MX2007010236A - Aditivo para reducir el par de torsion en una columna de perforacion. - Google Patents

Abstract

Un metodo de reducir el par de torsion de una columna de perforacion usada al perforar un pozo subterraneo que incluye inyectar en el fluido de perforacion una composicion que incluye un fluido base y un material solido coloidal recubierto con polimero. El material solido coloidal recubierto de polimero incluye, una particula solida que tiene un peso que representa el diametro promedio de particula (d50) de menos de diez micrones, y un agente dispersante polimerico sobre la superficie de la particula solida durante un proceso de disminucion de tamano (es decir, trituracion) utilizando para elaborar las particulas coloidales. El agente dispersante polimerico puede ser un polimero soluble en agua que tiene un peso molecular de al menos 2,000 Daltones. El material en forma de particulas solidas puede ser seleccionado de materiales que tengan de gravedad especifica de al menos 2.68 y preferiblemente el material en forma de particulas solidas puede ser seleccionado de sulfato de bario (barita), carbonato de calcio, dolomita, ilmeninta, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio, combinaciones y mezclas de estos y otros solidos similares que deberan ser obvios para un experto en el arte.

Description

ADITIVO PARA REDUCIR EL PAR DE TORSIÓN EN UNA COLUMNA DE PERFORACIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Cuando son perforados pozos de gas y de petróleo, formulaciones de fluido con una multitud de propiedades, incluyendo la lubricidad, son bombeados al fondo del pozo a través de la columna de perforación y sacados a través de las boquillas en la barrena, de modo que el fluido de perforación circule ascendentemente a través del espacio anular entre la columna de perforación rotatoria y la formación rocosa. Las funciones de estos fluidos de perforación o "lodos" son enfriar y lubricar la barrena y columna de perforación, transportar detritus de sondeo desde el proceso de perforación a la superficie, controlar y reducir pérdidas de fluido en la formación rocosa, y soportar y proteger el pozo de sondeo hasta que la tubería de revestimiento metálica pueda ser cementada en su lugar (es decir, crear una perforación estable) . La lubricidad del lodo (para lograr mínimo par de torsión y arrastre) y la toxicidad del lodo (para pozos en áreas sensibles ambientalmente, tales como perforaciones en alta mar) están principalmente involucradas cuando se selecciona una formulación de fluido de perforación. La mayoría de los fluidos de perforación pueden ser agrupados en dos categorías principales. Con base acuosa o con base oleosa. La mayoría de los fluidos de perforación usados actualmente son con base acuosa, es decir, contienen agua como la fase externa continua. Aunque fluidos de perforación con base oleosa incluyendo los denominados fluidos con base sintética, han tenido resultados ventajosos, los inconvenientes son costos más altos y adaptabilidad ambiental difícil en áreas específicas del mundo . La lubricidad de un fluido de perforación es un factor importante en la economía de la perforación del pozo y se mide determinando el efecto del fluido sobre el coeficiente de fricción entre una parte en movimiento, tal como la columna de perforación, y una superficie en contacto con la parte en movimiento. A coeficiente de fricción más bajo, mayor es la lubricidad. La lubricidad de un fluido de perforación determina la habilidad del fluido para par de torsión y fuerzas de arrastre más bajas durante la operación de perforación. El arte previo está lleno de reportes de varios lubricantes utilizados para reducir el par de torsión de una columna de perforación. Por ejemplo, varios tipos de hidrocarburos, aceites sintéticos, esteres, ácidos grasos, aceites naturales, jabones y otros compuestos han sido añadidos a fluidos de perforación para ayudar a reducir el par de torsión. Los lubricantes orgánicos con base oleosa son a menudo añadidos a fluidos de perforación con base acuosa para reducir el coeficiente de fricción. La reducción de la fricción durante la perforación es particularmente importante en operaciones de perforación donde el sondeo no es vertical. Los emulsificantes y tensoactivos son típicamente añadidos a fluidos de perforación para conservar estos componentes lubricantes insolubles en agua, con base oleosa suspendidos como gotículas en los fluidos con base acuosa y para prevenir su separación y coalescencia. Estos lubricantes pueden incrementar el nivel de toxicidad y de irritación de los fluidos . Además de lubricantes líquidos, pueden también añadirse partículas sólidas calibradas micrométricamente o perlas a fluidos de perforación con base acuosa para incrementar su lubricidad. Algunos ejemplos representativos de este tipo de sistemas de lubricantes son: (1) esferas cerámicas inertes químicamente y estables térmicamente, resistentes a la fractura y a la abrasión; (2) perlas de plástico, por ejemplo, aquellas elaboradas a partir de un copolímero de divinil benceno; (3) partículas magnéticas recubiertas de plástico en forma de perlas, para facilitar la remoción y el reciclaje de estas composiciones de perlas; (4) perlas vidriadas de sílice- cal viva, resistentes químicamente; (5) partículas de carbón grafitico elásticas; (6) celulosa, turba o bagaso, que contengan lubricantes líquidos con base oleosa absorbidos; (7) Mezclas de materiales de grafito, silicato y silicio. Las dificultades comunes con los lubricantes sólidos anteriores han estado involucradas ambientalmente cuando están siendo usados fluidos de perforación con base acuosa y la carga del fluido de perforación con materiales sólidos. Adicionalmente, se apreciará que la adición de materiales sólidos no contribuye a que el peso del fluido pueda dar como resultado que un fluido de bajo peso que aumenta se relaciona aproximadamente con eyección de un pozo o colapso de paredes. Un problema adicional encontrado con agentes lubricantes sólidos es que aberturas de diámetro pequeño presentes en las válvulas y otros flujos y equipo de control de presión usados pueden prevenir el uso de agentes lubricantes en forma de partículas sólidas porque este material bloquea y tapa las restricciones estrechas. Un asunto más serio es que los sólidos pueden ser difíciles de eliminar de la perforación y causa así daños a la formación. A pesar de los esfuerzos continuos en esta área, persiste y existe una necesidad insatisfecha por fluidos que reduzcan el par de torsión de columnas de perforación y no exhiba los problemas de sedimentación de sólidos, alta viscosidad, toxicidad y reducido peso de fluido total.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida generalmente a fluidos útiles en la reducción del par de torsión de columnas de perforación así como también a métodos para elaboración y a métodos de usar dichos fluidos. Los fluidos de la presente invención incluyen un material sólido coloidal recubierto de polímero que ha sido recubierto con un polímero añadido durante el proceso de pulverización (es decir, trituración) para preparar el material sólido coloidal recubierto de polímero. Una modalidad ilustrativa de la presente invención incluye un método de reducir el par de torsión en un componente de columna de perforación rotatorio. En un método ilustrativo tal, el método incluye, inyectar en el fluido de perforación, una composición que incluya un fluido base, y un material sólido coloidal recubierto de polímero. El material sólido coloidal recubierto de polímero incluye una partícula sólida recubierta con un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de la partícula sólida. El agente dispersante polimérico es absorbido en la superficie de la partícula sólida durante el proceso de pulverización (es decir, trituración) utilizado para elaborar el material sólido coloidal recubierto de polímero. El fluido base utilizado en la modalidad ilustrativa anterior puede ser un fluido acuoso o un fluido oleaginoso y preferiblemente es seleccionado de: agua, salmuera, aceite diesel, aceite mineral, aceite blanco, n-alcanos, aceites sintéticos, poli (alfa-olefinas) insaturadas y saturadas, esteres de ácidos carboxílicos de ácidos grasos y combinaciones y mezclas de éstos y fluidos similares que deberían de ser obvios para un experto en el arte. Sólidos coloidales ilustrativos y adecuados son seleccionados de modo que las partículas sólidas estén compuestas de un material de gravedad específica de al menos 2.68, y preferiblemente son seleccionados de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio, combinaciones y mezclas de éstos y otros materiales adecuados que deberán ser bien conocidos por un experto en el arte. En una modalidad preferida e ilustrativa, el material sólido coloidal recubierto de polímero tiene un peso que representa el diámetro de partícula promedio (dso) menor que diez micrones. Otra modalidad ilustrativa y preferida es tal que al menos 50 % de las partículas sólidas tienen un diámetro menor de 2 micrones y más preferiblemente de al menos 0 % de las partículas sólidas tienen un diámetro menor de 5 micrones. De manera alternativa, la distribución del diámetro de partícula en una modalidad ilustrativa es tal que más de 25 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones y más preferiblemente de más de 50 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones. El agente dispersante polimérico utilizado en una modalidad ilustrativa y preferida es un polímero de peso molecular de al menos 2,000 Daltones. En otra modalidad más preferida e ilustrativa, el agente dispersante polimérico es un polímero soluble en agua, es un homopolímero o copolímero de monómeros seleccionados del grupo que comprende: ácido acrílico, ácido itacónico, ácido o anhídrido maleico, acrilato de hidroxipropilo, ácido vinilsulfónico, ácido acrilamido 2- propan sulfónico, acrilamida, ácido estiren sulfónico, esteres de fosfato acrílico, éter metil vinílico y acetato de vinilo, y en donde los monómeros ácidos pueden también ser neutralizados a una sal. La presente invención está también dirigida a una composición lubricante que incluye un fluido base y un material sólido coloidal recubierto de polímero. El material sólido coloidal recubierto de polímero es formulado para así incluir una partícula sólida recubierta con un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de la partícula sólida coloidal.

Estas y otras características de la presente invención son más profundamente expuestas en la siguiente descripción de modalidades preferidas e ilustrativas de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La descripción es presentada con referencia a la figura que la acompaña, la cual es una representación gráfica de la distribución del diámetro de partícula de la barita coloidal de la presente invención en comparación con la de la barita API .

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS Un nuevo y novedoso aspecto de la presente invención es el papel dual que las partículas coloidales desempeñan en el fluido de perforación. Esto quiere decir, las partículas coloidales recubiertas de polímero pueden servir tanto como un agente lastrante como agente lubricante. Esta visión dual del material es novedoso para la industria de perforación porque previamente la funcionalidad del agente lastrante y del agente lubricante fue distinta. Un experto en el arte apreciará que los agentes lubricantes sólidos indicados anteriormente tendrán generalmente una densidad menor que la de los agentes lastrantes usados convencionalmente. Por ejemplo, el grafito derivado de minerales tiene una gravedad específica de aproximadamente 2.09 a 2.25. En contraste agentes lastrantes convencionales tales como la barita tienen una gravedad específica de aproximadamente 4.50, la hematita tiene una gravedad específica de aproximadamente 5.3. De conformidad con una modalidad preferida de la presente invención, el agente lubricante/lastrante de la presente invención está formado de partículas que están compuestas de un material de gravedad específica de al menos 2.68. De esta manera, las partículas pueden servir como una combinación de agente lubricante y de agente lastrante. Los materiales de gravedad específica mayor que 2.68 a partir de los cuales partículas sólidas coloidales que modalizan un aspecto de la presente invención incluyen uno o más materiales seleccionados de, pero no se limitan a, sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita u otros minerales de hierro, olivina, siderita, sulfato de estroncio. Normalmente la viscosidad de fluido de perforación mínima a cualquier densidad particular se obtiene usando partícula coloidales de densidad máxima. No obstante, otras consideraciones pueden influir la selección del producto tales como el costo, la disponibilidad local y la energía requerida para triturar.

Un experto en el arte también comprenderá y apreciará que agentes lastrantes convencionales, tales como sulfato de bario pulverizado ("barita") , exhiben efectos mínimos sobre la reducción del par de torsión de la columna de perforación. Físicamente, los agentes lastrantes convencionales son utilizados por su alta densidad y exhiben un diámetro promedio de partícula (d50) en el intervalo de 10-30 micrones. Un experto en el arte deberá saber que las propiedades de agentes lastrantes convencionales, y la barita en particular, son sometidas a parámetros de control de calidad estrictos establecidos por el American Petroleum Institute (API). Suspender estos materiales adecuadamente requiere la adición de un gelatinizante o impartidor de viscosidad tal como bentonita para fluidos basados en agua, o bentonita modificada orgánicamente para fluidos con base oleosa. Los impartidores de viscosidad poliméricos tales como goma de xantano son añadidos típicamente son añadidos para disminuir la velocidad de sedimentación del agente lastrante convencional. Por consiguiente, es muy sorprendente que los productos de esta invención, que comprenden partículas coloidales sólidas que son recubiertas con un agente desfloculante o agente dispersante poliméricos, proporcionan fluidos que contienen sólidos de alta densidad que también reducen el par de torsión en la porción rotatoria de la columna de perforación sin sedimentación o asientos crecientes. Los aditivos de esta invención comprenden partículas coloidales sólidas dispersas que son recubiertas con un agente desfloculante o dispersante poliméricos. El tamaño de partícula fino generará suspensiones o lechadas que mostrarán una tendencia reducida a sedimentar o asentarse, mientras que el agente dispersante polimérico sobre la superficie de la partícula controla las interacciones interpartículas . Es la combinación de tamaño de partícula fino y el control de interacciones coloidales que reconcilian los dos objetivos de alta densidad y lubricidad creciente. De conformidad con la presente invención, el dipersante polimérico es recubierto sobre la superficie del lastrante en forma de partículas durante el proceso de trituración utilizado para formar la partícula coloidal. Se cree que durante el transcurso del proceso de trituración, las superficies de partículas expuestas nuevamente se recubren de polímero, dando como resultado las propiedades exhibidas por los sólidos coloidales de la presente invención. Datos experimentales han mostrado que material sólido coloidal creado en la ausencia del dispersante polimérico da como resultado una suspensión concentrada de partículas pequeñas que es un gel o pasta imbombeable. De conformidad con lo presentado en la presente invención, un dispersante polimérico es añadido durante el proceso de trituración. Se cree que esta diferencia proporciona una mejora ventajosa en el estado de dispersión de las partículas en comparación con la post-adición del dispersante polimérico a partículas finas. De conformidad con una modalidad preferida, el dispersante polimérico es seleccionado para proporcionar el mecanismo de interacción inter-partícula coloidal adecuado para hacerlas tolerantes a un intervalo de los contaminantes de perforaciones comunes, incluyendo solución salina saturada. Un método de triturar un material sólido para obtener la partícula coloidal de la presente invención es bien conocido por ejemplo de la Especificación de Patente británica No. 1,472,701 o No. 1,599,632. El mineral en una suspensión acuosa es mezclado con un agente dispersante polimérico y luego es triturado en un lecho fluidizado agitado de un medio de trituración en forma de partículas por un tiempo suficiente para proporcionar la distribución de tamaño de partícula requerida. Un aspecto de modalidad preferida importante de la presente invención es la presencia del agente dispersante en la etapa de trituración "vía húmeda" del mineral. Esto previene nuevas superficies de cristales formadas durante la etapa de trituración a partir de formaciones aglutinadas que no son así desintegradas fácilmente si son subsecuentemente tratadas con un agente dispersante. Una modalidad preferida de esta invención es para el peso que representa el diámetro promedio de partícula (dso) de las partículas sólidas coloidales para ser de menos de diez micrones. Otra modalidad preferida e ilustrativa es tal que al menos 50 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones y más preferiblemente de al menos 80 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones. Alternativamente, la distribución del diámetro de partícula en una modalidad ilustrativa es tal más de 25 % de las partículas sólidas tengan un diámetro de menos de 2 micrones y más preferiblemente mas del 50 % de las partículas sólidas tengan un diámetro de menos de 2 micrones. Esto mejorará las características de la suspensión en términos de estabilidad de la sedimentación y asiento sin que aumente la viscosidad del fluido para hacerla imbombeable. Las partículas coloidales recubiertas de polímero de acuerdo a la invención puedes ser proporcionadas como una lechada concentrada ya sea en un medio acuoso o un líquido oleaginoso. En este caso, el líquido oleaginoso deberá de tener una viscosidad cinemática de menos de 10 centistokes (10 mmVseg) a 40 °C y, por razones de seguridad, un punto de inflamación de más de 60 °C. Líquidos oleaginosos adecuados son por ejemplo aceite diesel, aceite mineral o blanco, aceites de n-alcano o sintéticos tales como aceites de alfa-olefina, aceites de éster o poli(alfa-olefinas) . Cuando las partículas coloidales recubiertas de polímero son proporcionadas en medio acuoso, el agente dispersante, puede ser, por ejemplo, un polímero soluble en agua de pesos molecular de al menos 2,000 Daltones. El polímero es un homopolímero o copolímero de cualquiera de los monómeros seleccionados de (pero no limitados a) la clase que comprende ácido acrílico, ácido itacónico, ácido o anhídrido maleico, acrilato de hidroxipropilo, ácido vinilsulfónico, ácido acrilamido 2-propan sulfónico, acrilamida, ácido estiren sulfónico, esteres de fosfato acrílico, éter metil vinílico y acetato de vinilo. Los monómeros de ácidos pueden también ser neutralizados a una sal tal como la sal de sodio. Se encontró que cuando el agente dispersante es añadido durante el proceso de pulverización (es decir, trituración) , polímeros de peso molecular intermedio (en el intervalo de 10,000 a 200,000 por ejemplo) pueden ser usados efectivamente. Agentes dispersantes de peso molecular intermedio son ventajosamente menos sensibles a contaminantes tales como sal, arcillas, y por consiguiente están bien adaptados para fluidos de perforación. Cuando las partículas coloidales son proporcionadas en un medio oleaginoso, el agente dispersante puede ser seleccionado por ejemplo entre ácidos carboxílicos de peso molecular de al menos 150 tal como ácido oleico y ácidos grasos polibásicos, ácidos alquil bencen sulfónico, ácidos alean sulfónicos, ácido alfa-olefina sulfónico lineal o las sales de metales alcalino férreos de cualquiera de los ácidos anteriores, fosfolípidos tales como lecitina, polímeros sintéticos tales como Hypermer OM-1 (marca comercial de ICI). Aunque no se pretende adoptar alguna teoría de acción específica, se cree que la formación del material sólido coloidal por medio de un proceso vía húmeda de alta energía, en el cual barita API de tamaño de partícula medio de 25-30 micrones es reducido a un tamaño de partícula medio de menos de 2 micrones, es más eficiente cuando la molienda es hecha a baja densidad, normalmente de más de 2.1 sg, preferiblemente de 2.5 sg. A estas latas densidades, la fracción de masa o volumen de barita es muy alta. Por ejemplo, a una gravedad específica de 2.5, unos 100 kgs del producto final contienen aproximadamente 78 kgs de barita. Sin embargo, la suspensión resultante aún permanece fluida. La presencia del polímero surfactivo durante el transcurso del proceso de pulverización es un factor importante en el logro de la presente invención. Adicionalmente, el polímero surfactivo es diseñado para desorber sobre sitios superficiales de las partículas de barita. En el triturador, cuando existe una fracción de masa muy alta de barita, el polímero la encuentra fácilmente sobre las superficies de la partícula recientemente formadas. Una vez que el polímero "encuentra" a la barita - y en el ambiente del triturador tiene cada oportunidad de hacer así - una combinación del ambiente de extremadamente alta energía en el molino de trituración vía húmeda (el cual puede alcanzar 85 a 90 °C en el interior del molino) , asegura efectivamente que el polímero sea "envuelto" alrededor de la barita de tamaño coloidal. Como un resultado de este proceso se especula que ninguna "espira" o "cola" de polímero está colgada de la barita para fijarse, anudarse, o enmarañarse con partículas adyacentes. Por consiguiente, se especula que la alta energía y el esfuerzo cortante del proceso de trituración asegura que el polímero permanezca sobre la barita permanentemente y así el polímero no desorba, o se desprenda. Esta teoría de acción es apoyada por la observación de que añadir al mismo polímero a la misma fracción de masa de barita coloidal a temperatura ambiente y mezclar con el equipo de laboratorio usual proporciona resultados muy diferentes. Bajo dichas condiciones se cree que el polímero nos e fija por sí mismo a la superficie apropiadamente. Esto puede ser debido a una esfera de hidratación o a otras moléculas que ocupan los sitios de enlace de superficie. Como un resultado, el dispersante polimérico no es "fijado" permanentemente a la superficie, y por consiguiente, la reología de la suspensión es mucho más alta. Se ha observado también que la suspensión no es resistente a otros contaminantes, posiblemente porque el polímero quiere desprenderse de la barita y preferiblemente sobre estos sitios más reactivos. Los siguientes ejemplos son para ilustrar las propiedades y el comportamiento de los fluidos de perforación de la presente invención, aunque la invención no se limita a las modalidades específicas que muestran estos ejemplos. Todas las pruebas se condujeron como para API RP 13 B donde fue aplicable. La mezcla se efectuó en Silverson LR2 , o Hamilton Beach Mixers. La viscosidad a varios coeficientes de esfuerzo cortante (RPM's) y otras propiedades reológicas fueron obtenidas usando un viscosímetro Fann. Se verificaron los pesos de los lodos usando una escala de lodo estándar o una balanza analítica. Se midió la pérdida de fluido con una celda de pérdida de fluido API estándar. Al expresar un equivalente métrico se usaron los siguientes factores de conversión métrica: 1 galón = 3.785 litros; 1 libra = 0.454 kg; 1 lb/galón (ppg) ) = 0.1198 g/cm3; 1 bbl = 42 galones; 1 libra/bbl (ppb) = 2.835 kg/m3; 1 libra / 100 ft2 = 0.4788 Pa . Estas pruebas se llevaron a cabo usando diferentes grados de barita triturada: un grado estándar de barita API, que tenía un peso que representa el diámetro medio de partícula (D50) de aproximadamente 20 micrones; una barita sin tratar (M) que tenía un tamaño promedio de 3 - 5 micrones elaborada por molienda/trituración de barita mientras que está en estado seco y en la ausencia de un dispersante, con y barita coloidal de conformidad con la presente invención con un dispersante polimérico incluido durante un proceso de trituración "vía húmeda". Un experto en el arte deberá apreciar que puede usarse otros materiales en forma de partículas sólidas en la práctica de la invención. En la Figura 1, se muestra una muestra representativa de distribuciones de tamaño de partícula. Como se muestra en la Figura 1, un experto en la materia deberá de apreciar y entender que las partículas de barita coloidal de la presente invención tienen una distribución de tamaño de partícula que es muy diferente de la de la barita API. Específicamente uno debería de ser capaz de determinar que más de aproximadamente 90 % (en volumen) de la barita coloidal de la presente invención tiene un diámetro de partícula de menos de aproximadamente 5 micrones. En contraste, menos de 15 % en volumen de las partículas en barita de especificación API tiene un diámetro de partícula de menos de 5 micrones. El dispersante polimérico es IDSPERSE™ XT un terpolímero acrílico aniónico de peso molecular en el intervalo de 40,000 - 120,000 con carboxilato y otros grupos funcionales comercialmente disponible de M-l LLC. Houston, Texas. Este polímero preferido es ventajosamente estable a temperatura hasta 200 °C, tolerante a un amplio intervalo de de contaminantes, da buenas propiedades de filtración y no desorbe fácilmente de la superficie de partícula. Los siguientes ejemplos ilustran el uso dual del agente lubricante tanto como agente lastrante como un agente lubricante (es decir, que reduce el par de torsión) . Ejemplo 1 Se prepararon 22 ppg [2.63 g/cm3] de fluidos con b ase en sulfato de bario y agua, usando barita estándar y barita coloidal de acuerdo a la invención. La suspensión de 22 ppg [2.63 g/cm3] de barita grado API y agua, se elaboró sin agente gelatinizante para controlar las interacciones inter-partículas (Fluido # 1) . El Fluido # 2 también basado en barita API estándar pero con una post-adición de dos libras por barril (5.7 kilogramos por metro cúbico) IDSPERSE XT . El Fluido # 3 es 100 % nuevo lubricante/agente lastrante con 67 % en peso de partículas inferiores a 1 micrón de tamaño y al menos 90 % de menos de 2 micrones. Los resultados se proporcionan en la Tabla I. Tabla I Para el Fluido # 1, la viscosidad es muy alta y la suspensión se observó filtrar muy rápidamente. (Si se añadieron materiales adicionales para reducir la pérdida de fluido, la viscosidad tendría incremento aún adicional) . Este sistema asienta significativamente durante una hora dando agua sustancialmente libre (aproximadamente 10 % de volumen original) .

La post-adición de dos libras [5.7 kg/cm3] de IDSPERSE XT a barita API convencional (Fluido #2) reduce la viscosidad a bajo coeficiente de cizallamiento controlando las interacciones inter-partículas . No obstante, debido a la concentración de partícula y tamaño promedio de partícula el fluido exhibe dilatación, la cual es indicada por la alta viscosidad plástica y negativo límite aparente de fluencia. Este tiene consecuencias considerables sobre la caída de presión para estos fluidos mientras se bombea. Esto quiere decir que la habilidad para bombear este fluido es sustancialmente reducida debido a la alta viscosidad. El Fluido # 2 asienta rápidamente en reposo. En contraste, el Fluido # 3 exhibe una excelente, baja, viscosidad plástica. La presencia del polímero dispersante controla las interacciones inter-partículas, haciendo así el Fluido # 3 bombeable y no un gel. También el tamaño de partícula promedio mucho más bajo ha estabilizado el régimen de flujo y es ahora laminar a 1000/seg demostrado por la viscosidad plástica baja y el límite aparente de fluencia positivo. Ejemplo 2 Se condujeron experimentos para examinar el efecto de la post-adición del polímero dispersante seleccionado a una suspensión que comprende agentes lastrantes del mismo tamaño de partícula coloidal. Una barita molida ( D50 - 4 µm) y un carbonato de calcio molido (70 % en peso de las partículas de menos de 2 µm) fueron seleccionados, arabos de las cuales son de tamaño de partícula similar a la de la invención indicada en la presente. Se prepararon las suspensiones a una fracción de volumen de partícula equivalente de 0.282 y en comparación con el producto de la presente invención (nueva barita). Ver la Tabla II. Se midieron las reologías a 120 °F (49 °C) , después de lo cual se hizo una adición de 6 ppb (17.2 kg/cm3) IDSPERSE XT. Las reologías de las suspensiones subsecuentes fueron finalmente medidas a 120 °F (48.89 °C) (ver la Tabla III) con prueba de pérdida de fluido API adicional . Tabla II Tabla III 1 - pérdida de fluido total en 26 minutos; 2 pérdida de fluido total en 20 minutos. Ningún control de filtración aumentó a partir de la post-adición del polímero como se reveló por la pérdida de fluido total en la prueba API. Un experto en el arte deberá apreciar y saber que los parámetros de comportamiento de mayor importancia son: baja reología, incluyendo viscosidad plástica (PV), límite aparente de fluencia (YP) , resistencias de gel; variación de reología mínima entre las propiedades inicial y envejecida térmicamente; pérdida de fluido mínima y asiento o sedimentación mínima. El asiento es cuantificado en los ejemplos siguientes por medición separadamente de la densidad de la mitad superior y mitad inferior de un fluido envejecido de una muestra fluida envejecida, y un factor de dimensionamiento calculado usando la ecuación siguiente: Factor de Asiento = (densidad de la mitad superior) / (densidad de la mitad superior + densidad de la mitad inferior) Un factor de 0.50 indica cero separación de sólidos y ninguna variación de densidad en toda la muestra fluida. Un Factor de Asiento mayor que 0.52 es normalmente considerado separación de sólidos inaceptable. Ejemplo 3 En la muestra siguiente, dos formulaciones fluidas de 13.00 ppg se compararon, una pesada con barita API convencional y la segunda pesada con barita coloidal (barita PCC) recubierta de polímero elaboradas de conformidad con lo expuesto en la presente invención, como una suspensión líquida de 2.2 sg. Se incluyeron otros aditivos en la formulación para proporcionar control de pH, pérdida de fluido, reología, inhibición para esquisto reactivo y arcilla endurecida adicionales. Estos aditivos están disponibles de M-I Drilling Fluids.

Los fluidos fueron envejecidos térmicamente estadísticamente por 48 horas a 104 °F con los siguientes resultados ejemplares.

Un experto en el arte deberá apreciar, a partir de la revisión de los resultados anteriores que el Fluido A, formulado con la barita coloidal recubierta de polímero, no tuvo separación de sólidos con un factor de asiento de cero con un perfil reológico mucho más bajo que un fluido pesado con barita API convencional. Ejemplo 4 En el Ejemplo siguiente, se seleccionaron 14.0 ppg de fluido de Agua Potable para comparar las propiedades de fluidos formulados con una barita coloidal recubierta de polímero, una barita coloidal sin recubrir y una barita API convencional. El Fluido A fue formulado con la barita coloidal recubierta de polímero de esta invención. El Fluido B fue formulado con barita API convencional. El Fluido C fue formulado con un grado comercial de barita coloidal no recubierta, de tamaño de partícula mediano de 1.6 micrones disponible de Highwood Resources Ltd., Canadá. La adición post-trituración del polímero recubierto de la invención se incluyó en la formulación de los Fluidos B y C para mantener el fluido en una condición desfloculada .

Las muestras de los Fluidos A, B fueron contaminadas a propósito con bentonita para simular la inclusión de sólidos perforados de manera natural en la formulación. Las muestras fueron envejecidas térmicamente de manera dinámica a 150 °F por 16 horas. Los resultados ejemplares y representativos después de envejecimiento se muestran a continuación. c/b = con bentonita; s/b = sin bentonita; os = fuera de escala A partir de la revisión de los datos anteriores, un experto en el arte deberá apreciar que las propiedades del Fluido A permanecen esencialmente sin cambio, mientras que el Fluido B se volvió muy viscoso, mientras que, la reología del Fluido C formulado con barita coloidal no recubierta después de envejecer fue también viscosa al medir. Ejemplo 5 Se hizo una comparación adicional entre una barita comercial recubierta de polímero de esta invención y barita API convencional en un fluido de 14 ppg, en el cual el límite aparente de fluencia del fluido se ajustó de modo que fuera el mismo entre los dos fluidos antes de envejecer .

Los fluidos fueron envejecidos térmicamente de manera dinámica por 16 horas a 150 °F. La tabla siguiente presenta resultados ejemplares.

Después de revisión de lo anterior, un experto en el arte deberá entender que la viscosidad plástica para los fluidos de barita coloidal recubierta de polímero fueron inferiores y así más deseables. La Prueba de Asiento de Viscosímetro (VST) en un método alternativo para determinar el "asiento; en fluidos de perforación y es descrito en 7?merican Society of Mechanical Engineers Magazine (1991) por D. Jefferson. Como se indicó anteriormente, los valores de VST para el Fluido A, que contiene la barita coloidal recubierta de polímero de esta invención son inferiores que los del Fluido B formulado con barita API, sin tratar. Ejemplo 6 La estabilidad térmica a largo plazo de los fluidos de barita coloidal de la presente invención se muestran en el ejemplo siguiente a 17.34 ppg. El aditivo ECF-614 es un aditivo de arcilla organofílica disponible de M-l Drilling Fluids.

El fluido fue envejecido térmicamente de manera estadística por 4 días a 350 °F. La siguiente tabla proporciona resultados ejemplares.

Después de revisión de los datos anteriores un experto en el arte deberá comprender y apreciar la estabilidad térmica a largo plazo de los fluidos de barita coloidal de la presente invención. Ejemplo 7 La prueba se llevó a cabo para mostrar la factibilidad de suspensiones de 24 ppg [2.87 g/cm3] (fracción en Volumen de 0.577). Cada fluido contuvo los siguientes componentes: 135.4 g de agua potable, 861.0 g de barita, 18 g de IDSPERSE XT . El componente de barita fue variado en composición de acuerdo a la tabla siguiente . Tabla IV Tabla V *OS = "off-scale", fuera de escala Los resultados proporcionados en la Tabla V muestran que la barita grado API debido a su tamaño de partícula y a la fracción en volumen alta requerida para lograr pesos de lodos altos exhibieron dilatación es decir, alta viscosidad aparente y plástica y valores aparentes de fluencia negativos. La introducción de materiales de grado fino tienden a estabilizar el régimen de flujo conservándolo laminar a coeficientes de esfuerzo cortante más altos: la viscosidad plástica disminuye marcadamente y el límite aparente de fluencia cambia de negativo a positivo. Ningún incremento significativo en la viscosidad a coeficiente de esfuerzo cortante bajo (a 3 rpm) es causado por la barita coloidal . Estos resultados muestran que el material coloidal de esta invención puede ser usado ventajosamente conjuntamente con barita API convencional. Ejemplo 8 Se formuló una suspensión de dieciocho (18) libras por galón [2.15 g/cm3] de lubricante/agente lastrante de conformidad con la presente invención y subsecuentemente se contaminó con un intervalo de contaminantes comunes y se laminó térmicamente a 300 °F (148.9 °C) . Los resultados reológicos de antes de (BHR, "before hot rolling") y después de (AHR, "after hot rolling") laminado térmico se presentan posteriormente. El sistema muestra excelente resistencia a los contaminantes, baja reología controlable y da control de pérdida de fluido bajo una prueba de lodos API estándar como se muestra en la Tabla IV siguiente: Se preparó un grupo equivalente de fluidos usando barita API convencional sin el recubrimiento polimérico como una comparación directa de los dos tipos de partículas (Tabla VII) Tabla VI (Barita Nueva) * Lb/100 pie2 (Paséales) 1OCMA = Arcilla OCMA, una arcilla esférica en partícula fina comúnmente usada para replicar la contaminación por sólidos perforados adquirida a partir de sedimentos de esquisto durante la perforación.

Tabla VII (Barita API Convencional) * Lb/100 pies2 (Pascales) 1 - pérdida de fluido total en 30 segundos 2 - pérdida de fluido total en 5 segundos Una comparación de los dos grupos de datos muestra que el agente lubricante/lastrante de conformidad con la presente invención (nueva barita) tiene propiedades de control de pérdida de fluido considerable cuando se comparó con la barita API. La barita API también muestra sensibilidad a la contaminación por sólidos perforados mientras que el sistema de barita nueva es más tolerante. Ejemplo 9 Se condujo un experimento para demostrar la habilidad del nuevo agente lubricante/lastrante para formular lodos de perforación con densidades encima de 20 libras por galón [2.39 g/cm3]. Se formularon dos sistema de lodos de veintidós libras por galón [2.63 g/cm3], los agentes lastrantes comprendieron una mezcla de 35 % en peso de agente lubricante/lastrante de nueva barita con 65 % en peso de agente lastrante de barita grado API (Fluido # 1) y barita grado API al 100 % (Fluido # 2), ambos con 11.5 libras por barril [32.8 kg/m3] STAPLEX 500 (marca de Schlumberger, estabilizante de esquisto), 2 libras por barril [5.7 kg/m3] IDCAP (marca de Schlumberger, inhibidor de esquisto) , y 3.5 libras por barril [10 kg/m3] de cloruro de potasio. Los otros aditivos proporcionaron inhibición al fluido de perforación, pero aquí demostró la capacidad de la nueva formulación para hacer frente a cualquier adición polimérica subsecuente. El fluido fue laminado térmicamente a 200 °F (93.3 °C) . Los resultados se proporcionan en la Tabla VIII.

Tabla VIII * Lb/100 pies2 (Paséales) OS: "off-scale", fuera de escala La barita grado API al 100 % tiene muy alta viscosidad plástica y es de hecho turbulenta como se demostró por el límite aparente de fluencia negativo.

Después de laminado térmico la reología es tan alta que está fuera de escala. Ejemplo 10 Este experimento demuestra la habilidad del nuevo agente lubricante/lastrante de la presente invención a la viscosidad de fluidos más baja. El agente lubricante/lastrante es barita coloidal al 100 % de acuerdo a la presente invención. El Fluido # 15 está basado en aceite sintético (Ultidrill, Marca de Schlumberger, una alfa-olefina lineal que tiene 14 a 16 átomos de carbono) . El Fluido # 16 es un lodo basado en agua e incluye un impartidor de viscosidad (0.5 ppb, 1.425 kg/m3 de IDVIS, Marca de Schlumberger, un polímero de goma de xantana puro) y un agente de control de pérdida de fluido (6.6 ppb, 20 kg/m3, de IDFLO Marca de Schlumberger) . El Fluido # 15 fue laminado térmicamente a 200 °F (93.3 °C), el Fluido # 16 a 250 °F (121.1 °C) . Después de laminado térmico los resultados se muestran en la Tabla IX. Tabla IX * Lb/100 pies2 (Paséales) """Una medida de las características de gelatinización y de suspensión del fluido, determinada a 10 seg/10 min usando un viscosímetro Fann. Aunque la formulación no fue optimizada, esta prueba aclara que el nuevo agente lubricante/lastrante proporciona una manera para formular fluidos análogos de salmuera útiles para aplicaciones en perforaciones reducidas o fluidos de perforación con entubamiento en espiral. El perfil de reología es mejorado por medio de la adición de partículas coloidales. Ejemplo 11 Se condujo un experimento para demostrar la habilidad del nuevo agente lubricante/lastrante para formular fluidos de terminación, fueron control de densidad y por consiguiente, la estabilidad es un factor esencial. El agente lubricante/lastrante está compuesto de la nueva barita coloidal de acuerdo a la presente invención con 50 libras por barril [142.65 kg/m3] de carbonato de calcio grado API estándar, la cual actúa como sólidos puente. Los 18.6 ppg [2.23 g/cm3] fueron formulados con 2 libras por barril [5.7 kg/m3] de PTS 200 (marca de Schlumberger, regulador de pH) . Las pruebas de envejecimiento estático fueron llevadas a cabo a 400 °F (204.4 °C) por 72 horas.

Los resultados mostrados en la Tabla posterior, antes de (BSA) y después de (ASA) de envejecimiento estático revelaron buena estabilidad para el perfil reológico y sedimentación .

*Lb/100 pies2 (Pascales) **agua libre es el volumen de agua clara que aparece sobre la parte superior del fluido. El remanente del fluido tiene densidad uniforme. Ejemplo 12 Este experimento demuestra la habilidad del nuevo agente lubricante/lastrante para formular fluidos de baja viscosidad y muestra su tolerancia a variaciones de pH. El agente lubricante/lastrante está compuesto de la nueva barita coloidal de acuerdo a la presente invención. El fluido de 16 ppg (1.91 g/cm3) fue formulado con soda cáustica para ajustar el pH al nivel requerido, con la subsecuente reología del fluido y fue probado para filtración API. Los resultados mostrados en la tabla siguiente revelan buena estabilidad a la variación de pH y buen perfil reológico.

* Lb/100 pies2 (Paséales) Ejemplo 13 Este experimento demuestra la habilidad del nuevo agente lubricante/lastrante para formular fluidos con base acuosa de HTHP de baja reología. El agente lubricante/lastrante está compuesto de la nueva barita coloidal de acuerdo a la presente invención, con 10 libras por barril [28.53 kg/m3] de CALOTEMP (marca de Schlumberger, aditivo para pérdida de fluido) y 1 libra por barril [2.85 kg/m3] de PTS 200 (marca de Schlumberger, regulador de pH) . Los fluidos de 17 ppg [2.04 g/m3] y 18 ppg [2.16 g/cm3] fueron envejecidos estáticamente por 72 horas a 250 °F (121 °C) . Los resultados mostrados en la tabla siguiente revela buena estabilidad a sedimentación y bajo perfil reológico con la prueba de filtración subsecuente .

* Lb/100 pies2 (Paséales) Ejemplo 14 Los siguientes ejemplos ilustran la habilidad de los fluidos formulados utilizando los materiales sólidos coloidales recubiertos de polímero de la presente invención para reducir el par de torsión de la columna de perforación y actuar así como un agente lubricante. Prueba de Campo 1) Una sección de 3 mm de un pozo de alta presión, alta temperatura fue perforada a una inclinación de 60 grados hasta 5.121 metros usando un fluido de perforación con base en 1.8 kg/1 (15 lb/galón) de un aceite invertido (parafina) que incorpora sólidos coloidales recubiertos de polímero, de la presente invención. El fluido fue formulado como un fluido de perforación de proporción agua : aceite de 80:20 con los siguientes componentes adicionales: Emul HT (27.0 lb/bbl, 76.5 kg/m3); 8.1 lb/bbl (22.9 kg/m3) de cal viva; EMI-783 (3.2 lb/bbl, 9 kg/m3); EMI-603 (3.5 lb/bbl, 9.9 kg/m3); VG Supreme (1.8 lb/bbl, 5.1 kg/m3). El fluido exhibió las siguientes propiedades: Se hicieron las siguientes observaciones que conciernen al fluido: el sistema fluido probó ser estable a la temperatura máxima del fondo de la perforación de 166 °C; en períodos de estática prolongados hasta de 82 horas de duración no hubo evidencia de relleno de sedimentos o variaciones de peso del lodo. La Viscosidad Plástica fue de 25 cps inicialmente y aumentó gradualmente a 41 cps por el extremo de la sección, que tanto el peso de lodo y baja gravedad de sólidos aumentó, el límite de fluencia aparente permaneció sin cambio a través de la sección que varía entre 3 y 41 lbs/100 pies2. De manera sorprendente, cuando se comparó con un fluido formulado convencionalmente usado para perforar pozos fuera de límites, el par de torsión requerido para girar los componentes de la columna de perforación se redujo en 22 % sobre el intervalo entero y hasta 25 % en la sección desviada . Prueba de Campo 2) Una sección de 215.9 mm de alcance prolongado fue perforada en alta mar en el Mar del Norte en el depósito usando un fluido de perforación con base oleosa de 1.6 lg/litro (13 lb/galón) incorporando los sólidos coloidales recubiertos de polímero de la presente invención y que tenga la formulación siguiente: El fluido exhibió las siguientes propiedades: * Lb/100 pies2 (Pascales) La sección fue perforada con un peso de lodo de 13.2 lb/galón y una proporción de aceite: agua de entre 72:28 y 84:16. La actividad del agua varió entre 0.89 y 0.82 con la estabilidad eléctrica controlada entre 675 y 706 voltios. Las observaciones fueron: ningún asiento o sedimento o cambio en el peso del lodo tuvo lugar; podía usarse un programa de separación de sólidos agresivo (por ejemplo, tamiz más fino) ; ninguna adherencia diferencial con presión de sobre- equilibrio de 2.321 psi en la parte más baja del depósito. El sistema fluido redujo el par de torsión en la perforación abierta en aproximadamente 28 %, cuando se comparó a las perforaciones desviadas con fluidos de perforación convencionales. Un experto en el arte entenderá y apreciará en vista de los datos anteriores que fluidos que incluyen la barita coloidal recubierta de dispersante polimérico de la presente invención redujeron el par de torsión requerido para girar la columna de perforación cuando se compara con los fluidos formulados convencionalmente.

En vista de la descripción anterior, un experto en el arte deberá comprender y apreciar que una modalidad ilustrativa de la presente invención incluye un método de reducir el par de torsión de una columna de perforación utilizada para perforar pozos subterráneos. En un método ilustrativo tal, el método incluye, inyectar en el fluido de perforación una composición que incluya un fluido base, un material sólido coloidal recubierto de polímero. El material sólido coloidal recubierto de polímero incluye: una partícula sólida que tenga un peso que representa el diámetro promedio de partícula (dso) de menos de diez micrones, y un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de la partícula sólida durante el transcurso del proceso de trituración. La base fluida utilizada en la modalidad ilustrativa anterior puede ser un fluido acuoso o un fluido oleaginoso y preferiblemente es seleccionado de: agua, salmuera, aceite diesel, aceite mineral, aceite blanco, n-alcanos, aceites sintéticos, poli (alfa-olefinas) saturadas o insaturadas, esteres de ácidos carboxílicos de ácidos grasos y combinaciones y mezclas de éstos y fluidos similares que deberán ser obvios para un experto en el arte. Sólidos coloidales ilustrativos y adecuados se seleccionaron de modo que las partículas sólidas estén compuestas de un material de gravedad específica de al menos 2.68 y preferiblemente son seleccionados de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio, combinaciones y mezclas de éstos y otros materiales adecuados que deberán de ser conocidos por un experto en el arte. En una modalidad preferida e ilustrativa, el material sólido coloidal recubierto de polímero tiene un peso que representa el diámetro de partícula promedio (d50) menor de 2.0 micrones. Otra modalidad ilustrativa contiene al menos 60 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones o alternativamente de más de 25 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones. El agente dispersante polimérico utilizado en una modalidad preferida e ilustrativa es un polímero de peso molecular de al menos 2,000 Daltones. En otra modalidad más preferida e ilustrativa, el agente dispersante polimérico es un polímero soluble en agua es un homopolímero o copolímero de monómeros seleccionados del grupo que comprende: ácido acrílico, ácido itacónico, ácido o anhídrido maleico, acrilato de hidroxipropilo, ácido vinilsulfónico, ácido acrilamido 2- propan sulfónico, acrilamida, ácido estiren sulfónico, esteres de fosfato acrílico, éter metil vinílico y acetato de vinilo, y en donde los monómeros ácidos pueden también ser neutralizados a una sal.

Además del método ilustrativo anterior, la presente invención está dirigida también a una composición lubricante que incluye un fluido base y un material sólido coloidal recubierto de polímero. El material sólido coloidal recubierto de polímero es formulado para incluir una partícula sólida que tiene un peso que representa el diámetro promedio de partícula (d5o) de menos de diez micrones; y un agente dispersante polimérico recubierto sobre la superficie de la partícula sólida. Una modalidad ilustrativa incluye un fluido base que es ya sea un fluido acuoso o bien un fluido oleaginoso y preferiblemente es seleccionado de, agua, salmuera, aceite diesel, aceite mineral, aceite blanco, n-alcanos, aceites sintéticos, poli (alfa-olefinas) saturadas e insaturadas, esteres de ácidos carboxílicos de ácido graso, combinaciones y mezclas de estos y otros fluidos similares deberán ser obvias para un experto en el arte. En una modalidad ilustrativa se prefiere que partículas sólidas estén compuestas de un material de gravedad específica de menos de 2.68 y más preferiblemente que el sólido coloidal sea seleccionado de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio y combinaciones y mezclas de éstos y otros sólidos similares que deberán se obvias para un experto en el arte. El material sólido coloidal recubierto de polímero utilizado en una modalidad preferida tiene un peso que representa el diámetro promedio de partícula (dso) de menos de 2.0 micrones. Otra modalidad ilustrativa contiene al menos 60 % de las partículas sólidas, tienen un diámetro de menos de 2 micrones o alternativamente de más de 25 % de las partículas sólidas tienen un diámetro menor de 2 micrones. Se utiliza un agente dispersante polimérico en una modalidad preferida e ilustrativa, y es seleccionado de modo que el polímero preferiblemente tiene un peso molecular de al menos 2,000 Daltones. Alternativamente el agente dispersante polimérico puede ser un polímero soluble en agua, es un homopolímero o copolímero de monómeros seleccionados del grupo que comprende: ácido acrílico, ácido itacónico, ácido o anhídrido maleico, acrilato de hidroxipropilo, ácido vinilsulfónico, ácido acrilamido 2- propan sulfónico, acrilamida, ácido estiren sulfónico, esteres de fosfato acrílico, éster metil vinílico y acetato de vinilo, y en donde los monómeros ácidos pueden también ser neutralizados a una sal. Un experto en el arte deberá comprender y apreciar que la presente invención incluye adicionalmente un método de elaborar el material sólido coloidal recubierto de polímero descrito anteriormente. Un método ilustrativo tal incluye triturar un material sólido en forma de partículas y un agente dispersante polimérico por un tiempo suficiente para lograr un peso que representa el diámetro promedio de partícula (d50) de menos de diez micrones; y de modo que el agente dispersante polimérico sea absorbido en la superficie de la partícula sólida. Preferiblemente el proceso de trituración ilustrativo se lleva a cabo en la presencia de un fluido base. El fluido base utilizado en una modalidad ilustrativa es ya sea un fluido acuoso o un fluido oleaginoso y preferiblemente es seleccionado de agua, salmuera, aceite diesel, aceite mineral, aceite blanco, n-alcanos, aceites sintéticos, poli (alfa-olefinas) saturadas e insaturadas, esteres de ácidos carboxílicos de ácido graso y combinaciones de los mismos. En una modalidad ilustrativa el material en forma de partículas sólidas es seleccionado de materiales que tienen de gravedad específica de al menos 2.68 y preferiblemente el material en forma de partículas sólidas es seleccionado de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio, combinaciones y mezclas de éstos y otros sólidos similares que deberán ser obvias para en experto en el arte. El método de la presente invención involucra la trituración del sólido en la presencia de un agente dispersante polimérico. Preferiblemente este agente dispersante polimérico es un polímero de peso molecular de al menos 2,000 Daltones. El agente dispersante polimérico en un agente ilustrativo y preferido es un polímero soluble en agua que es un homopolímero o copolímero de monómeros seleccionados del grupo que comprende: ácido acrílico, ácido itacónico, ácido o anhídrido maleico, acrilato de hidroxipropilo, ácido vinil sulfónico, ácido acrilamido 2- propan sulfónico, acrilamida, ácido estiren sulfónico, esteres de fosfato acrílico, éter metil vinílico y acetato de vinilo, y en donde los monómeros ácidos pueden también ser neutralizados a una sal. Un experto en el arte apreciará que el producto del proceso ilustrativo anterior es considerado parte de la presente invención. Como tal, una modalidad preferida tal incluye el producto del proceso ilustrativo anterior en el cual el material sólido coloidal recubierto de polímero tiene un peso que representa el diámetro promedio de partícula (d50) de menos de 2.0 micrones. Otra modalidad ilustrativa contiene al menos 60 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones o alternativamente más de 25 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones. Aunque el aparato, composiciones y métodos de esta invención han sido descritos en términos de modalidades preferidas o ilustrativas, será obvio para los expertos en el arte que pueden ser aplicadas variaciones al proceso descrito en la presente sin alejarse del concepto y alcance de la invención. Todos los sustitutos y modificaciones tales obvias para los expertos en el arte se juzga que están en el alcance y concepto de la invención como se expone en las reivindicaciones siguientes .

Claims (21)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Una composición lubricante caracterizada porque comprende un fluido base y un material sólido coloidal recubierto de polímero, en donde el material sólido coloidal recubierto de polímero incluye: una pluralidad de partículas sólidas que tienen un peso que representa el diámetro promedio de partícula (d50) de menos de diez micrones; y un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de las partículas sólidas.

2.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el fluido base es un fluido acuoso o un fluido oleaginoso.

3.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el fluido base es seleccionado de, agua, salmuera, aceite diesel, aceite mineral, aceite blanco, n-alcanos, aceites sintéticos, poli (alfa-olefinas) saturadas e insaturadas, esteres de ácidos carboxílicos de ácido graso y combinaciones de los mismos .

4.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas es seleccionada de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio y combinaciones de los mismos.

5.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas tienen un peso que representa el diámetro promedio de partícula (d50) de menos de diez micrones .

6.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque más del 25 % de la pluralidad de partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones.

7. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas están compuestas de un material que tiene una gravedad específica de al menos 2.68.

8.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agente dispersante polimérico es un polímero soluble en agua de peso molecular de al menos 2,000 Daltones.

9. -Una composición lubricante caracterizada porque comprende un fluido base y un material sólido coloidal recubierto de polímero, en donde el material sólido coloidal recubierto de polímero incluye: una pluralidad de partículas sólidas en donde menos de 10 % de las partículas sólidas tienen un diámetro mayor que 10 micrones; y un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de las partículas sólidas.

10.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el fluido base es un fluido acuoso o un fluido oleaginoso.

11.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el fluido base es seleccionado de, agua, salmuera, aceite diesel, aceite mineral, aceite blanco, n-alcanos, aceites sintéticos, poli (alfa-olefinas) saturadas e insaturadas, esteres de ácidos carboxílicos de ácido graso y combinaciones de los mismos .

12.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas es seleccionada de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio y combinaciones de los mismos.

13.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas tienen un peso que representa el diámetro promedio de partícula (d50) de menos de diez micrones .

14.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque más del 25 % de la pluralidad de partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones.

15.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas están compuestas de un material que tiene una gravedad específica de al menos 2.68.

16.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el agente dispersante polimérico es un polímero soluble en agua de peso molecular de al menos 2,000 Daltones.

17.- Una composición lubricante caracterizada porque comprende un fluido base y un material sólido coloidal recubierto de polímero, en donde el material sólido coloidal recubierto de polímero incluye: una pluralidad de partículas sólidas, en donde al menos 90 % de las partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 10 micrones, y un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de las partículas sólidas, en donde el agente dispersante polimérico es un polímero soluble en agua de peso molecular de al menos 2,000 Daltones.

18.- La composición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas es seleccionada de sulfato de bario (barita) , carbonato de calcio, dolomita, ilmenita, hematita, olivina, siderita, sulfato de estroncio y combinaciones de los mismos.

19.- La composición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque más de 25 % de la pluralidad de partículas sólidas tienen un diámetro de menos de 2 micrones.

20. -La composición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque la pluralidad de partículas sólidas está compuesta de un material que tiene una gravedad específica de al menos 2.68.

21.- Un método de reducir el par de torsión en un componente de la columna de perforación rotatoria, el método está caracterizado porque comprende: inyectar en el fluido de perforación una composición que incluye un fluido base, y un material sólido coloidal recubierto de polímero, en donde el material sólido coloidal recubierto de polímero incluye: una partícula sólida recubierta con un agente dispersante polimérico absorbido en la superficie de la partícula sólida.