유동성 조절제는 일반적으로 오일 기반 굴착 유체의 유변학적 특성, 예컨대 예를 들면 점도를 조정하는 오일 기반 굴착 유체의 성분이다. 유동성 조절제는 유정으로부터의 컷팅물을 제거하고 비-순환 시기 동안 컷팅물 및 중량 물질을 현탁시키는 굴착 유체의 능력을 개선시킬 수 있다. 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 또한 알칼리-토 다이아몬드형 화합물에 추가하여 하나 이상의 유동성 조절제를 포함할 수 있다. 추가 유동성 조절제는, 오일 기반 굴착 유체가 굴착 작업이 수행되는 온도 및 압력에서 굴착 작업에 사용되기에 더욱 호의적인 방식으로 오일 기반 굴착 유체의 유변성을 조정하도록 알려지거나 측정된 임의의 화합물일 수 있다. 적합한 추가 유동성 조절제의 예는 점토 또는 폴리머, 예를 들면, 친유성 점토, 예컨대 헥토라이트, 벤토나이트, 세피올라이트, 애타풀자이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 친유성 점토는, 표면이 화학물질로 코팅되어 이 점토를 오일-분산성으로 만드는 점토 광물이다. 일부 구현예에서, 오일 기반 굴착 유체는 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 총 약 0.3 중량% 내지 약 1.0 중량%의 유동성 조절제를 함유할 수 있다. 따라서, 추가 유동성 조절제가 존재하지 않는 경우에, 오일 기반 굴착 유체는 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 총 약 0.2 중량% 내지 약 0.8 중량%의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유할 수 있다.
알칼리-토 다이아몬드형 화합물의 예는 마그네슘 다이아몬드형 화합물, 칼슘 다이아몬드형 화합물, 스트론튬 다이아몬드형 화합물, 바륨 다이아몬드형 화합물, 및 베릴륨 다이아몬드형 화합물을 포함한다. 일부 그와 같은 다이아몬드형 화합물에서, 다이아몬드형 성분은 아다만탄 모이어티일 수 있다. 따라서, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물의 추가 예는 마그네슘 아다만탄 화합물, 칼슘 아다만탄 화합물, 스트론튬 아다만탄 화합물, 바륨 아다만탄 화합물, 및 베릴륨 아다만탄 화합물을 포함한다. 예시적인 구현예에서, 오일 기반 굴착 유체의 알칼리-토 다이아몬드형 유동성 조절제는 마그네슘 아다만탄 화합물, 칼슘 아다만탄 화합물, 또는 바륨 아다만탄 화합물을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에 따르면 지금까지 설명된 오일 기반 굴착 유체는 유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유할 수 있다. 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물을 포함한 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 제조될 수 있는 방법이, 지금부터 상기 화합물의 구조적 특징과 함께 설명될 것이다. 오일 기반 굴착 유체의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은 예시적인 합성 기술에 의해 제조된 알칼리-토 다이아몬드형 화합물로 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 오히려, 오일 기반 굴착 유체의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은, 이 화합물이 어떻게 합성되는 지에 상관없이, 알칼리-토 금속 및 다이아몬드형 모이어티를 포함한 임의의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물일 수 있다.
알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 제조하기 위한 예시적인 방법은, 알칼리-토 금속 염과 적어도 하나의 카복실산 모이어티를 갖는 다이아몬드형 화합물을 혼합시켜서 반응물 혼합물을 형성시키는 것을 포함할 수 있다. 반응물 혼합물에서, 알칼리-토 금속 염은 산 또는 염기로부터 유래된 반대음이온을 함유하는 임의의 알칼리-토 금속 화합물일 수 있는 데, 여기서 M2+는 예를 들면, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ 또는 Be2+이다. 따라서, 알칼리-토 금속 염의 비제한적인 염은 M(OH)2, MCl2, MBr2, M(NO3)2, 및 MSO4를 포함한다. 일부 합성 방법에서, 알칼리-토 금속 염은 M(OH)2일 수 있다. 마그네슘 염의 비제한적인 예는 예를 들면, Mg(OH)2, MgCl2, MgBr2, Mg(NO3)2, 및 MgSO4를 포함한다. 일부 합성 방법에서, 알칼리-토 금속 염은 Mg(OH)2일 수 있다.
알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 제조하는데 사용된 반응물 혼합물에서, 다이아몬드형 화합물은 적어도 하나의 카복실산 모이어티를 갖는다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 카복실산이 다이아몬드형 화합물의 임의의 비-교두보(non-bridgehead) 탄소 원자에 결합된다. 일부 합성 방법에서, 다이아몬드형 화합물은 아다만탄, 디아만탄, 또는 트리아만탄의 카복실산으로부터 선택될 수 있다. 일부 합성 방법에서, 다이아몬드형 화합물은 아다만탄 1-카복실산 (ACA)일 수 있다.
알칼리-토 금속 염과 다이아몬드형 화합물의 혼합은, 친밀한 혼합을 수행하는 임의의 적합한 장치를 사용하여 임의의 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 혼합은 고체 상태 기술, 예컨대 건조 분말의 블렌딩 또는 분쇄를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 혼합은 분말과 용매를 조합시키고 차후 수득한 용액을 교반시켜서 수성 또는 유기 용매의 도움으로 수행될 수 있다. 임의로, 그와 같은 습식 혼합 과정 후에, 마그네슘 염 및 다이아몬드형 화합물을 이들의 화학 반응에 적합한 조건 아래에 두기 전에, 용매의 일부 또는 전부를 수득한 혼합물로부터 경사분리시키거나 여과시킬 수 있다.
알칼리-토 금속 아다만탄 염의 제조 방법은, 알칼리-토 금속 염과 다이아몬드형 화합물의 반응물 혼합물을, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염을 형성시키는 반응 시간 동안 반응 온도에서 열수(hydrothermal) 처리하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 열수 처리는 일반적으로 수성 용매, 예컨대 물을 반응 혼합물에 첨가하고, 상기 반응 혼합물을 반응 용기, 예컨대 오토클레이브에서 밀봉시키고, 반응 용기를 반응 온도로 가열시켜서 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염의 결정화가 고압 환경에서 일어나게 하는 것을 포함할 수 있다.
반응 온도는, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염의 결정화를 또한 가능케 하면서, 알칼리-토 금속 염과 다이아몬드형 화합물의 반응이 반응 용기 내에서 진행되게 하는데 충분한 열역학적 에너지를 제공하도록 선택될 수 있다. 반응 온도는 상기 반응이 진행될 수 있게 하기에 충분히 높아야 하지만, 또한 아다만탄 카복실레이트 염의 분해 또는 결정자(crystallite)의 용매화를 회피하도록 충분히 낮아야 한다. 일부 합성 방법에서, 반응 온도는 100℃ 내지 200℃, 예컨대 100℃, 110℃, 120℃, 130℃, 140℃, 150℃, 160℃, 170℃, 180℃, 190℃, 200℃, 또는 100℃와 200℃ 사이의 임의의 다른 온도일 수 있다. 일부 합성 방법에서 반응 온도가 100℃ 내지 200℃일 수 있다 하더라도, 다른 반응은 100℃ 미만 또는 200℃ 초과의 온도에서 최적으로 일어날 수 있음이 고려된다. 다른 합성 방법에서, 반응 온도는 100℃ 내지 150℃ 또는 110℃ 내지 150℃일 수 있다. 알칼리-토 금속 염이 Mg(OH)2인 한 예에서, 반응 온도는 150℃ ± 10℃일 수 있다.
알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염이 반응 온도에서 형성됨에 따라 반응 시간은 잘 정의된 형태의 결정 성장 및 발달이 일어나기에 충분한 시간을 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 합성 방법에서, 반응 시간은 12 h보다 길 수, 예컨대 예를 들면 12 h 내지 72 h, 24 h 내지 72 h, 12 h 내지 48 h, 또는 24 h 내지 48 h일 수 있다. 일부 합성 방법에서 반응 시간이 12 h보다 길 수 있다 하더라도, 150℃ 초과의 더 높은 반응 온도가 선택되는 경우에, 예를 들면, 반응 시간은 12 h보다 짧을 수 있음이 고려된다.
알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염의 제조 방법은, 통상의 분리 단계, 예컨대 반응 용기를 냉각 또는 탈압시키고, 반응 혼합물을 반응 용기로부터 제거하고, 여과 또는 임의의 다른 적합한 기술에 의해 용매를 반응 혼합물로부터 제거하고, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염을, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염을 용해시키지 않는 수성 또는 유기 용매로 세척하고, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염을 건조시키거나, 이러한 단계의 임의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 일부 합성에서는, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염을 반응 용기 중에 존재하는 임의의 용매로부터 진공 여과시키고, 물로 세척하고, 적합한 시간 동안 적합한 온도에서 건조시킬 수 있다. 예를 들면, 알칼리-토 금속 아다만탄 카복실레이트 염은 열수 처리로부터 잔여 용매를 제거하도록 65℃에서 24 h 동안 건조시킬 수 있다.
오일 기반 굴착 유체의 일부 구현예에서, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은 이전에 설명된 대로 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염일 수 있다. 마그네슘 염 및 ACA를 사용하여 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염은 차후에는 속기 표기법 Mg(x)-AC에 의해 기재될 것인데, 여기서 x는 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 제조하는데 사용된 반응 혼합물에서의 Mg2+:ACA의 비이고, AC는 ACA의 아다만탄 모이어티로부터 유래된 탄소 지지체를 나타낸다. 예를 들면, Mg(0.5)-AC는, Mg(OH)2 및 ACA를 Mg2+:ACA의 0.5:1 몰 비로 반응시켜서 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 나타낸다. 마찬가지로, Mg(1.0)-AC는 Mg(OH)2 및 ACA를 Mg2+:ACA의 1.0:1 몰 비로 반응시켜서 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 나타낸다.
마그네슘 아다만탄 염, 예컨대 Mg(0.5)-AD를 제조하는 예시적인 방법에서, 반응 혼합물은 마그네슘 염, 예컨대 예를 들면, Mg(OH)2와 ACA를, 0.5:1 내지 1.0:1의 반응 혼합물에서의 Mg2+:ACA의 비를 제공하는 양으로 혼합시켜서 제조될 수 있다. 반응 혼합물에서의 Mg2+:ACA의 특정한 비는, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염의 전체 결정 형태가 원하는 형태가 되도록 선택될 수 있다. 이론에 의해 구속시키고자 하는 것은 아니지만, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염의 결정 형태는 반응 혼합물에서의 Mg2+:ACA의 비를 증가 또는 감소시킴으로써 맞춰질 수 있는 것으로 생각된다. Mg2+:ACA의 비가 0.5:1 내지 1.0:1로부터 선택될 수 있다 하더라도, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염의 결정 형태는 Mg2+:ACA의 비를 0.5:1 미만으로 감소시키거나 Mg2+:ACA의 비를 1.0:1 초과로 증가시킴으로써 추가로 맞춰질 수 있음이 고려된다. 비록 그렇다 하더라도, 포화 점이 존재하는 것으로 생각되는데, 상기 포화 점 초과에서는 추가의 마그네슘 이온이 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염 내로 혼입될 수 없다.
일반적으로, Mg-AC 화합물은 층상 구조 또는 형태를 나타낼 수 있다. 층상 구조 또는 형태의 Mg-AC 화합물은 가장자리에서 겉면까지의(edge-to-face) 연결이 없는 복수의 층으로 나타날 수 있다. 상기 복수의 층은, 각각 500 초과 또는 1000 초과의 어스펙트 비를 갖는 개별 층으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 개별 층의 각각은, 동일한 층의 두께 측정치보다 적어도 500배 또는 적어도 1000배 긴 길이 측정치를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 층은 10 μm 내지 20 μm의 길이 및 10 nm 내지 20 nm의 두께를 가질 수 있다. 이러한 매우 얇은 층은 차례로 특히 특정 용매의 존재 하에 박리를 나타낼 수 있다. Mg-AC 물질은 또한 다양한 용매, 예컨대 극성 유기 용매 중에서 안정한 분산물 또는 겔을 형성할 수 있다. 예를 들면, Mg-AC 층은 유기 용매, 예컨대 에탄올 및 아세톤 중에서 박리될 수 있다. 이론에 의해 구속시키고자 하는 것은 아니지만, Mg-AC에서 박리되는 높은 어스펙트 비 층의 존재는, Mg-AC가 유동성 조절제로 사용되는 굴착 유체의 전반적인 특성에 이로울 수 있는 것으로 생각된다.
기유 연속 상, 수성 불연속 상, 및 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물을 포함한 유동성 조절제에 추가하여, 오일 기반 굴착 유체는, 오일 기반 굴착 유체의 특성을 의도되는 응용예에 맞추는 하나 이상의 임의 성분을 포함할 수 있다. 상기 임의적 성분은 예를 들면, 유화제, 습윤제, 알칼리성 조절제, 유체-손실 조절제, 현탁제, 중량 조정제, 밀도 조정제, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함한다. 일부 구현예에서, 오일 기반 굴착 유체는 적어도 하나의 유화제, 적어도 하나의 습윤제, 적어도 하나의 알칼리성 조절제, 적어도 하나의 유체-손실 조절제, 적어도 하나의 현탁제, 및 적어도 하나의 밀도 조정제를 함유할 수 있다.
임의적 유화제가 오일 기반 굴착 유체에 첨가되어 에멀젼의 형성을 촉진시키고 오일 기반 굴착 유체의 기유 연속 상과 오일 기반 굴착 유체의 수성 불연속 상 사이의 계면 장력을 감소시킬 수 있다. 유화제의 예는 계면활성제, 세제, 리그노설페이트, 및 리그니트(lignitic) 화합물을 포함한다.
임의적 습윤제가 오일 기반 굴착 유체에 첨가되어, 예컨대 볼링(balling), 부팅 오프(booting off), 또는 머드 링 형성에 의해 물질, 예컨대 점토 및 셰일이 굴착 장비에 달라붙는 경향을 감소시킬 수 있다. 습윤제의 예는 계면활성제, 예컨대 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제를 포함한다. 습윤제가 사용되는 경우에, 습윤제는 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 이 굴착 유체의 약 0.1 중량% 내지 약 1.0 중량%를 구성할 수 있다.
임의적 유체-손실 조절제가 오일 기반 굴착 유체에 첨가되어, 이 굴착 유체로부터 지하 구조로 손실된 여액의 양을 감소시킬 수 있다. 유체-손실 조절제의 예는 친유성 (예를 들면, 아민-처리된) 갈탄, 벤토나이트, 제조된 폴리머, 및 시너(thinner) 또는 해교제를 포함한다. 유체-손실 조절제가 사용되는 경우에, 이 조절제는 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 이 굴착 유체의 약 0.5 중량% 내지 약 1.5 중량%를 구성할 수 있다.
임의적 현탁제가 오일 기반 굴착 유체에 첨가되어, 굴착 유체의 점도가 모든 굴착 유체 성분을 현탁시키기에 충분한 낮은 전단 속도에서 항복 점을 갖도록 맞춰질 수 있는데, 이에 의해 굴착 유체 성분의 침전이 회피될 수 있다. 현탁제의 예는 지방 산 및 섬유상 물질을 포함한다. 현탁제가 사용되는 경우에, 이 현탁제는 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 이 굴착 유체의 약 0.01 중량% 내지 약 1.0 중량%를 구성할 수 있다.
임의적 중량 조정제 또는 밀도 조정제가 오일 기반 굴착 유체에 첨가되어, 오일 기반 굴착 유체의 중량, 밀도 또는 이 둘 모두를 증가시킬 수 있다. 중량 조정제는 형성 압력을 조절하고 응력받은 영역에서 나타날 수 있는 질척거리거나 융기된 셰일의 효과와 싸우는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 물보다 농후하고 굴착 유체의 다른 특성에 불리하게 영향을 미치지 않는 임의 물질이 중량증가 물질로 사용될 수 있다. 중량 조정 또는 밀도 조정제의 예는 중정석 (BaSO4), 방연광 (PbS), 적철광 (Fe2O3), 자철광 (Fe3O4), 제조된 산화 철, 일미나이트 (FeOㆍTiO2), 능철광 (FeCO3), 셀레사이트 (SrSO4), 돌로마이트 (CaCO3ㆍMgCO3), 및 방해석 (CaCO3)을 포함한다. 중량 또는 밀도 조정제가 사용되는 경우에, 이 조정제는 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 이 굴착 유체의 약 65 중량% 내지 약 75 중량%를 구성할 수 있다.
따라서 일부 구현예에서, 오일 기반 굴착 유체는 13 중량% 내지 17 중량% 기유; 0 중량% 내지 1.0 중량% 유화제; 0 중량% 내지 0.6 중량% 습윤제; 0.3 중량% 내지 0.8 중량% 유동성 조절제; 0 중량% 내지 1.5 중량% 유체-손실 조절용 첨가제; 3.0 중량% 내지 5.0 중량% 염수 용액; 및 0 중량% 내지 75 중량% 중량증가용 첨가제를 함유할 수 있다. 오일 기반 굴착 유체는 일반적으로 0.9 내지 2.2의 비중을 가질 수 있다.
이전에 설명된 다양한 구현예 중 임의 것에 따른 오일 기반 굴착 유체는, 이 오일 기반 굴착 유체가 굴착 작업 동안의 고압 고온 (HPHT) 조건 하에 사용하기에 적합하게 만드는 물리적 특징을 나타내도록 제형화될 수 있다. 굴착 작업 동안의 HPHT 조건은 10,000 psi 초과의 유정 압력 및 300℉ (149℃) 초과의 유정 온도를 포함할 수 있다. 예를 들면, 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 포함한 오일 기반 굴착 유체는, 100 rpm에서의 열간 압연 전 및 열간 압연 후 둘 모두에, 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 낮은 점도를 가질 수 있다. 유사하게, 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 포함한 오일 기반 굴착 유체는, 350℉ (177℃) 및 500 psi에서, 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 낮은 열간 압연 후 유체 손실을 가질 수 있다. 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 포함한 오일 기반 굴착 유체는, 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 비율로 동일한 성분을 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 높은 전기 안정성을 가질 수 있다.
다양한 구현예에 따른 오일 기반 굴착 유체가 앞에서 설명되었고 상기 오일 기반 굴착 유체의 예시적인 제조 방법이 지금부터 설명될 것이다. 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법은 기유, 임의로 적어도 하나의 유화제, 및 임의로 적어도 하나의 습윤제를 표준 혼합 기술을 사용하여 혼합시켜서 제1 혼합물을 형성시키는 것을 포함할 수 있다. 오일 기반 굴착 유체의 구현예에 관하여 앞서 설명된 양을 제공하도록 제1 혼합물의 성분이 첨가될 수 있다. 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법은, 적어도 하나의 유동성 조절제를 표준 기술에 의해 제1 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제2 혼합물을 형성시키는 것을 추가로 포함할 수 있는데, 여기서 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다. 또한, 오일 기반 굴착 유체의 구현예에 관하여 앞서 설명된 양을 제공하도록 제2 혼합물의 성분이 첨가될 수 있다. 상기 유동성 조절제는 적어도 하나의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물, 예컨대 예를 들면, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물을 포함한다. 상기 적어도 하나의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은 본 명세서에 따라 설명된 임의의 알칼리-토 다이아몬드형 화합물일 수 있다.
오일 기반 굴착 유체의 제조 방법은 임의로 적어도 하나의 유체-손실 조절용 첨가제를 제2 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제3 혼합물을 형성시키고; 불연속 상으로 염수 용액을 상기 제3 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제4 혼합물을 형성시키고; 및 임의로 중량증가용 첨가제를 상기 제4 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 오일 기반 굴착 유체를 형성시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.
앞서 설명된 대로 제조되거나 당해 분야에서의 숙련가에 의해 이해된 다른 산업적으로 허용되는 기술로 제조된 오일 기반 굴착 유체를 포함한 앞서 설명된 오일 기반 굴착 유체는, 지하 구조 위에서의 굴착 작업, 특히 10,000 psi 초과 유정 압력 및 300℉ (149℃) 초과 유정 온도의 HPHT 조건 하에서 수행된 굴착 작업에 사용하기에 적합할 수 있다. 따라서, 고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법의 구현예는, 본 명세서에 기재된 임의의 구현예에 따른 오일 기반 굴착 유체 또는 본 명세서에 기재된 임의의 구현예에 따라 제조된 오일 기반 굴착 유체를 유정의 지하 구조 내로의 굴착에 제공하거나 사용하는 것을 포함할 수 있다.
고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법에서, 고압 고온 조건 하에 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 포함하는 오일 기반 굴착 유체는, 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 낮은 점도를 가질 수 있다. 마찬가지로, 고압 고온 조건 하에 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 포함하는 오일 기반 굴착 유체는, 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 낮은 유체 손실을 가질 수 있다. 마찬가지로, 고압 고온 조건 하에 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제를 포함하는 오일 기반 굴착 유체는, 알칼리-토 금속 다이아몬드형 화합물 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 높은 전기 안정성을 가질 수 있다.
실시예
본 명세서에 기재된 구현예는 하기 실시예에 의해 추가로 명료해질 것이다. 하기 실시예는 본 발명 또는 이것의 청구범위의 범주를 임의의 특수한 구현예로 제한하려는 것이 아님이 이해되어야 한다.
실시예 1
Mg(0.5)-아다만탄 카복실레이트 염의 합성 및 물리적 특성규명
Mg(OH)2와 1-아다만탄 카복실산 (ACA)을 Mg2+:ACA의 1:2 몰 비를 제공하는 양으로 혼합시켜서 반응 혼합물을 형성시킨 다음, 상기 반응 혼합물을 테플론 라이닝된 스테인레스-스틸 오토클레이브로 옮기고, 상기 반응 혼합물을 150℃에서 24 h 동안 가열시킴으로써 Mg 아다만탄 카복실레이트 (Mg-AC) 화합물을 열수적으로 합성하였다. 1 h 동안 자기 교반기 상에서 교반시켜서 상기 반응물을 혼합시켰다. 수득한 생성물, Mg(0.5)-AC (여기서, 0.5는 원래의 Mg2+:ACA 혼합 비를 지칭하며, "AC"는 아다만탄 카복실레이트를 지칭한다)를 진공 여과하고, 다량의 물로 세척한 다음, 65℃에서 24 h 동안 건조시켰다. 생성물을 분말 X선 회절 (PXRD), 적외선 (IR) 분광법, 주사 전자 현미경 (SEM), 열중량 분석 (TGA), 원자력 현미경 (AFM), 및 투과 전자 현미경 (TEM)에 의해 특성 규명하였다.
Mg(0.5)-AC를 PXRD에 의해 분석하였다. 도 1에서의 PXRD 스펙트럼은 각각 15.41 Å, 13.3 Å, 11.0 Å, 9.6 Å, 7.7 Å의 d 간격에 상응하는 5.7°, 6.6°, 8.0°, 9.2°, 및 11.5°의 2θ 각도에서 일련의 기본 반사를 나타냈다. 강한 반사는 15° 내지 17°의 2θ 각도 근방을 중심으로 나타나며, 몇몇의 약한 강도 내지 중간 강도의 반사는 2θ 범위 30°내지 50°에서 나타났다. 또한, 약한 강도의 한쌍의 반사는 2θ 범위 57°내지 60°에서 나타났다. PXRD 패턴에서의 이러한 특성 모두는 층상 구조를 갖는 물질의 형성을 암시한다.
Mg(0.5)-AC를 IR 분광법을 사용하여 추가로 특성규명하였다. 도 2에서의 IR 스펙트럼은 각각 1411 cm-1 및 1550 cm-1에서 COO- 기의 대칭 및 비대칭 신축 진동을 보여준다. 2900 cm-1 및 2847 cm-1에서의 진동은 아다만탄 카복실레이트 이온의 C-H 결합으로부터 비롯된다. 3200 cm-1 내지 3400 cm-1 범위에서의 넓은 진동은 수소-결합된 하이드록실 이온으로부터 비롯된다. 약 3600 cm-1에서의 작은 어깨부(shoulder)는 비-수소 결합된 하이드록실 이온으로부터 비롯되며, 수득한 생성물 내 불순물인 소량의 전구체 Mg(OH)2를 나타내는 것으로 생각된다. 1000 cm-1 미만의 중간 강도의 진동은 금속-산소 결합의 굽힘 및 신축으로부터 비롯된다.
가능한 불순물 및 미반응 출발 물질을 체크하기 위해 출발 물질과 Mg(0.5)-AC의 비교를 수행하였다. 도 3은 Mg(0.5)-AC, ACA, 및 Mg(OH)2의 오버레이된(overlaid) PXRD 패턴을 보여준다. Mg(0.5)-AC는, IR 분석에 의해 또한 확인된 시작되는 Mg(OH)2로부터 비롯되는 37.9°에서의 약한 강도의 반사를 제외하고, 출발 물질의 반사에 상응하지 않는 한 세트의 반사를 갖는다. 15°내지 17°의 2θ 범위에서의 ACA (100% 강도)의 한 쌍의 피크가 또한 Mg(0.5)-AC 내에 있다. 피크 위치 및 반치전폭 (FWHM)은, 상기 피크가 Mg(0.5)-AC에서 1°보다 많이 이동하고 확장됨을 보여준다. 이는 시작되는 ACA가 Mg(0.5)-AC 중에 존재할 가능성을 배제시킨다.
Mg(0.5)-AC의 열 분해 거동을, 10℃/min의 가열 속도에서 30℃ 내지 800℃의 헬륨 가스 대기에서 열중량 분석 (TGA)에 의해 조사하였다. Mg(0.5)-AC는, 도 4의 도면 (b)에 나타난 대로 2단계 질량 손실을 보인다. 60℃ 근방에서의 5 중량% 내지 6 중량% 질량 손실은 흡착된 물에 기인할 수 있다. TGA는, 상기 화합물이 450℃까지 안정하며 450℃ 내지 600℃ 범위에서 그 질량의 약 85중량%가 손실됨을 입증한다. 이 범위에서의 질량 손실은, 아다만탄 카복실레이트 모이어티 및 하이드록실 이온의 손실에 기인한다. 잔여물은 단지 대략 10 중량%인데, 이는 매우 다공성의 나노크기 MgO의 형성을 나타낸다. 흡착된 물의 손실을 제외한 한 단계 질량 손실은 Mg(0.5)-AC의 단일 상 특성을 확증한다. 대조적으로 그리고 도 4의 도면 (a)에 예시된 대로, 시작되는 ACA는 완전히 다른 열 거동을 나타낸다. 아다만탄 카복실산은 100℃까지 안정하며 120℃ 내지 300℃에서 한 단계로 완전히 분해되는 것으로 확인되었다. 이론에 의해 구속시키고자 하는 것은 아니지만, Mg(0.5)-AC의 대개 높은 열 안정성은 Mg2+-아다만탄 카복실레이트 이온 결합의 형성으로부터 비롯될 수 있는 것으로 생각된다.
Mg(0.5)-AC의 형태 및 특성을 SEM에 의해 추가로 특성규명하였다. 다양한 배율에서의, 도 5a 내지 5d에서의 Mg(0.5)-AC의 SEM 상은 층상 형태를 입증한다. 상기 층은 매우 큰 어스펙트 비를 갖는데, 이 때 치수는 길이가 몇 마이크론이고 두께가 몇 나노미터이다. 층은 차례대로 적층되는데, 많은 유형의 층상 고형물에 공통적인 가장자리에서 겉면까지의 공유 연결을 갖는 것으로 보이지는 않는다. Mg(0.5)-AC에서 가장자리에서 겉면까지의 공유 연결의 부재는, Mg(0.5)-AC가 용이하게 박리될 수 있음을 암시할 수 있다.
실시예 2
Mg(0.5)-아다만탄 카복실레이트 염의 분산 및 박리
Mg(0.5)-AC의 물리적 특성규명을 기반으로, 이것은 높은 어스펙트 비 및 높은 열 안정성을 갖는 층상 구조인 것으로 밝혀졌다. 따라서, Mg(0.5)-AC는, 이 Mg(0.5)-AC가 굴착 유체에 대한 유동성 조절제로 사용되기에 적합한 특성을 갖는 것으로 생각된다. 다양한 폴리머와 블렌딩되는 Mg(0.5)-AC의 적합성 및 분산물을 형성하는 능력을 체크하기 위해, 다양한 극성 및 비극성 용매를 사용하였다. 다양한 물리적 특성을 갖는 6개의 상이한 용매를 사용하여 분산물 연구를 수행하였다. 다양한 용매 내 생성물의 분산 연구는, 자기 교반기 상에서 24 h 동안 교반된 현탁액을 형성시키도록 100 mL의 다양한 용매 중 100 mg의 Mg(0.5)-AC에 대하여 수행하였다. 이 연구의 결과가 하기 표 1에 제시되어 있다.
Figure pct00001
Mg(0.5)-AC는 임의의 박리 또는 물을 이용한 임의 종류의 분산을 보이지 않았는데, 이는 상기 화합물의 소수성 특성을 나타낸다. 극성 유기 용매, 예컨대 에탄올이 사용된 경우에, Mg(0.5)-AC가 30분 이내에 분산물을 형성하였다. Mg(0.5)-AC는 1,4-디옥산 중에 분산되었고, N,N-디메틸 포름아미드와 안정한 겔을 형성하였다. Mg(0.5)-AC는 광범위하게 사용된 테트라하이드로푸란 (THF)과 안정한 분산물을 형성하는 것으로 밝혀졌다. 이는 Mg(0.5)-AC가 극성 유기 용매와 안정한 분산물을 형성하는 능력을 가지며, 유기 폴리머를 포함하는 다양한 나노복합체에서 충전제로 사용될 수 있음을 보여준다. 한편, Mg(0.5)-AC는 비극성 펜탄을 사용한 경우에는 임의의 박리를 보이지 않았다.
박리 정도를 확인하기 위해 박리된 Mg(0.5)-AC 콜로이드성 현탁액을 AFM에 의해 특성규명하였다. 도 6a는, Mg-AC 입자의 콜로이드성 에탄올 현탁액으로부터 제거된 박리된 Mg(0.5)-AC 입자의 선택된 영역의 지형 프로파일을 보여준다. 도 6b는 동일한 측정에서의 피크 힘 오차를 보여준다. 도 6c는 도 6a에 명시된 경로를 따라 측정된 상기 입자의 높이 프로파일이다. 박리된 샘플은, 10 nm 내지 20 nm의 두께 및 10 μm 초과의 측면 치수를 갖는 층을 보인다. 이러한 치수들은 500 내지 1000의 어스펙트와 같다.
실시예 3
상 형성 및 형태에 대한 Mg 과포화의 효과
초기 반응 혼합물의 과포화는 임의 물질의 상 형성에서 결정적인 역할을 한다. 실시예 1에서 제조된 Mg(0.5)-AC는 1:2의 Mg2+/ACA 비를 지녔다. Mg-아다만탄 상 형성에 대한 Mg2+/ACA 비의 효과를 특성규명하기 위해서, 초기 반응물을 혼합시켜 1:1의 Mg2+/ACA 비를 제공하는 것을 제외하고 실시예 1에 기재된 것과 동일한 합성 방법으로 Mg(1.0)-AC를 제조하였다. 따라서, 실시예 1의 Mg(0.5)-AC와 비교하여 더욱 큰 몰 분율의 Mg2+를 사용하여 Mg(1.0)-AC를 제조하였다.
도 7에서의 Mg(1.0)-AC의 PXRD 패턴은, Mg(0.5)-AC (도 1)의 PXRD 패턴과 비교하여 Mg-AC에 상응하는 모든 반사를 보유한다. 또한, Mg(1.0)-AC PXRD 스펙트럼은 미반응 Mg(OH)2로부터 비롯되는 것으로 생각된 몇몇 높은 강도의 반사 (*로 표시된)를 보인다. Mg(1.0)-AC 내 미반응 출발 물질의 출현은, 출발 물질 Mg(OH)2 및 ACA의 화학양론 비가, 수득되는 Mg-AC 물질이 단일 상 물질일 것인지에 영향을 미침을 설명한다.
물질의 형태에 대한 Mg2+/ACA의 효과를 확인하기 위해 SEM을 사용하여 Mg(1.0)-AC를 추가로 특성규명하였다. 도 8a 내지 8d는 다양한 배율에서의 Mg(1.0)-AC의 SEM 상이다. Mg(1.0)-AC의 형태는 Mg(0.5)-AC의 형태와 상이한 것으로 보인다. Mg(1.0)-AC의 SEM이 Mg(0.5)-AC를 사용한 경우보다 큰 층을 갖는 층상 형태를 보인다 하더라도, Mg(1.0)-AC의 결정자는 가장자리에서 겉면까지의 공유를 통하여 연결되어, 모래-꽃(sand-flower) 형태가 얻어지는 것으로 보인다. 따라서, 출발 반응 혼합물 내 Mg2+ 및 ACA의 농도를 변화시킴으로써, Mg-AC에 상이한 형태 및 배향을 제공할 수 있다. Mg-AC 상(phase)에 추가하여, Mg(1.0)-AC의 SEM은 또한 미반응 Mg(OH)2의 응집된, 특색없는 입자를 나타낸다.
실시예 4
굴착 유체 제형 및 특성규명
마그네슘 아다만탄 화합물을 함유하는 굴착 유체의 물리적 및 유변학적 특성과 점토 개질제를 함유하는 굴착 유체의 상기 특성을 비교하기 위해서, 2개의 굴착 유체를 제조하였다. 상기 2개의 굴착 유체는, 오일 기반 유체 제형을 위하여 특별하게 맞춰진 3개의 독점적인 유화제와 유체-손실 조절제의 블렌드를 포함하는 M-I SWACO RHADIANTTM 시스템을 기반으로 하였다. 이상적인 굴착 유체를 유동성 조절제로 BENTONE® 42를 사용하여, 비교를 위한 기준으로 제조하였다. BENTONE® 42는 합성 기유 시스템을 위하여 최적화된 헥토라이트 유기점토이며 Elementis Specialties로부터 입수가능하다. 비교예 굴착 유체 내 BENTONE® 42를, 유동성 조절제로 실시예 1에 따라 제조된 동일한 중량의 Mg(0.5)-AC로 대체하여, 제2 굴착 유체를 제조하였다.
상기 2개의 굴착 유체를 하기 성분을 사용하여 제형화하였다: Shell (Houston, Texas)로부터 입수가능한 Saraline 185V, 합성 오일 굴착 베이스 유체; M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 SUREMUL®, 아미도아민 계면활성제; M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 SUREWET®, 습윤제; M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 MUL XT, 비-수성 유체 시스템에 사용하기 위한 유화제; M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 VERSAGEL HT, 필터케이크 형성 및 여과 조절을 돕기 위한 헥토라이트 점토 점성 첨가제; M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 ONE-TROL™ HT, 오일 및 합성-베이스 굴착 유체 시스템에 사용하도록 설계된 아민-처리된 탄닌 여과 조절용 첨가제; M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 ECOTROL RD, 오일 및 합성-베이스 굴착 유체 시스템에 사용하도록 설계된 여과 조절용 첨가제; 및 M-I SWACO, LLC (Houston, Texas)로부터 입수가능한 M-I BAR, 중정석 (BaSO4) 중량증가제.
둘 모두의 굴착 유체를 Hamilton Beach 혼합기를 사용하여 772 g (351 mL) 양으로 제조하였다. 둘 모두의 굴착 유체를 위한 제형이 하기 표 2에 제시되어 있다. 굴착 유체를 제조하기 위해, 기유, 유화제, 및 습윤제를 단계 1 동안 5분 동안 먼저 함께 혼합시킨 다음, 점도 개질제 및 유동성 조절제를 단계 2 동안 또 다른 10분 동안 첨가 및 혼합하였다. 다음으로, 단계 3에서 유체-손실 조절용 첨가제를 10분 동안 첨가 및 혼합시킨 다음, 단계 4에서는 염수를 15분 동안 그리고 단계 5에서는 중정석을 20분 동안 혼합시켰다. 사용된 기유 및 중정석의 양은, 비교예 굴착 유체의 각각의 특성과 동일한 2.20의 비중 및 90.0의 오일/물 비를 제공하도록 Mg(0.5)-AC 제형에 대해서는 약간 상이하였다.
Figure pct00002
OBM의 점도를 Fann 35 점도계를 사용하여 시험하였다. 굴착 유체를 이들의 제조 후 Fann 35 가열 컵에 놓고, 유체가 120℉ (49℃)의 온도에 도달될 때까지 600 분 당 회전수 (rpm)로 교반시켰다. 점도를, 열간 압연 전 (BHR) 및 열간 압연 후 (AHR) 둘 모두에 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm, 6 rpm, 및 3 rpm의 전단 속도에서 측정하였다. 열간 압연을 에이징 셀에서 16시간 동안 350℉ (177℃) 및 150 psi에서 수행하였다. 굴착 유체 BHR 및 AHR의 겔 강도를, 컵 내 굴착 유체를 매 회 600 rpm에서 교반시킨 다음 각각 (1) 10초 및 (2) 10분 동안 휴지시킨 후에 2개의 판독치를 취하여 측정하였다.
각각의 굴착 유체에 대한 유체 손실 (FL) 시험을, 각각의 굴착 유체를 바닥에 개구를 갖는 스테인레스 스틸 챔버 내로 둠으로써 여과 장치 (API 필터 프레스 OFITE® 장치)를 사용하여 고온 압연된 굴착 유체에 대하여 수행하였다. 여과지를 챔버 바닥 위에 놓고, 굴착 유체를 30분 동안 350℉ (177℃)에서 500 psi의 압력에 노출시켰다. 비교예의 굴착 유체 머드 및 Mg(0.5)-AC를 함유하는 굴착 유체 둘 모두로부터 수집된 유체에는 물이 존재하지 않았다. 둘 모두 유체의 전기 안정성 (ES)을 전기 안정성 계량기를 사용하여 BHR 및 AHR 둘 모두에서 측정하였다.
점도 시험, 유체 손실 시험, 및 전기 안정성 시험으로부터의 결과가 하기 표 3에 제시되어 있다.
Figure pct00003
점도 개질제로 마그네슘 아다만탄을 함유하는 굴착 유체는, 유동성 조절제로 BENTONE 42를 함유하는 비교예의 굴착 유체보다 100 rpm에서 BHR 및 AHR 둘 모두에서의 더 낮은 점도 때문에, HPHT 굴착 유체로 유망한 결과를 나타냈다. 100 rpm에서의 점도 값은 유정의 환대(annulus) 내 굴착 유체에서의 점도를 반영한다. 따라서, 더 작은 수는 굴착 유체의 더 높은 성능을 나타낸다. Mg-AD 굴착 유체의 유변성은 열간 압연 후 6 rpm에서의 비교예의 굴착 유체의 유변성과 유사한데, 이는 비교예의 유체에서보다 Mg-AD 유체에서 더 적은 열 분해를 보여준다. Mg-AC 함유 유체에 대한 350℉ (177℃) 및 500 psi에서의 AHR 유체 손실 (FL)은 AHR 비교예 유체의 FL보다 작았다. Mg-AC 굴착 유체의 AHR 전기 안정성 (ES)은 또한 비교예의 유체의 ES보다 컸는데, 이는 열간 압연 후 보유된 Mg-AC 굴착 유체의 더 나은 에멀젼 안정성을 의미한다. 비교예 유체의 소성 점도와는 다르게, Mg-AC 굴착 유체의 소성 점도는 AHR에서는 감소되었고 고온에서는 점성으로 되지 않았다. 감소되는 Mg-AC 굴착 유체의 소성 점도는 굴착 작업 동안 필요한 여분의 전력 없이도 굴착력을 유지한다. 반대로, 비교예 유체에서와 같이 고온에 노출시킨 후의 더욱 높은 PV는 점성 유체를 순환시키는데 필요한 여분의 힘을 의미할 것이다.
따라서, 2개의 굴착 유체로부터의 유변성 데이터는, 비교예 유체 내 BENTONE 42를 동일한 양의 Mg(0.5)-AC로 대체하였더니 허용되는 성능 특징 뿐만 아니라 개선된 특징을 갖는 굴착 유체 제형이 얻어졌음을 나타낸다. 따라서, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물은 특히, HPHT 굴착 작업 동안 정적인 조건에서 굴착 컷팅물을 현탁시킬 수 있는, 굴착 유체에 사용하기에 매우 적합한 유동성 조절제인 것으로 생각된다.
오일 기반 굴착 유체, 상기 굴착 유체의 제조 방법, 및 상기 굴착 유체를 사용하여 고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법의 다양한 측면이 설명되고, 그와 같은 측면은 다양한 다른 측면과 함께 사용될 수 있음이 지금부터 이해되어야 한다.
제1 측면에서, 본 발명은 오일 기반 굴착 유체를 제공한다. 상기 오일 기반 굴착 유체는 기유 연속 상, 수성 불연속 상, 및 적어도 하나의 유동성 조절제를 포함한다. 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함한다.
제2 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 마그네슘 다이아몬드형 화합물, 칼슘 다이아몬드형 화합물, 스트론튬 다이아몬드형 화합물, 바륨 다이아몬드형 화합물, 또는 베릴륨 다이아몬드형 화합물로부터 선택되는, 상기 제1 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제3 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 마그네슘 아다만탄 화합물, 칼슘 아다만탄 화합물, 스트론튬 아다만탄 화합물, 바륨 아다만탄 화합물, 또는 베릴륨 아다만탄 화합물으로부터 선택되는, 상기 제1 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제4 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물인, 상기 제1 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제5 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이, 마그네슘 염과 적어도 하나의 카복실산 모이어티를 갖는 다이아몬드형 화합물을 혼합시켜서 반응물 혼합물을 형성시키고, 상기 반응물 혼합물을 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 형성시키는 반응 시간 동안 반응 온도에서 열수 처리시켜서 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물인, 상기 제1 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제6 측면에서, 본 발명은, 마그네슘 염과 다이아몬드형 화합물을, 0.5:1 내지 1.0:1의, 반응 혼합물에서의 Mg2+:다이아몬드형 화합물의 비를 제공하는 양으로 혼합시키는, 상기 제5 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제7 측면에서, 본 발명은, 마그네슘 염이 Mg(OH)2인, 상기 제5 또는 제6 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제8 측면에서, 본 발명은, 다이아몬드형 화합물이 1-아다만탄 카복실산인, 상기 제5 내지 제7 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제9 측면에서, 본 발명은, 반응 온도가 100℃ 내지 180℃인, 제5 내지 제8 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제10 측면에서, 본 발명은, 반응 온도가 140℃ 내지 160℃인, 제5 내지 제9 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제11 측면에서, 본 발명은, 반응 시간이 적어도 12시간인, 제5 내지 제10 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제12 측면에서, 본 발명은, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염이 층상 형태를 포함하는, 제5 내지 제11 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제13 측면에서, 본 발명은, 층상 형태가 가장자리에서 겉면까지의 연결이 없는 복수의 층을 포함하는, 상기 제12 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제14 측면에서, 본 발명은, 층상 형태가 500 초과의 어스펙트 비를 갖는 복수의 층을 포함하는, 상기 제12 또는 13 측면의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제15 측면에서, 본 발명은, 기유 연속 상이 에스테르 또는 올레핀을 포함하는 합성 오일, 디젤 오일, 또는 미네랄 오일로부터 선택된 기유을 포함하고, 여기서 상기 합성 오일, 디젤 오일, 또는 미네랄 오일이 n-파라핀, 이소-파라핀, 환형 알칸, 분지형 알칸, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 탄화수소를 포함하는, 제1 내지 제14 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제16 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 50:50 내지 95:5의, 용적 기준의 오일:물 비를 갖는, 제1 내지 제15 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제17 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 유화제, 습윤제, 알칼리성 조절제, 유체-손실 조절제, 현탁제, 중량-조정제, 밀도-조정제, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 추가로 포함하는, 제1 내지 제16 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제18 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 적어도 하나의 유화제, 적어도 하나의 습윤제, 적어도 하나의 알칼리성 조절제, 적어도 하나의 유체-손실 조절제, 적어도 하나의 현탁제, 및 적어도 하나의 밀도 조정제를 추가로 포함하는, 제1 내지 제17 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제19 측면에서, 본 발명은, 수성 불연속 상이 염화칼슘, 브롬화칼슘, 염화나트륨, 브롬화나트륨, 및 이들의 조합으로부터 선택된 염수를 함유하는, 제1 내지 제18 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제20 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 유동성 조절제를 포함하는, 제1 내지 제19 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제21 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 하기 성분을 포함하는, 제1 내지 제20 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다:
10 중량% 내지 17 중량% 기유;
0.5 중량% 내지 2.0 중량% 유화제;
0.2 중량% 내지 0.6 중량% 습윤제;
0.2 중량% 내지 1.0 중량% 유동성 조절제;
0.5 중량% 내지 1.5 중량% 유체-손실 조절용 첨가제;
2.5 중량% 내지 5.0 중량% 염수 용액; 및
65.0 중량% 내지 78.0 중량% 중량증가용 첨가제.
제22 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가, 굴착 작업 동안 고압 고온 조건 하에 이 오일 기반 굴착 유체를 사용하기에 적합한 물리적 특성을 나타내는, 제1 내지 제21 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제23 측면에서, 본 발명은, 굴착 작업 동안의 고압 고온 조건이 10,000 psi 초과의 유정 압력 및 300℉ 초과의 유정 온도를 포함하는, 제1 내지 제22 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제24 측면에서, 본 발명은, 유동성 조절제를 갖는 오일 기반 굴착 유체가, 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 비율로 동일한 성분을 갖는 굴착 유체와 비교하여, 100 rpm에서 열간 압연 전 및 열간 압연 후 둘 모두에서 더 낮은 점도를 갖는, 제1 내지 제23 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제25 측면에서, 본 발명은, 유동성 조절제를 갖는 오일 기반 굴착 유체가, 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 비율로 동일한 성분을 갖는 굴착 유체와 비교하여, 더 낮은 350℉ (177℃) 및 500 psi에서의 열간 압연 후 유체 손실을 갖는, 제1 내지 제24 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제26 측면에서, 본 발명은, 유동성 조절제를 갖는 오일 기반 굴착 유체가, 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 비율로 동일한 성분을 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 높은 전기 안정성을 갖는, 제1 내지 제25 측면 중 어느 하나의 오일 기반 굴착 유체를 제공한다.
제27 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 기유, 적어도 하나의 유화제, 및 적어도 하나의 습윤제를 혼합시켜서 제1 혼합물을 형성시키고, 적어도 하나의 유동성 조절제를 상기 제1 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제2 혼합물을 형성시키는데, 여기서 상기 적어도 하나의 유동성 조절제가 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함하며, 적어도 하나의 유체-손실 조절용 첨가제를 상기 제2 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제3 혼합물을 형성시키고, 염수 용액을 상기 제3 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제4 혼합물을 형성시키고, 중량증가 첨가제를 상기 제4 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 오일 기반 굴착 유체를 형성시키는 것을 포함한다.
제28 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 마그네슘 다이아몬드형 화합물, 칼슘 다이아몬드형 화합물, 스트론튬 다이아몬드형 화합물, 바륨 다이아몬드형 화합물, 또는 베릴륨 다이아몬드형 화합물로부터 선택되는, 상기 제27 측면의 방법을 제공한다.
제29 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 마그네슘 아다만탄 화합물, 칼슘 아다만탄 화합물, 스트론튬 아다만탄 화합물, 바륨 아다만탄 화합물, 또는 베릴륨 아다만탄 화합물으로부터 선택되는, 상기 제27 측면의 방법을 제공한다.
제30 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이 마그네슘 아다만탄 화합물인, 상기 제27 측면의 방법을 제공한다.
제31 측면에서, 본 발명은, 알칼리-토 다이아몬드형 화합물이, 마그네슘 염과 적어도 하나의 카복실산 모이어티를 갖는 다이아몬드형 화합물을 혼합시켜서 반응물 혼합물을 형성시킨 다음, 상기 반응물 혼합물을 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 형성시키는 반응 시간 동안 반응 온도에서 열수 처리시켜서 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물인, 상기 제27 측면의 방법을 제공한다.
제32 측면에서, 본 발명은, 마그네슘 염과 다이아몬드형 화합물을 0.5:1 내지 1.0:1의, 반응 혼합물에서의 Mg2+:다이아몬드형 화합물의 비를 제공하는 양으로 혼합시키는, 상기 제31 측면의 방법을 제공한다.
제33 측면에서, 본 발명은, 마그네슘 염이 Mg(OH)2인, 상기 제31 또는 제32 측면의 방법을 제공한다.
제34 측면에서, 본 발명은, 다이아몬드형 화합물이 1-아다만탄 카복실산인 상기 제31 내지 제33 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제35 측면에서, 본 발명은, 반응 온도가 100℃ 내지 180℃인, 상기 제31 내지 제34 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제36 측면에서, 본 발명은, 반응 온도가 140℃ 내지 160℃인, 상기 제31 내지 제35 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제37 측면에서, 본 발명은, 반응 시간이 적어도 12시간인, 상기 제31 내지 제36 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제38 측면에서, 본 발명은, 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염이 층상 형태를 포함하는, 상기 제31 내지 제37 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제39 측면에서, 본 발명은, 층상 형태가 가장자리에서 겉면까지의 연결이 없는 복수의 층을 포함하는, 상기 제38 측면의 방법을 제공한다.
제40 측면에서, 본 발명은, 층상 형태가 500 초과의 어스펙트 비를 갖는 복수의 층을 포함하는, 상기 제38 또는 39 측면의 방법을 제공한다.
제41 측면에서, 본 발명은, 기유 연속 상이 에스테르 또는 올레핀을 포함하는 합성 오일, 디젤 오일, 또는 미네랄 오일로부터 선택된 기유을 포함하고, 여기서 상기 합성 오일, 디젤 오일, 또는 미네랄 오일이 n-파라핀, 이소-파라핀, 환형 알칸, 분지형 알칸, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 탄화수소를 포함하는, 제27 내지 제40 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제42 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 50:50 내지 95:5의, 용적 기준의 오일:물 비를 갖는, 제27 내지 제41 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제43 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 유동성 조절제를 포함하는, 제27 내지 제42 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제44 측면에서, 본 발명은, 염수 용액이 염화칼슘, 브롬화칼슘, 염화나트륨, 브롬화나트륨, 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 제27 내지 제43 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제45 측면에서, 본 발명은, 오일 기반 굴착 유체가 이 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 하기 성분을 포함하는, 제27 내지 제44 측면 중 어느 하나의 방법을 제공한다:
13 중량% 내지 17 중량% 기유;
0.2 중량% 내지 2.0 중량% 유화제;
0.1 중량% 내지 1.0 중량% 습윤제;
0.2 중량% 내지 1.0 중량% 유동성 조절제;
0.5 중량% 내지 1.5 중량% 유체-손실 조절용 첨가제;
2.0 중량% 내지 6.0 중량% 염수 용액; 및
65 중량% 내지 78 중량% 중량증가용 첨가제.
제46 측면에서, 본 발명은, 고압 고온 조건 하의 지하 구조에서 굴착시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 상기 제1 내지 제26 측면 중 어느 하나에 따른 오일 기반 굴착 유체, 또는 상기 제27 내지 제45 측면 중 어느 하나의 방법에 따라 제조된 오일 기반 굴착 유체를, 유정의 지하 구조 내로의 굴착에 제공하거나 사용하는 것을 포함한다.
청구된 내용의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 본 명세서에 기재된 구현예에 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 당해 분야에서의 숙련가에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 명세서는, 본 명세서에 기재된 다양한 구현예의 변경 및 변형을 포함하며, 단, 그와 같은 변경 및 변형은 첨부된 청구범위 및 이들의 등가물의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 오일 기반 굴착 유체로서,
    기유 연속 상;
    수성 불연속 상; 및
    적어도 하나의 유동성 조절제를 포함하되, 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함하는, 오일 기반 굴착 유체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물인, 오일 기반 굴착 유체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은 하기에 의해 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물인, 오일 기반 굴착 유체:
    마그네슘 염과 적어도 하나의 카복실산 모이어티를 갖는 다이아몬드형 화합물을 혼합시켜서 반응물 혼합물을 형성시키는 단계; 및
    반응 시간 동안 반응 온도에서 상기 반응물 혼합물을 열수(hydrothermal) 처리하여 상기 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 형성시키는 단계.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 마그네슘 염 및 상기 다이아몬드형 화합물은 상기 반응 혼합물 중에서 Mg2 + 대 다이아몬드형 화합물의 비를 0.5:1 내지 1.0:1로 제공하는 양으로 혼합되는, 오일 기반 굴착 유체.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 다이아몬드형 화합물은 1-아다만탄 카복실산인, 오일 기반 굴착 유체.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염은 층상 형태를 포함하는, 오일 기반 굴착 유체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 오일 기반 굴착 유체는, 상기 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 유동성 조절제를 포함하는, 오일 기반 굴착 유체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 오일 기반 굴착 유체는 상기 오일 기반 굴착 유체가 굴착 작업 동안의 고압 고온 조건 하에 사용하기에 적합한 물리적 특징을 나타내되, 굴착 작업 동안의 고온 고압 조건은 10,000 psi 초과의 유정 압력 및 300℉ 초과의 유정 온도를 포함하는, 오일 기반 굴착 유체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 유동성 조절제를 갖는 상기 오일 기반 굴착 유체는 100 rpm에서의 열간 압연 전 및 열간 압연 후 둘 모두에서, 상기 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 낮은 점도를 갖는, 오일 기반 굴착 유체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 유동성 조절제를 갖는 상기 오일 기반 굴착 유체는 350℉ (177℃) 및 500 psi에서, 상기 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 성분을 동일한 비율로 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 낮은 열간 압연 후 유체 손실을 갖는, 오일 기반 굴착 유체.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 유동성 조절제를 갖는 상기 오일 기반 굴착 유체는 상기 유동성 조절제가 없는 것을 제외하고 상기 오일 기반 굴착 유체와 동일한 비중 및 오일:물 비, 및 동일한 비율로 동일한 성분을 갖는 굴착 유체와 비교하여 더 높은 전기 안정성을 갖는, 오일 기반 굴착 유체.
  12. 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법으로서,
    기유, 적어도 하나의 유화제, 및 적어도 하나의 습윤제를 혼합시켜서 제1 혼합물을 형성시키는 단계;
    적어도 하나의 유동성 조절제를 제1 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제2 혼합물을 형성시키되, 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함하는 단계;
    적어도 하나의 유체-손실 조절용 첨가제를 상기 제2 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제3 혼합물을 형성시키는 단계;
    염수 용액을 상기 제3 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 제4 혼합물을 형성시키는 단계; 및
    중량증가용 첨가제를 상기 제4 혼합물로 첨가 및 혼합시켜서 오일 기반 굴착 유체를 형성시키는 단계를 포함하는, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 알칼리-토 다이아몬드형 화합물은 하기에 의해 제조된 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 화합물인, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법:
    마그네슘 염과 적어도 하나의 카복실산 모이어티를 갖는 다이아몬드형 화합물을 혼합시켜서 반응물 혼합물을 형성시키는 단계; 및
    반응 시간 동안 반응 온도에서 상기 반응물 혼합물을 열수처리하여 상기 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염을 형성시키는 단계.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 마그네슘 염 및 상기 다이아몬드형 화합물은 상기 반응 혼합물 중 Mg2 + 대 다이아몬드형 화합물의 비를 0.5:1 내지 1.0:1로 제공하는 양으로 혼합되는, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 마그네슘 염은 Mg(OH)2인, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 반응 온도는 100　℃ 내지 180　℃인, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 마그네슘 아다만탄 카복실레이트 염은 층상 형태를 포함하는, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법.
  18. 청구항 12에 있어서, 상기 오일 기반 굴착 유체는 상기 오일 기반 굴착 유체의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 유동성 조절제를 포함하는, 오일 기반 굴착 유체의 제조 방법.
  19. 고압 고온 조건하에서 지하 구조에서 굴착시키는 방법으로서,
    상기 지하 구조 내의 유정을 굴착할 때 오일 기반 굴착 유체를 제공 또는 사용하는 단계를 포함하되, 상기 오일 기반 굴착 유체는,
    기유 연속 상;
    수성 불연속 상; 및
    적어도 하나의 유동성 조절제를 포함하되, 상기 적어도 하나의 유동성 조절제는 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 포함하는, 지하 구조에서 굴착시키는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 고압 고온 조건은 10,000 psi 초과의 유정 압력 및 300℉ 초과의 유정 온도를 포함하는, 지하 구조에서 굴착시키는 방법.
KR1020187029913A 2016-03-17 2017-03-09 유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유하는 오일 기반 굴착 유체 KR102188814B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662309662P 2016-03-17 2016-03-17
US62/309,662 2016-03-17
PCT/US2017/021478 WO2017160570A1 (en) 2016-03-17 2017-03-09 Oil-based drilling fluids containing an alkaline-earth diamondoid compound as rheology modifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190045088A true KR20190045088A (ko) 2019-05-02
KR102188814B1 KR102188814B1 (ko) 2020-12-11

Family

ID=58387936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187029913A KR102188814B1 (ko) 2016-03-17 2017-03-09 유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유하는 오일 기반 굴착 유체

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10087355B2 (ko)
EP (1) EP3430104B1 (ko)
JP (1) JP6902600B2 (ko)
KR (1) KR102188814B1 (ko)
CN (1) CN109312220B (ko)
SA (1) SA518400007B1 (ko)
SG (1) SG11201807927QA (ko)
WO (1) WO2017160570A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10106482B2 (en) * 2016-03-17 2018-10-23 Saudi Arabian Oil Company Synthesis of magnesium adamantane salts and magnesium oxide nanocomposites, and systems and methods including the salts or the nanocomposites
JP6674068B2 (ja) 2016-03-17 2020-04-01 サウジ アラビアン オイル カンパニーＳａｕｄｉ Ａｒａｂｉａｎ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ 遷移金属アダマンタンカルボン酸塩及び酸化物ナノ複合材料の合成
US10252245B2 (en) 2016-03-17 2019-04-09 Saudi Arabian Oil Company High temperature layered mixed-metal oxide materials with enhanced stability
US10138199B2 (en) 2016-03-17 2018-11-27 Saudi Arabian Oil Company High aspect ratio layered double hydroxide materials and methods for preparation thereof
JP2020520880A (ja) 2017-05-19 2020-07-16 サウジ アラビアン オイル カンパニーＳａｕｄｉ Ａｒａｂｉａｎ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ 遷移金属アダマンタン塩および酸化物ナノ複合体の合成
US10875092B2 (en) 2017-05-19 2020-12-29 Saudi Arabian Oil Company Methods for preparing mixed-metal oxide diamondoid nanocomposites and catalytic systems including the nanocomposites
CN113969146A (zh) * 2020-07-22 2022-01-25 中石化石油工程技术服务有限公司 一种硫酸钡分散液制备、应用方法及其用途
CN113149563A (zh) * 2021-04-29 2021-07-23 长沙市神宇建材有限公司 硅基纳米墙体翻新防水材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000011106A (ko) * 1996-05-17 2000-02-25 고넬리슨 알버트 오. 주니어 클레이없는 생분해성 착정유체 및 그것의 사용방법
KR20120104524A (ko) * 2009-09-25 2012-09-21 아르끄마 프랑스 시추 유체 제조를 위한 마스터배치
US20150027710A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Halliburton Energy Services, Inc. Poly(alkyenylamide)-polysaccharide hydrogels for treatment of subterranean formations
CN105017485A (zh) * 2015-08-25 2015-11-04 中国石油化工股份有限公司 一种含金刚烷基的疏水缔合两性离子黄原胶及其制备方法

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3342880A (en) 1963-03-14 1967-09-19 Du Pont Adamantane derivatives
US3450744A (en) * 1967-04-25 1969-06-17 Sun Oil Co Dicarbamate derivatives of alkyladamantanes
US3671432A (en) 1969-10-23 1972-06-20 Standard Oil Co Preparation of supported transition metal oxide polymerization catalysts
HU169494B (ko) 1974-11-29 1976-12-28
US4419222A (en) 1978-07-25 1983-12-06 Exxon Research And Engineering Co. Hydrocarbon conversion processes using improved transition metal oxide catalysts
US4774212A (en) 1987-12-22 1988-09-27 Amoco Corporation Pillared hydrotalcites
DE3803122C1 (ko) 1988-02-03 1989-07-13 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
US5021184A (en) 1988-10-21 1991-06-04 International Flavors & Fragrances Inc. Adamantane derivatives, compositions of matter containing same, processes for preparing said adamantane derivatives and said compositions, and organoleptic and deodorancy uses of said adamantane derivatives and said compositions
US4956481A (en) 1988-10-21 1990-09-11 International Flavors & Fragrances Inc. Adamantane derivatives, compositions of matter containing same, processes for preparing said adamantane derivatives and said compositions, and organoleptic and deodorancy uses of said adamantane derivatives and said compositions
DE3914916A1 (de) * 1989-05-06 1990-11-08 Henkel Kgaa Mittel zum viskositaetsaufbau in nichtwaessrigen fluessigphasen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
US4952748A (en) * 1989-05-26 1990-08-28 Mobil Oil Corp. Purification of hydrocarbonaceous fractions
DE4034305A1 (de) 1990-10-29 1992-04-30 Henkel Kgaa Hydrophobierte doppelschichthydroxid-verbindungen, verfahren zur herstellung und ihre verwendung als alkoxylierungskatalysatoren
US5260495A (en) 1991-08-23 1993-11-09 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Monoalkylene glycol production using highly selective monoalkylene glycol catalysts
US5399329A (en) 1993-07-06 1995-03-21 Aristech Chemical Corporation Hydrotalcite-like materials having a sheet-like morphology and process for production thereof
US5635457A (en) * 1995-04-17 1997-06-03 Union Oil Company Of California Non-toxic, inexpensive synthetic drilling fluid
AU2586497A (en) * 1996-03-22 1997-10-10 Exxon Research And Engineering Company High performance environmentally friendly drilling fluids
US5883041A (en) 1996-07-08 1999-03-16 Connolly International Ltd. Composite catalyst for purifying exhaust gases from carbon monoxide and organic compounds
JP4626896B2 (ja) 1998-02-13 2011-02-09 ダイセル化学工業株式会社 アシル化剤とそれを用いたアシル化法、及びアダマンタン誘導体
US6323270B1 (en) 1998-11-16 2001-11-27 Case Western Reserve University Polybenzoxazine nanocomposites of clay and method for making same
US6410635B1 (en) 1999-02-22 2002-06-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable coating compositions containing high aspect ratio clays
WO2002024756A2 (en) 2000-09-21 2002-03-28 Rohm And Haas Company Hydrophobically modified clay polymer nanocomposites
KR100796104B1 (ko) 2001-02-09 2008-01-21 아크조 노벨 엔.브이. 음이온성 클레이의 제조 방법
EP1421026B1 (en) 2001-07-20 2009-12-16 President And Fellows of Harvard College Transition metal oxide nanowires, and devices incorporating them
US7098366B2 (en) 2001-12-06 2006-08-29 Basf Aktiengesellschaft Supported metal oxides as catalysts for aldol condensations
WO2003068892A2 (en) 2002-02-12 2003-08-21 The Penn State Research Foundation Deep desulfurization of hydrocarbon fuels
US7129287B1 (en) 2002-04-29 2006-10-31 The Ohio State University Clay nanocomposites prepared by in-situ polymerization
US7001866B2 (en) 2002-11-13 2006-02-21 Conocophillips Company Modification of the pore structure of metal oxide and mixed metal oxide supports for catalysts synthesis
CA2675742A1 (en) 2002-12-20 2004-07-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Noble metal-free nickel catalyst formulations for hydrogen generation
EP1601457B1 (en) 2003-02-13 2020-05-27 Albemarle Netherlands B.V. Composition comprising a metal hydroxy salt, its preparation and use as catalyst or sorbent
WO2006066390A1 (en) 2004-12-23 2006-06-29 National Research Council Of Canada Compatibilization of polymer clay nanocomposites
ES2277545B1 (es) 2005-11-18 2008-06-16 Consejo Superior Investig. Cientificas Procedimiento simplificado para la preparacion de catalizadores de metales u oxidos metalicos soportados sobre materiales porosos.
US7711337B2 (en) 2006-01-14 2010-05-04 Paratek Microwave, Inc. Adaptive impedance matching module (AIMM) control architectures
US20080004189A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Weatherford/Lamb, Inc. Effervescent biocide compositions for oilfield applications
BRPI0715233A2 (pt) 2006-10-11 2015-07-21 Univ Chile Argilas híbridas para obtenção de nanocompósitos e processo de preparação dessas argilas e de nanocompósitos de poliolefina e argina
CN1944264A (zh) 2006-11-07 2007-04-11 北京化工大学 一种均匀致密的取向性多元金属氧化物纳米薄膜的制备方法
CN1994888B (zh) 2007-01-12 2010-05-19 北京化工大学 一种层状复合金属氢氧化物的清洁制备方法
JP5317293B2 (ja) 2007-12-05 2013-10-16 独立行政法人物質・材料研究機構 陰イオン交換性層状複水酸化物の製造方法
WO2009140061A2 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Angus Chemical Company Aminoalcohol and biocide compositions for aqueous based systems
CN101402039B (zh) 2008-11-13 2010-12-08 北京化工大学 一种负载型金属钯催化剂的制备方法
JP4877381B2 (ja) 2008-12-16 2012-02-15 横浜ゴム株式会社 シラノール縮合触媒、加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
EP2263976A1 (en) 2009-06-03 2010-12-22 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Layered double hydroxide with a specific morphology, its preparation and use
US8530712B2 (en) * 2009-12-24 2013-09-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for producing novel synthetic basestocks
WO2011094456A1 (en) 2010-01-27 2011-08-04 The Regents Of The University Of California Nanostructed transition metal oxides useful for water oxidation catalysis
EP2363378A1 (en) 2010-02-23 2011-09-07 Corning Incorporated Process for synthesizing layered oxides
EP2366664A1 (en) 2010-03-09 2011-09-21 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Palladium-modified hydrotalcites and their use as catalyst precursors
WO2011147090A1 (zh) 2010-05-27 2011-12-01 北京化工大学 负载型贵金属催化剂及其原位制备方法
US20120322694A1 (en) * 2010-06-28 2012-12-20 Baker Hughes Incorporated Electrically Conductive Oil-Base Fluids for Oil and Gas Applications
US9745191B2 (en) 2011-04-11 2017-08-29 Saudi Arabian Oil Company Auto thermal reforming (ATR) catalytic structures
SG10201604740RA (en) 2011-06-27 2016-07-28 Univ Singapore Synthesis of mesoporous transition metal oxides as anode materials
GB201111781D0 (en) 2011-07-08 2011-08-24 Isis Innovation Stream reforming of methanol
US8916491B2 (en) 2011-11-08 2014-12-23 Basf Se Process for producing a methanation catalyst and a process for the methanation of synthesis gas
DE102011086451A1 (de) 2011-11-16 2013-05-16 Süd-Chemie Ip Gmbh & Co. Kg Methanolsynthesekatalysator auf basis von kupfer, zink und aluminium
KR102064551B1 (ko) 2012-03-28 2020-01-09 삼성전자주식회사 이산화탄소 흡착제, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 이산화탄소 포집 모듈
US20140072505A1 (en) 2012-09-07 2014-03-13 Antonio Fonseca Layered multiphase catalyst supports and carbon nanotubes produced thereon
US9133385B2 (en) 2012-09-30 2015-09-15 Halliburton Energy Services, Inc. Method for improving high temperature rheology in drilling fluids
WO2014080428A1 (en) 2012-11-23 2014-05-30 Council Of Scientific And Industrial Research Mixed metal oxidic nano sheets coated monolithic catalysts useful for the decomposition of toxic n2o and a process for the preparation thereof
WO2015086428A1 (en) 2013-12-09 2015-06-18 Unilever Plc Process of making adamantanamides
WO2017011328A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 Saudi Arabian Oil Company Stabilized nanoparticle compositions comprising ions
US10106482B2 (en) 2016-03-17 2018-10-23 Saudi Arabian Oil Company Synthesis of magnesium adamantane salts and magnesium oxide nanocomposites, and systems and methods including the salts or the nanocomposites
US10138199B2 (en) 2016-03-17 2018-11-27 Saudi Arabian Oil Company High aspect ratio layered double hydroxide materials and methods for preparation thereof
US10252245B2 (en) 2016-03-17 2019-04-09 Saudi Arabian Oil Company High temperature layered mixed-metal oxide materials with enhanced stability

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000011106A (ko) * 1996-05-17 2000-02-25 고넬리슨 알버트 오. 주니어 클레이없는 생분해성 착정유체 및 그것의 사용방법
KR20120104524A (ko) * 2009-09-25 2012-09-21 아르끄마 프랑스 시추 유체 제조를 위한 마스터배치
US20150027710A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Halliburton Energy Services, Inc. Poly(alkyenylamide)-polysaccharide hydrogels for treatment of subterranean formations
CN105017485A (zh) * 2015-08-25 2015-11-04 中国石油化工股份有限公司 一种含金刚烷基的疏水缔合两性离子黄原胶及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170267910A1 (en) 2017-09-21
WO2017160570A1 (en) 2017-09-21
EP3430104B1 (en) 2020-04-22
JP2019515122A (ja) 2019-06-06
EP3430104A1 (en) 2019-01-23
US10087355B2 (en) 2018-10-02
CN109312220A (zh) 2019-02-05
SA518400007B1 (ar) 2021-10-27
KR102188814B1 (ko) 2020-12-11
SG11201807927QA (en) 2018-10-30
CN109312220B (zh) 2021-03-09
JP6902600B2 (ja) 2021-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102188814B1 (ko) 유동성 조절제로 알칼리-토 다이아몬드형 화합물을 함유하는 오일 기반 굴착 유체
Luo et al. Influence of an ionic liquid on rheological and filtration properties of water-based drilling fluids at high temperatures
CN111448285B (zh) 包含层状双氢氧化物作为流变改性剂并且包含氨基酰胺作为乳化剂的油基钻井流体组合物
US7432230B2 (en) Metallic soaps of modified fatty acids and rosin acids and methods of making and using same
BRPI0716793A2 (pt) agentes de peso revestidos com dispersante
JP2020532598A (ja) 高圧および高温掘削作業用の油系掘削流体
US11021643B2 (en) Organoclay composition and its use
AU2015288141B2 (en) Organoclay compositions having quaternary ammonium ion having one or more branched alkyl substituents
US20140090897A1 (en) Invert wellbore fluid
JP2020535300A (ja) 高圧および高温掘削作業用の油系掘削流体
EP3668946B1 (en) Layered double hydroxides for oil-based drilling fluids
JP6935006B2 (ja) レオロジー調整剤として層状複水酸化物を含む油系掘削流体組成物
WO2020242885A1 (en) Nano-scale weighting agents for use in wellbore fluids, wellbore fluids containing said nano-scale weight agents and methods for precipitating said nano-scale weighting agents

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant