MX2008013380A - Metodos de preparación de emulsiones de hidrocarburos, agua y arcilla organofílica y de composiciones de las mismas. - Google Patents

Metodos de preparación de emulsiones de hidrocarburos, agua y arcilla organofílica y de composiciones de las mismas.

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Abstract

La invención se relaciona con composiciones y métodos para mejorar el desempeño de complejos organofílicas de arcillas-compuestos orgánicos, que son dispersables en líquidos orgánicos en los que forman un gel. Dependiendo de la composición del gel, estos geles pueden ser útiles como grasas lubricantes, lodos base aceite, fluidos de empaque base aceite, removedores de lacas, barnices y pinturas, pinturas, aglutinantes de arenas de moldeo para fundición, adhesivos y selladores, tintas, resinas de laminación de poliéster, recubrimientos en gel de poliéster, cosméticos, detergentes, y lo similar.

Description

MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE EMULSIONES DE HIDROCARBUROS, AGUA Y ARCILLA ORGANOFILICA Y DE COMPOSICIONES DE LAS MISMAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con composiciones y métodos para mejorar el desempeño de complejos de arcilla dentro de líquidos orgánicos que se utilizan para formar geles y otras composiciones. Dependiendo de los constituyentes, las composiciones pueden ser útiles como grasas lubricantes, lodos oleosos, fluidos de empaque con base de aceite, removedores de lacas, barnices y pinturas, pinturas, aglutinantes de arenas de moldeo para fundición, adhesivos y selladores, tintas, resinas de laminación de poliéster, recubrimientos en gel de poliéster, cosméticos, detergentes, y lo similar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Organoarcilias Es bien sabido que los compuestos orgánicos que contienen un catión reaccionarán por intercambio iónico, en condiciones favorables, con arcillas que tienen una estructura cristalina laminar negativa y cationes intercambiables y formarán productos organoarcillosos organofílieos (aquí denominados "organoarcillas" y "arcillas organofílicas " (OC u organophylic clays) ) . Si el catión orgánico tiene al menos un grupo alquilo que contiene al menos 10 átomos de carbono, estas organoarcillas tendrán por lo general la propiedad de hincharse en algunos líquidos orgánicos. Véanse, por ejemplo, las patente de los Estados Unidos Núm. 2,531,427 y Núm. 2,966,506, las cuales se consideran parte de la presente, como referencia, y el libro "Clay Mineralogy" , 2a. Ed. 1968 de Ralph E. Grim (McGraw-Hill Book Company, Inc.) en particular el Capítulo 10, Clay-Mineral -Organic Reactions; págs . 356-368--Ionic Reactions, Smectite; y págs . 392-401--Organophilic Clay-Mineral Complexes (el cual también se considera parte de la presente, como referencia) . Desde la difusión comercial de las organoarcillas al principio de la década que inició en 1950, se ha tenido conocimiento que la máxima eficiencia de gelificación (espesamiento) de las organoarcillas se logra al adicionarle a la composición un material orgánico polar de bajo peso molecular. A estos materiales orgánicos polares se les han dado diversos nombres como dispersantes, auxiliares de dispersión, agentes de solvatación, agentes de dispersión y lo similar. Véanse, por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos: núm. 2,677,661 de O'Halloran, núm. 2,704,276 de McCarthy et al., núm. 2,833,720 de Stratton, núm. 2,879,229 de Stratton, núm. 3,294,683 de Stansfield. Se encontró que el uso de estos auxiliares de dispersión es innecesario cuando se usan arcillas organofílicas derivadas de compuestos de amonio cuaternario sustituidos. Véanse las Patentes de los Estados Unidos: núm. 4,105,578 de Finlayson et al., y núm. 4,208,218 de Finlayson. Otras patentes mencionan el uso de compuestos orgánicos específicos para aumentar la dispersión de las arcillas organofílicas ; patente de los Estados Unidos núm. 4,434,075. En esta descripción, el término arcilla organofílica (OC) , como es sabido por los expertos en la técnica, en general refiere a una clase de arcillas modificadas químicamente que tienen varios grados de hidrofobicidad, como lo saben los expertos en la técnica. Las arcillas pueden derivarse de bentonita, hectorita, atapulgita y sepiolita y se pueden preparar mediante procesos ya conocidos. De manera más específica, las OC se refieren en general a arcillas que han sido tratadas con el fin de que se dispersen e impartan viscosidad en varios hidrocarburos líquidos, entre los que se incluyen aceites sintéticos, olefinas, destilados, aceites vegetales y animales, ésteres y éteres de aceites vegetales y animales y aceites de silicona. En formas más específicas, las OC preferidas son estructura que tienen aminas cuaternarias de ácidos grasos unidas a una bentonita, filosilicato de aluminio absorbente de ceniza volcánica constituido principalmente por montmorilonita, (Na, Ca) 033 (Al , Mg).2Si4O10 (OH) 2. (H20) n . En su estado nativo la bentonita es una molécula hidrofilica que puede absorber hasta siete veces su peso de agua. Al formar una OC, la modificación química de las arcillas con compuestos como las aminas cuaternarias, se puede hacer mediante procesos por vía húmeda o vía seca. Los procesos por vía seca incluyen, por lo general, la aspersión de las aminas cuaternarias sobre la arcilla seca durante la molienda. En los procesos por vía húmeda, las arcillas pretratadas o las arcillas nativas en polvo se dispersan en soluciones acuosas que contienen las aminas cuaternarias. Por lo general, las arcillas obtenidas por proceso en húmedo son más costosas ya que se requieren etapas adicionales en la fabricación que incluyen, filtración, secado y otras más. Por ejemplo, en un proceso en húmedo, el pretratamiento de la arcilla con una solución de hidróxido de sodio asegurará un mayor grado de intercambio iónico en las últimas etapas. Por lo general, se considera que los procesos en húmedo producen mejores OC ya que es mayor el grado de saturación de amina cuaternaria en las partículas de arcilla. Durante la síntesis de OC, el nitrógeno terminal de la amina cuaternaria, el extremo hidrofílico, está cargado positivamente e intercambia los iones de la laminilla de arcilla por sodio o calcio. Por lo general, las aminas usadas son de cadena larga con 10 a 18 átomos de carbono. Después de que la superficie de la arcilla se recubre aproximadamente en un 30 por ciento con estas aminas se vuelve hidrofóbica, y con determinadas aminas, organofílica . Después del tratamiento, la arcilla organofilica absorberá sólo aproximadamente 5 a 10% de su peso de agua pero aproximadamente 40 a 70% de su peso de varios aceites y grasas . La eficacia de las aminas cuaternarias para hacer que las OC se comporten como surfactante, dependerá de los grupos R de las aminas cuaternarias . Los grupos R hidrofóbicos que tienen 10 a 18 átomos de carbono forman una cola hidrofóbica que permite el uso eficaz de las OC como surfactantes . Como es sabido para los expertos en la técnica, también otras moléculas hidrofílicas se pueden unir a las partículas de arcilla para formar OC. A medida que la arcilla organofilica se introduce en el agua, los iones sodio cargados positivamente que fueron reemplazados por el nitrógeno de la amina cuaternaria se unen a los iones cloro disueltos y se forma la sal de sodio que se elimina. El resultado es un surfactante neutro de arcilla organofílica con una base sólida . En un sistema aceite en agua, el extremo hidrofóbico de la amina se disuelve en una fase orgánica (es decir, gotas de aceite) y se forma asi una interfaz entre la OC y la gota de aceite. A medida que se produce la interacción de la gota de aceite "fuera" de la partícula de arcilla (contrario a la adsorción de aceite por carbón, la cual se produce dentro de los poros de arcilla de una arcilla sin tratar) , la arcilla organofílica no se obstruye fácilmente. Los bordes hidrofílicos de la arcilla entran en interfaz con la fase acuosa y el efecto resultante es que la OC actúa como agente gelificante. Por otra parte, la arcilla organofílica puede funcionar como pulidor inicial (prepolisher) para carbón activado, resinas de intercambio iónico y membranas (que impiden la obstrucción) y como pulidor final (post-polisher) para separadores aceite/agua, unidades de flotación de aire disuelto (DAF o disolved air flotation) , evaporadores , membranas y desnatadoras {skimmers) . El polvo de arcilla organofílica puede ser un componente o el producto principal de un polvo de arcilla floculenta. Las OC son excelentes absorbentes para la eliminación de aceite, surfactantes y solventes como metil etil cetona, alcohol t-butílico (TBA) y otras sustancias químicas.
Lodos base aceite En el caso particular de los lodos base aceite o los fluidos de perforación base aceite, las arcillas organofílicas se han usado en los últimos 50 años como un componente del fluido de perforación que ayuda a producir fluidos de perforación con propiedades que mejoran el proceso de perforación. En particular, los fluidos de perforación base aceite se usan para enfriamiento y lubricación, eliminación de virutas y para mantener el pozo bajo presión y asi controlar el ingreso de líquido y gas. Un típico lodo de perforación base aceite incluye un componente oleoso (la fase continua) , un componente acuoso (la fase dispersa) y una arcilla organofílica que se mezclan juntos y forman un gel (también denominado lodo de perforación o lodo base aceite) . Emulsificantes , agentes de peso, aditivos de pérdida de fluido, sales y varios aditivos más se pueden adicionar o dispersar en el lodo. La capacidad del lodo de perforación para mantener la viscosidad y la estabilidad de la emulsión determina, por lo general, la calidad del lodo de perforación. Los problemas con los lodos de perforación convencionales que incorporan OC son pérdidas de viscosidad y estabilidad de emulsión así como avances en la perforación. En general, a medida que los lodos de perforación se consumen en el fondo del pozo, disminuye la estabilidad de la emulsión y se requiere que los operadores de perforación introduzcan emulsificantes adicionales al sistema para mantener la estabilidad de la emulsión. La adición progresiva de emulsificantes al lodo de perforación aumenta el costo del fluido de perforación durante el programa de perforación. Un agravante de este problema es que la adición de más agentes emulsificantes al lodo de perforación tiene el efecto de disminuir la habilidad de la OC para mantener la viscosidad en el fluido de perforación que a su vez requiere la adición de más OC que: a) se agrega al costo del fluido de perforación y b) luego requiere la adición de más emulsificantes . Por lo tanto, existe la necesidad de soluciones de perforación base aceite, que tengan mejores propiedades de viscosidad y estabilidad de emulsión para que la viscosidad y la estabilidad de emulsión de las soluciones de perforación sean altas y también estables a través del programa de perforación.
Emulsificantes de fluidos de perforación El actual estado de la técnica en emulsificantes de fluidos de perforación comprende los ácidos grasos del tall oil en bruto (CTOFA o crude tall oil fatty acids) . El tall oil en bruto es un producto de la industria de la pulpa y papel y es el principal subproducto del proceso Kraft o al sulfato de la madera de pino. El tall oil en bruto inicialmente se encuentra como jabón de tall oil que se separa de la lejía negra en el proceso de obtención de pulpa de celulosa Kraft. El jabón de tall oil se acidifica y da lugar al tall oil crudo. El tall oil resultante se fracciona y produce ácidos grasos, colofonia y brea. La composición química típica del CTO se presenta en el Cuadro 1. Cuadro 1 - Composición típica del tall oil utilizado como emulsificantes primario Ácidos grasos Ácido palmítico CH3 (CHj) 14COOH 2% Ácido linoleico CH3. (CH2) 4- (CH=CH-CH2) 2- 11% ( CH2 ) 6COOH Acido linoleico, conjugado CH3 (CH2) 3CH=CHCH=CH- 5% (2) (CH2) 6COOH Ácido oleico CH3 (CH2) 8CH=CH (CH2) 7COOH 16% Ácido palmitoleico (1) CH3 (CH2) 6CH=CH (CH2) 7COOH 1% Ácido esteárico CH3 (CH2) 16COOH 1% Otros ácidos grasos (3) 4% Ácidos grasos totales 40% Ácidos resínicos Ácido abiético (CH3)4C15Hl7COOH 11% Ácido dehidroabiético (CH3)4C15H17COOH 6% Ácido isopimárico (CH3) 3 (CH2) C15H23COOH 4% Ácido levopimárico (CH3)3(CH2)C15H23COOH -2% Ácido neoabiético (CH3) 4C15H17COOH -2% Ácido palústrico (CH3)4C15H17COOH -2% Ácido pimárico (CH3) 3 (CH2) C15H23COOH -2% Ácidos resínicos totales 29% Materia insaponificable Avenasterol 0.0% Brasicasterol 0.0% Campestano1 0.2% Campesterol 1.72% Colesterol C27H460 0.0% Desmosterol C27H440 0.0% Ergosterol pequeña cantidad Fucosterol C2gH4gO 0.0% Lanosterol C30H50° 0.0% ß-sitostanol 3.3% ß-sitosterol 25.3% Estigmasterol C29HS20 0.3% Insaponificables totales 31% La principal ventaja de los CTOFA es que son relativamente económicos como emulsificantes . Sin embargo el uso de los CTFOA como emulsificantes en los lodos base aceite, no imparte viscosidad alta y estable ni estabilidad de emulsión y no permite el control de la viscosidad y al mismo tiempo la optimización de la arcilla organofílica . Por lo tanto, continúa la necesidad de una clase de emulsificantes que de manera eficaz aumenten o disminuyan la viscosidad y estabilidad de las emulsiones organoarcilla/agua/aceite y proporcionar mayor nivel de control de las propiedades de fluido en esas emulsiones. De manera más específica, ha existido la necesidad de métodos y composiciones que reduzcan los costos asociados con los fluidos de perforación base aceite tradicionales y al mismo tiempo permitan el control de las propiedades de la composición.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Conforme a la invención, se describen métodos para preparar emulsiones de hidrocarburos, agua y arcilla organofílica y composiciones de las mismas. En una primera modalidad, la invención proporciona un método para controlar la viscosidad de una emulsión de aceite y agua que incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante a una emulsión de agua y aceite que contiene arcilla organofílica (OC) para producir una viscosidad deseada en la emulsión. Una cantidad eficaz de un emulsificante seleccionado a partir de los emulsificantes enunciados a continuación, es aquella que generalmente se puede usar para aumentar la viscosidad de una emulsión. En esta primera modalidad, el emulsificante se puede seleccionar entre cualquiera de los siguientes: a. cualquier ácido graso saturado de C8-C18 (saturated fatty acid o SFA) ; b. una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18; c. una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado (unsaturated fatty acid o UFA) 2-5n (n es el número de dobles enlaces) ; d. un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla de algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma y aceite de cañóla; y e. aceite de sebo. Se prefiere que la cantidad de emulsificante y arcilla organofílica se seleccione con el objetivo de aumentar al máximo el desempeño de la arcilla organofílica para lograr la viscosidad deseada. En una modalidad, también se prefiere que las cantidades de arcilla organofílica y emulsificante se equilibren para reducir al mínimo la cantidad de arcilla organofílica y se logre la viscosidad deseada y que la cantidad de emulsificante se aumente sucesivamente para producir la viscosidad deseada. Por otra parte, se pueden adicionar varios emulsificantes para reducir la viscosidad de la emulsificantes . Estos emulsificantes reductores de la viscosidad que se mezclan con la emulsión se pueden seleccionar entre alguno o una combinación de: ácidos grasos insaturados , ácidos resínicos, lanolina, tocoferoles, cera de abejas, aceite de lino o aceite de pescado. Un eficaz emulsificante reductor de viscosidad es el ácido abiético. En otra modalidad, la invención proporciona un método para controlar la viscosidad de una emulsión de aceite y agua que incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante a una emulsión de aceite y agua que contiene arcilla organofílica (OC) para producir una viscosidad deseada en la emulsión, en donde el emulsificante es una mezcla de un ácido graso saturado C8-C18 (SFA) y al menos un ácido graso insaturado (UFA) y la relación entre SFA y UFA se ajusta para producir la viscosidad deseada. En otra modalidad, la invención proporciona un método para producir una emulsión hidrocarburo/agua/arcilla organofílica que tenga una viscosidad deseada, el método consta de los siguientes pasos: a) mezclar una fase continua de hidrocarburo y una fase dispersa acuosa junto con una arcilla organofílica; b) introducir una cantidad eficaz de un emulsificante . El emulsificante seleccionado puede ser cualquiera de los emulsificantes descritos en lo anterior y puede incluir emulsificantes que aumenten la viscosidad o emulsificantes reductores de la viscosidad. La viscosidad deseada se puede obtener reduciendo al mínimo la cantidad de arcilla organofílica y aumentando la cantidad de emulsificante para producir la viscosidad deseada y así aumentar al máximo el desempeño de la arcilla organofílica. En otra modalidad, la invención proporciona un método para controlar la estabilidad de la emulsión de una emulsión de aceite y agua, el método incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante a una emulsión de aceite y agua que contiene una arcilla organofílica (OC) y así producir la estabilidad de emulsión deseada en la emulsión, en donde el emulsificante es un ácido graso saturado C8-C18 (SFA) y al menos un ácido graso insaturado (UFA) y la relación entre SFA y UFA se ajusta para producir la estabilidad de emulsión deseada. En otra modalidad, la invención proporciona un método para aumentar la estabilidad de emulsión de una emulsión de aceite y agua, el método incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante de ácido graso saturado C8-C18 (SFA) a una emulsión de aceite y agua que contiene arcilla organofílica (OC) . En otra modalidad más, la invención proporciona un método para aumentar las propiedades de humectación de una emulsión de aceite y agua, el método incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de al menos un emulsificante de ácido graso insaturado (UFA) a una emulsión de aceite y agua que contiene arcilla organofílica (OC) . En otro aspecto de la invención, se describen varias composiciones de hidrocarburo/agua/arcilla organofílica que tienen una viscosidad deseada. Las emulsiones comprenden una fase continua de hidrocarburo, una fase dispersa acuosa, una arcilla organofílica y un emulsificante . El emulsificante se puede seleccionar a partir de: i) cualquier ácido graso saturado C8-C18 (saturated fatty acid o SFA) ; ii) una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18; iii) una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado (unsaturated fatty acid o UFA) 2-5n (n es el número de dobles enlaces) ; iv) un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla de algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma y aceite de cañóla; y v) aceite de sebo. En modalidades preferidas, las cantidades de arcilla organofílica y emulsificante se seleccionan en función de un máximo desempeño de la arcilla organofílica para obtener la viscosidad deseada en la composición. En varias modalidades, la arcilla organofílica se puede seleccionar entre alguna o una combinación de arcilla obtenida por proceso de vía húmeda o arcilla obtenida por proceso de vía seca. De preferencia, las composiciones tienen una estabilidad de emulsión mayor de 500 voltios. En otro aspecto de la invención, se describe una composición de fluido de perforación que comprende: una fase continua de hidrocarburo, una fase dispersa acuosa, una arcilla organofílica y un emulsificante , el emulsificante se selecciona entre los emulsificantes descritos en lo anterior. En varias - composiciones la relación hidrocarburo : agua es 1:1 a 99:1 (v/v) . Se prefiere que el emulsificante para la composición del fluido de perforación se seleccione en función de un máximo desempeño de la arcilla organofílica para producir la viscosidad deseada. En otra modalidad más, la invención describe un método para perforar un pozo que consta de los siguientes pasos: a) operar una unidad de perforación para hacer un pozo; y b) circular un fluido de perforación base aceite a través del pozo, el fluido de perforación base aceite comprende: 1) una fase continua de hidrocarburo, 2) una fase dispersa acuosa, 3) una arcilla organofílica y 4) un emulsificante . En otras modalidades, la viscosidad del fluido de perforación se puede ajustar adicionando emulsificante adicional para aumentar la viscosidad del fluido de perforación o adicionando una cantidad eficaz de alguno o una combinación de ácido graso insaturado, ácido resínico, lanolina, tocoferóles, cera de abejas, aceite de lino o aceite de pescado, con la finalidad de reducir la viscosidad de la emulsión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describe haciendo referencia a las figuras, en donde: La Figura 1 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de los CTOFA a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 2 es una gráfica que muestra el efecto de en la viscosidad del C18:ln-9cis a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 3 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del C18:2n-6cis a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 4 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del ácido abiético a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 5 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del C18:3n-3cis a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 6 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del C22:ln-9cis a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 7 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C4-C22 a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 8 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C10-C18 en una fase continua de mayor densidad a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 9 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C10-C18 en una fase continua de menor densidad a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 10 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C4-C22 con una arcilla organofílica de mayor calidad a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 11 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C4-C22 con una arcilla organofílica de menor calidad a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 12 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C8-C22 con una arcilla organofílica de menor calidad a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 13 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de ácidos grasos saturados C8-C22 con una arcilla organofílica de mayor calidad a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 14 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un ácido graso saturado C8 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 15 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un ácido graso saturado C12 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 16 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un ácido graso saturado C16 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 17 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un ácido graso saturado C18 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 18 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un ácido graso saturado C22 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 19 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un ácido graso saturado C12 a concentraciones de arcilla organofílica y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 20 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de mezclas de ácidos grasos saturados CIO y C12 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables ; la Figura 21 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de mezclas de ácidos grasos saturados C8 y C12 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables ; la Figura 22 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de mezclas de ácidos grasos saturados C12 y C22 a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 23 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de mezclas de un ácido graso saturado C12 y a concentraciones variables de agua como fase dispersa y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 24 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y ácido abiético a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 25 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y a-pineno a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables ; la Figura 26 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y ß-sitosterol a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 27 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y oc-tocoferol a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 28 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y alfa, beta, sigma y delta tocoferoles a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 29 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y C18:3n-cis a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 30 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y C20:5n-3cis a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 31 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y lanolina a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables ; la Figura 32 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla de ácido graso saturado C12 y cera de abeja a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 33 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de mezclas comerciales de aceite de coco a velocidades de cizallamiento variables; la Figura 34 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de la lanolina a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 35 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de semilla de lino a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 36 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de semilla de cañóla a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 37 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de semilla de cártamo a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 38 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de semilla de cañóla a concentraciones variables con una arcilla organof lica de menor calidad y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 39 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de semilla de cártamo a concentraciones variables con una arcilla organofilica de menor calidad y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 40 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de semilla de cañóla a concentraciones variables con una arcilla organofilica de menor calidad y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 41 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un aceite de coco comercial a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 42 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un aceite de oliva a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 43 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del ácido miristico a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 44 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un aceite de cacahuate a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 45 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de un aceite de semilla de algodón a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 46 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad de una mezcla comercial de aceite de coco a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 47 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de palma rojo a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 48 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del aceite de palmaste a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 49 es una gráfica que muestra el efecto en la viscosidad del sebo destilado a concentraciones y velocidades de cizallamiento variables; la Figura 50 es una gráfica que muestra la estabilidad de emulsión de emulsiones C4-C22; la Figura 51 es una representación esquemática de la estructura molecular de un OC y un ácido graso monoinsaturado ; la Figura 52 es una representación esquemática de la estructura molecular de un OC y un ácido graso diinsaturado ; la Figura 53 es una representación esquemática de la estructura molecular de un OC y un ácido graso triinsaturado; la Figura 54 es una representación esquemática de la estructura molecular de un ácido graso triinsaturado con una gota de agua; la Figura 55 es una representación esquemática de la estructura molecular de un ácido graso diinsaturado con una gota de agua; la Figura 56 es una representación esquemática de la estructura molecular de un ácido graso monoinsaturado con una gota de agua; la Figura 57 es una representación esquemática de la estructura molecular de un ácido graso saturado con una gota de agua; la Figura 58 es una gráfica que representa el costo promedio por día contra la perforación en un primer pozo de prueba cuando se utiliza una solución de perforación preparada según la invención; y la Figura 59 es una gráfica que representa el costo promedio por día contra la perforación en un segundo pozo de prueba cuando se utiliza una solución de perforación preparada según la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Según la invención, se describen composiciones mejoradas de hidrocarburos, agua y arcilla organofílica y los métodos para prepararlas. Las composiciones según la invención tienen propiedades mejoradas de viscosidad que permiten su uso en una diversidad de aplicaciones. De manera más específica, la invención proporciona una herramienta eficaz que permite la preparación de composiciones de hidrocarburo, agua y arcilla organofílica, en donde el "desempeño" de la arcilla organofílica dentro de la composición se puede mejorar considerablemente de tal manera que se pueden preparar composiciones con una viscosidad dada, al mismo tiempo que se reduce al mínimo la cantidad de arcilla organofílica en la composición; también se proporciona una herramienta eficaz para que las composiciones que se preparen tengan las características de viscosidad deseadas. También se pueden mejorar otras propiedades de fluido en las composiciones. Ya que la arcilla organofílica puede que sea uno de los componentes más costosos en las composiciones de hidrocarburo/agua/arcilla organofílica (sobre todo con respecto a los fluidos de perforación base aceite) , los métodos y composiciones descritas pueden ofrecer ventajas económicas significativas con respecto a los métodos y composiciones que ya existen y permitir una mayor grado de flexibilidad en la preparación de composiciones hidrocarburo/agua/arcilla organofílica que tengan las propiedades deseadas.
De manera más específica, el inventor ha encontrado que el uso de ácidos grasos saturados, mezclas de ácidos grasos saturados, mezclas de ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados, algunos aceites vegetales y el aceite de sebo como emulsificantes en las composiciones hidrocarburo/agua/arcilla organofílica, permiten de manera eficaz que la viscosidad de una composición hidrocarburo/agua/arcilla organofílica se reduzca en comparación con composiciones hidrocarburo/agua/arcilla organofílica similares que usan emulsificantes distintos. Por otra parte, el inventor ha encontrado que se pueden usar otros emulsificantes para disminuir la viscosidad de estas emulsificantes y que al ajustar la proporción entre varios emulsificantes se pueden controlar varias propiedades en las emulsiones. En el contexto de esta descripción, todas las composiciones y métodos descritos se relacionan con soluciones de perforación base aceite que, según se describe más adelante, incluyen una fase continua de hidrocarburo, una fase dispersa acuosa, una arcilla organofílica y un emulsificante . La cantidad de fase continua de hidrocarburo y de fase acuosa en una emulsión dada se puede variar desde 50:50 (hidrocarburo : agua (v/v) hasta 99:1. En el límite bajo de este intervalo, la estabilidad de emulsión es considerablemente baja y la posibilidad de modificar la viscosidad requiere que se adicionen a la mezcla grandes cantidades de arcilla organofílica . Del mismo modo, en el límite superior, la posibilidad de controlar la viscosidad en la emulsión es más difícil. Por lo tanto, una proporción aproximada de hidrocarburo : agua de 80:20 a 90:10 (v/v) es una proporción práctica que normalmente se usa en las soluciones de perforación . En esta descripción, se usó como estándar una solución de perforación representativa que tiene una proporción hidrocarburo : agua de 90:10 (v/v) para demostrar el efecto de los emulsificantes en el desempeño de la arcilla organofílica, la viscosidad y la estabilidad de emulsión. Por otra parte, se utilizó un intervalo relativamente estrecho de proporciones de arcilla organofílica relativas a la masa total de la solución. Cada una de estas cantidades se seleccionó como una cantidad práctica para demostrar el efecto de modificar la cantidad de arcilla organofílica y/o emulsificante con relación a los otros componentes. Aun cuando los experimentos no se hicieron en todo intervalo de proporciones posibles para estas composiciones, el experto en la técnica se dará cuenta que en el caso de que un parámetro se hubiera cambiado se tendría que hacer un ajuste en otro parámetro para compensar el cambio en los otros parámetros.
De este modo, en el contexto de esta descripción, se debe entender que el cambio en un parámetro puede requerir que al menos otro parámetro se cambie con el fin de optimizar el desempeño de la composición. Por ejemplo, si el objetivo establecido al preparar una composición para una determinada proporción hidrocarburo : agua, es reducir al mínimo el uso de la arcilla organofílica en esa composición, el experto en la técnica comprendería que se requiere un ajuste de la cantidad de arcilla organofílica y de emulsificante en la composición a fin de obtener una composición que logre el objetivo y una optimización del proceso, aunque no fácilmente predecible esto es comprensible para el experto en la técnica.
Experimentación Se mezclaron diferentes arcillas organofílicas (OC) con varios hidrocarburos y emulsificantes para determinar el efecto de los OC, hidrocarburos y emulsificantes en la viscosidad y estabilidad de emulsión. Los experimentos estudiaron el efecto de la composición de arcilla organofílica (calidad) y la estructura del emulsificante que incluye los efectos de longitud de cadena, grado de saturación, posición de los dobles enlaces y % en peso relativo a la arcilla organofílica en las diferente fases continuas.
Se investigaron las siguientes arcillas organofílicas según se presentan en el Cuadro 2. Cuadro 2 - Arcillas organofílicas En el contexto de esta descripción, el término bajo, medio y alto se refiere a la clasificación general de un OC en términos de su costo relativo y grado de procesamiento .
Hidrocarburos Los hidrocarburos representativos probados como fase continua se presentan en el cuadro 3. Cuadro 3 - Hidrocarburos como fase continua También se pueden usar como fase continua otros hidrocarburos incluidos los aceites sintéticos, aceites vegetales y ésteres y éteres de aceites vegetales.
Solución base Se preparó una solución de fluido de perforación base de prueba en la que los constituyentes individuales de la formulación se pudieron modificar para estudiar el efecto en las propiedades del fluido de perforación. La solución de fluido de perforación era una mezcla miscible de un hidrocarburo, agua, arcilla organofílica y emulsificante . La formulación general de la solución de fluido de perforación se presenta en el Cuadro 4. Cuadro 4 - Solución de perforación base *A menos que se indique de otro modo.
Preparación El aceite, agua, cloruro de calcio y arcilla organofílica se mezclaron a alta velocidad para formar una lechada bastante dispersa. El mezclado se continuó hasta que la temperatura de la lechada llegó a 70°C. Los emulsificante se agregaron a muestras individuales de cada solución y se volvió a mezclar a alta velocidad durante 3 minutos. Luego se adicionó CaO y se mezcló durante 2 minutos a alta velocidad. El cloruro de calcio se adicionó de conformidad con los procedimientos estándar para preparación de fluidos de perforación, como un aditivo par impartir estabilización de fluido secundaria, como es del conocimiento de los expertos en la técnica. Antes de la prueba, las muestras se sometieron a envejecimiento por calor en celdas de rolado en caliente durante 18 a 24 horas para simular las condiciones del pozo.
Mediciones de la propiedad de fluido Las mediciones de viscosidad se hicieron mediante un viscosímetro de cilindro concéntrico Fann de velocidad variable. Los puntos de evaluación se registraron a 600, 300, 200, 100, 6 y 3 RPM. En esta descripción, el efecto en la viscosidad se define como un aumento cuantitativo de viscosidad en una solución con emulsificantes variables en comparación con la viscosidad de una solución similar que usa CTOFA como emulsificantes (Figura 1) . El esfuerzo cortante o de cizallamiento (viscosidad) relativo, es la lectura de cuadrante en el viscosímetro de velocidad variable Fann 35 empleado para medir la viscosidad de fluido a las rpm indicadas. Se considera que las lecturas de viscosidad en el intervalo de 0 a 20 a esfuerzos cortantes de 300 a 600 rpm no manifiestan efecto en la viscosidad, que las lecturas de viscosidad en el intervalo de 20 a 40 manifiestan un efecto en la viscosidad menor, que las lecturas de viscosidad en el intervalo de 40 a 100 manifiestan un efecto en la viscosidad significativo y que las lecturas de viscosidad por arriba de 100 manifiestan un efecto en la viscosidad muy significativo. La estabilidad de emulsión se midió mediante un medidor de estabilidad de emulsión OFI . Cada medición se realizó introduciendo la sonda ES en la solución a 120°F (48.9°C). El medidor ES aplica de forma automática un aumento de voltaje (de 0 a 1999 voltios) entre la separación de electrodos en la sonda. El voltaje máximo que la solución mantendrá a través de la separación entre los electrodos antes de conducir la corriente se muestra como voltaje ES. Cabe señalar que las estabilidades de la emulsión a 2000 voltios no son de hecho la ES real ya que el medidor había llegado a su máxima capacidad y varios valores ES determinados fueron en realidad superiores a 2000.
Investigaciones del emulsificante Los experimentos resumidos en las Figuras 1 a 6 se realizaron para investigar el efecto del grado de instauración del emulsificante en el aumento de la viscosidad de soluciones base modificadas. En cada caso, se preparó una solución base utilizando IMG 400 como OC. Como se muestra en la Figura 1, se usaron ácidos grasos de tall oil en bruto (CTOFA) como emulsificante para establecer valores base en las investigaciones de viscosidad. Los CTOFA representan el "estado de la técnica" como emulsificantes para composiciones de fluidos de perforación. Los resultados que se presentan en las Figuras 1 a 6 y en el Cuadro 5 muestran el efecto de los CTFOA en masa como emulsificante de la fase polar dispersa de una emulsión (Figura 1) así como el efecto de los ácidos grasos primarios que constituyen los CTFOA (Figuras 2 a 6) . La prueba inicial se realizó en las fracciones saponificables del tall oil en bruto (Cuadro 1) . Como se muestra en el Cuadro 1, el tall oil en bruto contiene, por lo general, 35 a 40% de ácidos grasos insaturados y en su mayoría los ácido son: oleico C18:ln-9cis, linoleico C18 : 2n-6-cis ; 20 a 30% de ácidos resínicos, normalmente ácido abiético (diterpeno) C20 H30O2; y 30 a 40% de fitoesteroles , normalmente ß-sitosterol . Por otra parte, también se hizo una evaluación de los efectos del ácido alfa- linoleico C18:3n-3cis y C22 : ln-9cis, para determinar el efecto que produce el aumentar la instauración en el desempeño de la arcilla organofílica . Cuadro 5 - Investigaciones del emulsificante La Figura 1 muestra que los CTOFA no tienen efecto en la viscosidad del fluido a concentraciones variables de CTOFA. Por otra parte, la estabilidad de emulsión de las emulsiones de CTOFA fue menor a 500 voltios a concentraciones variables de CTOFA (Cuadro 12) . La Figura 2 muestra que el ácido oleico (C18:ln-9cis) como emulsificante primario tuvo un efecto bajo de aumento de la viscosidad de la composición base a concentraciones y velocidades de cizallamiento mayores. La Figura 3 muestra que el ácido linoleico (C18 : 2n-6cis) como emulsificante primario no tuvo efecto de aumento de la viscosidad de la composición base. La Figura 4 muestra que el ácido abiético como emulsificante primario no tuvo efecto en la viscosidad y de hecho manifiesta un efecto reductor de la viscosidad a dosis mayores. La Figura 5 muestra que el ácido alfa linoleico (C18 : 3n-3cis) como emulsificante primario no produjo efecto en la viscosidad. La Figura 6 muestra que el ácido erúcico (C22:ln- 9cis) como emulsificante primario no produjo efecto en la viscosidad. En resumen, los resultados obtenidos en las Figuras 1 a 6 indican que ni el ta.ll oil en bruto ni los componentes de ácidos grasos principales del tall oil en bruto producen efecto en la viscosidad. Cabe señalar que los ácidos grasos principales de un tall oil en bruto tienen al menos un doble enlace en sus respectivas cadenas de hidrocarburos .
Investigaciones en cuanto a la longitud de cadena Con relación a las Figuras 7 a 13 y el Cuadro 6, se investigó el efecto de la longitud de cadena en los ácidos grasos saturados como emulsificantes primarios. También se investigaron las variaciones en la OC, la composición de la fase oleosa y el efecto de ciertos aditivos . Cuadro 6 - Investigaciones en cuanto a la longitud de cadena La Figura 7 resume el efecto en la viscosidad para ácidos grasos saturados C4-C22 en composiciones que contienen una fase oleosa de fracción media y una OC en húmedo de calidad media (IMG 400) . Los resultados muestran un efecto en la viscosidad significativo para ácidos grasos C12-C18 a velocidades de cizallamiento más altas y un efecto en la viscosidad bajo a velocidades de cizallamiento menores para ácidos grasos C12-C13. La Figura 8 resume el efecto en la viscosidad para ácidos grasos C12-C18 saturados en composiciones que contienen una fase oleosa de fracción pesada (Distillate 822) . Los resultados muestran un efecto en la viscosidad bajo para ácidos grasos C12-C13 a velocidades de cizallamiento más altas. La Figura 9 resume el efecto en la viscosidad para los ácidos grasos C10-C18 saturados como emulsificante primario en composiciones que contienen una fase oleosa de fracción ligera (Amodril) . Los resultados muestran un efecto en la viscosidad significativo para ácidos grasos C11-C16 a velocidades de cizallamiento más altas y un efecto en la viscosidad bajo para ácidos grasos C11-C16 a velocidades de cizallamiento medias. El efecto en la viscosidad máximo se observa para FA Cll. La Figura 10 resume el efecto en la viscosidad para ácidos grasos saturados C4-C22 como emulsificante primario en composiciones que contienen una mezcla de OC de proceso en húmedo de alta calidad (Bentone 150) y una fase de aceite de densidad media HT 40N. Los resultados muestran un efecto en la viscosidad significativo para ácidos grasos C12-C16 a velocidades de cizallamiento altas y un efecto en la viscosidad bajo para ácidos grasos C12-C16 a velocidades de cizallamiento medias. Se observa que la viscosidad máxima para la OC es menor que la que se observa en la Figura 7 en la que se utiliza una OC de menor calidad. El efecto en la viscosidad máxima se observa para FA C12. La Figura 11 resume el efecto en la viscosidad para ácidos grasos C4-C22 saturados como emulsificantes primario en composiciones que contienen una mezcla de OC menos costosa obtenida por proceso en seco (Bentone 920) . Los resultados muestran un efecto en la viscosidad muy significativo para FA C12 a velocidades de cizallamiento más altas y un efecto en la viscosidad significativo para C12-C18 a velocidades de cizallamiento más altas. El efecto en la viscosidad máxima se observa para FA C12. La Figura 12 resume el efecto en la viscosidad para ácidos grasos C8-C22 saturados como emulsificante primario en composiciones que contienen una mezcla de OC menos costosa obtenida por proceso en húmedo (Calytone 3) . Los resultados muestran un efecto en la viscosidad muy significativo para FA C12-C18 a velocidades de cizallamiento más altas y un efecto en la viscosidad bajo para FA C12-C18 a velocidades de cizallamiento medias. El efecto en la viscosidad máxima se observa para FA C12.
La Figura 13 resume el efecto en la viscosidad para ácidos grasos C8-C22 saturados como emulsificante primario en composiciones que contienen una mezcla de OC más costosa obtenida por proceso en húmedo (Calytone EM) . Los resultados muestran un efecto en la viscosidad muy significativo para FA C12 a velocidades de cizallamiento más altas y un efecto en la viscosidad significativo para FA C12-C18 a velocidades de cizallamiento más altas. El efecto en la viscosidad máxima se observa para FA C12. En resumen, las Figuras 7 a 13 indican que la calidad de las OC tiene poco efecto en la viscosidad y esto sugiere que no se requiere el uso de OC de alta calidad para lograr el efecto en la viscosidad. Por otra parte, los ácidos saturados en C11-C18 produjeron efectos significativos o muy significativos en la viscosidad.
Investigaciones de la respuesta concentración/dosis Con relación a las Figuras 14 a 19 y el Cuadro 7, se investigó el efecto de la concentración del emulsificante primario para ácidos grasos saturados de longitud de cadena variable.
Cuadro 7 - Investigaciones de la respuesta a la dosis La Figura 14 muestra que el FA saturado C8 como emulsificante primario presentó poco efecto en la viscosidad a una proporción de FA:OC (p/p) de 2.0 a velocidades de cizallamiento más altas. La Figura 15 muestra que el FA C12 saturado como emulsificante primario presentó un efecto en la viscosidad muy significativo a una proporción de FA:OC (p/p) mayor de de 2 a velocidades de cizallamiento más altas. La viscosidad máxima se observó a una proporción de FA:OC de 6. Un efecto en viscosidad significativo se observó para proporciones FA:OC mayores de 3.0 a todas las velocidades de cizallamiento . La Figura 16 muestra que el FA C16 saturado como emulsificante primario presentó un efecto en la viscosidad muy significativo a una proporción de FA:OC (p/p) mayor de 3 a velocidades de cizallamiento más altas. No se observó viscosidad máxima en él intervalo evaluado. Un efecto en viscosidad significativo se observó para proporciones FA:0C mayores de 1.0 a velocidades de cizallamiento intermedias. La Figura 17 muestra que el FA C18 saturado como emulsificante primario presentó un efecto en la viscosidad muy significativo a una proporción de FA:OC (p/p) de 3.5 a velocidades de cizallamiento más altas. La viscosidad máxima se observó a una proporción de FA:OC de 3.5. Un efecto en viscosidad significativo se observó para proporciones FA:OC mayores de 1.5 a velocidades de cizallamiento intermedias . La Figura 18 muestra que el FA C22 saturado como emulsificante primario presentó un efecto en la viscosidad bajo a proporciones FA:OC (p/p) mayores de 3 a velocidades de cizallamiento más altas. La Figura 19 muestra que se presenta un efecto en la viscosidad muy significativo a dosis de 1.25 ppb de OC a velocidades de cizallaraiento más altas y un efecto en la viscosidad muy significativo se presenta con más de 0.5 ppb de OC a velocidades de cizallamiento intermedias. En resumen, las Figuras 14 a 19 muestran que las proporciones FA:OC se pueden variar con los diferentes FA para producir el efecto en la viscosidad.
Investigaciones de mezclas Con relación a las Figuras 20 a 22 y el Cuadro 8, se investigó el efecto de mezclar entre si los ácidos grasos saturados . Cuadro 8 - Investigaciones de mezclas Investigaciones de mézclas Emulsificante Composición Dobles Viscosidad Comentarios Figura Comentarios enlaces Max (nominal) C10/C12 FA 0 110 Una cantidad creciente 20 saturados de CIO con relación a CIO y C12 C12. A medida que aumenta la proporción para tener una mayor cantidad de CIO, el efecto V decrecerá . Se oDserva sinergia.
C8/C12 FA 0 120 Una cantidad creciente 21 saturados de C8 con relación a C8 y C12 C12. A medida que aumenta la proporción para tener una mayor cantidad de C8, el efecto V decrecerá . Se observa sinergia. C12/C22 FA 0 95 A medida que la 22 saturados proporción de C22 C12 y C22 aumenta, el efecto V se Con relación a la Figura 20, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de FA C12 saturado con relación al FA CIO saturado. Este experimento mostró que un intervalo de proporciones C10:C12 se presenta un efecto significativo o muy significativo en la viscosidad a velocidades de cizallamiento más altas y que por encima del valor límite, la interacción entre los FA CIO y C12 destruirá el efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 21, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de C12 saturado con relación al FA C8 saturado. Este experimento mostró que un intervalo de proporciones C8 : C12 se presenta un efecto significativo o muy significativo en la viscosidad a velocidades de cizallamiento más altas y que por encima del valor límite, la interacción entre los FA C8 y C12 destruirá el efecto en la viscosidad. Este experimento también muestra que a ciertas proporciones de mezclas se puede observar un efecto de aumento en la viscosidad. Con relación a la Figura 22, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de C22 saturado con relación al FA C12 saturado. Este experimento mostró que una proporción C22:C12 creciente afectó la viscosidad de manera negativa a concentraciones de C22 relativamente bajas. En resumen, las Figura C20 a C22 muestran que se presentan efecto sinérgicos entre las mezclas de FA usados como emulsificante primario. Algunas interacciones pueden ser positivas y otras negativas con base en las concentraciones relativas.
Investigaciones del efecto del agua Con relación a la Figura 23 del Cuadro 9, se investigó el efecto de la cantidad de agua con respecto a la fase oleosa (fase continua) . Cuadro 9 - Investigaciones del efecto del agua Investigaciones del efecto del agua Emulsificante Composición Dobles Viscosidad Comentarios Figura Comentarios enlaces Max (nominal ) C12 FA saturados 0 110 A medida que aumenta 23 C12 el contenido de agua, aumenta el efecto de viscosidad hasta que se observa una meseta .
Con relación a la Figura 23, se muestra el efecto de aumentar el volumen porcentual de la fase acuosa con respecto a la fase de hidrocarburo para un FA C12 utilizando OC IMG 400. Los resultados muestran que se puede aumentar la proporción relativa de la fase acuosa para producir un efecto en la viscosidad significativo o muy significativo hasta que se observa una meseta.
Mezclas de C12 con otros FA Las Figuras 24 a 32 y el Cuadro 10 muestran los resultados de mezclar FA C12 saturado con varias moléculas de FA. Cuadro 10 - Investigaciones de mezclas C12 y otros FA Investigaciones de mezclas C12 y otros FA Emulsificante Composición Dobles enlaces Viscosidad Comentarios Figura Comentarios Max (nominal) C12/ácido 0 e insaturados n/a El efecto de 24 abiético mezclar ácido abiético con C12 destruyó el efecto V. C12 :a-pineno 0 e insaturados 100 Con un 25 insaturado, el a-pineno no afecta la viscosidad C12:0 y 0 e insaturados 85 A dosis 26 ß-sitosterol crecientes, se reduce el efecto V. Cabe señalar que el sitosterol es insaponificabl e C12 : 0 y 0 e insaturados 110 El tocoferol 27 a-tocoferol (vitamina E) reduce el efecto V C12 : 0 y varios 14% a, 2% ß 0 e insaturados 90 El tocoferol 28 a, b, c y d (C2eH4e02) , 60% ? (vitamina E) tocoferóles (C28H,a02) , 24% d reduce el (C2VH4602) , efecto V C12:0 y 0 y 3 e 110 El UFA C18 29 C18 : 3n-3cis insaturados reduce el efecto V C12 : 0 y 0 y 5 110 El UFA C18 30 C20 : 5n-3 insaturados reduce el efecto V C12:0 y La lanolina es una múltiple 90 Reduce el 31 lanolina mezcla de efecto V colesterol y ésteres de varios ácidos grasos C12:0 y cera La cera de abejas múltiple 90 Reduce el 32 de abejas es una mezcla de efecto V palmitato, palmitoleato, hidroxipalmitato [1] y ésteres oleicos de alcoholes alifáticos de cadena larga (30-32 carbonos) Con relación a la Figura 24, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de ácido abiético con respecto al FA C12 saturado. El experimentó mostró que cantidades relativamente pequeñas de ácido abiético destruyen el efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 25, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de a-pineno con respecto al FA C12 saturado. El experimentó mostró que el a-pineno no afecta el efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 26, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de ß-sitosterol con respecto al FA C12 saturado. El experimentó mostró que el ß-sitosterol redujo en forma moderada el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad de ß-sitosterol . Con relación a la Figura 27, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de a-tocoferol con respecto al FA C12 saturado. El experimentó mostró que el -tocoferol redujo significativamente el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad de a-tocoferol. Con relación a la Figura 28, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de a-tocoferol con respecto al FA C12 saturado. El experimentó mostró que el a-tocoferol redujo significativamente el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad de a-tocoferol. Con relación a la Figura 29, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de un FA de alta instauración (C18 : 3n-3cis) con respecto al FA C12 saturado. Este experimentó mostró que el FA insaturado redujo significativamente el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad FA insaturado. Con relación a la Figura 30, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de un FA de alta instauración (C20:5n) con respecto al FA C12 saturado. Este experimentó mostró que el FA insaturado redujo significativamente el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad de FA insaturado . Con relación a la Figura 31, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de FA de lanolina con respecto al FA C12 saturado. Este experimentó mostró que la lanolina redujo significativamente el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad de lanolina. Con relación a la Figura 32, se muestra el efecto de aumentar la cantidad de cera de abejas con respecto al FA C12 saturado. Este experimentó mostró que la cera de abejas redujo significativamente el efecto en la viscosidad a medida que se aumentó la cantidad de cera de abejas.
Investigaciones relativas a aceites de semillas , plantas otros aceites Con relación a las Figuras 33 a 49 y el Cuadro se investigó el efecto de utilizar varios aceites semillas, plantas y otros como emulsificante primario. Cuadro 11 - Aceites de semillas, plantas y otros aceites Efecto de FA individuales en la viscosidad Emulsificante Composición Dobles Viscosidad Comentarios Figura Comentarios enlaces Max (nominal) Prifrac 5926 Productos 60 La mayoría de 33 Prifrac 7902 comerciales de los productos de Prifrac 7902 aceite de coco. aceite de coco Aceite de mostraron un coco "dial" -94% FAS efecto V Prifrac 9642 significativo a velocidades de cizallamiento más altas. Lanolina Principalmente una 10 Sin efecto V 34 mezcla de colesterol y ásteres de FAS Mezclada con IMG 400 Aceite de Incluye ácido Múltiple 15 Sin efecto V 35 semilla de linolénico (FA lino omega 3 ) Mezclado con IMG 400 Aceite de Incluye ácido Múltiple 35 Poco efecto V 36 cañóla linolénico (FA omega 3 ) Mezclado con IMG 400 Aceite de Incluye ácido Múltiple 20 Sin efecto V 37 cártamo linolénico Mezclado con IMG 400 Aceite de Mezclado con Bentone Múltiple 80 La OC de baja 38 cañóla 920 calidad produce efecto V significativo Aceite de Mezclado con Bentone Múltiple 15 Sin efecto V 39 cártamo 920 Aceite de Mezclado con Múltiple 42 OC de baja calidad 40 cañóla Calytone II produce Poco efecto v Aceite de Mezclado con IMG 400 Baja 250 Efecto V muy 41 coco significativo destilado Aceite de Principalmente mono Múltiple 60 Efecto V 42 oliva y poliinsaturados significativo Mezclado con IMG 400 Ácido C14 Ninguno 140 Efecto V muy 43 mirístico significativo (derivado del aceite Mezclado con IMG 400 de palma) Aceite de Contiene ácido 1 en 30 Poco efecto V 44 cacahuate palmitico (C16:0) y ácido ácido oleico (C18:l) oleico entre otros Mezclado con IMG 400 Aceite de Linoleico 2 28 Poco efecto V 45 semilla de (C18 :2n) (ácido algodón linoleico) (contiene ácidos palmítico, Mezclado con oleico y IMG 400 linoleico) Uniquema Prifrac Mezclado con Poco 260 Efecto V muy 46 5926 Coconut FA IMG 400 significativo Aceite de palma 50 : 50 Sí 68 Efecto V 47 rojo sat : insat significativo Mezclado con IMG 400 Aceite de 50:50 Sí 80 Efecto V 48 palmiste sat : insat significativo Mezclado con Bentone 920 Sebo destilado 40 : 60 Sí 130 Efecto V muy 49 sat : insat significativo Mezclado con Bentone 920 Con relación a la Figura 33, se compara el efecto que tienen en la viscosidad diferentes aceites de coco comerciales. La gráfica muestra un efecto significativo en la viscosidad para cada aceite de coco a velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 34, se muestra el efecto de la lanolina como emulsificante primario. Con este FA no se observa efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 35, se muestra el efecto del aceite de semilla de lino como emulsificante primario. Con este FA no se observa efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 36, se muestra el efecto del aceite de cañóla como emulsificante primario. Con este aceite se observa poco efecto en la viscosidad a concentraciones superiores a 3.5 y velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 37, se muestra el efecto del aceite de cártamo como emulsificante Con este aceite no se observa efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 38, se muestra el efecto del aceite de cañóla como emulsificante primario con una OC de baja calidad. Con este aceite se observa un efecto significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 3.0 y velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 39, se muestra el efecto del aceite de cártamo como emulsificante primario con una OC de baja calidad. Con este aceite no se observa efecto en la viscosidad. Con relación a la Figura 40, se muestra el efecto del aceite de cártamo como emulsificante primario con una OC de baja calidad. Con este aceite se observa poco efecto en la viscosidad aceite a concentraciones superiores a 4.0 y velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 41, se muestra el efecto del aceite de coco comercial como emulsificante primario con una OC de baja calidad. Con este aceite se observa un efecto muy significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 2.0 y velocidades de cizallamiento intermedias y altas. La viscosidad máxima es 250 a una concentración de 4.0. Con relación a la Figura 42, se muestra el efecto del aceite de oliva como emulsificante primario. Con este aceite se observa un efecto significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 4.0 y velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 43, se muestra el efecto del ácido mirístico como emulsificante primario. Con este FA se observa un efecto muy significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 6 y velocidades de cizallamiento altas y un efecto significativo en la viscosidad concentraciones superiores a 4.0 y velocidades de cizallamiento intermedias y altas. Con relación a la Figura 44, se muestra el efecto del aceite de cacahuate como emulsificante primario. Con este aceite se observa poco efecto en la viscosidad a concentraciones superiores a 4.0 y velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 45, se muestra el efecto del aceite de semilla de algodón como emulsificante primario. Con este aceite se observa poco efecto en la viscosidad a concentraciones superiores a 4.0 y velocidades de cizallamiento altas. Con relación a la Figura 46, se muestra el efecto del aceite de un aceite de coco comercial como emulsificante primario. Con este aceite se observa un efecto muy significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 2.0 y velocidades de cizallamiento intermedias y altas. También se observa un efecto significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 1.0 y velocidades de cizallamiento intermedias y altas. Con este aceite se observa una viscosidad máxima a 260 aproximadamente. Con relación a la Figura 47, se muestra el efecto del aceite de palma rojo como emulsificante primario. Con este aceite se observa un efecto significativo en la viscosidad a concentraciones en el intervalo de 3 a 4.5 y velocidades de cizallamiento altas y a concentraciones de 3 a 4 y velocidades de cizallamiento intermedias. Con relación a la Figura 48, se muestra el efecto del aceite de palmiste como emulsificante primario y una OC de baja calidad. Con este aceite se observa un efecto significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 3.0 y velocidades de cizallamiento intermedias y altas. Con relación a la Figura 49, se muestra el efecto del sebo destilado como emulsificante primario y una OC de baja calidad. Con este aceite se observa un efecto muy significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 4.0 y velocidades de cizallamiento altas. También se observa un efecto significativo en la viscosidad a concentraciones superiores a 2.0 y velocidades de cizallamiento intermedias. En resumen, varios aceites vegetales y en particular varios aceites de coco produjeron efectos en la viscosidad muy significativos. No se observó correlación entre la presencia de cadenas insaturadas y el efecto en la viscosidad. Al parecer, el uso de OC de baja calidad produce mejores efectos en la viscosidad.
Investigaciones en la estabilidad de emulsión Con relación a la Figura 50, se comparó la estabilidad de emulsión de varias emulsiones preparadas con ácidos grasos C4-C22 como emulsificante . Al comparar la estabilidad de emulsión de una emulsión similar preparada utilizando los CTOFA de referencia (Cuadro 12) como emulsificantes , se puede observar que la estabilidad de emulsión es mayor cuando se un SFA como emulsificante .
Cuadro 12 - Estabilidad de emulsión para CTOFA Comentarios sobre estructuras moleculares Con relación a las Figura 51 a 58, se muestran de manera sistemática las estructuras moleculares de los compuestos en la emulsión aceite/agua/OC . Las estructuras moleculares sugieren que la disponibilidad de sitios de unión de hidrógeno libre en la arcilla organofílica es importante en cuanto a la capacidad de la emulsión para producir viscosidad. Se cree que al impedir o minimizar la oportunidad de que el H20 propicie la unión borde-borde en los sitios OH* de los bordes de la arcilla organofílica, se afecta la viscosidad de una emulsión aceite/agua. La arcilla organofílica se representa como una estructura de grumos (platelets) con sales de amina cuaternaria asociadas hasta una saturación típica en la superficie exterior de la partícula de arcilla. Varios grupos OH- expuestos en los bordes de los grumos de OC pueden formar puentes de hidrógeno con los grupos OH- de los grumos (platelets) de OC adyacentes . Las Figuras 51 a 53 muestran de manera más específica el efecto de aumentar la insaturación en la interacción de los UFA con un grumo de arcilla. Las Figuras 54 a 56 muestran la interacción de los UFA con una gota de agua. Se entiende que los dobles enlaces de los UFA generan carga localizada que puede formar puentes de hidrógeno con los grupos OH- de los grumos y junto con los efectos estéricos, también puede afectar la capacidad de las partículas de arcilla para formar puentes de hidrógeno entre sí. Se cree que la interferencia parcial de los UFA con la unión borde-borde del grumo es el mecanismo que interfiere con la capacidad de la emulsión para producir viscosidad. Del mismo modo, los efectos estéricos pueden afectar la capacidad de los UFA para entrar en interfaz con la gota de agua. La Figura 57 es una representación esquemática de un SFA y su interacción con una gota de agua. Ya que el SFA sólo interactuará de manera eficaz con las aminas cuaternarias de los grumos y la gota de agua, las colas hidrofóbicas de las aminas cuaternarias y el SFA se enredarán sin efectos estéricos, se cree que este es el mecanismo para lograr efectos de viscosidad y estabilidad de emulsión mejoradas.
Desempeño de la arcilla Los datos indican que el desempeño de arcillas de baja calidad que incluyen IMG400, Bentone 920, Calytone 3, mostró que todas tienen la capacidad de proporcionar viscosificación equivalente a la de las OC de mayor costo entre las que se incluyen Bentone 150 y Claytone EM. Esta observación indica que se requeriría menos arcilla organofílica para preparar productos que tengan la viscosidad deseada. Por otra parte, el costo de la arcilla requerida para estos productos sería menor. También, los datos indican que para una cantidad dada de arcilla organofílica, se puede usar la selección de emulsificante o mezcla de emulsificante para aumentar de manera eficaz la viscosidad de la emulsión y así mejorar el "desempeño" de la arcilla organofílica. De este modo, al conocer la eficacia de ciertos emulsificantes en cuanto a su capacidad para mejorar el desempeño de la OC, se pueden diseñar a la medida composiciones que tengan las propiedades deseadas ajustando la concentración de los emulsificantes (por ejemplo, un SFA C12) o mezclas de emulsificantes que aumentan la viscosidad. En la práctica, se equilibran las cantidades de arcilla organofílica y emulsificantes para reducir al mínimo la cantidad de arcilla organofílica en función de una viscosidad deseada y se aumenta sucesivamente la cantidad de emulsificantes para producir la viscosidad deseada .
Aplicaciones Fluidos de perforación De manera específica, se pueden usar las propiedades estabilizantes de emulsión impartidas por los SFA para mejorar las propiedades de los fluidos de perforación de pozos petroleros. Por lo general, se han usado mezclas de UFA en soluciones orgánicas para la perforación de pozos petroleros. Como se señaló antes, uno de los retos asociados con la perforación de pozos petroleros es la necesidad de reducir la cantidad de fluido de perforación utilizado debido a problemas de pérdida de viscosidad. Por otra parte, existe la necesidad de controlar la humectación con aceite de los compuestos en el interior del pozo, por ejemplo, las virutas de taladro, mediante la formación de puentes de hidrógeno entre los diversos compuestos del pozo y los emulsificantes . El uso de SAF como emulsificante permite al operador preparar de manera eficaz composiciones de fluidos de perforación que reduzcan al mínimo el consumo de arcilla organofílica y permitan un mejor control de la viscosidad y la estabilidad de emulsión. En consecuencia, los métodos y composiciones según la invención reducen la cantidad de fluido de perforación base aceite que se uniría a los compuestos del interior del pozo, reduciendo así pérdidas en los fluidos de perforación base aceite (menor costo de operación) y también el impacto ambiental y los costos asociados con el desecho de compuestos del pozo contaminados, por ejemplo, las virutas de taladro, todo lo cual es necesario.
Datos de la prueba de campo Se realizaron pruebas de campo para determinar si los costos asociados con el programa de fluidos de perforación base aceite se podían reducir con las composiciones según la invención. Se realizó una prueba de campo representativa (Figuras 58 y 59) en dos etapas. En la etapa 1, se iniciaron las pruebas de los pozos 1 y 2 con un sistema de fluido de perforación teniendo como base los emulsificantes CTOFA. A la profundidad de entubación este sistema se reemplazó con un fluido de perforación base aceite ál que se le incorporó Bentone 920/semilla de cañóla triturada (emulsificante primario) /ácido láurico (emulsificante secundario) . Al momento de introducir el fluido de perforación preparado según la invención, los dos pozos tuvieron un dramático derrumbe de costos en función de los costos de mantenimiento diario del fluido de perforación. En los dos pozos los costos disminuyeron bruscamente de $4000/día a $1000/día aproximadamente (o aun menores) , una reducción aproximada de 75%. En los siguientes pozos se arrancó con el fluido de perforación del solicitante y en cada caso fue posible mantener el promedio de bajo costo diario logrado en los pozos de prueba 1 y 2.
Otras aplicaciones Las soluciones de arcilla organof lica que contienen ácidos grasos saturados se pueden usar en varios productos como productos químicos industriales, grasas y cosméticos, en donde sea deseable mejorar el desempeño de las arcillas organofílicas y/o el control de la viscosidad y/o estabilidad de emulsión de la composición. De manera más específica, estas aplicaciones pueden incluir grasas lubricantes, fluidos de empaque base aceite, removedores de lacas, barnices y pinturas, pinturas, aglutinantes de arenas de moldeo para fundición, adhesivos y selladores, tintas, resinas de laminación de poliéster, recubrimientos en gel de poliéster, cosméticos, detergentes, y lo similar. Cabe señalar que la descripción anterior incluye ejemplos que ilustran los conceptos de la invención y que estos ejemplos no tienen la finalidad de limitar el alcance de la invención como será comprensible para el experto en la técnica.

Claims (5)

REIVINDICACIONES 1. Un método para controlar la viscosidad de una emulsión de aceite y agua que incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante a una emulsión de agua y aceite que contiene arcilla organofílica (OC) para producir una viscosidad deseada en la emulsión, en donde el emulsificante se selecciona entre cualquiera de los siguientes: a. cualquier ácido graso saturado de C8-C18 (saturated fatty acid o SFA) ; b. una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18; c. una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado 2-5n; d. un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla de algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma, aceite de palmiste y aceite de cañóla; y e. aceite de sebo. 2. Un método según la reivindicación 1, en donde la cantidad de emulsificante y arcilla organofílica se selecciona con el fin de aumentar al máximo el desempeño de la arcilla organofílica para lograr la viscosidad deseada . 3. Un método según la reivindicación 1, en donde las cantidades de arcilla organofílica y emulsificante se equilibran para reducir al mínimo la cantidad de arcilla organofílica con el fin de obtener la viscosidad deseada y la cantidad de emulsificante se aumenta sucesivamente para producir la viscosidad deseada. 4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que además comprende la etapa de mezclar una cantidad eficaz de alguno o una combinación de: ácidos grasos insaturados, ácidos resínicos, lanolina, tocoferoles, cera de abejas, aceite de lino o aceite de pescado, para reducir la viscosidad de la emulsión. 5. Un método según la reivindicación 4, en donde el ácido resínico es ácido abiético. 6. Un método para controlar la viscosidad de una emulsión de aceite y agua que incluye el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante a una emulsión de agua y aceite que contiene arcilla organofílica (OC) para producir una viscosidad deseada en la emulsión, en donde el emulsificante es una mezcla de ácido graso C8-C18 saturado (SFA) y al menos un ácido graso insaturado (UFA) y la proporción de SFA y UFA se ajusta para producir la viscosidad deseada. 7. Un método para producir una emulsión hidrocarburo/agua/arcilla organofílica, que tiene una viscosidad deseada, el método comprende los siguientes pasos : a) mezclar una fase continua de hidrocarburo y una fase dispersa acuosa junto con una arcilla organofílica; y b) introducir una cantidad eficaz de un emulsificantes , el emulsificante se selecciona entre: i) cualquier ácido graso saturado C8-C18 (SFA) ; ii) una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18; iii) una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado (UFA) ; iv) un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma, aceite de palmiste y aceite de cañóla; y v) aceite de sebo. 8. Un método según la reivindicación 7, en donde la viscosidad deseada se obtiene al reducir al mínimo la cantidad de arcilla organofílica y aumentar la cantidad de emulsificante para producir la viscosidad deseada. 9. Un método para controlar la estabilidad de emulsión de una emulsión de aceite y agua que incluye los pasos de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante a una emulsión de agua y aceite que contiene arcilla organofílica (OC) para producir la estabilidad de emulsión deseada en la emulsión, en donde el emulsificante es un ácido graso C8-C18 saturado (SFA) y al menos un ácido graso insaturado (UFA) y la proporción de SFA y UFA se ajusta para producir la viscosidad deseada. 10. Un método para aumentar la estabilidad de emulsión de una emulsión de aceite y agua, que comprende el paso de introducir una cantidad eficaz de un emulsificante de ácido graso saturado C8-C18 (SFA) a una emulsión de aceite y agua que contiene arcilla organofilica (OC) . 11. Un método para aumentar las propiedades de humectación con aceite de una emulsión de aceite y agua, que comprende el paso de introducir una cantidad eficaz de al menos un emulsificante de ácido graso insaturado (UFA) a una emulsión de aceite y agua que contiene arcilla organofilica (OC) . 12. Una composición de hidrocarburo/agua/arcilla organofilica que tiene una viscosidad deseada y que comprende : una fase continua de hidrocarburo; una fase dispersa acuosa; una arcilla organofilica; y un emulsificante , el emulsificante se selecciona entre : i) cualquier ácido graso saturado C8-C18 (SFA) ; ii) una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18; iii) una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado (UFA) 2-5n; iv) un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma, aceite de palmiste y aceite de cañóla; y v) aceite de sebo en donde las cantidades de arcilla organofílica y emulsificante se seleccionan en función de aumentar al máximo el desempeño de la arcilla organofílica para lograr la viscosidad deseada en la composición. 13. Una composición según la reivindicación 12, en donde el emulsificante se selecciona en función de aumentar al máximo el desempeño de la arcilla organofílica para producir la viscosidad deseada. 14. Una composición según las reivindicaciones 12 ó 13, en donde la arcilla organofílica se selecciona entre arcillas obtenidas por alguno de los procesos de vía húmeda o de vía seca o una combinación de los mismos. 15. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde la emulsión tiene una estabilidad de emulsión mayor de 500 voltios. 16. Una composición de fluido de perforación que comprende: una fase continua de hidrocarburo; una fase dispersa acuosa; una arcilla organofílica; y un emulsificante , el emulsificante se selecciona entre : i) cualquier ácido graso saturado C8-C18 (SFA) ; ii) una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18 ; iii) una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado (UFA) 2-5n; iv) un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma, aceite de palmiste y aceite de cañóla; y v) aceite de sebo. 17. Una composición según la reivindicación 16, en donde la proporción hidrocarburo : gua es 1:1 a 99:1 (v/v) . 18. Una composición según las reivindicaciones 16 ó 17, en donde el emulsificantes se selecciona en función de aumentar al máximo el desempeño de la arcilla organofílica para producir la viscosidad deseada. 19. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en donde la arcilla organofílica se selecciona entre una o una combinación de arcillas obtenidas por alguno de los procesos de vía húmeda o de vía . 20. Una composición según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en donde la emulsión tiene una estabilidad de emulsión mayor de 500 voltios. 21. Un método para perforar un pozo, que consta de los siguientes pasos: a. accionar una unidad de perforación para hacer un pozo; y b. hacer circular un fluido de perforación base aceite a través del pozo, el fluido de perforación base aceite comprende: i) una fase continua de hidrocarburo; ii) una fase dispersa acuosa; iii) una arcilla organofílica; y iv) un emulsificante , el emulsificante se selecciona entre:
1) cualquier ácido graso saturado C8-C18 (SFA) ;
2) una mezcla de dos o más diferentes SFA C8- C18 ;
3) una mezcla de SFA C8-C18 y al menos un ácido graso insaturado (UFA) 2-5n;
4) un aceite vegetal seleccionado entre aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de semilla algodón, aceite de coco, aceite de cacahuate, aceite de palma, aceite de palmiste y aceite de cañóla; y
5) aceite de sebo. 22. Un método según la reivindicación 21, que también comprende un paso realizado antes o durante el paso b y que consiste en ajustar la viscosidad del fluido de perforación mediante la adición de más emulsificante para aumentar la viscosidad del fluido de perforación o de una cantidad eficaz de alguno o de una combinación de ácido graso, ácido resínico, lanolina, tocoferóles, cera de abejas, aceite de semilla de lino o aceite de pescado, para reducir la viscosidad de la emulsión.
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