NO315565B2 - Brønnvæske - Google Patents

Brønnvæske Download PDF

Info

Publication number
NO315565B2
NO315565B2 NO20011787A NO20011787A NO315565B2 NO 315565 B2 NO315565 B2 NO 315565B2 NO 20011787 A NO20011787 A NO 20011787A NO 20011787 A NO20011787 A NO 20011787A NO 315565 B2 NO315565 B2 NO 315565B2
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
oil
well fluid
salt solution
weight
emulsifier
Prior art date
Application number
NO20011787A
Other languages
English (en)
Other versions
NO315565B1 (no
NO20011787D0 (no
NO20011787L (no
Inventor
Odd Palmgren
Torstein Obrestad
Aslak Teigen
Original Assignee
Yara Int Asa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=19912359&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO315565(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Yara Int Asa filed Critical Yara Int Asa
Priority to NO20011787A priority Critical patent/NO315565B2/no
Publication of NO20011787D0 publication Critical patent/NO20011787D0/no
Priority to CA002448617A priority patent/CA2448617C/en
Priority to PCT/NO2002/000136 priority patent/WO2002081590A1/en
Publication of NO20011787L publication Critical patent/NO20011787L/no
Publication of NO315565B1 publication Critical patent/NO315565B1/no
Publication of NO315565B2 publication Critical patent/NO315565B2/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/32Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C09K8/36Water-in-oil emulsions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen
Denne oppfinnelsen vedrører brønnvæsker i form av en vann-i-olje emulsjon som inneholder olje, en saltløsing og emulgator og spesielt borevæsker for boring og komplettering av oljebrønner etc.
En borevæske er en væske som vanligvis består av olje og/eller vann, med forskjellige slags tilsetninger. Borevæsker brukes til å fjerne borekaks fra borehullet og bringe den til overflaten. Borevæsken bidrar også til å kontrollere trykket under overflaten og må danne et beskyttende og stabiliserende overtrekk på porøse formasjoner slik at de ikke hemmer produktiviteten av reservoaret. Produktiviteten av et oljereservoar kan påvirkes negativt hvis faste stoffer fra borevæsken trenger inn i og blokkerer strømingskanalene i formasjonen. Produktiviteten av et reservoar kan også reduseres hvis borevæskefiltratet forårsaker at leire i formasjonen absorberer vann og sveller opp.
Borevæsken pumpes gjennom en hul borestreng til borkronen og kjøler og smører borestrengen og borkronen. Væsken resirkuleres. Egenskapene til borevæsken overvåkes og justeres under boringen. Borevæsken må ha så høy tetthet at den kan kontrollere overskudd av gass- og vanntrykk i formasjonen, samtidig må den være lav nok til å tillate høyeste mulige borehastighet. På overflaten filtreres steinkaksen fra borevæsken. Borekaks produseres som avfallsmateriale.
Kjent teknikk
I dag brukes helst oljebaserte væsker for de fleste dypboringsoperasjoner på basis av følgende kriterier: borehastighet, smøreevne, formasjonens stabilitet, vedlikeholdsvennlighet og pris. Derfor er dagens boreteknikk sterkt avhengig av bruken av disse væskene som har diesel, mineraloljer, olefiner eller estere som kontinuerlig fase og halogenidløsninger som dispers fase. Borevæsken formuleres som en emulsjon for å kunne ta opp ekstra vann under boringen og saltholdigheten av vannfasen kontrolleres ved hjelp av løste salter. Det mest brukte saltet er kalsiumklorid, men natriumklorid og forskjellige andre salter forekommer også. Økonomien og beliggenheten av formasjonen bestemmer valget.
En typisk oljekontinuerlig emulsjon til bruk i boreslam og formulert med konvensjonell teknologi består av 70-80 vektprosent olje og 20-30 vektprosent saltløsning. I tillegg til olje og saltløsning inneholder emulsjonen en emulgator. En slik emulsjon har opprinnelig, før tilsetning av andre materialer, en tetthet på omtrent 0,9 kg/l. Et typisk vektstoff er bariumsulfat med tetthet 4,2. Borevæsken kan også inneholde andre tilsetninger for filtreringskontroll, reologimodifikatorer, korrosjonsinhibitorer, etc.
Lovgivningen er drivkraft for å få stans i utslipp av hydrokarboner over bord ved boring til havs, og dette innbefatter oljeforurenset kaks fra brønner som er boret med oljebasert væske. Det er streng kontroll med utslipp av oljeforurenset borekaks 1 alle sektorer av Nordsjøen.
Den uønskede kaksen kan sprøytes inn i oljebrønnen igjen som et oppmalt slam, hvis de geologiske forholdene nede i borehullet er gunstige, eller fraktes til land og behandles der for å rense den for olje før den deponeres på en fylling. Dette kan skape problemer i dårlig vær hvis kaksen ikke kan fraktes fra riggen. Konseptet er vanskelig å bruke på flytende leteboringsplattformer. I tillegg fører det økte energibehovet for transport og håndtering av kaksen til mer forurensning, noe som også gjelder for deponi på land, som vanligvis innebærer en varmeutvinnings- og forbrenningsprosess.
Fordelene som er påvist med oljebaserte væsker ved boring til havs gjelder i samme grad for landbasert drift. Deponering av avfall og kaks fra boreoperasjoner på land med oljebasert boreslam representerer imidlertid et litt annerledes problem, hvor den dominerende faktoren er miljøskadelige salter i den emulgerte saltløsningen. Hvis det brukes kalsiumklorid i saltløsningen blir det begrenset hvor mye borekaks som kan renses biologisk på et gitt areal med godt resultat. Kanadisk patent nr. 2 101 884 (Flemming) beskriver erstatning av kalsiumklorid i saltfasen med kalsiumnitrat - målet med dette er å redusere miljøproblemet når avfall blir spredt på land. Ved å erstatte klorid med nitrat forbedres også den naturlige mikrobielle nedbrytningsprosessen av den tilhørende oljen.
De diesel- og mineraloljebaserte væskene har tidligere gitt god teknisk ytelse til rimelig pris og fleksibilitet for operasjoner i Nordsjøen, og disse væskene har gradvis blitt mer miljømessig akseptable når det gjelder redusert giftighet og bedre biologisk nedbrytbarhet ved at det er innført olefiner, alkaner og estere i stedet for oljene. Utgiftene ved de oljebaserte borevæskene har imidlertid økt dramatisk ettersom operatørene har gått over til disse mer sofistikerte oljene.
Oljebaserte borevæsker som er utformet spesielt for å unngå forurensning er beskrevet for eksempel i europeisk patent 764 711 Bl og 1 029 908 Al. Patentene beskriver bruk av minimalt giftige borevæsker basert på syntetiske hydrokarboner avledet fra alfa-olefiniske monomerer. Patentkravene innbefatter borevæske-emulsjoner som inneholder opptil 70 volumprosent vannfase. Muligheten for formulering av et boreslam som inneholder så mye vannfase går ikke frem av de eksemplene som er beskrevet i patentene. De emulsjonene som inneholder mest vann av de som beskrives i disse patentene vil ha en tetthet som ikke overstiger omtrent 1,0 før tilsetting av vektstoffet.
Sammendrag av oppfinnelsen
Det er et mål for den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en ny brønnvæske, spesielt en borevæske, som kan ha de samme gunstige boreegenskapene som oljebasert slam og samtidig minimalt påvirke miljøet. Et annet mål er å fremskaffe en emulsjon av vann i olje med høy opprinnelig tetthet. Det er også et mål for den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en oljekontinuerlig borevæske som gir økonomiske fordeler på grunn av lavere esterinnhold, når ester brukes som oljefase, i forhold til saltløsningsfasen. Oljefasen er den dyreste i dette tilfellet.
Disse og andre mål med oppfinnelsen oppnås med den brønnvæsken som beskrives nedenfor. Oppfinnelsen beskrives videre og karakteriseres ved de medfølgende patentkravene.
Oppfinnelsen vedrører således altså en brønnvæske i form av en vann-i-olje emulsjon som inneholder olje, en saltløsning og emulgator hvor forholdet mellom olje og saltløsning basert på vekt er mellom 10:90 og 30:70, emulgatoren har en høy molekylvekt i området fra 500 opp til 5000 og med en HLB balanse fra 2 opp til 8, og hvor emulgatorkonsentrasjonen er 0,2-5,0 vektprosent av blandingen av olje og saltløsning, som er kjennetegnet ved at den vandige fasen er en konsentrert blanding av et nitrat eventuelt i blanding med nitritt, klorid, bromid, formiat eller blandinger av disse.
Den konsentrerte blandingen av nitratet er fortrinnsvis tilstede i en mengde fra 31.2 % til 61.2 % av vekten av saltløsning.
Emulgatorkonsentrasjonen er fortrinnsvis 0,4-3,0 vektprosent av blandingen av olje og saltløsning.
Det foretrekkes å bruke emulgatorer som er derivater av polyisobutenylravsyreanhydrid, eller en polyalkylenglykol hvor den hydrofobe delen består av en stor oligomer av alfa-olefiner og den hydrofile delen er en polyetylenglykolsekvens.
Det laveste forholdet mellom olje og saltløsning er fortrinnsvis 15:85.
Fortrinnsvis er den vandige fasen en konsentrert løsning av en nitratforbindelse valgt fra gruppen bestående av alkalimetall-, jordalkalimetall- eller ammonium-nitrater, og hydrater, komplekser eller blandinger av disse.
Oljefasen er en væske basert på mineralolje, en olefin, et alkan eller en ester. Det foretrekkes å bruke en ester av langkjedede fettsyrer. Væsken kan i tillegg inneholde passende fuktemidler, viskositetsregulerende midler, vektmaterialer og filtertapsadditiver, som anvendes for å oppnå ønskede egenskaper med hensyn til stabilitet, reologi, filtertapskontroll, tetthet osv.
Spesielt foretrukket er en brønnvæske som inneholder en ester av en langkjedet fettsyre, en konsentrert løsning av nitratforbindelser eller blandinger av nitrat, klorid eller bromid, 0,4-3,0 vekt % av en emulgator, og hvor vektforholdet mellom olje og saltløsning er mellom 20:80 og 30:70 og hvor væsken hvis nødvendig, inneholder passende fuktemidler, viskositetsregulerende midler, vektmaterialer og filtertapsadditiver.
Ved å innføre en emulgator av den spesifiserte typen kan man lage stabile oljekontinuerlige emulsjoner med lavt oljeinnhold, hvor blandehastigheten ikke er så kritisk, fortrinnsvis kombinert med bruk av en ester som kontinuerlig fase og en nitratløsning som dispers fase.
Ved bruk av denne borevæskeformuleringen til havs ventes det at mengden av olje som slippes ut i sjøen blir tilstrekkelig mye lavere til at det muliggjør en god biologisk nedbrytning av oljen på havbunnen. Nærværet av nitrat vil ytterligere begunstige den biologiske nedbrytningen av oljen under anaerobe denitreringsforhold.
Det er også mulig å fremskaffe en oljekontinuerlig borevæske som gir økonomiske fordeler ved reduksjon av esterinnholdet, når ester brukes som oljefase, i forhold til saltfasen, siden oljefasen er den dyreste i dette tilfellet. Dette bør gjelde for saltløsninger som inneholder klorider, bromider og nitrater og blandinger av disse. Formiater kan også brukes.
Det er også viktig at det er mulig å produsere emulsjoner av vann i olje med høy initialtetthet for bruk som borevæske. Typisk vil tettheten for en slik emulsjon være 1,25-1,35 eller enda høyere. I en slik borevæske vil behovet for tilsetning av vektstoffer være mindre enn vanlig. Borehastigheten er når alle andre faktorer er like en funksjon av innholdet av faste stoffer i væsken og den plastiske viskositeten. Den foreslåtte formuleringen bør gi en forbedret borehastighet på grunn av det lavere faststoffinnholdet. Problemer med baryttslagg vil bli mindre. Dette bør representere en betydelig forbedring i forhold til dagens teknikk også hvis det brukes diesel eller mineralolje.
Kalsiumnitratbaserte løsninger har i noen tid vært vurdert for bruk som borevæsker. På grunn av tendensen til å danne til stresskorrosjonssprekker (stress corrosion cracking, SCC) på karbonstål (ulegert stål) har man nølt med å ta i bruk slike løsninger. Ved bruk av en oljekontinuerlig emulsjon vil ståloverflaten fuktes av oljen og ikke av vannfasen. Nitratet vil ikke være i kontakt med overflaten.
Emulgeringsteknikken som gjør det mulig å fremstille stabile oljekontinuerlige emulsjoner med lavt oljeinnhold vil kunne brukes på sammensetninger som inneholder dieseloljer, mineraloljer, olefiner eller estere og et bredt spektrum av saltløsningssammensetninger. Det viktige poenget er å bruke en overflateaktiv substans som har en høy affinitet med hensyn til olje-vann-overgangen og er lite mobil i overgangen. En mer stabil emulsjon vil være resultatet. Det finnes en rekke emulgatorer med høy molekylvekt og med riktig hydrofil-lipofil-balanse (HLB) som kan brukes.
Beskrivelse av den foretrukne utførelsen
De emulgatorene som foretrekkes for dette formålet har høy molekylvekt - i området fra 500 til 5000 - og de vil ha en HLB-verdi som ligger i området fra 2 opp til omtrent 8. Den hydrofobe delen av en slik emulgator vil oppta et større volum enn den hydrofile delen. Dette gir en foretrukket kurvatur av olje-vann-overgangen som er konveks mot oljefasen og emulgatoren vil derfor egne seg for å stabilisere emulsjoner av vann i olje.
Eksempler på emulgatorer som egner seg for dette formålet er polyalkylenglykoler av forskjellig sammensetning og derivater av polyisobutenylravsyreanhydrid. Den hydrofobe delen av disse emulgatorene består enten av en voluminøs oligomer av alfa-olefiner eller en ganske lang polyisobutenylsekvens. Den hydrofile delen vil enten være en polyetylenglykolsekvens eller et ravsyrederivat.
Andre typer komplekse emulgatorer med høy molekylvekt kan brukes for det beskrevne formålet, såfremt de har en hydrofil-lipofilbalanse som egner seg for å stabilisere emulsjoner av vann i olje. Polyglyserolestere av forskjellig slag, f.eks. estere med interforestret ricinolsyre, eller estere av dimerisert soyabønneolje vil gi stabile emulsjoner. Det kritiske punktet kan være varmestabiliteten av disse emulgatorene.
Det kan lages oljekontinuerlige emulsjoner av høy stabilitet og høy tetthet som inneholder så lite som 6 vektprosent olje, d.v.s. et vektforhold mellom olje og saltløsing på 6:94. Vannfasen er en konsentrert løsning av nitrat, klorid, bromid eller formiat, eller blandinger av disse. Til bruk i en borevæskeformulering vil en emulsjon av vann i olje ha et forhold mellom olje og saltløsning på mellom 10:90 og 30:70, fortrinnsvis mellom 15:85 og 30:70. Konsentrasjonen av emulgator vil være 0,2-5,0 vektprosent, fortrinnsvis 0,4-3,0 vektprosent av blandingen av olje og saltløsning.
De følgende eksemplene er tatt med for å illustrere oppfinnelsen. Egenskapene for de forskjellige oljetypene som brukes i eksemplene er oppført i tabell 1 nedenfor:
EKSEMPEL 1. Til sammenlikningsformål
For å danne grunnlag for en sammenlikning ble det formulert en vanlig oljebasert borevæske på en emulsjon hvor vektforholdet mellom olje og saltløsning var omtrent 70:30. Borevæsken hadde følgende sammensetning: 286 g basisolje, 12 + 6 g av emulgatorene Versavert PE og Versavert SE, 116 g av en kalsiumkloirdløsning med tetthet 1,18, 2 g Versavert F, 4 g Versamod og 8 g Bentone 128. Emulgator-blandingen ble løst i oljen ved omrøring i lav hastighet. Deretter ble emulsjonen laget til ved romtemperatur i et 1000 ml begerglass med en turbo-mikser på 2000 rpm. Den totale blandetiden var omtrent 12 minutter.
Denne borevæsken inneholder 49,5 vektprosent av vektstoffet (bariumsulfat).
Tettheten av emulsjonen var 0,89 målt ved 20°C (IA). Viskositeten, målt på et Bohlin CS Rheometer, var psevdoplastisk. Viskositeten sank fra omtrent 120 til 25 mPas ettersom skjærhastigheten ble økt fra 10 til 100 sek"<1> ved 50°C. Etter tilsetning av 13 g kalk og 438 g bariumsulfat var tettheten av borevæsken 1,50 ved 20°C (IB). Viskositeten ved 50°C var psevdoplastisk fra omtrent 250 til 60 mPas ved skjærhastigheter på 10-100 sek"<1>. Lagringsstabiliteten for borevæsken ble evaluert på grunnlag av hvor mye olje som skilte seg ut på overflaten av blandingen ved 20 og 80°C og er fremstilt i tabell 2:
Tabell 3 viser egenskapene for borevæsken målt på et Fann Rheometer ved 80°C:
EKSEMPEL 2. Emulsjon med lavt oljeinnhold og forskjellige emulgatorer Det ble laget en serie prøver med lavt oljeinnhold for å illustrere forskjellen i emulsjonsstabilitet med forskjellige emulgatorer. Prøvene ble laget med et vektforhold mellom olje og saltløsning på 40:60 og 20:80. Oljen som ble brukt i dette eksempelet var en isopropylester med svært langkjedede fettsyrer (Jafa-ester 2000 DF) mens vannfasen var en blandet nitratløsning med tetthet 1,61. Emulsjonen ble laget til ved romtemperatur i et 1000 ml begerglass ved å bruke en turbo-mikser på 1100 rpm i 3 minutter til å dispergere saltløsningen i oljefasen. Emulgatorer med "lav molekylvekt" er Versavert PE-SE og Span 80. Molekylvekten for de 3 andre emulgatorene som ble brukt i prøve nr. 2.5, 2.6 og 2.7 ligger i området 2000-4000 og er alle illustrert i tabell 4.
Undersøkelse 1 time etter blanding:
Olje/vann-forhold 40:60: Det skilte seg forholdsvis raskt ut olje på overflaten av prøve nr. 3.1-2.4 (40:60). Emulsjonene er ikke stabile nok for viskositetsmåling. Prøve nr. 2.5-2.7 (40:60) var mer stabile. Viskositeten av emulsjonene som ble målt ved 50°C med et Bohlin CS Rheometer var newtonsk og omtrent 30 mPas ved skjærhastigheter på 10-100 sek"<1>.
Olje/vann-forhold 20:80: Prøve nr. 2.1-2.4 (20:80) var ustabile, men det kunne gjøres en måling av viskositeten like etter blandingen. Viskositeten for disse emulsjonene var psevdoplastisk-. Viskositeten sank fra omtrent 3000 til omtrent 500 mPas da skjærhastigheten ble økt fra 10 til 1000 sek"<1> ved 50°C. Prøve nr. 2.5-2.7 (20:80) var mye mer stabile. Viskositeten ved 50°C ble funnet å være psevdoplastisk fra 250 til 100 mPas ved skjærhastigheter på 10-100 sek"<1>.
Ytterligere lagring av prøvene med olje/vann-forhold 20:80:
Prøve 2.1-2.4 (20:80): Nesten all oljen skilte seg ut fra emulsjonene noen timer etter blandingen. Emulsjonene som var igjen på bunnen av disse prøvene var geléaktige og vanskelige å blande med overskuddsoljen.
Prøve 2.5-2.6 (20:80): Emulsjonene var fortsatt i god stand etter 1 dags lagring ved romtemperatur. Bare en liten fraksjon av oljen skilte seg ut på overflaten av emulsjonene. En noe større andel av oljen skilte seg ut (på grunn av lavere viskositet) ved 80°C. Oljen kunne lett dispergeres igjen. Mer olje vil skille seg ut ved lengre tids lagring. Denne prosessen vil gå raskere jo høyere temperaturen er.
Prøve 2.7 (20:80): Emulsjonen var stabil ved romtemperatur, men ikke ved 80°C. Emulsjonen vil etter noen dager ved 80°C bli brutt ned fullstendig til atskilte olje-og vannfaser. Grunnen til dette er den lave varmetoleransen for emulgatoren som brukes i dette tilfellet (en polyglyserolester).
Tettheten av prøve 2.5-2.7 (20:80) var omtrent 1,37 ved 20°C.
EKSEMPEL 3. Emulsjoner med lavt oljeinnhold hvor oljekonsentrasjonen varieres
Det ble laget en serie prøver med lavt oljeinnhold. Prøvene ble fremstilt med et vektforhold mellom olje og saltløsning på 6:94 til 22:78. Oljen som ble brukt i disse prøvene var en teknisk hvitolje (Bayol 85) og vannfasen var en kalsiumnitratløsning med tetthet 1,52. Emulsjonene ble laget til ved 80°C i et 1000 ml begerglass ved å bruke en turbo-mikser på 1100 rpm i 3 minutter til å dispergere saltløsningen i oljefasen. Emulgatoren som ble brukt var Mobilad C 267, et polyisobutenylravsyrederivat med molekylvekt i området 2000-4000. Emulgatorkonsentrasjonen var 1 % av olje/saltløsning-blandingen.
Viskositeten ble målt 1 time etter blandingen og lagringsstabiliteten for emulsjonene ble evaluert som hvor mye olje som skilte seg ut på overflaten av blandingen ved 20 og ved 80°C. Resultatene er fremstilt i tabell 5.
Den utskilte oljen kunne lett dispergeres igjen.
EKSEMPEL 4. Emulsjoner med lavt oljeinnhold og forskjellige saltløsninger Det ble laget en serie prøver med lavt oljeinnhold og forskjellige saltløsninger. Prøvene ble laget med et vektforhold mellom olje og saltløsning på 20:80. Oljen som ble brukt i disse prøvene var en teknisk hvitolje (Bayol 85). Vannfasen var forskjellige saltløsninger:
4.1. Ca-nitratløsning med tetthet 1,52
4.2. Ca-bromidløsning med tetthet 1,72
4.3. Ca- og K-nitratløsning med tetthet 1,61
Emulsjonene ble laget til ved 10°C i et 1000 ml begerglass ved å bruke en turbo-mikser i 1100 rpm i 3 minutter til å dispergere saltløsningen i oljefasen. Emulgatoren som ble brukt var Mobilad C 267, et polyisobutenylravsyrederivat med molekylvekt i området 2000-4000. Emulgatorkonsentrasjonen var 1 % av blandingen av olje og saltløsning. Tettheten ble målt ved 20°C. Viskositeten ble målt 1 time etter blandingen og lagringsstabiliteten for emulsjonene ble evaluert som hvor mye olje som skilte seg ut på overflaten av blandingen ved 20 og 80°C. Resultatene er fremstilt i tabell 6:
Overskuddsoljen kunne lett dispergeres igjen.
EKSEMPEL 5. Emulsjoner med lavt oljeinnhold og forskjellige saltløsninger Det ble laget en serie prøver med lavt oljeinnhold og forskjellige saltløsninger. Prøvene ble laget med et vektforhold mellom olje og saltløsning på 20:80. Oljen som ble brukt i disse prøvene var en alfa-olefin (Novatec B). Vannfasen var forskjellige saltløsninger:
5.1. Ca-klorid (20 %), tetthet 1,18 målt ved 20°C
5.2. Ca-klorid (40 %), tetthet 1,40
5.3. Ca-nitrat, tetthet 1,52
5.4. Blandet Ca(N03)2 (32,4 %) og CaCl2 (19,5 %), tetthet 1,53
5.5. Blandet Ca(N03)2 (46,1 %) og KN03 (15,1 %), tetthet 1,61
5.6. Blandet Ca(N03)2 (40 %) og CaCl2 (18,9 %), tetthet 1,62
5.7. Blandet Ca(N03)2 (31,2 %), NaBr (10,6 %) og CaBr2 (15,5 %), 1,63
5.8. Ca-bromid, tetthet 1,72
5.9. Ca-formiat, tetthet 1,58
Emulsjonene ble laget til ved romtemperatur i et 1000 ml begerglass ved å bruke en turbo-mikser på 1100 rpm i 3 minutter til å dispergere saltløsningen i oljefasen. Emulgatoren som ble brukt var MBQ Anfomul 2500, et polyisobutenylravsyrederivat med molekylvekt i området 2000-4000. Emulgatorkonsentrasjonen (aktivt stoff) var 0,7 % av olje/saltløsning-blandingen. Med i oppskriften var også 1 % bentonitt (Bentone 128). Bentonitten ble tilsatt i løpet av en ekstra blandetid på 5 minutter.
Tettheten og viskositeten ble målt 1 time etter blandingen og er fremstilt i tabell 7:
Som i de andre eksemplene skilte det seg ut en liten fraksjon av oljen på overflaten av emulsjonen. En litt større del av oljen skilte seg ut ved 80°C enn ved 20°C. Overskuddsoljen kunne lett dispergeres igjen. Mer olje vil skille seg ut ved videre lagring. Hastigheten for utskilling av overskuddsolje vil avhenge av viskositeten for emulsjonen og forskjellen i tetthet mellom oljen og vannfasen.
EKSEMPEL 6. Emulsjon med lavt oljeinnhold og tetthet 1,5
Det ble fremstilt en oljebasert borevæske basert på en emulsjon hvor vektforholdet mellom olje og saltløsning var omtrent 18:82 med den følgende sammensetningen: 108 g alfa-olefin (Novatec B), 9,6 g av emulgatoren MBQ Amfomul 2500, 482,4 g av en kalsiumnitratløsning med tetthet 1,52, 1 g Versavert F, 1 g Versamod, 2 g Bentone 128, 0,5 g kalk og 145 g bariumsulfat. Emulgatoren ble løst i olje ved omrøring i lav hastighet. Deretter ble emulsjonen laget til ved 50°C i et 1000 ml begerglass med en turbo-mikser på 2000 rpm. Den totale blandetiden var omtrent 16 minutter.
Denne borevæsken inneholder 19,5 vektprosent av vektstoffet (bariumsulfat). Tettheten var 1,49 ved 20°C.
Tabell 8 nedenfor viser egenskaper for borevæsken målt på et Fann Rheometer ved 80°C:

Claims (10)

1. En brønnvæske i form av en vann-i-olje emulsjon som inneholder olje, en saltløsning og emulgator hvor forholdet mellom olje og saltløsning basert på vekt er mellom 10:90 og 30:70, emulgatoren har en høy molekylvekt i området fra 500 opp til 5000 og med en HLB balanse fra 2 opp til 8, og hvor emulgatorkonsentrasjonen er 0,2-5,0 vekt% av blandingen av olje og saltløsning, karakterisert ved at den vandige fasen er en konsentrert blanding av et nitrat eventuelt i blanding med nitritt, klorid, bromid, formiat eller blandinger av disse.
2. Brønnvæske ifølge krav 1, karakterisert ved at den konsentrerte blandingen av nitratet er tilstede i en mengde fra 31.2 % til 61.2 % av vekten av saltløsning.
3. Brønnvæske ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at emulgatorkonsentrasjonen er 0,4-3,0 vekt% av blandingen olje og saltløsning.
4. Brønnvæske ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at emulgatoren er en polyalkylenglykol hvor de hydrofobe deler består av en stor oligomer av alfa-olefiner, den hydrofile del er en polyetylenglykolsekvens.
5. Brønnvæske ifølge krav 1, karakterisert ved at det laveste forholdet mellom olje og saltløsning er 15:85.
6. Brønnvæske ifølge krav 1, karakterisert ved at den vandige fasen er en konsentrert løsning av en nitratforbindelse valgt fra gruppen bestående av alkalimetall-, jordalkalimetall- eller ammonium-nitrater, og hydrater, komplekser eller blandinger av disse.
7. Brønnvæske ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at oljefasen er en væske basert på mineralolje, en olefin, alkan eller ester.
8. Brønnvæske ifølge krav 7, karakterisert ved at oljefasen er en ester av langkjedede fettsyrer.
9. Brønnvæske ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at væsken inneholder passende fuktemidler, viskositetsregulerende midler, vektmaterialer og filtertapsadditiver, som anvendes for å oppnå ønskede egenskaper med hensyn til stabilitet, rheologi, filtertapskontroll, tetthet osv.
10. Brønnvæske ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder en ester av en langkjedet fettsyre, en konsentrert løsning av nitratforbindelser eller blandinger av nitrat, klorid eller bromid, 0,4-3,0 vekt% av en emulgator, og hvor vektforholdet mellom olje og saltløsning er mellom 20:80 og 30:70 og hvor væsken hvis nødvendig, inneholder passende fuktemidler, viskositetsregulerende midler, vektmaterialer og filtertapsadditiver.
NO20011787A 2001-04-09 2001-04-09 Brønnvæske NO315565B2 (no)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20011787A NO315565B2 (no) 2001-04-09 2001-04-09 Brønnvæske
CA002448617A CA2448617C (en) 2001-04-09 2002-04-08 Borehole fluid
PCT/NO2002/000136 WO2002081590A1 (en) 2001-04-09 2002-04-08 Borehole fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20011787A NO315565B2 (no) 2001-04-09 2001-04-09 Brønnvæske

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO20011787D0 NO20011787D0 (no) 2001-04-09
NO20011787L NO20011787L (no) 2002-10-10
NO315565B1 NO315565B1 (no) 2003-09-22
NO315565B2 true NO315565B2 (no) 2010-01-18

Family

ID=19912359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20011787A NO315565B2 (no) 2001-04-09 2001-04-09 Brønnvæske

Country Status (3)

Country Link
CA (1) CA2448617C (no)
NO (1) NO315565B2 (no)
WO (1) WO2002081590A1 (no)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11649391B2 (en) 2018-03-22 2023-05-16 Halliburton Energy Services, Inc. High density brine internal phase
CN115678519B (zh) * 2021-07-22 2024-03-26 中国石油天然气股份有限公司 油基钻井液、制备方法及其应用
CN115216281B (zh) * 2022-06-30 2024-03-01 西南石油大学 一种可逆钻井液及其制备方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125517A (en) * 1964-03-17 Chzchzoh
US2661334A (en) * 1952-02-11 1953-12-01 Standard Oil And Gas Company Water-in-oil emulsion drilling fluid
US2689219A (en) * 1952-02-11 1954-09-14 Stanolind Oil & Gas Co Emulsion drilling fluid
US3017350A (en) * 1954-01-18 1962-01-16 Union Oil Co Emulsion-base drilling fluids
NL95744C (no) * 1957-06-12
US4442241A (en) * 1982-06-28 1984-04-10 Exxon Research And Engineering Co. Shear thickening composition
GB8410393D0 (en) * 1984-04-24 1984-05-31 Ici Plc Fluid compositions
US5283235A (en) * 1992-03-17 1994-02-01 The Lubrizol Corporation Compositions containing esters of carboxy-containing interpolymers and methods of using the same
CA2091402A1 (en) * 1992-03-17 1993-09-18 Richard W. Jahnke Compositions containing derivatives of succinic acylating agent or hydroxyaromatic compounds and methods of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
CA2448617C (en) 2009-06-23
NO315565B1 (no) 2003-09-22
WO2002081590A1 (en) 2002-10-17
NO20011787D0 (no) 2001-04-09
CA2448617A1 (en) 2002-10-17
NO20011787L (no) 2002-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5189012A (en) Oil based synthetic hydrocarbon drilling fluid
EP0627481B1 (en) Invert drilling fluids
US6284714B1 (en) Pumpable multiple phase compositions for controlled release applications downhole
US4787990A (en) Low toxicity oil-based drilling fluid
NO339445B1 (no) Borehullbehandlingsmidler med en oljefase med lav toksisitet samt anvendelse derav
USH1611H (en) Glycols as internal phase in oil well drilling fluids
NO301339B1 (no) Anvendelsen av utvalgte oleofile etere i vannbaserte borespylinger av typen olje/vann-emulsjoner samt tilsvarende borespylevæsker med forbedret ökologisk godtagbarhet
NO314592B1 (no) Brönnboringsfluid, fremgangsmåte for boring av en brönn samt anvendelse avet brönnboringsfluid
NO303129B1 (no) FremgangsmÕte for boring av en br÷nn og br÷nnborefluid
MX2015002836A (es) Fluidos de perforacion de emulsion inversa libres de sal y metodos para perforar pozos.
NZ233682A (en) Oil-in-water emulsion drilling fluid containing a water-insoluble alcohol
MX2012011102A (es) Fluidos de perforacion de emulsion invertidos y metodos para perforacion de agujeros.
NO322216B1 (no) Anvendelse av surfaktantblandinger for borehullsoperasjoner
NO339213B1 (no) Framgangsmåte for å regulere inversjonen av et borefluid, samt fremgangsmåte for å regulere fuktbarheten av en filterkake.
WO2010030275A1 (en) Nitrogen-free invert emulsion wellbore fluid
WO1996022342A1 (en) Base oil for well-bore fluids
Bennett New drilling fluid technology mineral oil mud
NO315565B2 (no) Brønnvæske
NO20171495A1 (en) Alkylpolyglucoside derivative fluid loss control additives for wellbore treatment fluids
AU2001254963A1 (en) Drilling fluids and method of drilling
NO872730L (no) BorevŸske.
US20180298706A1 (en) Direct Emulsions and Methods of Use
US11390792B2 (en) Clay-free drilling fluid composition
GB2546367A (en) Anti-accretion additives for wellbore fluids and methods of use thereof
MXPA96000313A (en) Base oil for fluids used in po

Legal Events

Date Code Title Description
CB Opposition filed (par. 26,5 patents act)

Effective date: 20040621

CREP Change of representative

Representative=s name: ONSAGERS AS POSTBOKS 6963 ST OLAVS PLASS OSLO, 013

CREP Change of representative

Representative=s name: ONSAGERS AS POSTBOKS 6963 ST OLAVS PLASS OSLO, 013

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: YARA INTERNATIONAL ASA, NO

MM1K Lapsed by not paying the annual fees