MXPA06003366A - Separacion solido-liquido de lodos a base de aceite. - Google Patents

Abstract

Esta invencion se relaciona con un metodo para lograr la separacion solido-liquido de un lodo a base de aceite que comprende el paso de poner en contacto el lodo a base de aceite con una emulsion agua en aceite que comprende un polimero derivado al menos de un monomero soluble en agua, donde el polimero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite, mezclar la emulsion agua en aceite y el lodo a base de aceite y separar la fase solida de la fase liquida en el lodo a base de aceite. Ademas, esta invencion tambien se relaciona con una composicion que comprende un lodo a base de aceite con una emulsion agua en aceite que comprende un polimero derivado al menos de un monomero soluble en agua, en donde el polimero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite.

Description

SEPARACION SOLIDO-LIQUIDO DE LODOS A BASE DE ACEITE Campo de la Invención La invención se relaciona con un método de separación sólido-líquido de lodos a base de aceite. En particular, la invención se relaciona con un método para separar la fase sólida y la líquida de lodos a base de aceite al poner en contacto los lodos con una emulsión agua en aceite que comprende un polímero proporcionado por al menos un monómero soluble en agua. Antecedentes de la Invención Los-lodos- a -base -de—aceite forman una clase general de materiales que por lo menos comprenden una mezcla de partículas sólidas en una fase oleosa continua. Un subconjunto de lodos a base de aceite son los lodos de perforación a base de aceite, que contienen fluidos funcionales usados para mejorar las operaciones de perforación en diferentes formas. Estos fluidos se hacen circular a través y alrededor del barreno de perforación para lubricar y enfriar el barreno, proporcionando flotación para ayudar a soportar el peso de la tubería de perforación y la tubería de revestimiento, recubrir la superficie del diámetro del pozo para prevenir derrumbes y flujo de fluido indeseable, y transportar los cortes de perforación lejos de la barrena hacia la superficie. Tales fluidos de perforación Ref.:170892 a base de aceites son composiciones continuas en aceite que también pueden contener una solución acuosa (p.ej., salmuera de cloruro de calcio) como una fase discontinua (convirtiendo los fluidos en emulsiones inversas de agua en aceite) , emulsionantes para estabilizar la emulsión inversa, agentes para modificar la reología (p.ej., arcillas oleofílicas) , agentes densificantes (p.ej., sulfato de bario), agentes para el control de perdida de fluido (p.ej., ligninas),, y otros aditivos (p.ej., cal). Los lodos de perforación a base de aceite utilizados contendrán, además de los anteriores compuestos, los cortes de perforación y otros materiales disueltos o dispersos proporcionados por el medio de perforación u otras fuentes de contaminación tal como el proceso y aguas del medio ambiente . Los lodos a base de aceite residuales son simplemente lodos dé perforación a base de aceite usados · o contaminados que contienen una concentración suficiente de cortes de perforación u otros componentes que justifica ya sea una disposición o el reciclamiento del lodo. El manejo de residuos de los lodos de perforación a base de aceite, hechos con diesel o aceite sintético, es de alta prioridad para las compañías de perforación en pozos en tierra firme y mar adentro. La actual tendencia para manejar estos lodos de perforación a base de aceite residuales (es decir, fluidos de perforación cargados con los cortes) es moverlos hacia la recuperación y reciclar- los lodos. Gran parte de esta tendencia es una respuesta a las regulaciones . La recuperación y reciclado de estos fluidos casi siempre requiere una buena separación de la fase oleosa y posiblemente la fase acuosa de los lodos de perforación a base de aceite. Los métodos usados para la separación sólido-líquido de los lodos de perforación a base de aceite (OBSM, por sus siglas en inglés) , han incluido tratamientos mecánicos, térmicos y algunos químicos . Los tratamientos químicos incluyen el uso de: silicatos de sodio en la Patente US No. 2,476,846; solventes orgánicos en^_la_ solicitud de. Patente US No. 4,040,866; un esquema de neutralización-floculación en el cual se emplea un floculante polimérico disuelto en la Patente US No. 4,482,459; óxidos de polietileno para deshidratar los OBDM (Sharma, S.K. and A.G. Smelley (1991) "Use of flocculants in dewatering of drilling muds" . Avances en Tecnología de Filtración y Separación 3 (Pollution Control Technol . Oil Gas Drill. Prod. Oper.) pp. 43-51); agua y surfactantes o lavados de aceite en la Patente US No. 5,090,498; ácidos carboxilicos en combinación con pH cíclico en la Patentes US No. 5,156,686; extracción con fluido supercrítico (Eldridge, .B. {1996) xOil Contaminant Removal from Drill Cuttings by Supercritical Extraction" Industrial & Engineering Chemistry Research 35(6): 1901-1095); surfactantes con ajustadores del H en la Solicitud de Patente US No. 2003056987 Al, y . tratamiento ácido seguido por un polímero soluble en agua disuelto en la Solicitud Patente US Publicación No. 2003083532 Al. En una tesis de Julio Oswaldo Bello Torres y Luis Hernando Pérez Cárdenas intitulada "Análisis Técnico Económico de un Método Fisicoquímico Alternativo para la Separación de Agua y Sólidos en Lodos Base Aceite", Fundación Universidad de América, Santa Fe de Bogotá, D. C. (1999), ambos fluculantes de polímero en emulsión de agua en aceite y sólido se diluyeron en agua con una concentración en peso de aproximadamente 3% en.peso y- después se mezclaron con el OBDM. Ninguno de los fluculantes de polímero se mezcló directamente o puro con los OBDM previo a la dilución con agua. Aunque los anteriores tratamientos pueden usarse en algún grado en la separación de partículas sólidas de los OBDM, cada uno tiene sus propias desventajas, si está en términos de ineficiencia del proceso, la generación de volúmenes adicionales de residuos que serán tratados, o con ausencia de viabilidad económica. Los inventores de la presente invención han descubierto que el uso directo de emulsiones agua en aceite diluidas en aceite o puras en donde la fase discreta contiene un polímero que comprende al menos un monómero soluble en agua proporciona excelente separación del aceite y los lodos de perforación a base de aceite. Esto es sorprendente ya que existen algunos documentos que tienen declaraciones que indican una ausencia de utilidad de los polímeros solubles en agua en el tratamiento de los OBDM (p.ej., Field, S. D., A. Woj tanowicz, et al. (1987) "Deliquification of oilfield drilling slurries and production sludges" . Minutas de la Conferencia de Residuos Industriales, 41°: pp. 481-7). Breve Descripción de la Invención Esta invención se relaciona con un método para lograr una separación sólido-líquido de un lodo a base de aceite que comprende el paso de poner en contacto el lodo a base de aceite con una—emulsión agua en -aceite que comprende un polímero derivado al menos de un monómero soluble en agua, donde el polímero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite, mezclando la emulsión de agua en aceite y el lodo a base de aceite y separar la fase sólida de la fase líquida en el lodo a base de aceite. Además, esta invención también se relaciona con una composición que comprende un lodo a base de aceite con una emulsión agua en aceite que comprende un polímero derivado al menos de un monómero soluble en agua, en donde el polímero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite. Descripción Detallada de la Invención En la presente invención, los "cortes de perforación" significan los sólidos a base de tierra incluyendo, pero no limitándose a grava, arena, polvo, lodo, minerales, roca fragmentada, arcilla, cieno y ceniza. "Aceite" significa un material a base de hidrocarburo tal como aceites naturales o sintéticos, cuerpos grasosos, grasas, o ceras, incluyendo pero no limitándose a aquellos derivados de fuentes animales, vegetales o minerales; aceites y grasas sintéticas que contienen grupos hidrocarburos, tal como organopolisiloxanos (siliconas) ; y mezclas de estos. El aceite típicamente comprende un aceite o grasa sustancialment e „ hidrocarbonaceo , usualmente un petróleo o producto de -petróleo natural^ o sintético , tal como aceite crudo, aceite para calentamiento, aceite para calderas de barcos, queroseno, diesel, gasolina, mezclas parafinicas, olefinas internas, mezclas de alquenos Ci6 a Cis, nafta, aceite cistídeo, aceite de carbón, alquitrán, aceite lubricante, aceite de motor, solventes, ceras y grasas lubricantes. Adicionalmente, el aceite puede contener pequeñas cantidades de una fase discontinua finamente dividida en forma de gotas acuosas, partículas sólidas o una mezcla de ambas. "Lodo" significa una mezcla de sólidos finamente divididos en un líquido que puede fluir. "Lodo a base de aceite" (OBM, por sus siglas en inglés) signifi-ca un lodo que contiene al menos algo de aceite (p.ej., al menos 1% o por lo menos 2% o al menos 5% de aceite en volumen en base al volumen total del lodo. "Lodo de perforación a base de aceite" (OBM) significa lodo a base de aceite que se usa en la industria de perforación que comprende lodos de perforación y cortes de perforación. Los típicos lodos de perforación a base de aceite comprenden una fase oleosa continua y también pueden contener una solución acuosa (p.ej., sal de cloruro de sodio, potasio o calcio) como una fase discontinua junto con otros ad_it.ivos como emulsionantes, agentes modd-f-i-e-ado-r-es— de —la reo-logí-a - - (p .ej arcillas oleofílicas) , agentes densificantes, (p.ej., sulfato de bario) , agentes . para controlar la pérdida de fluido (p.ej., ligninas), etc. Otra descripción de estos lodos de perforación pueden encontrarse en la Solicitudes de Patentes US Publicaciones Nos. 2003/0056987 Al y 2003/0083532 Al, así como también en la Patente US No. 5,156,686, incorporada en la presente como referencia. "Emulsión agua en aceite" significa una dispersión de una fase acuosa como gotas o partículas discretas dentro de una fase oleosa continua. La composición de la fase acuosa discreta puede consistir de material que contiene agua que puede tener intervalo desde sustancialmente agua, hasta una solución acuosa concentrada de una sustancia soluble en agua con bajo peso molecular, hasta una solución acuosa concentrada de un polímero soluble en agua o que se puede hinchar con agua, o cualquier combinación de estos. La fase oleosa continua también puede contener sustancias solubles en aceite. "Bien dispersado" significa poner en contacto o mezclar componentes hasta asegurar una composición homogénea o sustancialmente homogénea. La invención se relaciona con un método para separar una fase sólida de una fase líquida en un lodo a base de aceite que comprende los pasos de poner en contacto el lodo a base de aceite con una emulsión de agua en aceite que comprende un polímero derivado al menos de un monómero soluble en agua, donde el polímero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite; mezclar la emulsión agua en aceite y el lodo a base de aceite y separar la fase sólida de la fase líquida. La fase líquida puede ser una fase oleosa y/o una fase acuosa. Preferentemente, la fase líquida es una fase oleosa. En el caso donde la fase líquida contiene tanto aceite como agua, esta invención también se relaciona con un método para separar la fase oleosa y la acuosa una de la otra y de la fase sólida. Por lo tanto, separar la fase sólida de de la fase líquida también puede significar separar la fase oleosa y acuosa una de la otra y de la fase sólida. La invención también contempla separar una fase sólida de una fase líquida en un lodo de perforación a base de aceite. Los inventores han descubierto que el grado de separación de una fase sólida de una fase líquida en el lodo a base de aceite (OBM) mejora en gran medida si el polímero en la emulsión agua en aceite no está sustancialmente disuelto o solubilizado previo al contacto con el OBM. El polímero en la emulsión agua en aceite, puede ser catiónico, aniónico, anfolítico o no iónico, se -deriva al menos de un monómero soluble en agua. El monómero soluble en agua típicamente un monómero de vinilo soluble en agua. Ejemplos no limitantes de monómeros solubles en agua que pueden usarse incluyen monómeros catiónicos, aniónicos o no iónicos tal como (alquil) acrilamida, ácido (alquil) acrílico, N-vinilpirrolidona, N-vinilacetamida, N-vinilformamida, acrilonitrilo, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido maleico, metacrilatos de hidroxialquilo, ácidos 2-acrilamido-2-aquilsulfónicos en donde el grupo alquilo contienen de 1 a 6 átomos de carbono, ácidos estiren sulfónicos, ácidos vinil sulfónicos; y sales de cualquiera de los mencionados antes; o monómeros que tienen la estructura de las fórmulas I, II ó III Formula I Formula 1! Formula III donde Ri, R2 y R5 cada uno es independientemente hidrógeno, o un alquilo C a ; R3 y R4 cada uno es independientemente hidrógeno, un alquilo Ci a C12; arilo, arilalquilo o hidroxietilo; y R2 y R4 ó R2 y R3 pueden combinarse para formar un anillo cíclico que contiene uno o más heteroátomos; Z es la base conjugada de un ácido, X es oxígeno o - R6 en donde R6 es hidrógeno o un alquilo Ci a e; y A es un alquileno Ci a C12. En una modalidad, los monómeros de vinilo solubles en agua son (alquil) acrilamida, ácido (alquil) acrílico y sus sales y ácido vinilsulfónico .

El término (alquil) acrilamida significa un monómero de acrilamida o monómeros de alquilacrilamida como metacrilamida, etilacrilamida, butilacrilamida y los similares. Del mismo modo, ácido (alquil) acrilico significa ácido acrilico, ácido metacrílico, ácido etilacrílico y los similares. El término " (met) acrilamida" significa acrilamida o metacrilamida. Como se mencionó anteriormente, el polímero en la emulsión agua en aceite puede derivarse de más de un monómero (p.ej., copolímero, terpolímero, etc.)! En la presente invención, el término "copolímero" significa un polímero de-r-ivado de-dos -o más monómeros. Un "homopolímero" significa un polímero derivado solo de un monómero. El término "polímero" significa ya sea un homopolímero o copolímero. Un polímero anfolítico contiene ambos monómeros uno aniónico y uno catiónico en . la misma cadena, no necesariamente en cantidades equimolares. En una modalidad, el polímero en la emulsión agua en aceite es un copolímero de un monómero (alquil) acrilamida y al menos un segundo monómero seleccionado de N-vinilpirrolidona, N-vinilacetamida, N-vinilformamida, acrilonitrilo, ácido acrilico, ácido metacrílico, ácido etilacrílico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido maleico, metacrilatos de hidroxialquilo, ácidos 2-acrilamido-2-alquilsulfonicos en donde el grupo alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono, ácidos estirensulf nicos ; y las sales de cualquiera de los antes mencionados; o monómeros de las Fórmulas I, II ó III. Preferentemente el (alquil) acrilamida es una (met ) acri 1 amida y más preferentemente acrilamida. En otra modalidad, el polímero en la emulsión agua en aceite es un copolímero catiónico de (met) acrilamida y al menos un segundo monómero seleccionado del grupo que consiste de ?,?-dimetilaminoetil (met) acrilato o sus sales, N,N-dimetilaminoetil (met) acrilatos cuaternarios, incluyendo las sales del cloruro de metilo o metosulfato, N,N-dimetilaminopropil acrilamidas terciarias o cuaternarias, ?,?-dimetilaminometil acrilamidas terciarias o cuaternarias y haluros de dialil dimetilamonio . En otra modalidad, el polímero en la emulsión de agua en aceite es un copolímero aniónico de (met) acrilamida y al menos un segundo monómero seleccionado de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etilacrílico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido maleico, metacrilatos de hidroxialquilo, ácidos de 2-acrilamida-2-alquilsulfónicos donde el grupo alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono, ácidos estiren sulfónicos; o sales de cualquiera de los anteriores. En otra modalidad, el polímero en la emulsión agua en aceite es un copolímero aniónico de (met) acrilamida y ácido (met) acrílico .

En otra modalidad, el polímero en la emulsión agua en aceite es un homopolímero o copolímero de monómeros seleccionados de (met) acrilamida, monómeros de la Fórmula I y II y combinaciones de estos, donde ¾. es hidrógeno o metilo, 2 a R son metilo o etilo, A es alquileno Ci a C4 y X es como se define anteriormente . En otra modalidad, el polímero en la emulsión agua en aceite es un polímero anfolítico. En otra modalidad, la emulsión de agua en aceite es una mezcla de emulsiones de agu en aceite que contienen diferentes polímeros de los tipos descritos anteriormente. La emulsión—agua -en—aceite usada -para separar el aceite del OBM comprende una fase oleosa continua, que generalmente incluye un líquido inorgánico inerte inmiscible en agua y un surfactante o mezcla de surfactantes, y una fase discontinua, preferentemente acuosa, la cual está en forma de gotas o partículas que contiene el polímero derivado de un monómero soluble en agua descrito anteriormente. La relación de la fase acuosa a la fase oleosa debe ser aproximadamente de 0.1:1 a aproximadamente 10:1, a aproximadamente 0.20:1 a aproximadamente 8:1, o aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 3:1. Preferentemente, la emulsión agua en aceite comprende desde aproximadamente 1 a aproximadamente 80% por ciento en peso de la fase acuosa, basándose en el peso total de la emulsión agua en aceite. La cantidad del polímero contenido dentro de la fase discontinua de las emulsiones agua en aceite generalmente puede tener intervalo desde aproximadamente un porcentaje muy bajo, (p.ej., aproximadamente 2% o aproximadamente 5% o aproximadamente 10%) hasta aproximadamente 70% o alrededor 80% o aproximadamente 90% o aun alrededor 100% en peso, basándose en el peso total de la fase acuosa discontinua. La fase acuosa discontinua por lo tanto, puede contener 100% de polímero y 0% de agua y se prepara utilizando métodos conocidos en la técnica. La.. concentració total del polímero en la emulsión agua en aceite es aproximadamente 1%, o alrededor de 5%, o aproximadamente 10%, o alrededor de 20%, o cerca de 40% en peso en el intervalo inferior a aproximadamente 50%, o alrededor de 60% o aproximadamente 70% en peso en el intervalo superior, basándose en el peso total de la emulsión. Los polímeros empleados en las emulsiones agua en aceite de la presente invención se forman por polimerización por emulsión o suspensión convencionales de monómeros o mezclas de monómeros descritos anteriormente. Ejemplos de estas polimerizaciones son las descritas en las Patentes US Nos. 5,037,881; 5,037,863; 4,681,912; 4,521,317; 4,439,332; 5,548,020; 5,945,495; 5,763,523 y la Solicitud Europea de Patente EP 0 374 457 A2 , cada una de estas se incorpora en la presente como referencia.

Los procedimientos de polimerización por emulsión involucran la preparación de dos fases. La fase acuosa comprende el/los monómero(s) solubles en agua, y opcionalmente agente de ramificación y agentes de transferencia de cadena disueltos en agua, y otros aditivos bien conocidos por personas con experiencia en la técnica, tal como los estabilizadores y ajustadores del pH. La fase oleosa comprende una fase oleosa insoluble en agua tal como solución de surfactante (s) de hidrocarburos. La fase acuosa y la fase oleosa se mezclan y homogeneizan en un dispositivo convencional Jiasta qu __el .tamaño de partícula promedio de la fase-discreta- -es - menor de- aproximadamente - 10 micrones y se obtiene una viscosidad en masa adecuada. La emulsión después se transfiere a un matraz adecuado en donde la emulsión se agita y dispersa con nitrógeno durante aproximadamente treinta minutos. Un iniciador de polimerización, tal como solución de metabisulfito de sodio, después se adiciona continuamente a la solución para iniciar la polimerización. La polimerización se deja que sea exotérmicamente a la temperatura deseada la cual se mantiene con enfriamiento hasta que no se requiera más enfriamiento. El producto de la emulsión final se enfría a 25°C. Los típicos surfactantes útiles en la fase oleosa de la emulsión incluyen surfactantes aniónicos, catiónicos y no iónico. Los surfactantes preferidos incluyen ácidos grasos de polioxietilen sorbitol, sesquioleato de sorbitan, trioleato de polioxietilen sorbitan, monooleato de sorbitan, monooleato de polioxietilen (20) sorbitan, dioctilsulfosuccinato de sodio, oleoamidopropildimetil amina, isoestearil-2-lactato de sodio, monooleato de polioxietilen sorbitol o mezclas de estos y los similares. Los emulsionantes y surfactantes útiles en la invención están bien documentados en la literatura relevante, por ejemplo, el Atlas HLB Surfactant Selector el cual es comúnmente referido por estos en este campo. Los iniciadores por radicales __libres más conocidos pueden -emplearse- -para iniciar la polimerización. Adecuados para usar son el azo-bis-isobutironitrilo; oxígeno con . sulfito de sodio, y/o metabisulfito de sodio; diclorhidrato de 2, 2-azo-bis- (2-metil-2-amidinopropano) ; persulfato de amonio y hexahidrato de sulfato de amonio ferroso, u otros pares redox. También pueden emplearse los peróxidos orgánicos para polimerizar los monómeros etilénicamente insaturados. Particularmente útiles para el propósito de esta invención es el hidroperóxido de t-butilo, véase odern Plastics Encyclopedia/88 , McGráw H ll, Octubre 1987, pp. 165-8. La cantidad del iniciador que se usa típicamente en la polimerización por emulsión es de aproximadamente 1 a 1000 ppm, o aproximadamente 25 a 750 ppm, o aproximadamente de 50 · a 500 ppm, basándose en la cantidad de monómero presente.

La temperatura usada para la polimerización por emulsión, es típicamente de aproximadamente 10°C a alrededor de 90°C, o aproximadamente de 20°C a alrededor de 75°C, o aproximadamente de 25°C a 60°C. Si se desea un polímero ramificado, la polimerización de los monómeros se realiza en presencia de un agente de ramificación polifuncional para formar el homopolímero o copolímero ramificado. El agente de ramificación polifuncional comprende compuestos que tienen ya sea por lo menos dos enlaces dobles, un enlace doble y un gx-upo—r-e-a-C.tj.-va_ o _ _doj3._ grupos_ -reactivos . Los agentes de ramificación- po lfundonales- deben tener- al menos—un poco de solubilidad en agua. Una ilustración de aquellos compuestos que contienen al menos dos dobles enlaces son metilenbisacrilamida; metilenbismetacrilamida; diacrilato de polietilenglicol ; dimetacrilato de polietilenglicol ,-acrilamida de N-vinilo; divinilbenceno; sales de trialilamonio; N-metilaliacrilamida; y los similares. Los agentes de ramificación polifuncionales que contienen al menos un doble enlace y al menos un grupo reactivo incluyen el acrilato de glicidilo acroleina; metilolacrilamida; y los similares. Agentes de ramificación polifuncionales que contienen al menos dos grupos reactivos incluyen aldehidos, como glioxal; compuestos diepóxicos y epiclorhidrina y los similares .

Deben usarse agentes de ramificación en cantidades suficientes para asegurar un producto de copolimero altamente ramificado. Preferentemente, se adiciona un contenido del agente de ramificación desde aproximadamente 4 a alrededor de 80 partes por millón molares, basándose en el contenido de monómero inicial, para inducir la suficiente ramificación de la cadena de polímero. También puede usarse un agente de transferencia de cadena en la polimerización por emulsión. Se usa un modificador del peso molecular o agente de transferencia de cadena para controlar la estructura y solubilidad del polímero. -Se obtienen— -productos de polímero --altamente ramificados cuando se usa un agente de transferencia de cadena, en concentración óptima, junto con el agente de ramificación. Se conocen muchos de estos agentes de transferencia de cadena por personas con experiencia en la técnica. Estos incluyen alcoholes, tal como alcohol isopropílico; mercaptanos; tioácidos; fosfitos y sulfitos e hipofosfito de sodio; aunque pueden utilizarse diferentes agentes de transferencia de cadena. En ausencia de un. agente de transferencia de cadena, la incorporación de cantidades aun extremadamente pequeñas del agente de ramificación, p.ej., 5 partes por millón pueden originar la reticulación. También puede usarse en esta invención un polímero reticulado. Esto es, el polímero dentro de las gotas discretas puede actualmente hincharse con el agua y no ser soluble en agua, o puede comprender una mezcla de especies que pueden hincharse con agua y ser solubles en agua, y aun actuar de una manera eficaz en el proceso de separación sólido-liquido descrito en la presente para los lodos a base de aceite. El término "polímeros ramificados" incluye las composiciones que consisten de mezclas de polímeros con diferentes grados de ramificación, incluyendo el lineal, dentro de la misma muestra. El -feé-rmi-no olimer-os re£i-cuXadas." i clu e las ^compos ciones^ ~que~~cOn¾lsten de mezclas^ de~ polímeros con diferentes grados de reticulación, incluyendo el lineal, dentro de la misma muestra. Un subconjunto de polimerización por emulsión es la polimerización por microemulsión inversa, que típicamente tiene más surfactantes en la fase oleosa que la polimerización por emulsión. Esta se produce al (i) preparar un monómero que contiene microemulsión al mezclar una solución acuosa de monómeros con un hidrocarburo líquido que contiene una cantidad apropiada de surfactante o mezcla de surfactantes para formar un microemulsión inversa que comprende pequeñas gotas acuosas en una fase oleosa discontinua y (ii) sujetar la microemulsión que contiene el monómero a condiciones de polimerización. Si se desea formar pequeñas gotas acuosas, con energía de mezclado, p.ej., puede aplicarse el corte a la emulsión para obtener pequeñas gotas acuosas . La formación de la microemulsión inversa depende de la selección apropiada de la concentración del surfactante y el balance hidrofílico-lipofílico (HLB) del surfactante o mezcla de surfactantes . La temperatura, naturaleza de la fase oleosa y composición de la fase acuosa también afectará la formación de la microemulsión. Uno o más de los surfactantes seleccionados debe proporcionar un valor de HLB con intervalo desde aproximadamente 6 "a" ""alrededor de 1-2.— El HLB requerido -puede variar de este, dependiendo de la naturaleza de los monómeros, la naturaleza y proporción de los comonómeros (si los hay) y la naturaleza de la fase oleosa. Además del intervalo de HLB apropiado, la concentración de surfactante debe ser suficiente para formar una microemulsión inversa. Las concentraciones de surfactante muy bajas no originará la formación de una microemulsión, sin embargo las concentraciones excesivamente altas incrementarán los costos sin proporcionar un beneficio significativo. Por ejemplo, la cantidad mínima de surfactante para formar una microemulsión inversa que contiene polímero aniónico variará dependiendo del HLB del sistema de surfactante usado; tal cantidad mínima de surfactante, se basa en el peso total, se muestra por la porción rayada dentro de la curva que representa la concentración de surfactante contra el valor de HLB en la única Figura de la Patente US No. 4,681,912, véase la Figura y columna 3 líneas 22-37 en esta. La selección de la fase orgánica tiene un efecto sustancial en la concentración mínima de surfactante necesaria para obtener la microemulsión inversa y generalmente contiene un aceite tal como hidrocarburos o mezclas de hidrocarburos, hidrocarburos isoparafínicos o lineal o mezclas de estos son los más deseados a fin de obtener formulaciones bajas en costo. La— -polimerización- de la—mi-croemu-lsión puede— ealizarse de cualquier manera conocida por personas con experiencia en la técnica. La iniciación puede afectarse con una variedad de iniciadores de radicales libres térmicos o redox, incluyendo peróxidos, p.ej., hidroperóxido de t-butilo; compuestos azo, p.ej., azobisisobutironitrilo; compuestos · inorgánicos, tal como persulfato de potasio y parejas redox, tal como sulfato de amonio ferroso/persulfato de amonio. La adición del iniciador puede afectarse en cualquier tiempo previo a la actual polimerización per se. También puede efectuarse la polimerización por medio de procesos de irradiación fotoquímica, tal como irradiación con rayos ultravioleta o con irradiación con ionización desde una fuente de cobalto €0.

Típicamente la solución acuosa que contiene los monómeros y comonómeros opcionales como se define anteriormente y cualquier aditivo convencional tal como, pero no se limita a, agentes quelantes, tal como ácido etilendiaminotetracético, monómeros bifuncionales tal como metilen bis- (acrilamida) , ajustadores del pH, iniciadores y los similares se adicionan a una solución mezclada previamente del aceite y surfactante. Una vez combinadas las soluciones acuosa y oleosa, se forma una microemulsión inversa, típicamente sin la necesidad de corte. Los polímeros aniónicos_ pueden formarse por la —pol-imerización co —1-a—emulsión -de - monómeros- aniónicos - tal como aquellos listados anteriormente. Otro método para formar un polímero anionico es al menos parcialmente hidrolizar un polímero de acrilamida no iónico por la adición de agentes cáustico de hidrólisis (es decir, a fin de convertir al menos una porción de los grupos amida en el polímero en grupos de carboxilato) , lo cual origina la formación de un polímero acrilamida anionico parcialmente hidrolizado. Los agentes de hidrólisis útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, hidróxidos de metales alcalinos e hidróxidos de amonio cuaternario. Sin embargo, los agentes de hidrólisis preferidos, son los hidróxidos de metal alcalinos y, más en particular, hidróxidos de sodio, potasio y litio. De hecho, cualquier material que proporcionará una solución alcalina puede usarse como un agente de hidrólisis. El agente de hidrólisis debe adicionarse lentamente y con mezclado a la emulsión polimérica como una solución acuosa. El agente de hidrólisis más preferido es una solución acuosa de 10 a 50% de hidróxido de metal alcalino, prefiriéndose más la solución con 20 a 40% y prefiriéndose aun más una solución de aproximadamente 30%. La concentración de la solución del hidróxido de metal alcalino está dentro del intervalo de 0.2 a 30%, preferentemente de 4 a 12%, en peso basándose en la emulsión polimérica. Sin embargo, el porcentaje de agente de hidrólisis usado variará, de acuerdo con el grado-de hidrólisis deseado^ Aunque las soluciones con las anteriores concentraciones de hidróxidos de metal alcalino son útiles, como se nota antes particularmente, es importante hacer notar que pueden usarse mayores o menores concentraciones hidróxidos de metales alcalinos en medio acuoso. Las condiciones que favorecen el uso de bajas concentraciones de agente de hidrólisis incluyen el deseo de bajos niveles de hidrólisis y los factores de estabilidad. Pueden utilizarse concentraciones altas cuando se desea un grado sustancial de hidrólisis sin excesiva dilución. Como lo entenderán personas con experiencia en la técnica, las consideraciones de estabilidad también juegan un papel para esta determinación. La reacción de hidrólisis puede realizarse a temperatura ambiente pero se obtienen resultados más favorables con temperaturas elevadas . Generalmente la reacción puede desarrollarse dentro del intervalo desde aproximadamente 10°C a alrededor de 70 °C. El intervalo de temperatura preferido 5 para esta reacción es, sin embargo, desde aproximadamente 35°C a alrededor de 55°C. La duración en tiempo requerida para la reacción de hidrólisis depende de los reactivos, sus concentraciones, las condiciones de reacción y el grado de hidrólisis deseado. 10 El peso molecular del polímero en la emulsión de agua en aceite, no. es critico ... y . puede tener intervalo desde ~ "~ aproximadamente tan - bajo- -como- -1000—a- tan -alto- como un polímero reticulado. Preferentemente, el peso molecular promedio en número del polímero puede tener un intervalo desde tan bajo como 1000, o aproximadamente 5000 o alrededor de 10,000, o aproximadamente 100,000, a tan alto como casi el infinito (reticulado) o aproximadamente 60 millones, o casi tan alto como 40 millones para un polímero soluble en agua. En una modalidad de la presente invención, las emulsiones de agua en aceite pueden estar predispuestas en aceite previo al contacto con el OBM. Si las emulsiones están predispuestas con aceite, la concentración del polímero en la emulsión de agua en aceite predispuesta es de aproximadamente 0.01% a alrededor de 20%, o alrededor de 0.1% a aproximadamente 10% en peso basándose en el peso total de la emulsión. Cualquier tipo de aceite puede ser adecuado para la predisposición. Los tipos preferidos de aceite para la predisposición incluyen queroseno, diesel, mezclas de parafinas, olefinas internas o mezclas de alqueno Ci6-Ci8. Un aceite más preferido es cualquier aceite que se usa en el OBM. Como se mencionó previamente, la emulsión de agua en aceite que contiene los polímeros mencionados anteriormente se pone en contacto con el OBM a fin de separar los sólidos de los líquidos en el OBM. Los inventores^ sorprendentemente han descubierto que el grado "de separación de sólidos de los líquidos en el OBM se mejora en gran medida si el polímero en la emulsión agua en aceite no está sustancialmente solubilizada o disuelta (p.ej., en contacto o disuelto con exceso de agua) previo al contacto con el OBM (p.ej., véanse los Ejemplos 7 al 9 enseguida) . El método de la presente invención además puede comprender la adición de un surfactante y/o agua. El surfactante puede adicionarse al OBM antes, durante o después de la adición de la emulsión agua en aceite. Preferentemente, se adiciona el surfactante al OBM posterior a la adición de la emulsión agua en aceite. El surfactante puede ser cualquier agente tensoactivo que cambia la tensión superficial entre la fase oleosa y la fase acuosa en el OBM.

Los surfactantes preferidos son surfactantes HLB superiores con un valor HLB mayor de aproximadamente 10 o un valor de alrededor de 40 o aproximadamente de 10 a alrededor de 30 o aproximadamente de 10 a aproximadamente 20. También se prefieren los surfactantes aniónicos o surfactantes aniónicos con alto HLB con un HLB mayor de aproximadamente 10 ó aproximadamente de 10 a 40 ó alrededor de 10 a aproximadamente de 10 a 30 ó alrededor de 10 a aproximadamente 20. Ejemplos de las clases de surfactantes que pueden usarse son los sulfosuccinatos, sulfosuccinamatos, sulfonatos de alquilarilo", difenilsulfonatos, ácidos bencensulfónicos, ácidos (alquil) aftalensulfónicos, sulfatos y sulfonatos de aceites y ácidos grasos, sulfatos de alquilfenoles etoxilados, sulfatos de alcoholes, sulfatos de alcoholes · etoxilados, sulfonatos de petróleo, sulfatos de esteres grasos, sulfonatos de naftálenos condensados, esteres de fosfatos alif ticos o aromáticos, alcoholes alcoxilados, sulfonatos parafínicos de sodio, y las mezclas de estos. Ejemplos de los surfactantes que pueden usarse son diisobutilsulfosuccinato de sodio, diamilsulfosuccinato de sodio, diciclohexilsulfosuccinato de sodio, dioctilsulfosuccinato de sodio, bis- (2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio, N- (1, 2-dicarboxi-etil) -N-octadecilsulfosuccinamato tetrasódico, sulfosuccinato hemi-éster del alcohol etoxilado disódico, di (1,3-dimetilbutil) sulfosuccinato de sodio, bis-tridecilsulfosuccinato de sodio y las mezclas de estos. La cantidad de emulsión de agua en aceite puede ponerse en contacto con el OBM debe ser de aproximadamente 0.1% o alrededor de 0.5% en peso en el intervalo inferior a aproximadamente 20%, o alrededor de 10%, o aproximadamente 5%, o alrededor de 2% en peso del intervalo superior, basándose en el peso total del ODMB. El intervalo preferido de la cantidad de la emulsión agua en aceite para que se ponga en contacto con el OBM es de 0.5% a 5% en peso. El OBM y la emulsión agua en aceite están preferentemente mezclados . Cualquier método adecuado puede usarse para mezclar los compuestos. Ejemplos de métodos o dispositivos no limitantes que pueden usarse para mezclar los compuestos son mezcladores de flujo, mezcladores en línea, agitadores de gas o mezcladores mecánicos. La información más detallada en estas técnicas o dispositivos de mezclado pueden encontrarse, por ejemplo, en el Chemical Engineer's Handbook, Fifth Edition, McGra Hill Book Company, 1973, pp. 19-3 a 19-4 y 21-3 a 21-10. Preferentemente el OBM y la composición agua en aceite se mezclan de tal forma que se dispersen bien.

El aceite puede separarse del OBM por medio de separación mecánica o gravitatoria. Ejemplos no limitantes de separación mecánica es el uso de filtración centrífuga, ciclónica, a presión o filtración asistida con vacío. Ejemplo de la separación gravitatoria es el uso de un clarificador, espesador o decantación continua a contracorriente. Información más detallada de estos medios puede encontrarse, por ejemplo, en Chemical Engineer's Handbook, Fifth Edition, McGraw Hill Book Company, 1973, pp. 19-44 a 19-104 y 21-11 a 21-14. Otra modalidad de esta invención es una composición que comprende un lodo a base de aceite con una emulsión agua en aceite que comprende un polímero derivado al menos de un -monóraero soluble en__agua,„ en donde el polímero no está -dlsue o, previo -a- contacto con el lodo -a- base—de- aceite . Los mismos polímeros mencionados antes pueden usarse en la composición. La composición además puede comprender un surfactante. Los mismos surfactantes listados antes pueden usarse en la composición. Preferentemente, se adiciona primero la emulsión agua en aceite al OBM previo a la adición del surfactante . La presente invención se describirá ahora por medio de los siguientes ejemplos. Los ejemplos no intentan limitar el alcance de la presente invención. En conjunto con las descripciones general y detallada anteriores, los ejemplos proporcionan una mayor comprensión de la presente invención.

EJEMPLOS Ejemplo 1 a 6 Separación de Aceite de los OBDM Utilizando una Emulsión Agua en Aceite Se obtuvieron tres diferentes OBDM residuales de una instalación para el tratamiento del lodo de perforación residual en Colombia. El aceite en estos lodos fue aceite del tipo diesel. Las propiedades del lodo están tabuladas enseguida. Tabla 1. Lodos de Per oración Residuales a Base de Aceite de Colombia Se determinaron las composiciones de los OBDM utilizando dos métodos. Un análisis de la retorta originó una determinación de las cantidades individuales de agua, sólidos y aceite. También se determinaron los contenidos combinados (agua + sólidos) de los OBDM antes y después del tratamiento utilizando un método de extracción de solvente, designado como el método BSW (relación base sólidos y agua) , y se describe enseguida. Se tomo una muestra de 40 mi de la fase oleosa del OBDMD después del asentamiento por gravedad. Se adicionaron al OBDM aproximadamente 40 mi de Varsol® (fluido de hidrocarburos alifáticos de ExxonMobil) y 3 gotas de surfactante desemulsionante y se mezclaron. La mezcla de la composición resultante se centrifugó durante 2 minutos a 2000 rpm. El % en volumen de los sólidos separados después de la centrifugación-, se- determinó y multiplicó por 2 para obtener el va"lor"BSW " " ~ ~ ~~ El valor BSW es el porcentaje en volumen de los sólidos y el agua que se extrae por centrifugación de una muestra después que se ha diluido 1:1 con un aceite de hidrocarburos alifáticos (p.ej., Varsol). Los tratamientos que originan la separación de fases oleosas que producen valores de BSW menor o igual a aproximadamente 2% se consideran que son tratamientos exitosos . Protocolo Experimental El protocolo experimental que se usó para evaluar la eficacia de un tratamiento de separación sólido-liquido de un OBDM es como sigue. Se mezcló la muestra de lodo residual de perforación a base de aceite utilizando un agitador en la parte superior para proporcionar una composición homogénea bien dispersa. Se pesó una muestra del lodo en un vaso picudo de vidrio de 600 mi. Se dispersó la emulsión agua en aceite (Emulsión del Polímero I descrita enseguida) en combustóleo de diesel en un vaso picudo utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea. Después se adicionó agua en aceite al lodo y se mezcló durante 3 minutos utilizando un agitador en la parte superior hasta que la composición se volvió homogénea. Se permitió que el lodo tratado se asentara durante 1 hora y se hicieron las observaciones del estado físico _ del lodo tratado. La fase líquida separada por gravedad se decantó y analizó utilizando el método BSW. Emulsión Polimérica I La emulsión polimérica I es una emulsión agua en aceite inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un copolímero de acrilamida (45% mol) y cloruro de 2-acriloiloxietiltri etilamonio (55% mol) , con 10 ppm de ?,?'-metilenbisacrilamida como agente de ramificación, se preparó de manera similar a la Patente US No. 5,945,494 (ejemplo 3B) , incorporada en la presente como referencia. Cuando esta emulsión polimérica se dispersó previamente en combustóleo diesel, se dispersó bien y formó una composición homogénea. Los resultados de diferentes tratamientos del lodo que usan la Emulsión Polimérica I se describen en la Tabla 2.

Tabla 2. Tratamiento de los OBD A, B y C con Emulsión Polimérica I Los resultados de los diferentes tratamientos de lodos que utilizan la Emulsión Polimérica originaron la formación de agregados grandes que se separaron fácilmente bajo la acción gravitatoria, dejando una fase oleosa limpia, fácil de recuperar. EJEMPLOS 7 a 9 Disolución Previa en Agua de la Emulsión Agua en Aceite antes de Poner en Contacto con el OBDM Estos ejemplos ilustran que si la emulsión polimérica se disuelve previamente en agua, a fin de formar una solución acuosa de polímero, entonces la separación sólido-líquido del OBDM tratado es pobre.

Emulsión Polimérica II La Emulsión Polimérica II es una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un polímero de acrilamida (45% mol) y 2-acriloiloxietiltrimet ilamonio (55% mol), se preparó de manera similar a la Patente US No. 5,763,523 (ejemplo 19), incorporada en la presente como referencia . Las Emulsiones Poliméricas I y II se disolvieron separadamente en agua al mezclar 1 mi de la emulsión polimérica _en_100 mi de agua corriente utilizando un mezclador B-r-aun durante -15 segundos, seguido por añej amiento en reposo durante 1 hora. Esto originó una solución acuosa homogénea de polímero. El OBDM usado en estas pruebas fue el OBD B usado en los Ejemplos 2 y 5 anteriores. Protocolo Experimental El protocolo experimental se usó para evaluar la eficacia de un tratamiento de separación sólido-líquido de un OBDM es como sigue. Se mezcló la muestra de lodo residual de perforación a base de aceite utilizando un agitador en la parte superior para proporcionar una composición homogénea. Se pesó una muestra del lodo en un vaso picudo de vidrio de 250 mi. Se -dispersó la emulsión agua en aceite en combustóleo de diesel en un vaso picudo separado utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea, o la emulsión polimérica se disolvió en agua como se describe anteriormente. La emulsión polimérica dispersa o la solución de polímero disuelta después se adicionó al lodo y se mezcló durante 30 segundos utilizando un agitador en la parte superior a 200 rpm. Se hicieron las observaciones del estado físico del lodo tratado. Aproximadamente 100 mi del lodo tratado se cargó en un tubo centrífugo de vidrio y se centrifugó durante 10 minutos a 2000 rpm. Se hicieron las observaciones del estado físico del lodo centrifugado. Se tomó nota del volumen de cada capa, y su carácter físico general (p.ej., sólidos compactados, lechada, agua, emulsión, aceite) . Los resultados de los diferentes tratamientos del lodo que usan las Emulsiones Poliméricas I y II se describen en la Tabla 3 siguiente.

Tabla 3. Tratamiento del OBDM B con las Emulsiones Poliméricas I y II * Liquido de dispersión o solvente # Lodo a base de aceite no separado con alto contenido de sólidos Los resultados demuestran que se presentó una separación limpia de los sólidos agregados y una fase oleosa limpia cuando se trató el OBDM B con la Emulsión Polimérica I dispersa en com ustóleo de diesel (Ejemplo 7) . Sin embargo, cuando las Emulsiones Poliméricas I ó II se disolvieron previamente en agua, las soluciones acuosas de polímero resultantes no se mezclaron bien con el OBDM B, y la separación del aceite de la fase sólida fue muy pobre o no existente (Ejemplos 8 y 9) .

EJEMPLOS 10 a 15 Separación de Aceite usando la Combinación de las Emulsiones Agua en Aceite, Surfactante y Agua en el OBDM Este conjunto de ejemplos demuestra la utilidad de los tratamientos para la separación de aceite del OBDM basado en las combinaciones de emulsiones poliméricas inversas, surfactantes y agua. El OBDM se obtuvo de una instalación para el tratamiento de lodo de perforación residual en México y se designó como OBDM D. El aceite en este lodo es un aceite del tipo diesel.

Las propiedades deJL lodo están tabuladas enseguida (Tabla 4) . Los sólidos cae -dentro de dos - categorías : sólidos -con alta gravedad (HGS) y sólidos con baja gravedad (LGS) . Tabla 4. Lodo de Perforación Residual a Base de Aceite de México Protocolo Experimental El protocolo experimental se usó para evaluar la eficacia de un tratamiento de separación sólido-líquido, es como sigue. Se mezcló la muestra de lodo residual de perforación a base de aceite para proporcionar una composición homogénea. Se pesó una muestra del lodo de 60 gramos en un vaso picudo de plástico de 250 mi. Se adicionó agua, si era apropiado, y se mezcló manualmente utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea. Se adicionó surfactante, si era apropiado, y se mezcló manualmente utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea. La emulsión del polímero se dispersó en un aceite compatible con el OBDM en un vaso picudo de plástico aparte, y se mezcló manualmente utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea. La Emulsión Polimérica I, descrita anteriormente, después se adicionó al lodo parcialmente tratado, si era apropiado, y se mezcló manualmente utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea. En algunos casos la emulsión polimérica no dispersa se adicionó directamente al lodo, y después se mezcló manualmente utilizando una espátula hasta que la composición se volvió homogénea. Se hicieron observaciones del estado físico del lodo tratado. Aproximadamente 50 mi del lodo tratado se cargó en un tubo centrífugo de vidrio y se centrifugó durante 10 minutos a 2000 rpm (p.ej., en una centrífuga de canasta giratoria 3P-8 IEC Centra) . Se hicieron observaciones del estado físico del lodo centrif gado. Se tomó nota del volumen de cada capa, y su carácter físico general (p.ej., sólidos compactados, lechada, agua, emulsión, aceite) . La apariencia general de las fases separadas y los resultados de los diferentes tratamientos del lodo que usan la Emulsión Polimérica I se describen en la Tabla 5. Tabla 5. Tratamiento del OBDM D con la Emulsión Polimérica I + El surfactante fue una mezcla de dioctilsulfosuccinato (27% en peso) y un octadecilsulfosuccinamato de dicarboxietilo (57% en peso) en 2-propanol (16% en peso) .

* Clave para la aparición de la fase separada Aceite = capa de aceite razonablemente limpia Agua = capa de agua razonablemente limpia Emulsión = una capa de agua pobremente clarificada o capa "turbulenta Lechada = una fase del lodo con menos sólidos que el original, pero completamente separada Sólidos = una capa de sólidos bien separados, que contiene posiblemente agua absorbida Los Ejemplos 10 al 15 muestran que, para el OBDM D específico, que usa los tres compuestos específicos (emulsión de polímero, surfactante y agua) en el programa de tratamiento origina la mejor separación de la fase oleosa de los sólidos. En algunos casos no solo se separaron los sólidos de la fase líquida, sino que la fase líquida se separó adicionalmente en la fase oleosa y acuosa. También fue claro de este grupo de ejemplos, la emulsión agua en aceite fue un componente necesario en cualquier tratamiento eficaz. EJEMPLOS 16 al 20 Tratamiento del OBDM Utilizando Emulsiones Agua en Aceite Este conjunto de ejemplos demuestra la variedad de los tipos de emulsiones poliméricas que pueden usarse para el tratamiento exitoso de los OBDM para producir una separación sólido-líquido .

Emulsión Polimérica III La Emulsión Polimérica III es una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un copolímero de acrilamida (45% mol) y dimetilaminoetilmetacrilato (55% mol) se prepara como sigue. La fase oleosa y la fase acuosa descritas enseguida, primero se preparan por separado . Preparación de la Fase Oleosa: En una matraz de resina de 1000 mi se colocó 8.64 g de monooleato de sorbítan, 12.15 g alcohol etoxilado (EO 60%) y 167.71 g aceite parafínica con bajo„_olor. La mezcla se agitó con un agitador magnético hasta que fue homogéneo. Preparación de la Fase Acuosa: A un vaso picudo de 1000 mi se adicionó 145.29 g acrilamida acuosa (solución 52%), 160.50 g de agua desionizada, 204.45 g de metacrilato de diraetilaminoetilo, y 1.40 g Versenex® 80 (un producto de Dow Chemical Company) . Se proporciona enfriamiento para mantener la temperatura por debajo de 38°C (100°F) . Se adicionó lentamente aproximadamente 70 g de H2S04 concentrado para ajustar el pH a 3.5. A la mezcla se adicionó 0.028 g hipofosfito, y suficiente agua desionizada para dar la fase acuosa total de 594 g. Se agitó la mezcla con un agitador magnético hasta que se volvió homogénea .

Después que se combinaron las fases oleosa y acuosa y se homogeneizaron para producir una emulsión de monómero. El iniciador de polimerización, después se adicionó 0.14 g de Vazo® 64 (un producto de DuPont Chemical Company) , a la emulsión de monómero. Se purgó con nitrógeno una emulsión de monómero y se calentó a 52 a 54°C (125 a 130°F) para iniciar la polimerización. Se mantuvo la temperatura de emulsión a 52 a 54°C (125 a 130°F) hasta que se completó la polimerización. Se enfrió la emulsión a temperatura ambiente y se adicionó 8.0 g de alcohol etoxilado (EO 60%) con agitación. — — - - Emulsión Polimérica IV La Emulsión Polimérica IV es una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un copolímero de acrilamida (90% mol) y cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio (10% mol) , se preparó de manera similar a la Solicitud de Patente Europea EP 0 374 457 A2 (ejemplo 16) , incorporada en la presente como referencia. Emulsión Polimérica V La Emulsión Polimérica V es una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un copolímero de acrilamida (70% mol) y acrilato de amonio (30% mol) , se preparó de manera similar a la Patente US No. 5,763,523 (ejemplo 23), incorporada en la presente como referencia .

Emulsión Polimérica VI La Emulsión Polimérica VI es una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un copolímero de acrilamida (90% mol) y acrilato de sodio (10% mol) hechos con la hidrólisis alcalina de una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene poli (acrilamida) . Esta se prepara de manera similar a la Patente US No. 5,548,020 (ejemplo 5), incorporada en la presente como referencia. El OBDM se obtuvo de una instalación de tratamiento de _lodo.__de perforación residual en México, y se designó como OBDM E. El aceite en este lodo fue un aceite del tipo diesel. Las propiedades del lodo se muestran en la Tabla 6 siguiente. Los sólidos caen en dos categorías: sólidos con alta gravedad (HGS) y los sólidos con baja gravedad (LGS) . Tabla € . Lodo de Perforación Residual a Base de Aceite de México Nombre Descripción Peso del Aceite Agua Sólidos HGS LGS del lodo (% en {% en (% en (% en (% en OBDM (ppb) ' peso) peso) vol) peso) peso) OBDM E Lodo de 14.61 40 26.5 33.5 16.71 16.11 perforación residual a base de diesel Los resultados de diferentes tratamientos de la emulsión polimérica con OBDM E se muestran en la Tabla 7. Tabla 7. Tratamiento del OBDM D con las Emulsiones Poliméricas III-VI ± El surfactante fue una mezcla de d oct su fosucc nato en peso y un octadecilsulfosuccinamato de dicarboxietilo (57% en peso) en 2-propanol (16% en peso) . * Se mezclaron previamente agua y surfactante antes de la adición al OBDM.

Estos ejemplos muestran que las emulsiones poliméricas catiónicas o aniónicas pueden usarse exitosamente para separar las diferentes fases en los OBDM. El ejemplo 16 también muestra que la separación de la fase acuosa y la oleosa pueden resultar únicamente del uso de la emulsión polimérica en el tratamiento, sin la adición de un surfactante. Ej em los 21 a 23 Tratamiento de Varios OBDM del Tipo Oleoso Este conjunto de ejemplos demuestran que la invención puede, usarse para producir una separación sólido- 1-íquido en- los - - OBDM que -consisten de diferentes tipos de aceites. Los Ejemplos previos 1-20 se basaron en los OBDM con aceite del tipo diesel. La otra clase principal de aceites usados para producir los OBDM son los aceites sintéticos, que incluyen las parafinas y definas. Un OBDM sintético residual se preparó al adicionar sólidos con baja gravedad a un OBDM sintético típico basado en un aceite de olefina. El lodo a base de aceite sintético original se designó como OBDM F, y el lodo residual a base de aceite sintético se designó como OBDM G. Las propiedades del lodo se muestran en la Tabla 8 siguiente.

Tabla 8. Lodo de Perforación Residual a Base de Aceite Sintético Emulsión Polimérica VII La Emulsión Polimérica VII es una emulsión polimérica inversa en donde la fase acuosa discreta contiene un copolimero de acrilamida (45% mol) y cloruro de 2-acriloiloxietiltrimetilamonio (55% mol), con 17 ppm de ?,?'-metilenbisacrilamida como agente de ramificación, se preparó de manera similar a la Patente US No. 5,945,494 (ejemplo 3B) . Cuando esta emulsión polimérica se mezcló en combustóleo de diesel, se dispersó bien y formó una composición homogénea. Los resultados de diferentes tratamientos se muestran en la Tabla 9.

Tabla 9. Tratamiento del OBDM G con las Emulsiones Poliméricas III y VII Se logró buena separación de las fases liquida y sólida utilizando dos diferentes emulsiones poliméricas (Ejemplos 21 y 22) . El Ejemplo 23 muestra que en algunos casos la emulsión polimérica no necesita estar dispersa previamente en el aceite, y puede usarse sola.

EJEMPLO 24 al 29 Tratamiento de los OBDM Utilizando Emulsiones Poliméricas y Diferentes Surfactantes Este conjunto de ejemplos ilustra que las combinaciones de emulsión polimérico y el surfactante pueden elegirse para crear selectivamente la separación de aceite-sólidos, o una separación de aceite-agua-sólidos en un OBDM. Se obtuvo el OBDM de una instalación para el tratamiento del lodo de perforación en los Estados Unidos de América, y se designa como OBDM H. El aceite en este lodo fue un aceite del tipo sintético. Las propiedades del lodo se muestran en la Tabla 10 enseguida. Los sólidos caen en dos categorías: sólidos de alta gravedad (HGS, por sus siglas en inglés) y sólidos de baja gravedad (LGS, por sus siglas en inglés) . Tabla 10. Lodo de Perforación Residual a Base de Aceite de Estados Unidos de América Nombre Descripción Peso Aceite Agua Sólidos HGS (% LGS (% del del {% en (% en (% en en en OBDM lodo peso) peso) vol) peso) peso) (ppb) OBDM H Lodo de 13.43 58 17.5 24.5 20.8 2.7 perforación a base de aceite sintético Los resultados de diferentes tratamientos de OBDM H con la emulsión polimérica III y los surfactantes se muestran en la Tabla 11. Solo se indica el agente tensoactivo en la composición surfactante. Tabla 11. Tratamiento del OBDM H con la Emulsión Polimérica III y Diferentes Surfactantes Ex OBDM Emul Emul Aceite Aceit Agente Surf Fase Fase Observaciones H (g) Poli Poli disp. e tensoac (mi) sep. sep. (pa> disp. ti o % vol (mi) (mi) 24 81 III 3 Olefina 3 ninguno 0 Lechada 60 Lechada muy aceite- sucia de sólidos sólidos en aceite Sólidos 40 Capa sólidos compactados 81 III 3 Olefina 3 Dicarbo 2 lechada 70 Lechada muy xietil aceite- sucia de octadec sólidos sólidos en ilsulfo aceite succina Sólidos 30 "Capa sólidos mato de compactados Na 26 81 III 3 Olefina 3 Diciclo 2 Aceite 40 separación de hexil fases Corte sulfosu limpio aceite ccinato ligeramente de Ka sucio Sólidos 60 Capa sólidos •compactados 27 81 III 2 Olefina 2 Diamil 3 Aceite 35 Separación de sulfosu fases Corte ccinato limpio aceite de Na ligeramente sucio Agua 18 Capa de agua transparente Sólidos 47 Capa sólidos compactados 28 80 Ningu 0 Ninguno 0 Dicarbo 2 Aceite 62 aceite sucio na xietil Sólidos 38 Capa sólidos octadec compactados ilsulfo succina mato de Ha 29 80 nmgu 0 ninguno 0 Diciclo 2 Aceite 46 aceite sucio na hexil Agua 15 Agua sulfosu ligeramente ccinato sucia de Na Sólidos 39 Capa sólidos compactados 80 ningu . 0 ninguno 0 Diamil 2 Aceite 46 aceite sucio na sulfosu Agua 15 ' Agua ccinato ligeramente de Na sucia Sólidos 39 Capa sólidos compactados Los ejemplos anteriores muestran que solo las combinaciones particulares de la emulsión polimérica y surfactantes que resultó de las separaciones sólido-liquido, y que el OBM puede separarse selectivamente en aceite y sólidos, o en las fases oleosa- acuosa- sólida , dependiendo de la combinación particular de emulsión polimérica y surfactante . El uso de surfactante solo, aunque no permitió mejoras en la separación, siempre originó una fase oleosa sucia (contaminación con sólidos) . El uso de la emulsión polimérica en combinación con ciertos surfactantes permitió la separación mejorada y una fase oleosa recuperada más limpia. Nuestra experiencia muestra que pueden requerirse diferentes combinaciones de emulsión polimérica y surfactante para tratar efectivamente (es decir, provocar una separación útil de sólido-líquido) diferentes OBM, dependiendo de las composiciones del lodo. La invención descrita y reivindicada en la presente no se limita en alcance por las modalidades específicas reveladas en la presente, ya que estas modalidades se proyectan como ilustración de los diferentes aspectos de la invención. Cualquier modalidad equivalente tiene el propósito que esté dentro del alcance de esta invención. Desde luego, diferentes modificaciones de la invención además de las mostradas y descritas en la presente se volverán aparentes por personas con experiencia a partir de la descripción anterior. Estas modificaciones también tienen el propósito de caer dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (30)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un método para separar una fase sólida y una fase liquida en un lodo a base de aceite, caracterizado porque comprende los pasos de : (i) poner en contacto el lodo a base de aceite con una emulsión agua en aceite que comprende un polímero derivado de al menos un monómero soluble en agua, en donde el polímero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite; (ii) mezclar la emulsión agua en aceite y el lodo a base de aceite; (iii) separar la fase sólida y la fase líquida. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el monómero es un monómero de vinilo soluble en agua. 3. El método de conformidad con la reivindi-cación 1, caracterizado porque al menos un monómero soluble en agua se selecciona de ( alquil ) cril amida , ácido (alquil) acrílico y sales de estos, N-vinilpirrolidona, N-vinilacetamida , N-vinilformami-da, acrilonitrilo, ácido fumárico y las sales de estos, ácido crotónico y las sales de este, ácido raale co y las sales de este, metacrilatos de hidroxialquilo, ácidos 2-acrilamido-2-aquilsulfónicos y las sales de estos, en donde el grupo alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono, ácido estiren sulfónico y las sales de este; o monómeros que tienen la estructura de las fórmulas I, II ó III
3. Formula í
4. Formula 91
5. Formula ll¡ donde ¾, R2 y R5 cada uno es independientemente hidrógeno, o un alquilo Ci a C6; R3 y R4 cada uno es independientemente hidrógeno, un alquilo Ci a C12; arilo, arilalquilo o hidroxietilo; y R2 y R ó R2 y R3 pueden combinarse para formar un anillo cíclico que contiene uno o más heteroátomos; Z es la base conjugada de un ácido, X es oxígeno ó -NRg en donde Re es hidrógeno o un alquilo Ci a Cs; y A es un alquileno Cx a Ci2. 4. EÍ método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque al menos un monómero de vinilo soluble en agua se selecciona del grupo que consiste de (alquil ) acrilamida, ácido (alquil ) acrílico y sus sales, y ácido vinilsulfónico y sus sales, y ácido 2 -acrilamido - 2 -met Ipropan sulfónico y sus sales. 5. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el polímero es un homopolímero o copolímero de ' los monómeros seleccionados de (met ) acrilamida , monómeros de Fórmula I, II ó III y combinaciones de estos, en donde Rx es hidrógeno o metilo, R2 a R4 son metilo o etilo y A es alquileno Ci a C .
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el polímero es un copolímero de un monómero (alquil ) acrilamida , en donde el grupo alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono, y al menos un segundo monómero seleccionado de N-vinilpirrolidona , N-vinilacetamida, N-vinilformamida, acrilonitrilo , ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etilacrí lico , ácido fumárico, ácido crotónico, ácido maleico, metacrilatos de hidroxialquilo , ácidos 2-acrilamido-2-aquilsulfónicos, ácido estiren sulfónicos, ácido vinils lfónico ; y sales de cualquiera de los anteriores; o monómeros que tienen la estructura de las fórmulas I, II ó III.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el polímero es un copolímero de (met ) acrilamida y al menos un segundo monómero seleccionado del grupo que consiste de (met ) acrilato de N, N-dimet i 1 aminoet ilo o sus sales, (met ) acrilatos de 1ST, N-dimetilaminoet ilo cuaternario, N,N-dimetilaminopropil acrilamidas terciarias o cuaternarias, N, N-dimet ilaminometil acrilamidas terciarias o cuaternarias y haluros de dialil dimeti1amonio .
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero es aniónico y se deriva por copolimerización de (met ) crilamida y ácido (met ) acrílico .
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero es aniónico y se deriva por hidrólisis.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero está ramificado o reticulado.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración del polímero en la emulsión agua en aceite es aproximadamente 10% a aproximadamente 70% en peso basándose en el peso total de la emulsión.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión agua en aceite está dispersa previamente con el aceite antes de ponerse en contacto con el lodo a base de aceite.
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la concentración del polímero en la emulsión agua en aceite es aproximadamente 0.1% a 10% en peso basándose en el peso total de la emulsión.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende la adición de un surfactante.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el lodo a base de aceite se pone en contacto con la emulsión agua en aceite previo- al contacto con el surfactante.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el surfactante tiene un valor HLB mayor de aproximadamente 10.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el surfactante es aniónico.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el surfactante se selecciona de sul fosucc inatos , sulfosuccinamatos , sulfonatos de alquilarilo, difenilsulfonatos, ácidos bencensulfónicos , ácidos (alquil ) naftalensulf nicos , sulfatos y sulfonatos de aceites y ácidos grasos, sulfatos de alquilfenoles etoxilados, sulfatos de alcoholes, sulfatos de alcoholes etoxilados, sulfonatos de petróleo, sulfatos de esteres grasos, sulfonatos de naftalenos condensados, ásteres de fosfatos alifáticos o aromáticos, alcoholes alcoxilados, sulfonatos parafínicos de sodio, y las mezclas de estos.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el surfactante se selecciona del grupo que consiste de diisobutilsulfosuccinato de sodio, ¦ diamilsulfosuccinato de sodio, dihexi 1 sul fosuccinato de sodio, diciclohexilsulfosuccinato de sodio, dioctilsulfosuccinato de sodio, bis- (2- etilhexil) sulfosuccinato de sodio, N- ( 1 , 2-dicarboxi- etil) -N-octadecilsulfosuccinamato tetrasódico, sulfosuccinato hemi-éster del alcohol etoxilado disódico, di (1,3-dimet ilbut il ) sulfosuccinato de sodio, bis-tridecilsulfosuccinato de sodio y las mezclas de estos .
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación de la fase sólida y la fase líquida se realiza por medio de separación mecánica o gravitatoria.
21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la separación mecánica se realiza por medio de una filtración centrífuga, ciclónica, a presión - o filtración asistida con vacío, y en donde la separación gravitatoria se realiza por medio de un clarificador, espesador o decantación continua a contracorriente.
22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mezclado se realiza utilizando un mezclador de flujo, mezclador en línea, agitación de gas o mezclador mecánico.
23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el aceite disperso previamente es queroseno, diesel, mezclas de parafinas, definas internas o mezclas de alqueno Ci6-
24. 24. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque el lodo a base de aceite es un lodo de perforación a base de aceite.
25. 25. Una composición que comprende un lodo a base de aceite y una emulsión agua en aceite que comprende un polímero derivado al menos de un monómero soluble en agua, caracterizada porque el polímero no se disuelve previo al contacto con el lodo a base de aceite .
26. 26. La composición de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada porque además -comprende un surfactante. -
27. 27. La composición de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque el surfactante tiene un valor HLB mayor de aproximadamente 10.
28. 28. La composición de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque el surfactante es aniónico.
29. 29. La composición de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque el surfactante se selecciona de sul fosuccinatos , sulfosuccinamatos , sulfonatos de alquilarilo, di fenil sul fonatos , ácidos bencensulfónicos , ácidos (alquil ) naf alensulfónicos , sulfatos y sulfonatos de aceites y ácidos grasos, sulfatos de alquil fenoles etoxilados, sulfatos de alcoholes, sulfatos de alcoholes etoxilados, sulfonatos de petróleo, sulfatos de esteres grasos, sulfonatos de naftalenos condensados, ásteres de fosfatos alifáticos o aromáticos, alcoholes alcoxilados, sulfonatos parafínicos de sodio, y las mezclas de estos.
30. 30. La composición de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque el surfactante se selecciona del grupo que consiste de diisobutilsulfosuccinato de sodio, diamilsulfosuccinato de sodio, dihexilsulfosuccinato de sodio, - diciclohexilsulfosuccinato de^ - sodio, dioctilsulfosuccinato de sodio, bis- (2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio, N- (1, 2-dicarboxi-etil) -N-octadecilsulfosuccinamato tetrasódico, sulfosuccinato hemi-éster del alcohol etoxilado disódico, di (1,3-dimetilbutil) sulfosuccinato de sodio, bis-tridecilsulfosuccinato de sodio y las mezclas de estos.