NO178582B - Anvendelse av overflateaktive ann- og ojebaserte boreslam og andre behandlingsmidler for borehull, samt boreslam inneholdende disaltene - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører anvendelsen av utvalgte emulgatorer med forhøyet økologisk forenlighet for fremstillingen av fluide, dispergerte systemer som enten foreligger som vann/olje-invert-emulsjoner med kontinuerlig oljefase eller som vandige emulsjoner med dispergerte oljefase og som er egnede for teknisk anvendelse innenfor rammen av fluide behandlingsmidler for borehull. Som karakteristisk eksempel på midler av denne typen beskrives oppfinnelsen i det følgende på basis av oljebaserte henholdsvis vannbaserte borespylefluider og derpå oppbyggede boreslam. Anvendelsesområdet for modifikasjonen ifølge oppfinnelsen av hjelpefluider av den her omtalte typen er imidlertid ikke begrenset til dette. I betraktning, spesielt også områdene med spotting fluids, spacer, hjelpefluider for overhaling og stimulering og for frakturering.

Som antydet ovenfor angår oppfinnelsen også boreslam og andre fluide behandlingsmidler som inneholder oppfinnelsens utvalgte a-sulfofettsyre-disalter.

Oppfinnelsen går derved spesielt ut fra den oppgaven substan-tielt å påvirke den økologiske godtagbarheten av disse hjelpemidlene som i dag befinner i storteknisk anvendelse verden over ved at utvalgte og spesielt økologisk godtagbare emulgatortyper kommer til anvendelse. Oppfinnelsen anvender i den foretrukne utførelsesformen disse biologisk godtagbare emulgatorene samtidig med oljefaser med forhøyet miljøforenlighet og spesielt biologisk nedbrytbarhet.

Innenfor området fluide spylesystemer for boring i berg og oppføring av det utborede koks har i dag de såkalte invert-boreslammene stor betydning, som på basis av vann/olje-emulsjoner inneholder en dispergert vandig fase I den lukkede oljefasen. Innholdet av dispergerte fase ligger vanligvis i området fra ca. 5 til 50 vekt-#.

Kjent er imidlertid også vannbaserte boreslam med en emulgert dispergert oljefase (olje/vann-type) hvis oljeinnhold kan variere fra få prosent til ca. 50 vekt-#. 01je/vann-emul-sjonsslammene av denne typen viser en rekke betydelige fordeler sammenlignet med kun vannbaserte slamtyper.

For stabilisering av den i ethvert tilfelle valgte disper-sjonsformen kreves anvendelse av tilsvarende emulgatorer enten av vann/olje-typen (invert-spylemidler) henholdsvis av olje/vann-typen (emulsjonsspylemidler). For aktuell faglitte-ratur vises det f.eks,. til G.R. Gray, H.C.H. Darley "Composition in Properties of Oil Well Drilling Fluids", 4. opplag, Gulf Publishing Co., Houston London, 1981, spesielt sidene 51, 64 og 320 ff.

Oljefasene av boreslam av den her omtalte typen og sammen-lignbart oppbyggede andre behandlingsmidler for borehull dannes i praksis i dag tilnærmet utelukkende av mineral-oljefraksjoner. Herav følger en ikke ubetydelig belastning av miljøet, når f. eks. boreslammene umiddelbart eller via det utborede koks kommer i kontakt med miljøet. Mineraloljer er bare tungt, og anaerob praktisk talt ikke, nedbrytbare og må dermed anses som langvarig forurensning. Når disse oljefasene også som hovedbestanddel eller i det minste vesentlig andel av boreslammene er et viktig holdepunkt når det gjelder økologiske betraktninger, så må også de andre komponentene av slike flerstoffblandinger vies tilsvarende oppmerksomhet. Spesiell betydning har i dene forbindelse emulgatorene. Ifølge sin bestemmelse er forbindelser av denne typen allerede i lav konsentrasjon meget aktive virksomme stoffer, som som bekjent er i stand til intens interaksjon med vegetabilske eller animalske organismer.

Foreliggende oppfinnelse går ut fra den oppgave i vesentlig grad å forbedre arbeidsmidler av den omtalte typen på basis av kontinuerlige eller dispergerte oljefaser i blanding med vandige faser under hensyntagen til deres økologiske forenlighet sammenlignet med vanlige arbeidsmidler av denne typen. Oppfinnelsen vil derved spesielt for det aktuelle anvendelsesområdet foreslå emulgatorer henholdsvis emulgatorkomponenter som er i og for seg kjente og som derved i høy grad er "beskrevet som miljøvennlige, men som hittil ikke har funnet noen anvendelse for det her aktuelle arbeidsområdet. I den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen skal disse miljø-vennlige emulgatorene av vann/olje-type henholdsvis av olje/- vann-type komme til anvendelse sammen med olje/vann-faser hvori oljefasene på sin side har forhøyet økologisk forenlighet og spesielt kan nedbrytes ved naturlige nedbrytnings-mekanismer på miljøvennlig måte.

For løsning av den første deloppgaven foreslår oppfinnelsen, som økologisk forenlige henholdsvis godtagbare forbindelser med emulgatorvirkning å anvende i og for seg kjente overflateaktive a-sulfofettsyre-disalter, som, som kjent, avhengig av konstitusjon og interaksjonen med det omgivende systemet må klassifiseres som vann/olje-emulgatorer eller som olje/vann-emulgatorer. For enkelthets skyld betegnes disse emulgatorene i det følgende kort som "di-salter".

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse anvendelsen av overflateaktive a-sulfofettsyre-di-salter (di-salter) med formelen

hvori

R betyr lineær og/eller forgrenet alkyl med minst 4 C-atomer, fortrinnsvis med 6 til 22 C-atomer, og M betyr like eller forskjellige kationer fra alkali, jordalkali (M/2) og/eller aluminium (M/3), som økologisk forenlige emulgatorer av vann/olje-type henholdsvis olje/vann-type i fluide og pumpbare boreslam eller andre fluide behandlingsmidler for borehull, som sammen med en vandig fase oppviser en kontinuerlig eller dispergert oljefase med forhøyet mil. iøf orenlig-het og spesielt biologisk nedbrvtbarhet og som er egnet for miljøskånende åpning av biologiske forekomster, spsielt av jordolje- henholdsvis jordgassforekomster.

Spesiell betydning har i denne sammenhengen tilsvarende invert-boreslam som i en kontinuerlig oljefase inneholder en dispergert vandig fase sammen med emulgatorer og vanlige ytterligere hjelpestoffer som fortykningsmidler, fluid-taps-additiver, ballastmidler, oppløselige salter og/eller alkalireserver. Ifølge oppfinnelsen forutsettes i denne utførel-sesformen anvendelsen av overflateaktive di-salter av vann/- olje-type som emulgator eller i det minste som bestanddel av et økologisk godtagbart emulgatorsystem.

Fortrinnsvis anvendes herved disse emulgatorene på basis av overflateaktive di-salter sammen med miljøvennlige esteroljer, oleofile alkoholer og/eller tilsvarende etere som lukket henholdsvis dispergert oljefase. Det skal her spesielt vises til aktuelle utviklinger som søkeren har gjort, som er beskrevet i et større antall eldre patentsøknader vedrørende forslag til utbytting av de hittil vanlige mineraloljefrak-sjonene med økologisk godtagbare lett nedbrytbare oljefaser. Herved angis forskjellige typer av utbyttingsoljer, som også kan anvendes i blanding med hverandre. Det dreier seg herved om utvalgte oleofile monokarboksylsyeestere, utvalgte poly-karboksylsyreestere, om i det minste hovedsaklig vannuopp-løselige og under arbeidsbetingelsene fluide alkoholer, om utvalgte etere samt om utvalgte karbonsyreestere. Summarisk vises det her til de eldre søknadene P912337, P912338, P913239, P913240, P913041, P913098, P913042, P911706, P924224 og P924345. Alle de her nevnte eldre søknadene vedrører området oljebaserte boreslam, spesielt av vann/olje-invert-type. Vannbaserte emulsjonslam under anvendelse av disse oljefasene med forhøyet nedbrytbarhet beskrives i de eldre søknadene P914110, P913658, P914111 ,og de allerede nevnte søknadene P924224 og P924345.

I den viktigste utførelsesformen omfatter oppfinnelsen den samtidige anvendelsen av de tidligere omtalte emulgatorene fra klassen av overflateaktive di-salter sammen med dispergerte eller kontinuerlige oljefaser av den til sist omtalte typen. Nå det gjelder detaljer henvises det til beskrivelsen i de nevnte eldre søknadene.

Overflateaktive di-salter og deres fremstilling er utførlig beskrevet innenfor teknikkens stand, hvorved tyngdepunktet riktignok hittil er lagt på anvendelsen som olje/vann-emulgatorer - f.eks. i sammenheng med vaske- og rensemidler. Det vises i denne sammenheng til publikasjonen til Stein og Baumann "alpha-Sulfonated Fatty Acids and Esters: Manufactur-ing Process, Properties and Applications", J. Am. Oil Chem. Soc. 1975, 52, 323 til 329 og den deri siterte primærlittera-turen. Allerede her vises det til de gode øko-toksikologiske egenskapene for cx-di-salt, hvorved den høye biologiske nedbrytbarheten, den lave akutte orale toksisiteten og den gode hudtålbarheten angis. Fra den nyere litteraturen vedrørende denne forbindelsesklåssen skal nevnes EP-A2 0 302 402 og 0 302 403, hvori det finnes angivelser vedrørende den akutte akvatiske toksisiteten for natrium-di-saltene, bestemt på "Goldorphen" og dafnier (vannlopper). Di-saltene anbefales i disse sistnevnte publikasjonene for anvendelse i vaske- og rensemidler med forbedret økogodtagbarhet for tekstilvasking. Fra den omfangsrike publiserte teknikkens stand vedrørende fremstilling av slike di-salter skal nevnes US-PS 1.926.442, publikasjonen til A. J. Stirton "alpha-Sulfo Fatty Acids and Derivatives, Synthesis, Properties and TJse" i J. Am. Oil Chem. Soc. 1962, 39, 490 til 496 og den deri siterte litteraturen. Kjent er spesielt også sulfoneringen av fettsyrer med et underskudd av sulfoneringsmiddel - vanligvis på basis av SO3 - hvorved det dannes blandinger av di-salt og såpe, se i denne forbindelse eksempelvis GB-PS 1 338 935.

Kjent er det videre at det med hensyn til oppløseligheten av slike di-salter består forskjeller mellom de med en-verdige kationer, spesielt med alkalimetallsalter dannede såpene på den ene siden og de med flerverdige kationer dannede såpene, hvorved her spesielt jordalkalimetallene og/eller aluminium, og derved fremfor alt kalsium kommer i betraktning som kationisk saltdanner. Di-saltene av slike flerverdige kationer er forholdsvis tungt oppløselige sammenlignet med natrium-di-saltene. Ved tilsetning av kalsiumioner og også magnesiumioner til en vandig oppløsning av natrium-di-saltene utfelles de tilsvarende di-saltene av jordalkalimetallene. Denne kjente utfellingsreaksjonen utnyttes f.eks. innenfor området tekstile vaske- og rensemidler, hvor oppløselige di-saltforbindelser anvendes som byggerkomponenter for oppfang-else av kalsiumionene fra vaskevæsken, det vises i denne forbindelse f. eks. til EP-B1 0 070 190 og 0 070 191.

Ingen av disse forslagene fra teknikkens stand gir antyd-ninger vedrørende den spesielle brukbarheten av a-sulfofettsyre-di-salter hverken i deres oppløselige utførelsesform (spesielt alkali-di-salter) eller spesielt, i deres forholdsvis uoppløselige utførelsesformer (di-salter av flerverdige ioner, spesielt av kalsium og/eller av magnesium), som olje/- vann-emulgatorer henholdsvis vann/olje-emulgatorer i bland-faser inneholdende olje og vann av den her aktuelle typen og for det her aktuelle anvendelsesformålet. Overraskende er dette spesielt på bakgrunn av den i og for seg kjente viten, å anvende tilsvarende ikke-sulfonerte fettsyresåper - f.eks. tilsvarende natriumsåper eller de forholdsvis tungt oppløse-lige kalsiumsåpene av høyere fettsyrer - som emulgatorer henholdsvis emulgatorbestanddeler i f.eks. borespylesystemer.

Oppfinnelsen gjør som angitt målrettet bruk av disse i og for seg kjente oppløselige eller tungt oppløselige saltene av oc-sulfofettsyrer (di-salter) og muliggjør dermed f.eks. den varige stabiliseringen av oljebaserte vann/olje-invert-emulsjoner under avkall på de i dag i stort omfarig vanlige N-holdige emulgatorsystemene, hvis forenlighet kommer nettopp i spesielt følsomme marine økosystemer, ikke er uomstridt.

Di-saltene som anvendes for anvendelsesformålet ifølge oppfinnelsen kan angis ved den følgende generelle formel (I)

hvor i denne formelen R har følgende betydning:

lineær og/eller forgrenet alkyl som kan være mettet og/eller olefinisk umettet, men som fortrinnsvis er i det minste overveiende mettet og oppviser minst 4 C-atomer i resten R. Foretrukket er tilsvarende rester med 6 til 22 C-atomer.

M står for like eller forskjellige kationer fra gruppen alkali, jordalkali (M/2) og/eller aluminium (M/3).

Som anvendelsesmaterialer for utvinningen av de overflateaktive di-saltene egner seg naturlige og/eller syntetiske fettsyrer, som har lineær struktur og/eller er forgrenede. Spesiell betydning på grunn av den lette tilgjengeligheten har. de tilsvarende fettsyrene med naturlig opprinnelse, hvorved det generelt dreier seg om blandinger av homologe syrer av et på forhånd gitt C-antallsområde, som er bestemt av det aktuelle anvendelsesmaterialet. Karboksylsyrene henholdsvis karboksylsyreblandingene som underkastes a-sulfoneringen er hensiktsmessig i det minste overveiende av mettet natur, selv om også medanvendelse av umettede komponenter ikke er utelukket. Ved disse umettede andelene inntrer som regel i tillegg en sulfonering i det indre av kjeden.

Spesiell praktisk betydning har a-sulfonerte karboksylsyrer av området på minst 6 C-atomer (R i den generelle formel (I) = 4), hvorved området av fettsyrer henholdsvis fettsyrebland-inger på Cg til Cg4 tilkommer spesiell praktisk betydning. Di-saltene som i det minste andelsvis eller fortrinnsvis overveiende oppviser fettsyrerester med 10 og flere C-atomer, fortrinnsvis med minst 12 til 14 C-atomer, er foretrukne anvendelsesmaterialer for emulgatorkomponentene som anvendes ifølge oppfinnelsen. Fettsyrerester med 16 til 18 C-atomer og spesielt tilsvarende mettede a-sulfonerte fettsyresalter kan så vel av teknisk som også av økonomiske grunner ha spesiell betydning. Utgangsmaterialer for utdelingen av tallrike monokarboksylsyrer som faller i disse underklassene, spesielt med høyere karbonantall, er vegetabilske og/eller animalske oljer henholdsvis fett, som, som i kjent i normaltilfellet opptrer som triglycerider av syrene henholdsvis syreblandinger. Nevnes skal som anvendelsesmaterialer for fettsyrer av naturlig opphav, kokosolje, palmekjerneolje og/eller babassuolje, samt fetttyper henholdsvis talg av animalsk opprinnelse, spesielt som anvendelsesmaterialer for utvinningen av monokarboksylsyrer av det overveiende området inntil C^g og derved av i det vesentlige mettede komponenter. Esteroljer av vegetabilsk opprinnelse på basis av olefinisk enkelt- og eventuelt flerumettede karboksylsyrer av området på ci6-24 er eksempelvis palmekjerneolje, jordnøttolje, rizinusolje, solsikkeolje og spesielt rapsolje. Fettsyrer av denne typen trenger for selektiv a-sulfonering vanligvis først en hydrering. Men også på syntetisk vei utvunnede rettkjedede og/eller forgrenede karboksylsyer, som f.eks. fremstilles ved oksydasjon fra primært utvunnede syntesealko-holer av typen oksoalkoholer og/eller Ziegler-alkoholer, er brukbare komponenter for utvinningen av di-saltene og dermed for deres anvendelse ifølge oppfinnelsen som emulgatorer for spesielt boreslam.

Di-saltene av den ved oppfinnelsen omhandlede typen dannes ved syntesen i praktiske fremgangsmåter som regel som alkalisalt og derved spesielt i form av natrium-di-saltene. De ifølge oppfinnelsen spesielt viktige di-saltene av flerverdige kationer og spesielt de tilsvarende jordalkali-di-saltene kan utvinnes fra de frie syrene og/eller ved i og for seg kjent omsetning av natriumsaltene med tilsvarende jordalkaliforbindelser. Derved er det mulig å fremstille de tilsvarende di-saltene av flerverdige kationer i adskilt reaksjon og anvende disse som på forhånd dannede tungt oppløselig di-salter, eksempelvis i boreslam. Det har riktignok vist seg spesielt fordelaktig å utnytte muligheten for in-situ-dannelse av slike di-salter av flerverdige kationer. Dette tydeliggjøres ved hjelp av det følgende eksempelet: Den vandige dispergerte fasen i oljebaserte boreslam av invert-typen inneholder ved praktisk anvendelse oppløste salter, spesielt kalsiumsalter som kalsiumklorid. Dersom slike vandige faser inneholdende oppløste jordalkalisalter anvendes ved oppbygning av invert-emulsjone, så oppstår ved in-situ-utfelling de tilsvarende jordalkalisaltene av de a-sulfonerte fettsyrene også når disse emulgatorkomponentene først anvendes i form av deres natriumsalter. På denne måten muliggjøres ikke bare en spesielt økonomisk virkeliggjørelse av læren ifølge oppfinnelsen, det har vist seg at ved en slik in-situ-dannelse av de spesielt som vann/olje-emulgator-virksomme jordalkali-di-saltene er reologisk meget stabile invert-emulsjoner tilgjengelige. Nettopp i det her angitte tilfellet av en slik saltutbyttingsreaksjon tydeliggjøres at også kalium-di-saltene kan ha spesiell betydning som anvendelsesmateriale: Ved om-saltdannelse i den sist omtalte forstand oppstår ved siden av de som vann/olje-emulgator-virksomme kalsium-di-saltene, kaliumkloridet som går over i den vandige dispergerte fasen og her en kjent, foretrukket bestanddel for inhibering av vannsvellbare leirer innenfor rammen av åpning av geologiske forekomster.

Emulgatorene på di-saltbasis anvendes i en foretrukket utførelsesform som de vesentlige emulsjonstype-dannede og emulsjons-stabiliserende komponentene. Læren ifølge oppfinnelsen omfatter riktignok også blandsystemer, hvori di-saltene kommer til anvendelse sammen med andre emulgatorkomponenter. Fortrinnsvis er disse andre emulgatorene på sin side økologisk godtagbare, det skal i denne forbindelse f.eks. vises til den eldre DE-søknad 40 03 028 av søkeren, hvori det beskrives utvalgte emulgatorer på eterbasis for oljebaserte invert-emulsjoner. Et annet eksempel på egnede ko-emulgatorer er de i den parallelle søknaden P924724 beskrevede overflateaktive alkylglykosidforbindelsene.

Spesielt egnede ko-emulgatorer kan salter - spesielt tilsvarende salter - av fettsyrer av naturlig og/eller syntetisk opphav være. På økomisk måte oppnås tilsvarende emulgatorblandinger for eksempel tilsvarende den innledningsvis omtalte GB-PS 1 338 935 ved en bare partiell omsetning av f ettsyreutgangsmateriale til oc-sulfonert reaksjonsprodukt. Oppfinnelsen omfatter imidlertid også tilblandingen av hvilke som helst fettsyrer henholdsvis fettsyresalter som ko-emulgator til de aktuelle virkestoff-blandingene, hvorved her spesielt også medanvendelsen av umettede, rettkjedede og/eller forgrenede fettsyrer har vist seg problemløs.

Dersom slike emulgatorblandinger anvendes, så utgjør i de foretrukne utførelsesformene av oppfinnelsen, di-saltene minst ca. 10 vekt-#, minst ca. 50 vekt-# av det aktuelle emulgatorsystemet.

Di-saltene kan finne anvendelse i menger på ca. 0,1 til 10 vekt-#, beregnet på basis av summen av de fluide fasene vann og olje. Foretrukne mengder ligger i området fra ca. 0,5 til 5 vekt-# av emulgatorene, hvorved området fra ca. 1 til 3 vekt-$ av emulgatoren - igjen på basis av summen av vann + olje - tilkommer spesiell betydning.

En spesiell lettelse for den industrielle fremstillingen av emulgatorene ifølge oppfinnelsen ligger i at man kan gi avkall på blekingen av de primært dannede reaksjonsproduk-tene, som ifølge, den publiserte teknikkens stana vedrørende fremstilling av denne emulgatorklassen anses som vesentlig fremgangsmåtetrinn. Fremstill ingsfremgangsmåten for virke-stof f blandingene inneholdende di-salter i oppfinnelsens forstand kan følgelig innskrenkes til fremgangsmåtetrinnene med sulfonering og saltdannelse. Reaksjonsråproduktet kan umiddelbart tilføres til den tekniske utnyttelsen.

I den innledningsvis spesielt angitte foretrukne utførelses-formen dannes de aktuelle oljefasene ved de i de siterte eldre søknadene fra søkeren omtalte økologisk godtagbare esteroljene, oleofile alkoholene og/eller eterene. Under anvendelse av disse midlene vedrører oppfinnelsen følgelig de i området fra 5 til 20°C fluide og pumpbare behandlingsmid-lene for borehull, spesielt boreslam på basis av

enten en kontinuerlig oljefase, spesielt i blanding med en

dispergert vandig fase (vann/olje-invert-type)

eller en dispergert oljefase i en kontinuerlig vandig fase

(olje/vann-emulsjonstype).

Som nevnt innledningsvis angår oppfinnelsen også invert-boreslam som er egnet for en miljøvennlig åpning av geologiske forekomster og i en kontinuerlig oljefase inneholder en dispergert vandig fase sammen med emulgatorer og vanlige ytterligere hjelpestoffer, eksempelvis fortykningsmidler, fluidtapsadditiver, ballastmidler, vannoppløselige salter og alkalireserver, bg disse slam karakteriseres ved at de sammen med en økologisk godtagbar kontinuerlig oljefase inneholder overflateaktive di-salter av generell formel (I) spesielt av vann/olje-type som emulgator henholdsvis emulgatorbestanddel.

De økologisk forenlige oljene henholdsvis oljefasene dekker med hensyn på deres mulige fysikalske beskaffenhet, et bredt område. Oppfinnelsen omfatter på den ene siden oljefaser som også ved lavere temperaturer er fluide og pumpbare. Her ligger spesielt representanter som er egnet for fremstillingen av vann/olje-emulsjoner. Men også høyviskøse til faste oljefaser henholdsvis materialer av denne typen kan medanvendes innenfor rammen av oppfinnelsens lære. Det vises f.eks. til følgende betraktninger: For vannbaserte olje/vann-emulsjonsslam er en høy bevegelig-het av den dispergerte oljefasen ikke påkrevet, eventuelt sågar ikke en gang ønsket. F.eks. for sikring av gode smøre-egenskaper kan forholdsvis viskøst innstilt oljefaser være fordelaktige. En annen mulighet for anvendelse av høyviskøse eller sågar faste økologisk forenlige oljefaser er gitt når de i ethvert tilfelle i ferdigprodukt foreliggende oljefaser bare delvis er dannet av disse høyviskøse til faste representantene for nedbrytbare estere, alkoholer og/eller etere, som på sin side er blandet med forholdsvis tynnflytende oljer av denne typen.

For alle oljefaser henholdsvis oljeblandfaser som anvendes ifølge oppfinnelsen gjelder imidlertid enhetlig at flamme-punkter på minst ca. 100°C og fortrinnsvis flammépunkter over ca. 135°C er påkrevet i drift av sikkerhetsgrunner. Verdier som ligger tydelig over dette, spesielt slike over 150°C, kan være spesielt hensiktsmessige. Enhetlig gjelder videre for de forskjellige potensielt hydrolyse-utsatte oljefasene, som kan anvendes innenfor oppfinnelsens rammer, at kravet til økologisk godtagbarhet ikke bare gjelder for utgangsforbind-elsen, altså eksempelvis for den i ethvert tilfelle valgte esteroljen eller blandingen av esteroljer, men også at det ved en partiell forsåpning ved praktisk anvendelse ikke utløses noen toksikologisk og spesielt ingen inhalasjons-toksikologisk fare. Det er innenfor rammen av de nevnte eldre søknadene skildret utførlig at her spesielt de forskjellige representantene for esteroljer berøres, hvorved her igjen monofunksjonelle alkoholer fra esterdannelsen tilkommer spesiell betydning. Monofunksjonelle alkoholer er sammenlignet med polyfunksjonelle alkoholer i de lavere leddene høyflyktige, slik at det ved en partialhydrolyse her kan opptre sekundær fare. Foretrukket er følgelig i klassene av forskjellige esteroljer medanvendte monofunksjonelle alkoholer henholdsvis de tilsvarende restene av disse alkoholene valgt på en slik måte at de i molekylet har minst 6 C-atomer, fortrinnsvis minst 8 C-atomer.

For invert-borespylemidler av den ifølge oppfinnelsen aktuelle typen gjelder uavhengig av den bestemte beskaffenheten for den lukkede oljefasen at de i foretrukne utførelsesformer oppviser en plastisk viskositet (PV) i området fra ca. 10 til 60 mPas og en flytgrense (Yield Point YP) i området fra 5 til 40 lb/100 ft<2> (0,244 til 1,95 kg/m2 ) - alt bestemt ved 50°C.

Som økologisk godtagbar og ved lavere temperaturer godt fluid oljefase har spesielt esteroljene av monokarboksylsyrer vist seg, som i en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er avledet fra minst en av de etterfølgende underklassene: a) Estere av C^_5-monokarboksylsyrer og en- og/eller flerfunksjonene alkoholer, hvorved restene fra en-verdige alkoholer oppviser minst 6, fortrinnsvis minst 8 C-atomer og de flerverdige alkoholene har fortrinnsvis 2 til 6 C-atomer i molekylet,

b) Estere av monokarboksylsyrer av syntetisk og/eller naturlig opphav med 6 til 16 C-atomer, spesielt estere av

tilsvarende alifatisk mettede monokarboksylsyrer og en-og/eller flerfunksjonene alkoholer av den under a) nevnte

typen,

c) Estere av olefiniske en- og/eller flerumettede monokarboksylsyrer med minst 16, spesielt 16 til 24 C-atomer og

spesielt monofunksjonelle rettkjedede og/eller forgrenede alkoholer.

Utgangsmaterialer for utvinningen av tallrike monokarboksylsyrer som faller i disse underklassene, spesielt med høyere karbonantall, er vegetabilske og/eller animalske oljer. Nevnes skal kokosolje, palmekjerneolje og/eller "babassuolje, spesielt som anvendelsesmaterialer for utvinningen av monokarboksylsyrer av det overveiende området inntil C±q og av i det vesentlige mettede komponenter. Vegetabilske esteroljer, spesielt for olefinsk en- og eventuelt flerumettede karboksylsyrer av området på Cifc_24 er eksempelvis palmeolje, jordnøttolje, rizinusolje, solsikkeolje og spesielt rapsolje. Men også syntetisk utvunnede komponenter er så vel på karboksylsyresiden og også på siden av alkoholer viktige strukturelementer for de økologisk godtagbare oljefasene.

Invert-boreslam inneholder vanligvis sammen med den lukkede oljefasen, den findispergerte vandige fasen i mengder fra ca. 5 til 50 vekt-#. I vannbaserte emulsjonsslam foreligger den dispergerte oljefasen vanligvis i mengder fra minst ca. 1 til 2 vekt-#, ofte i mengder på minst ca. 5 vekt-# ved en øvre grense for oljeandelen på ca. 40 til 50 vekt-# - vekt-#, alt angitt på basis av summen av de ubelastede flytende andelene olje/vann.

Ved siden av vanninnholdet kommer alle for sammenlignbare spylemiddeltyper vanlige additiver i betraktning. Disse additivene kan være vannoppløselige, oljeoppløselige og/eller vann- henholdsvis oljedispergerbar.

Vanlige additiver er ved siden av emulgatorene som er definert i oppfinnelsen f.eks. fluidtapsadditiver, struktur-viskositet-oppbyggende, oppløselige og/eller uoppløselige stoffer, alkalireserver, midler for inhibering av den uønskede vannutvekslingen mellom utborede formasjoner - f. eks. vann-svellbare leirer og/eller saltsjikt - og den for eksempel vannbaserte spylevæsken, fuktemidler for forbedret påtrekking av den emulgerte oljefasen på faststoffoverflåt-ene , f. eks. for forbedring av smørevirkningen, men også for forbedring av den oleofile lukningen av frilagte bergarts-formasjoner, henholdsvis bergartsflater, biocider, f.eks. for hemming av det bakterielle angrepet på olje/vann-emulsjoner og lignende. Enkeltvis skal det her vises til den aktuelle teknikkens stand, som f. eks. er utførlig beskrevet i den innledningsvis omtalte faglitteraturen, se spesielt Gray og Darley, aao., kapittel 11, "Drilling Fluid Components". Bare utdragsvis skal følgelig siteres: Findispergerte tilsetningsstoffer for forhøyelse av spyle-middeldensiteten: Meget utbredt er bariumsulfat (barytt), men også kalsiumkarbonat (kalcitt) eller blandkarbonatet av kalsium og magnesium (dolomitt) finner anvendelse.

Midler for oppbygning av strukturviskositeten, som samtidig også virker som fluidtapsadditiver: I første rekke må her nevnes bentonitt henholdsvis hydrofobert bentonitt. For saltvannsspylemidler tilkommer andre sammenlignbare leirer, spesielt attapulgit og sepiolitt i praksis betraktelig betydning.

Også medanvendelsen av organiske polymerforbindelser av naturlig og/eller syntetisk opprinnelsen kan ha betraktelig betydning i denne sammenheng. Nevnes skal her spesielt stivelser eller kjemisk modifiserte stivelser, cellulosederi-vater som karboksymetylcellulose, guargummi, xantangummi eller også rent syntetiske vannoppløselige og/eller vanndis-pergerbare polymerforbindelser, spesielt av typen høymolekyl-ære polyakrylamidforbindelser med eller uten anionisk henholdsvis kationisk modifikasjon.

Fortynnere for viskositetsregulering: De såkalte fortynnerne kan være av organisk eller uorganisk natur, eksempler på organiske fortynnere er tanniner og/eller "Quebracho"-ekstrakt. Ytterligere eksempler på dette er lignitt og lignittderivater, spesielt lignosulfonater. Som riktignok nevnt tidligere, blir det i en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen gitt avkall på medanvendelse av toksiske komponenter nettopp på dette punktet, hvorved her i første rekke de tilsvarende saltene med toksiske tungmetaller som krom og/eller kobber skal nevnes. Et ,eksempel på uorganiske fortynningsmidler er polyfosfatforbindelser.

Tilsetningsstoffer som inhiberer den uønskede vannutvekslingen med f.eks. leirer: I betraktning kommer her de fra teknikkens stand vedrørende olje- og vannbaserte boreslam kjente tilsetningsstoffene. Spesielt dreier det seg herved om halogenider og/eller karbonater av alkali- og/eller jordalkalimetaller, hvorved tilsvarende kaliumsalter, eventuelt i kombinasjon med kalk, kan tilkomme spesiell betydning.

Det skal f. eks. vises til den tilsvarende publikasjonen i "Petroleum Engineer International", september 1987, 32-40 og "World Oil", november 1983, 93-97.

Alkalireserver: I betraktning kommer her uorganiske og/eller organiske baser som er avstemt etter den samlede oppførselen av spylemidlet, spesielt tilsvarende basiske salter henholdsvis hydroksyder av alkali- og /eller jordalkalimetaller samt organiske baser. Typen og mengden av disse basiske komponentene er derved på kjent måte valgt og avstemt i forhold til hverandre slik at behandlingsmidlet for borehull er innstilt på en pH-verdi i området fra tilnærmet nøytral til svakt basisk, spesielt til området fra ca. 7,5 til 11.

Mengden av de i ethvert tilfelle anvendte hjelpe- og tilsetningsstoffene beveger seg prinsipielt innenfor vanlige rammer, og kan derved finnes i den siterte, relevante 1itteraturen.

Eksempler

I de følgende eksemplene 1 og 2 sammenstilles, under opprett-holdelse av en standardsammensetning for olje-baserte borespylesystemer av vann/olje-typen, tilsvarende borespylesystemer, hvorved den lukkede oljefasen i ethvert tilfelle er dannet ved en utvalgt oleofil karboksylsyreester av den etterfølgende definisjonen: Esterblandinger av i det vesentlige mettede fettsyrer på basis av palmekjerne og 2-etylheksanol, som i overveiende del går tilbake til C^/^-fettsyrer °g som tilsvarer følgende spesifikasjon:

C8: 3,5 til 4,5 vekt-56

C10: 3,5 til 4,5 vekt-#

C12: 65 til 70 vekt-#

C14: 20 til 24 vekt-#

Ci£,: ca. 2 vekt-5^

C18: 0,3 til 1 vekt-#

Esterblandingen foreligger som klart gul væske med et flammepunkt over 165°C og en viskositet (Brookfield 20°C) på 7 til 9 cP.

På ikke-aldret og på aldret materiale bestemmes karakter-istiske viskositetsverdier som følger: Måling av viskositeten ved 50°C i et Fann-35-viskosimeter fra firmaet Baroid Drilling Fluids Inc. På i og for seg kjent måte bestemmes den plastiske viskositeten (PV), flytgrensen (YP) samt gelstyrken (lb/100 ft<2> - kg/m<2>) etter 10 sekunder og 10 minutter. I eksempel 1 bestemmes dessuten fluidtaps-verdien (HTHP).

Av det aktuelle borespylemidlet foretas ved behandling i tidsrommet på 16 timer ved 125°C i autoklav - i såkalt rulleovn.

Borespylesystemene sammensettes i henhold til den følgende grunnsammensetningen på i og for seg kjent måte:

Emulgatoren på di-saltbasis innføres som C^^.^g-sulfofettsyre-di-natriumsalt, omdannes imidlertid ved oppberedningen av borespylesystemet ved tilsetning av kalsiumklorid til det tilsvarende kalsiumsaltet.

I de følgende tabellene til eksemplene 1 og 2 er de karakter-istiske data bestemt for aldret og ikke-aldret materiale angitt sammenfattende.

Eksempel 1

HTHP 5 ml

Eksempel 2

Claims (14)

1. Anvendelse av overflateaktive a-sulfofettsyre-di-salter (di-salter) med formelen hvori R betyr lineær og/eller forgrenet alkyl med minst 4 C-atomer, fortrinnsvis med 6 til 22 C-atomer, og M betyr like eller forskjellige kationer fra alkali, jordalkali (M/2) og/eller aluminium (M/3), som økologisk forenlige emulgatorer av vann/olje-type henholdsvis olje/vann-type i fluide og pumpbare boreslam eller andre fluide behandlingsmidler for borehull, som sammen med en vandig fase oppviser en kontinuerlig eller dispergert oljefase med forhøyet miljøforenlighet og spesielt biologisk nedbrytbarhet og som er egnet for miljøskånende åpning av biologiske forekomster, spsielt av jordolje- henholdsvis jordgassforekomster.

2. Anvendelse ifølge krav 1, for stabiliseringen av vann/olje-emulsjoner med kontinuerlig oljefase, av di-salter, spesielt slike av kalsium og/eller magnesium, som i det minste andelsvis og fortrinnsvis overveiende oppviser rester R fra den generelle formel (I) med minst 10 C-atomer, fortrinnsvis med 10 til 16 C-atomer, og for stabiliseringen av olje/vann-emulsjoner med kontinuerlig vandig fase, fortrinnsvis av alkalimetall-di-salter, spesielt av natrium-di-salter.

3- . Anvendelse ifølge kravene 1 og 2 av di-saltene som den i det minste overveiende emulgatorandelen, men imidlertid også sammen med andre, spesielt biologisk godtagbare vann/olje-henholdsvis olje/vann-emulgatorer, hvorved spesielt de tilsvarende saltene av ikke-sulfonerte fettsyrer kan medanvendes som ko-emulgatorer.

4. Anvendelse ifølge kravene 1 til 3 av di-saltene i mengder på 0,1 til 10 vekt-#, fortrinnsvis på 0,5 til 5 vekt-# og spesielt i mengder på 1 til 3 vekt-#, hvor vekt-# i ethvert tilfelle bygger på summen av vann og olje.

5. Anvendelse ifølge kravene 1 til 4 av emulgatorene på di-anvendes sammen med økologisk godtagbare oljefaser, hvorved her esteroljer av monokarboksylsyrer og/eller polykarboksylsyrer med 1- og/eller flerfunksjonene alkoholer, tilsvarende esteroljer av karbonsyre, oleolfile alkoholer og/eller tilsvarende etere er foretrukne oljefaser og derved spesielt utvelges på en slik måte at det ved praktisk anvendelse også under partiell esterforsåpning ikke utløses toksikologiske, spesielt ikke inhalasjons-toksikologiske farer.

6. Anvendelse ifølge kravene 1 til 5 av di-saltene sammen med oljefaser henholdsvis oljeblandfaser som oppviser flamme-punkter på minst 100°C, fortrinnsvis over 135°C.

7. Anvendelse ifølge kravene 1 til 6 av emulgatorene på di-saltbasis i fluide og pumpbare invertsystemer med kontinuerlig oljefase som oppviser størkningsverdier (flyt- og størknepunkt) under 0°C, fortrinnsvis under -5°C og derved i temperaturområdet fra 0 til 5°C har en Brookfield(RVT)-viskositet ikke over 55 mPas, fortrinnsvis ikke over 45 mPas, mens ved anvendelse av emulgatorene i olje/vann-emulsjoner den dispergerte oljefasen ved 20°C kan ha en Brookfield(RVT)-viskositet på ca. 3 mio. mPas, fortrinnsvis inntil 1 mio. mPas.

8. Anvendelse ifølge kravene 1 til 7 av de økologisk ubetenke-lige di-saltemulgatorer av vann/olje-type sammen med en oljefase som i det minste andelsvis inneholder esteroljer av monokarboksylsyrer fra minst en av de etterfølgende underklassene : a) Estere av C^_5-monokarboksylsyrer og en- og/eller flerfunksjonene alkoholer, hvorved rester av en-verdige alkoholer oppviser minst 6, fortrinnsvis minst 8 C-atomer og de flerverdige alkoholene fortrinnsvis har 2 til 6 C-atomer i molekylet, b) Estere av monokarboksylsyrer av syntetisk og/eller naturlig opphav med 6 til 16 C-atomer, spesielt estere av tilsvarende alifatisk mettede monokarboksylsyrer og en-og/eller flerfunksjonene alkoholer av den under a) nevnte typen, c) Estere av olefinisk en- og/eller flerumettede monokarboksylsyrer med minst 16, spesielt 16 til 24 C-atomer og spesielt monofunksjonelle rettkjedede og/eller forgrenede alkoholer.

9. Invert-boreslam som er egnet for en miljøvennlig utnyttelse av geologiske forekomster og i en kontinuerlig oljefase inneholder en dispergert vandig fase sammen med emulgatorer og vanlige ytterligere hjelpestoffer, f.eks. fortykningsmidler, fluidtapsadditiver, ballastmidler, vannoppløselige salter og alkalireserver, karakterisert ved at de sammen med en økologisk godtagbar kontinuerlig oljefase inneholder overflateaktive di-salter av generell formel (I), spesielt av vann/olje-type som emulgator henholdsvis emulgatorbestanddel.

10. Invert-boreslam ifølge krav 9, karakterisert ved at de som økologisk forenlig, kontinuerlig oljefase inneholder esteroljer, oleofile alkoholer og/eller tilsvarende etere.

11. Invert-boreslam ifølge kravene 9 og 10, karakterisert ved at de oppviser en plastisk viskositet (PV) i området fra 10 til 60 mPas og en flytgrense (Yield Point YP) i området fra 5 til 40 lb/100 ft<2> (0,244 til 1,95 kg/cm2 ) - alt bestemt ved 50"C.

12. Invert-boreslam ifølge kravene 9 til 11,karakter! s-e r t ved at esteroljene ved medanvendelse av esteroljer i den kontinuerlige oljefasen, spesielt tilsvarende estere av monokarboksylsyrer, av polykarboksylsyrer og/eller karbonsyre, utgjør minst en tredjedel, fortrinnsvis imidlertid den overveiende andelen av denne økologisk forenlige oljefasen.

13. Invert-boreslam ifølge kravene 9 til 12, karakterisert ved at den disperse vannandelen utgjør 5 til 50 vekt-#, fortrinnsvis 10 til 30 vekt-56, og spesielt inneholder oppløste salter av typen CaClg og/eller KC1.

14. Invert-boreslam ifølge kravene 10 til 14, karakterisert vedat oljefasen av invert-slammet i temperaturområdet fra 0 til 5°C oppviser en Brookfield(RVT)-viskositet under 50 mPas, fortrinnsvis ikke over 40 mPas.