NO327459B1

NO327459B1 - Forbedret oljebasert borevaeske

Info

Publication number: NO327459B1
Application number: NO19981161A
Authority: NO
Inventors: Arvind D Patel
Original assignee: Mi Llc
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2009-07-06
Also published as: NO322890B1; US6790811B2; DE69729872D1; NO981161D0; DE69729872T2; NO981159D0; ATE236968T1; CA2231555A1; EP0854897A1; WO1998005734A1; NO981159L; ATE271112T1; US6218342B1; CA2231734C; CA2231734A1; NO981161L; WO1998005733A1; DE69720676D1; AU724271B2; DE69720676T2

Abstract

Invertemulsjons-blandinger som innbefatter et oljefluid, et ikkeolje-fluid og et overflateaktivt aminmiddel, og som er egnet på olje- og gassbrønn-boringsområdet, er beskrevet. Det overflateaktive aminmiddel er valgt slik at invert- emulsjonen kan omdannes fra en vann-i-olje-emulsjonstype til en olje-i-vann- emulsjonstype ved protonering av det overflateaktive aminmiddel. Deprotonering av det overflateaktive aminmiddel reverserer omdannelsen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår invertemulsjons-fluider som anvendes ved boring, komplettering og overhaling av olje- og gassbrønner, samt frem-gangsmåter der fluidet anvendes.

Det er blitt anvendt mange fluidtyper ved boring av olje- og gassbrønner. Valget av et oljebasert borefluid, også kjent som oljebasert slam, innbefatter en nøyaktig balanse mellom både de gode og dårlige egenskaper hos slike fluider ved en spesiell anvendelse, brønntypen som skal bores og egenskapene hos olje-eller gassfeltet hvor brønnen skal bores. Et overflateaktivt middel som kan emul-gere innlemmet vann i oljen, er en vesentlig komponent i oljebaserte slam.

Hovedfordelene når det gjelder valg av et oljebasert borefluid innbefatter: overlegen hullstabilitet, særlig når det gjelder skalldannelser; dannelse av en tyn-nere filterkake enn filterkaken oppnådd med et vannbasert slam; utmerket smø-ring av borestrengen og verktøy nede i brønnen; gjennomtrenging av saltsjikt uten avskalling eller forstørring av hullet, samt andre fordeler som en fagmann på området skulle kjenne til.

En spesielt fordelaktig egenskap hos oljebaserte slam er deres utmerkede smøreegenskaper. Disse smøreegenskapene muliggjør boring av brønner med et betydelig vertikalt avvik, noe som er typisk ved fralands- eller dypvanns-boreoperasjoner eller når man ønsker en horisontal brønn. I huller med slike store avvik er rotasjonsmotstand og drag på borestrengen betydelige problemer på grunn av at borerøret ligger mot hullets nedre side, og risikoen for fastsetting i røret er høy når det anvendes vannbaserte slam. I motsetning til dette tilveiebringer oljebaserte slam en tynn, glatt filterkake som hjelper til med forhindring av fastsetting i rør, og således kan anvendelse av det oljebaserte slam forsvares.

Til tross for de mange fordeler med anvendelse av oljebaserte slam, med-fører de ulemper. Vanligvis er det forbundet høye begynnelses- og driftsomkost-ninger med anvendelsen av oljebaserte borefluider og -slam. Disse omkostninger kan være betydelige, avhengig av dybden av hullet som skal bores. Imidlertid kan de høyere omkostninger ofte forsvares hvis det oljebaserte borefluid forhindrer sammenrasing i eller forstørrelse av hullet, noe som i stor grad kan øke boretiden og -omkostningene. Avhending av oljebelagt borkaks er en annet hovedsak, spesielt for fralands- eller dypvanns-boreoperasjoner. I disse sistnevnte tilfeller må borkaksen enten vaskes ren for olje med en vaskemiddelløsning som også må kastes, eller borkaksen må transporteres tilbake til land for avhending på en mil-jømessig trygg måte. Et annet hensyn som må tas i betraktning, er bestemmelser utferdiget av lokale myndigheter som kan begrense anvendelsen av oljebaserte borefluider og -slam av miljømessige grunner.

Oljebaserte slam inneholder en del vann, enten dannet ved utformingen av selve borefluidet, eller restvann i hullet, eller vann tilsatt med hensikt for påvirking av egenskapene hos borefluidet eller -slammet. I slike vann-i-olje-emulsjonstyper, også kjent som invert-emulsjoner, anvendes en emulgator som vil stabilisere emulsjonen. Invert-emulsjonen kan generelt inneholde både vannløselige og olje-løselige emulgatorer. Typiske eksempler på emulgatorer innbefatter polyvalente metallsåper, fettsyrer og fettsyresåper, og andre liknende egnede forbindelser som skulle være kjent for en fagperson på området. Anvendelse av tradisjonelle emulgatorer og overflateaktive midler i invertborefluidsystemer kan komplisere opprensingsprosessen ved kompletteringsoperasjoner i åpne hull. Fluider hvor det er anvendt tradisjonelle overflateaktive midler og emulgatormaterialer, kan fordre anvendelse av løsningsmidler og andre overflateaktive vaskevæsker for gjennomtrenging av filterkaken og reversering av fuktbarheten av filterkakepartiklene. Det vil si at vaskingen med vaskemidler bør omdanne de oljefuktede faststoffer i filterkaken til vannfuktede faststoffer. Vannfuktede faststoffer i filterkaken er nødvendi-ge slik at den etterfølgende syrevask kan angripe partiklene i slamkaken og øde-legge eller fjerne dem før produksjon. En brønns produktivitet er noe avhengig av effektiv og virksom fjerning av filterkaken mens potensialet for vannblokkering, tilstopping eller annen ødeleggelse av de naturlige strømningskanaler i formasjonen minimaliseres. Problemene med hensyn til effektiv brønnopprensing, stimulering og komplettering er en betydelig sak når det gjelder alle brønner, og spesielt ved komplettering av horisontale brønner med åpne hull.

En typisk kompletteringsprosess for horisontale brønner innbefatter ett eller flere av følgende: boring av den horisontale del under anvendelse av et oljebasert borefluid; utjevning av retningskorrigeringer med en hullåpner; erstatting av den åpne hulldel med et ubrukt borefluid for minimalisering av faststoffer som ekspo-neres for kompletteringsmontasjen; kjøring av kompletteringsmontasjen inn i den horisontale brønn; erstatting av borefluidet med en kompletterings-saltløsning; vasking av filterkaken med løsningsmidler og overflateaktive midler for fjerning eller bortvasking av det oljebaserte borefluid; ødeleggelse av filterkaken med syre-oppbløting; og igangsetting av produksjon. Forlengelse av tiden som er nødvendig for opprensing av det åpne brønnhull kan resultere i borehull-ustabilitet og even-tuell sammenbryting. Sammenbryting av en brønn anses generelt som en kjedelig hendelse, på grunn av at brønnen da vil måtte bores på nytt eller åpnes hvis det skal skje produksjon fra formasjonen. Således begrenser stabiliteten av den åpne brønn antallet trinn som må utføres før produksjon startes. Det er således en vur-dering opp mot hverandre av øket produksjon på grunn av et helt opprenset borehull og potensialet for sammenbryting av brønnen på grunn av ustabilitet.

På bakgrunn av ovenstående er det et ikke oppfylt behov for et oljebasert borefluid eller slamemulsjon som lett kan brytes i nærvær av syreoppblø-tingsløsningen. Et slikt fluid vil muliggjøre en reduksjon i antallet trinn som inngår når det gjelder fjerning av filterkaken og opprensing av brønnen, noe som minima-liserer risikoen for sammenbryting av brønnen. Dessuten vil et slikt fluid muliggjøre en mer grundig og fullstendig opprensing av brønnen, idet brønnens produksjon således økes.

EP-A-0271943 beskriver en olje-i-vann emulsjon brukt som et borefluid som inneholder et overflateaktivt aminmiddel. EP-A-0382070 beskriver et vann-i-olje boreslam som inneholder et overflateaktivt aminmiddel.

Det er overraskende blitt oppfunnet et nytt invertemulsjonsfluid som er egnet ved boring, komplettering eller overhaling av en underjordisk brønn, hvor emulsjonen lett og reversibelt kan omdannes fra en vann-i-olje-emulsjonstype til en olje-i-vann-emulsjonstype. Invert-emulsjonsfluidet innbefatter et oljefluid («oleaginous fluid»), et ikkeolje-fluid («non-oleaginous fluid») og et overflateaktivt aminmiddel med strukturen

hvor R er en Ci2-C22-gruppe, R' uavhengig er valgt blant H og C1-C3-alkyl, A er NH eller 0 og summen av x og y er større enn eller lik 1, men mindre enn eller lik 3.

Oljefluidet kan fortrinnsvis være dieselolje, mineralolje, en syntetisk olje og egnede kombinasjoner av disse, og/eller det kan innbefatte minst 5% av et materiale valgt fra gruppen som innbefatter estere, etere, acetaler, dialkylkarbonater, hydrokarboner og kombinasjoner av disse. Ikkeolje-fluidet er fortrinnsvis en vandig væske som kan velges fra gruppen som innbefatter sjøvann, saltløsning inneholdende organiske og/eller uorganiske oppløste salter, en vandig løsning inneholdende vann-blandbare organiske forbindelser, eller kombinasjoner av disse. Ved en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan invertemulsjons-fluidet inneholde et vektøkende middel, et brodannende middel eller begge. Slike vektøkende midler og/eller brodannende midler kan velges fra gruppen som innbefatter kalsiumkarbonat, dolomitt, sideritt, barytt, celestitt, jernoksider, manganoksider, ulexitt, carnalitt og natriumklorid.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en fremgangsmåte ved boring, komplettering og overhaling av en brønn, som omfatter a) å bringe fluidet ifølge oppfinnelsen i kontakt med en flate i brønnen og danne en filterkake på denne flaten; b) innsprøyting av en syre som funksjonelt kan protonere det overflateaktive aminmiddel, i brønnen under for å reversere emulsjonen og dermed fjerningen av filterkaken.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for reversering av fluidet ifølge foreliggende oppfinnelse fra en invert-emulsjon til en

vanlig emulsjon. Invert-emulsjonen blandes med en syre som funksjonelt kan protonere det overflateaktive aminmiddel. Når det anvendes tilstrekkelige mengder av syren, omdannes invert-emulsjonsfluidet til en olje-i-vann-emulsjonstype. Oljefluidet blir den diskontinuerlige fase og ikkeolje-fluidet blir den kontinuerlige fase. Omdannelsen av fasene er reversibel, slik at ved tilsetting av en base som kan deprotonere det protonerte overflateaktive aminmiddel, kan det dannes en stabil invert-emulsjon hvor oljevæsken blir den kontinuerlige fase og ikkeolje-fluidet blir den diskontinuerlige fase.

Videre tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for gjenvinning av fluidet ifølge foreliggende oppfinnelse etter anvendelse som bore-, kompletterings- eller overhalingsfluid, som omfatter

a) blanding av fluidet med en syre, idet syren er funksjonelt i stand til å protonere det overflateaktive aminmiddel, i tilstrekkelige mengder til

omdannelse av emulsjonen til en olje-i-vann-emulsjonstype;

b) separering av faststoffene fra fluidet; og

c) blanding av fluidet med en base, idet basen er funksjonelt i stand til å deprotonere det overflateaktive aminmiddel, i tilstrekkelige mengder til omdannelse av emulsjonen til en vann-i-olje-emulsjonstype.

Grenseflatespenningen mellom et oljefluid, for eksempel olje, og et ikkeolje-fluid, for eksempel vann, er ofte høy. Hvis således væskene blandes sammen, separeres de spontant fra hverandre når agiteringen opphører, for minimalisering av grenseflateområdet. Nedsettelse av grenseflatespenningen med en emulgator muliggjør at én væske kan danne en stabil dispersjon av fine smådråper i den andre. Jo lavere grenseflatespenning, jo mindre er dråpene og jo mer stabil er emulsjonen. I de fleste emulsjoner er oljefluidet den dispergerte fase og ikkeolje-fluidet den kontinuerlige fase. Imidlertid kan det, ved anvendelse av en egnet emulgator, dannes «invert-emulsjoner» hvor ikkeolje-fluidet er den dispergerte fase og oljefluidet er den kontinuerlige fase. En fagperson på området vil forstå at de kjemiske egenskaper hos emulgatoren er viktige når det gjelder valg av en egnet emulgator for dannelse av en stabil invert-emulsjon.

Den foreliggende oppfinnelse er generelt rettet mot et invertemulsjons-fluid som er egnet ved boring, komplettering og overhaling av underjordiske brønner, fortrinnsvis olje- og gassbrønner. Slik bruk av invertemulsjons-fluider ved slik anvendelse vil være kjent for en fagperson på området, som angitt i boken Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids, 5. utgave, H.C.H. Darley og George R. Gray, Gulf Publishing Company, 1988.

Invert-emulsjons-fluidet ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter et oljefluid, et ikkeolje-fluid og et overflateaktivt aminmiddel. Den overflateaktive komponent er valgt slik at det tilveiebringes uventede og ikke opplagte resultater som i det vesentlige er beskrevet i det foreliggende. Når en hovedandel av aminet er i uprotonert form, kan det dannes en invert-emulsjon hvor oljevæsken er den kontinuerlige fase og ikkeolje-væsken er den diskontinuerlige fase. De til si at den uprotonerte form av det overflateaktive aminmiddel kan stabilisere en invert-emulsjon. Ved tilsetting av et protoneringsmiddel, i det foreliggende omtalt som en syre, som kan protonere en hovedandel av det overflateaktive aminmiddel, blir oljevæsken den diskontinuerlige fase og ikkeolje-væsken blir den kontinuerlige fase. Med andre ord omdannes invert-emulsjonen til en vanlig emulsjon ved tilsetting av en syre og protonering av det overflateaktive aminmiddel. Ved tilsetting av et deprotoneringsmiddel, i det foreliggende omtalt som en base, som kan deprotonere en hovedandel av det protonerte overflateaktive aminmiddel, kan det igjen dannes en invert-emulsjon; det vil si at invert-emulsjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse er reversibel til en olje-i-vann-emulsjon, og tilbake.

Oljefluidet ifølge den foreliggende oppfinnelse er en væske, og mer foretrukket en naturlig eller syntetisk olje, og mer foretrukket er oljefluidet valgt fra gruppen som innbefatter dieselolje, mineralolje, en syntetisk olje så som polyolefi-ner, polydiorganosiloksaner, siloksaner eller organosiloksaner; og blandinger av disse. Konsentrasjonen av oljefluidet bør være tilstrekkelig til at det dannes en invert-emulsjon, og kan være under ca. 99 volum%, basert på invert-emulsjonen. Ved én utførelsesform er mengden av oljefluid fra ca. 30 til ca. 99 volum%, foretrukket ca. 30 til ca. 95 volum% og mer foretrukket fra ca. 40 til ca. 90 volum%, basert på invertemulsjons-fluidet. Oljefluidet kan ved én utførelsesform innbefatte minst 5 volum% materiale valgt fra gruppen som innbefatter estere, etere, acetaler, dialkylkarbonater, hydrokarboner og kombinasjoner av disse.

Ikkeolje-fluidet som anvendes ved utforming av invertemulsjons-fluidet iføl-ge den foreliggende oppfinnelse, er en væske og fortrinnsvis en vandig væske. Mer foretrukket kan ikkeolje-væsken være valgt fra gruppen som innbefatter sjø-vann, en saltløsning inneholdende organiske og/eller uorganiske oppløste salter, væsker inneholdende vann-blandbare organiske forbindelser; samt kombinasjoner av disse. Mengden av ikkeolje-fluidet er typisk mindre enn den teoretiske grense som er nødvendig for dannelse av en invert-emulsjon. Ved én utførelsesform er således mengden av ikkeolje-fluid mindre enn ca. 70 volum%, og fortrinnsvis fra ca. 1 til ca. 70 volum%. Ved en annen utførelsesform er ikkeolje-fluidet fortrinnsvis fra ca. 5 til ca. 60 volum%, basert på invertemulsjons-fluidet.

Utvelgelsen av et egnet overflateaktivt aminmiddel som kan anvendes ved den foreliggende oppfinnelse, skjer ved blanding av en viss mengde av det uprotonerte amin med deler av oljefluidet og ikkeolje-fluidet i en egnet beholder. Fluidet blir deretter kraftig agitert eller utsatt for skjærkraft for intim blanding av de to fluider. Ved stopping av blandingen vil visuell observasjon bestemme om det er blitt dannet en emulsjon. En emulsjon betraktes som stabil hvis oljefluidet og ikkeolje-fluidet ikke separeres i noen vesentlig grad etter agitering. Det vil si at emulsjonen vil vare i mer enn ca. 1 minutt etter stopping av agiterings- eller skjærkraft-bevegelsen som dannet emulsjonen. Én test som viser om en invertemulsjon er blitt dannet eller ikke, er å ta en liten del av emulsjonen og anbringe den i en beholder med oljefluidet. Hvis det er dannet en invert-emulsjon, vil emulsjonsdråpen dispergeres i oljefluidet. En alternativ test er å måle den elektriske stabilitet av den resulterende emulsjon under anvendelse av en vanlig tilgjengelig emulsjonsstabilitetstester. Ved slike tester økes generelt spenningen som påføres over to elektro-der inntil emulsjonen brytes og det strømmer en strømbølge mellom de to elektro-der. Spenningen som er nødvendig for å bryte emulsjonen, anses på området som et mål for emulsjonens stabilitet. Slike emulsjonsstabilitetstester vil være velkjent for en fagperson på området, som vist ifølge beskrivelse på side 166 i boken Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids, 5. utgave, H.C.H. Darley og George R. Gray, Gulf Publishing Company, 1988.

På bakgrunn av ovennevnte utvelgelseskriterier bør det overflateaktive aminmiddel ha den generelle formel

hvor R er C12-C22; R' uavhengig er valgt blant hydrogen og en Ci-C3-alkylgruppe; A er NH eller O og x + y har en verdi større enn eller lik 1, men også under eller lik 3. R-gruppen kan fortrinnsvis være et alifatisk Ci2-C22-hydrokarbon, og mer foretrukket et ikkesyklisk alifatisk hydrokarbon. Ved én utførelsesform inneholder R-gruppen minst én grad av umettethet, det vil si minst en karbon-karbon-dobbeltbinding. Ved en annen utførelsesform kan R-gruppen være en kommersielt anerkjent blanding av alifatiske hydrokarboner så som soya, som er en blanding av Ci4-C2o-hydrokarboner, eller talg, som er en blanding av alifatiske C-i6-C2o-hydrokarboner eller tallolje, som er en blanding av alifatiske Ci4-Ci8-hydrokarboner. Ved en annen utførelsesform, en utførelsesform hvor A-gruppen er NH, er verdien av x+y fortrinnsvis 2, idet x har en foretrukket verdi på 1. Ved enda en annen utførelsesform hvor A-gruppen er O, er den foretrukne verdi for x+y 2, idet verdien for x fortrinnsvis er 1. Foretrukne eksempler på kommersielt tilgjengelige overflateaktive aminmidler innbefatter Ethomeen T/12, et dietoksylert talgamin; Ethomeen S/12, et dietoksylert soyaamin; Duomeen O, et N-oleyl-1,3-diamino-propan, Duomeen T, et N-talg-1,3-diaminopropan, som alle leveres fra Akzo.

Mengden av overflateaktivt aminmiddel som finnes i invertemulsjons-fluidet ifølge den foreliggende oppfinnelse, som angitt ovenfor, bør være tilstrekkelig til stabilisering av invert-emulsjonen ifølge den ovenfor angitte test. Det vil si at emulsjonen vil vare i mer enn ca. 1 minutt etter stopping av agiterings- eller skjær-bevegelsen som danner emulsjonen. Skjønt konsentrasjonen kan variere avhengig av de spesielle komponenter i borefluidet eller -slammet, er konsentrasjonen typisk under ca. 10 volum%, basert på fluidet. Ved én utførelsesform er det overflateaktive aminmiddel således fortrinnsvis tilstede i invertemulsjons-fluidet i en konsentrasjon på fra 0,1 til 5,0 vekt%. Mer foretrukket bør mengden av tilstedevæ-rende overflateaktivt aminmiddel være tilstede i en konsentrasjon på 1-5 volum%, basert på fluidet.

Som tidligere angitt ovenfor, er det uventet blitt funnet at tilsetting av et protoneringsmiddel forårsaker omdannelse av invert-emulsjonen, det vil si en vann-i-olje-emulsjonstype, til en vanlig eller konvensjonell emulsjon, det vil si en olje-i-vann-emulsjonstype. Protoneringsmidlet, i det foreliggende omtalt som en «syre», må funksjonelt kunne protonere det overflateaktive aminmiddel. Videre bør syren ha tilstrekkelig styrke til protonering av det overflateaktive aminmiddel for bevirking av omdannelse av emulsjonen fra en invert-emulsjon til en vanlig emulsjon. Ved én utførelsesform er denne mengde større enn ca. 1 ekvivalent syre, og den er fortrinnsvis fra ca. 0,1 til ca. 5 ekvivalenter. Forbindelser som er egnet for anvendelse som syre, innbefatter mineralsyrer og organiske syrer som fortrinnsvis er løselige i vann. Foretrukne mineralsyrer innbefatter saltsyre, svovelsyre, salpeter-syre, fosforsyre, flussyre, hydrobromsyre og liknende. Foretrukne organiske syrer innbefatter sitronsyre, vinsyre, eddiksyre, propionsyre, glykolsyre, melkesyre, ha-logenerte eddiksyrer, smørsyre, organosuifonsyrer, organofosforsyrer og liknende. Forbindelser som danner syre ved oppløsing i vann, kan også anvendes, for eksempel eddiksyreanhydrid, hydrolyserbare estere, hydrolyserbare organosulfonsy-re-derivater, hydrolyserbare organofosforsyre-derivater, fosfortrihalogenid, fosfo-roksyhalogenid, vannfrie metallhalogenider, svoveldioksid, nitrogenoksider, kar-bondioksid og liknende slike forbindelser. Fettsyrer bør typisk unngås eller anvendes i små mengder for ikke å innvirke på reversibiliteten hos det overflateaktive aminsystem.

Ved enda en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan det anvendes andre overflateaktive forbindelser sammen med de overflateaktive aminmidler som anvendes i det foreliggende. I slike tilfeller er det imidlertid viktig at mengden og beskaffenheten av disse supplerende overflateaktive midler ikke innvirker på evnen og egenskapene emulsjonsfluidet får ved det overflateaktive aminmiddel som beskrevet i det foreliggende.

Fluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse er spesielt egnet ved boring, komplettering og overhaling av underjordiske olje- og gassbrønner. Fluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse er spesielt egnet ved utforming av boreslam og kompletteringsfluider som muliggjør lettvint og hurtig fjerning av filterkaken. Slike slam og fluider er spesielt egnet ved boring av horisontale brønner i hydrokarbon-bærende formasjoner.

Fremgangsmåten som anvendes ved fremstilling av borefluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse, er ikke avgjørende. Det kan anvendes vanlige metoder for fremstilling av borefluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse på analog måte til de metoder som normalt anvendes, for fremstilling av vanlige oljebaserte borefluider. Ved én representativ metode sammenblandes en ønsket mengde oljefluid så som en basisolje, og en egnet mengde amin-emulgator, og de gjenværende komponenter tilsettes sekvensielt med kontinuerlig blanding. Det dannes en invert-emulsjon ifølge den foreliggende oppfinnelse ved kraftig agitering, blanding eller skjærkraft-påvirkning på oljefluidet og ikkeolje-fluidet.

Fluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan videre inneholde ytterligere kjemikalier avhengig av sluttanvendelsen av invert-emulsjonen så lenge de ikke innvirker på reversibiliteten av invertemulsjons-fluidene beskrevet i det foreliggende. Det kan for eksempel tilsettes fuktemidler, organofile leirarter, viskositetsø-kende midler, vektøkende midler, brodannende midler og fluidtap-regulerings-midler til fluidblandingene ifølge denne oppfinnelse for ytterligere funksjonelle egenskaper. Tilsettingen av slike midler vil være velkjent for en fagperson på området omfattende utforming av borefluider og -slam. Det skal imidlertid bemerkes at tilsetting av slike midler ikke bør innvirke på noen uheldig måte på egenskapene som bibringes ved det overflateaktive aminmiddel som beskrevet i det foreliggende.

Fuktemidler som kan være egnet for anvendelse ved denne oppfinnelse, innbefatter rå tallolje, oksidert rå tallolje, overflateaktive midler, organiske fosfat-estere, modifiserte imidazoliner og amidaminer, alkylaromatiske sulfater og sulfo-nater og liknende, og kombinasjoner eller derivater av disse. Anvendelsen av fett-syre-fuktemidler bør imidlertid minimaliseres slik at det ikke på en uheldig måte påvirker reversibiliteten av invert-emulsjonen beskrevet i det foreliggende. VERSAWET® og VERSAWET®NS er eksempler på kommersielt tilgjengelige fuktemidler fremstilt og distribuert av M-l Drilling Fluids L.L.C. som kan anvendes ved denne oppfinnelse. Silwet L-77, L-7001, L-7605 og L-7622 er eksempler på kommersielt tilgjengelige overflateaktive midler og fuktemidler som fremstilles og distribueres av Union Carbide Chemical Company Inc.

Organofile leirarter, normalt aminbehandlede leirarter, kan være egnet som viskositetsøkende midler i fluidblandingene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Andre viskositetsøkende midler så som oljeløselige polymerer, polyamidharpikser, polykarboksylsyrer og såper kan også anvendes. Mengden av viskositetsøkende middel som anvendes i blandingen, kan variere avhengig av sluttanvendelsen for blandingen. Normalt er imidlertid et område på ca. 0,1-6 vekt% tilstrekkelig for de fleste anvendelser. VG-69™ og VG-PLUS™ er organoleire-materialer som distribueres av M-l Drilling Fluids L.L.C, og VERSA-HRP™ er et polyamidharpiksmateriale som fremstilles og distribueres av M-l Drilling Fluids L.L.C, og som kan anvendes ved denne oppfinnelse.

Suspenderingsmidler som er egnet for anvendelse ved denne oppfinnelse, innbefatter organofile leirarter, aminbehandlede leirarter, oljeløselige polymerer, polyamidharpikser, polykarboksylsyrer og såper. Mengden av viskositetsøkende middel som anvendes i blandingen, hvis noe, kan varier avhengig av blandingens sluttanvendelse. Imidlertid er fra ca. 0,1 til ca. 6 vekt% normalt tilstrekkelig for de fleste anvendelser. VG-69 og VG-PLUS er organoleirmaterialer som leveres av M-I Drilling Fluids L.L.C, og Versa-HRP er et polyamidharpiksmateriale som fremstilles og distribueres av M-l Drilling Fluids L.L.C, som som kan anvendes ved denne oppfinnelse.

Vektøkende midler eller densitetsmaterialer som er egnet for anvendelse ved denne oppfinnelse, innbefatter blyglans, hematitt, magnetitt, jernoksider, il-menitt, barytt, sideritt, celestitt, dolomitt, kalsitt og liknende. Mengden av slikt tilsatt materiale, hvis noe, avhenger av den ønskede densitet hos sluttblandingen. Det tilsettes typisk tyngemateriale som gir en borefluid-densitet på opp til ca. 2,9 kg/l. Tyngematerialet tilsettes fortrinnsvis i en mengde på opp til 2,5 kg/l, og mest foretrukket opp til 2,34 kg/l.

Fluidtap-motvirkingsmidler virker typisk ved belegging av veggene i borehul-let etter hvert som brønnen bores. Egnede fluidtap-motvirkingsmidler som kan finne anvendelse ved denne oppfinnelse, innbefatter modifiserte lignitter, asfalt-forbindelser, gilsonitt, organofile humater fremstilt ved omsetting av humussyre med amider eller polyalkylenpolyaminer, og andre ikke-toksiske fluidtap-additiver. Fluidtap-motvirkingsmidler tilsettes typisk i mengder på under ca. 10 vekt%, og fortrinnsvis under ca. 5 vekt%, basert på fluidet.

På bakgrunn av ovenstående vil en fagperson på området forstå anvendbarheten av det ovenfor beskrevne emulsjonsfluid. Således er én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse anvendelse av slike invertemulsjons-fluider ved boring, komplettering og overhaling av olje- og gassbrønner. På grunn av at mange egenskaper hos invert-emulsjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse likner på egenskapene hos vanlige invert-emulsjoner, skulle anvendelsen av fluidene være enkel.

Ett uventet og ikke iøynefallende aspekt når det gjelder boring av underjordiske brønner med invert-emulsjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse, er at

brønnopprensing og brønnstimulering er mye lettere og hurtigere å utføre, spesielt når brønnen trenger inn i eller kommer i kontakt med en produserende formasjon. Når det anvendes et vanlig invertemulsjons-borefluid, kan, som beskrevet ovenfor, opprensing og stimulering av brønnen innbefatte vasking av filterkaken med vaskemidler og en syrevask for oppløsing av filterkakepartiklene. Hvis disse operasjoner skal være helt effektive, kan en betydelig mengde vandig vaskemiddel og vandig syre trenge inn i formasjonen, noe som resulterer i vannblokkeringer i formasjonen som påvirker produksjonen på uheldig måte. Dessuten er tiden viktig når det utføres operasjoner i åpne hull, på grunn av at hullet uventet kan bryte sammen. Ved én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse anvendes således et invertemulsjons-fluid som beskrevet ovenfor ved boring, komplettering og overhaling av en brønn. Når fluidet kommer i kontakt med en produserende formasjon, dannes en filterkake på vanlig måte. I stedet for vasking av hullet med en vaskemiddeiløsning før syrevasking, muliggjør anvendelse av borefluidet ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendelse av bare en syre som inneholder vaske-løsning. Således innsprøytes syren i syrevaskingsløsningen, idet syren er funksjonelt i stand til å protonere det overflateaktive aminmiddel, i brønnen under omdannelse av emulsjonen på filterkaken som i begynnelsen er en vann-i-olje-

emulsjonstype, til en olje-i-vann-emulsjonstype. Syren protonerer aminet, og de tidligere oljefuktede partikler i filterkaken blir derved vannfuktede, idet syren lett kan nå og oppløse de syreløselige faststoffer i filterkaken. Fjerning av den oljebaserte filterkake er således lettere, og prosessen for opprensing eller stimulering av brønnen kan utføres mer effektivt og hurtig.

En annen uventet og fordelaktig fordel med den foreliggende oppfinnelse er evnen til effektiv vasking av borkaksen i det oljebaserte borefluid. Som angitt ovenfor, utføres dette vanligvis med sterke vaskemiddelløsninger som ikke mulig-gjør gjenvinning og gjenanvendelse av boreoljen. Tilsynelatende «oljefrie» borkaks kan faktisk inneholde opp til 30% olje absorbert på borkaksens partikkelover-flate. Den foreliggende oppfinnelse muliggjør erstatting av en del av eller hele vaskemiddelløsningene med en syreholdig løsning som vaskefluid for borkaksen. Ved en slik utførelsesform vil brønnen bli boret under anvendelse av borefluidene og -slammene beskrevet i det foreliggende. Den resulterende borkaks vil bli sepa-rert fra fluidet under anvendelse av vanlige faststoff-fjemingsmetoder. Borkaksen vil så minst én gang bli brakt i kontakt med en syreløsning for invertering av emulsjonen som belegger borkaksen. Det vil si at vaskingen med syre bevirker at borkaksen omdannes fra oljefuktede til vannfuktede faststoffer som muliggjør hovedsakelig fjerning av oljevæsken fra borkaksen. Når borkaksen er blitt hovedsakelig fri for oljevæske, kan den bearbeides videre eller avhendes. Det er mulig å gjen-vinne oljefluidet fra syrevasken. Ved en slik utførelsesform blandes det brukte sy-revaskingsfluid med en baseløsning, hvorved det overflateaktive aminmiddel de-protoneres. Dette gjør gjenvinning av det overflateaktive aminmiddel og oljefluidet lettere, slik at det så kan anvendes på nytt ved boreoperasjonen. En fagperson på området vil være klar over fordelene med et slikt system ved at oljefluidet hovedsakelig fjernes fra borkaksen, og oljefluidet kan gjenvinnes for gjenanvendelse ved boreoperasjonen.

En annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for gjenvinning og resirkulering av oljefluidet i et brukt oljebasert borefluid. Ved en slik fremgangsmåte anvendes invertemulsjons-fluidene som beskrevet i det foreliggende som bore-, kompletterings- eller overhalingsfluidet i en brønn. Det brukte invertemulsjons-fluid blandes med en syre, idet syren er funksjonelt i stand til å protonere det overflateaktive aminmiddel og foreligger i tilstrekkelige mengder til omdannelse av invert-emulsjonen til en vanlig emulsjon. Det vil si at tilsetning av syren protonerer det overflateaktive aminmiddel, og vann-i-olje-emulsjonstypen som anvendes til boring av brønnen, omdannes til en olje-i-vann-emulsjonstype. Faststoffer, som nå er hovedsakelig vannfuktet, kan nå separeres fra fluidet ved tyngdekraften eller med mekaniske midler for ytterligere bearbeidel-se eller avhending. Fluidet kan så blandes med en base, idet basen er funksjonelt i stand til å deprotonere det protonerte overflateaktive aminmiddel. Basen bør foreliggende i tilstrekkelige mengder til omdannelse av olje-i-vann-emulsjonstypen som dannes ved tilsetting av syre, tilbake til en vann-i-olje-emulsjon. Den resulterende vann-i-olje-emulsjon kan så anvendes som den er eller omdannes til et borefluid som er egnet for borebetingelsene i en annen brønn.

Følgende eksempler er medtatt for å vise foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen. Det skulle være klart for fagfolk på området at teknikkene og blan-dingene som er beskrevet i eksemplene som følger, representerer teknikker som oppfinnerne har oppdaget funksjonerer godt ved utøvelse av oppfinnelsen, og kan således anses for å utgjøre foretrukne måter for utøvelsen av den.

Generell informasjon i forbindelse med eksemplene

Disse tester ble utført i henhold til metodene ifølge API Bulletin RP 13B-2, 1990. Følgende forkortninger anvendes noen ganger til beskrivelse av forsøksre-sultatene.

«PV» er plastisk viskositet, som er én variabel anvendt ved beregning av viskositetskarakteristikaene hos et borefluid, målt i centipoise-(cp)-enheter.

«FG» er flytegrense, som er en annen variabel som anvendes ved beregning av viskositetskarakteristikaene hos borefluider, målt i kg/100 m<2>.

«TV» er tilsynelatende viskositet, som er en annen variabel som anvendes ved beregning av viskositetskarakteristikaene hos borefluider, målt i centipoise-(cp)-en heter.

«GELS» er et mål for suspenderings-karakteristikaene eller de tiksotrope egenskaper hos et borefluid, målt i kg/100 m<2>.

«API F.L.» er betegnelsen som anvendes for API-filtrat-tap i milliliter (ml).

«HTHP» er betegnelsen som anvendes for høytemperatur-høytrykks-fluidtap, målt i milliliter (ml) ifølge API bulletin RP 13 B-2, 1990.

Eksempel 1

Invert-borefluider fremstilles i henhold til følgende utformninger med et forhold mellom oljefluid og ikkeolje-fluid på 70/30. Alle materialene er i gram.

Preparater

I ovenstående tabell er I.O. C16-C18 et isomerisert olefin som leveres fra Amoco; VG-PLUS er en organofil leire som leveres fra Ml Drilling Fluids; NOVA-MUL er et overflateaktivt amidamin-middel som leveres fra Ml Drilling Fluids; Emphos PS 2227 er et overflateaktivt fosfatester-middel som leveres fra Witco Chemicals; Ethomeen T/12 er et etoksylert talgamin som leveres fra Akzo Chemicals; og alle andre komponenter er kommersielt tilgjengelige kjemikalier av teknisk kvalitet.

Følgende generelle fremgangsmåte ble anvendt til blanding av slampreparatene: Først ble oljen (I.O. Ci6-Ci8), kalken og den organofile leire blandet i 15 minutter på en blander av typen Hamilton Beach i en egnet blandebeholder. Emulgator ble tilsatt, og kombinasjonen ble blandet videre i 10 min. Kalsiumklorid-saltløsningen ble deretter tilsatt, og det ble deretter blandet i 15 min. Tyngematerialet (CaC03) ble tilsatt, og beholderens innhold ble deretter blandet i 20 min. Be-gynnelsesegenskapene og egenskapene hos varmealdret fluid ble målt ved de angitte temperaturer.

Følgende reologier ble målt ved romtemperatur etter at de ovenfor utformede fluider var blitt varmealdret ved 65,5°C i 16 timer:

Ovennevnte fluider ble varmealdret ytterligere ved 121°C i 16 timer. Etter avkjøling ble fluidene blandet i 15 minutter, og følgende reologiske egenskaper ble målt ved romtemperatur:

Ved gjennomgåelse av ovenstående resultater vil en fagperson på området forstå at det kan fremstilles stabile borefluidpreparater under anvendelse av amin-emulgatorer ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Hvert slampreparat ble behandlet med 10,0 ml 17,5% saltsyreløsning og om rørt i ytterligere 10 min. Slam 1 og slam 2 forble invert-oljebasisslam, angitt ved målte elektriske stabiliteter på henholdsvis 453 og 359. Imidlertid ble slam 3, ut-formet i henhold til denne oppfinnelse, omdannet slik at ikkeolje-fluidet, i dette til-felle saltløsning, ble den kontinuerlige fase og oljefluidet ble den indre fase. Som resultat ble slammet tykt. Den vann-kontinuerlige fase ble angitt ved en målt elektrisk stabilitet på 7, og fluidet var dispergerbart i vann.

En vanlig fagperson på området vil forstå og være klar over at ovenstående resultater angir at vanlige emulgatorer ikke lett kan omdannes til vannbaserte slam ved tilsetting av syre. Imidlertid kan amin-emulgatoren ifølge denne oppfinnelse ved protonering resultere i omdannelse av en vann-i-olje-emulsjonstype til en olje-i-vann-emulsjonstype.

Det saltsyrebehandlede slam 3 ble deretter behandlet med 5,0 g kalk (Ca(OH)2) og om rørt i 15 min. Følgende reologiske egenskaper ble oppnådd etter behandling med kalk.

På bakgrunn av ovenstående resultater vil en fagperson på området forstå at ved deprotonering av overflateaktivt aminmiddel ifølge denne oppfinnelse kan fluidet omdannes tilbake fra en olje-i-vann-emulsjonstype til en vann-i-olje-emulsjonstype.

Eksempel 2

Følgende invert-boreslam ble fremstilt i henhold til følgende oppskrifter med et forhold mellom oljefluid og ikkeolje-fluid på 50/50.

Preparater

I ovenstående tabell er betegnelsene og forkortningene de samme som i eksempel 1.1 tillegg er betegnelsen Ethomeen S/12 et etoksylert soyaamin som leveres fra Akzo Chemical; Duomeen O er et N-oleyl-1,3-diaminopropan som leveres fra Akzo Chemical; Duomeen T er et N-talg-1,3-diamonopropan som leveres fra Akzo; og alle andre komponenter er alminnelig tilgjengelige kjemikalier av teknisk kvalitet.

Ovenstående slampreparat ble blandet i henhold til den generelle fremgangsmåte beskrevet tidligere i eksempel 1. Følgende begynnelsesegenskaper ble målt ved romtemperatur.

Ovenstående slam ble varmealdret ved 65,5°C i 16 timer. Følgende Teolo-giske egenskaper ble deretter målt ved romtemperatur.

På bakgrunn av ovenstående data vil en fagperson på området være klar over at det kan fremstilles stabile invert-emulsjoner ved anvendelse av forskjellige emulgatorer innbefattende emulgatorene ifølge denne oppfinnelse.

Ovenstående varmealdrede slam 4-8 ble behandlet med 15 ml 17,5% salt-syreløsning. Etter blanding i 10 minutter ble følgende data oppnådd.

På bakgrunn av ovenstående data vil en fagperson på området forstå føl-gende: slampreparater 4-7 med overflateaktivt aminmiddel ifølge den foreliggende oppfinnelse ble omdannet til olje-i-vann-emulsjonstyper ved behandling med syre; slampreparat 8, som er et eksempel på et vanlig borefluid, forble en vann-i-olje-emulsjonstype. Disse konklusjoner understøttes ved betraktning av dataene for elektrisk stabilitet, hvor enkeltsifferverdiene for slampreparater 4-7 viser en vann-kontinuerlig fase. I motsetning til dette angir dataene for elektrisk stabilitet for slampreparat 8 med en verdi på 216 at oljen forblir den kontinuerlige fase.

Behandling av hvert av preparatene 4-7 med 5,0 gram kalk og omrøring i 10 minutter ga tilbakedannelse til vann-i-olje-emulsjonstyper. Det følgende er data for elektrisk stabilitet og reologi for preparater 4-7 etter slik behandling:

En fagperson på området vil ved betraktning av ovenstående data forstå at ved protonering av overflateaktive aminmidler ifølge denne oppfinnelse kan vann-i-olje-emulsjons-fluidtypene omdannes til olje-i-vann-emulsjonstyper. Ved deprotonering av de protonerte overflateaktive aminmidler kan dessuten olje-i-vann-emulsjonstypene gjendannes til vann-i-olje-emulsjonstyper.

Eksempel 3

Det følgende viser anvendbarheten av amin-emulgatorer ifølge denne oppfinnelse i kombinasjon med andre emulgatorer.

Preparater

I ovenstående tabell er betegnelsene og forkortningene de samme som i tidligere eksempler. Dessuten er betegnelsen VERSAWET en oksidert rå-tallolje som leveres fra Ml Drilling; NOVAWET er et fuktemiddel som leveres fra Ml Drilling; Monamide-150 ADY leveres fra Mona Chemicals; og alle andre komponenter er alminnelig tilgjengelige kjemikalier av teknisk kvalitet.

Slampreparater 9-12 ble fremstilt på en måte som beskrevet ovenfor i eksempel 1.

Etter observering av den elektriske begynnelses-stabilitet for slampreparater 9-12 ble slammene varmealdret ved 121°C i 16 timer. Følgende resultater ble oppnådd for disse slampreparater:

Til en 35 ml porsjon av ovenstående slampreparater 9-12 ble det tilsatt 2,0 ml iseddik for protonering av overflateaktivt T/12-aminmiddel. De eddiksyrebe-handlede prøver var tykke og ble hurtig omdannet til olje-i-vann-emulsjonstyper. Verdiene for elektrisk stabilitet for hver av de syrebehandlede prøver var 6 eller lavere. En fagperson på området vil forstå at slik lav elektrisk stabilitet viser at vannet er den kontinuerlige fase, det vil si at det ble dannet en olje-i-vann-emulsjon. Dessuten var de syrebehandlede slampreparater 9-12 vann-dispergerbare.

Den gjenværende del av slampreparater 9-12 ble forurenset med 25 ppb Rev-Dust, et simulert boret faststoffmateriale, og videre varmealdret ved 121°C i 16 timer.

Følgende varmealdrede egenskaper ble målt for disse prøver:

De ovenstående varmealdrede og Rev-Dust-forurensede prøver ble forurenset ytterligere med 17,5 ml sjøvann, blandet i 30 minutter og varmealdret ved 121°C i 16 timer.

Følgende reologiske egenskaper ble målt for de resulterende prøver:

Til de resulterende slam ble det tilsatt 50 volum% vann og 10 g iseddik, og blandingen ble omrørt i 10 minutter. Verdien for elektrisk stabilitet for hver prøve var 6 eller lavere. Dessuten var slammene dispergerbare i vann, noe som viste at vann var den kontinuerlige fase.

På bakgrunn av ovenstående resultater vil en fagperson på området forstå at invertemulsjons-borefluider kan fremstilles under anvendelse av de overflateaktive aminmidler ifølge denne oppfinnelse i kombinasjon med andre vanlige overflateaktive midler. Dessuten kan disse fluider tolerere tilsetting av vanlige forurens-ninger og kan likevel omdannes fra vann-i-olje-emulsjonstyper til olje-i-vann-emusjonstyper ved protonering av de overflateaktive aminmidler.

Eksempel 4

Følgende slampreparater ble fremstilt for å vise anvendelsen av forskjellige oljematerialer under anvendelse av de overflateaktive aminmidler ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Preparater

I ovenstående tabell er betegnelsene og forkortningene de samme som i

tidligere eksempler. I tillegg er betegnelsen LVT-200 en mineralolje som leveres fra CONOCO Oil Co.; dioktylkarbonat leveres fra Huntsman Chemical; Sarapar-147 er et parafinhydrokarbon som leveres fra Shell Oil Company (Singapore); og alle andre komponenter er alminnelig tilgjengelige kjemikalier av teknisk kvalitet.

Ovenstående slam ble laget i henhold til fremgangsmåten angitt ovenfor i eksempel 1.

Følgende begynnelses-reologier ble målt ved 49°C.

Ovenstående slampreparater ble varmealdret ved 65,5°C i 16 timer. Føl-gende reologier ble målt ved 49°C.

Ovenstående slampreparater ble behandlet med 10 ml 17,5% saltsyreløs-ninger. Den elektriske stabilitet for hvert preparat falt til 6, og preparatet ble vann-dispergerbart. En fagperson på området vil lett forstå at denne informasjon viste at den dannede begynnelses-vann-i-olje-emulsjonstype ble omdannet til en olje-i-vann-emulsjonstype ved protonering av det overflateaktive aminmiddel.

Ved behandling med 4,0 ml 50% natriumhydroksid eller 5,0 g kalk ble ovenstående syrebehandlede slampreparater tilbakedannet fra olje-i-vann-emulsjons-typer til vann-i-olje-emulsjonstyper. Den elektriske stabilitet av disse alkalibehandlede slam var som følger:

Ved behandling med enten saltsyre, eddiksyre eller melkesyre ble fluidene omdannet til olje-i-vann-emulsjonstyper med en elektrisk stabilitet på 6. Behandling av de syrebehandlede emulsjoner med 4,0 ml 50% natriumhydroksid omdannet olje-i-vann-emulsjonstypen til en vann-i-olje-emulsjonstype med en E.S. på 500 eller høyere.

En fagperson på området vil forstå at ovenstående resultater angir at det kan anvendes forskjellige typer oljematerialer for utforming av invertemulsjons-fluidene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Dessuten kan disse invert-emulsjoner omdannes til vanlige emulsjoner og tilbake til invert-emulsjoner ved protonering og deprotonering av aminet under anvendelse av forskjellige vannlø-selige syrer og baser.

Eksempel 5

For å vise anvendbarheten av forskjellige syrer til protonering av det overflateaktive aminmiddel ifølge denne oppfinnelse ble følgende preparater fremstilt.

Preparater

I ovenstående tabell er betegnelsene og forkortningene de samme som i tidligere eksempler.

Ovenstående preparater ble varmealdret ved 65,5°C i 16 timer. Følgende reologier ble målt ved romtemperatur:

Ovenstående slampreparater ble ytterligere varmealdret ved 121°C i 16 timer. Det følgende er de reologiske egenskaper ved romtemperatur:

Slam 17 ble behandlet med 6 g fast sitronsyre. Etter VA times blanding ble den elektriske stabilitet målt og hadde en verdi på 6. En fagperson på området vil lett forstå at en slik lav verdi for elektrisk stabilitet viste at det tidligere dannede slam av vann-i-olje-emulsjonstypen ble omdannet til et slam av olje-i-vann-emulsjonstypen ved tilsetting av sitronsyren.

Slam 18 ble behandlet med 6,0 g glykolsyre. Etter grundig blanding ble den elektriske stabilitet målt, og hadde en verdi på 6. En fagperson på området vil lett forstå at en slik lav verdi for elektrisk stabilitet viste at det tidligere dannede slam av vann-i-olje-emulsjonstypen ble omdannet til et slam av olje-i-vann-emulsjonstypen ved tilsetting av glykolsyren.

Ved behandling med 5,0 g kalk eller 4,0 ml 50% NaOH ble begge preparater tilbakedannet til vann-i-olje-emulsjonstyper som hver hadde en elektrisk stabilitet på henholdsvis 608 og 808.

Eksempel 6

Følgende preparat ble fremstilt for å vise anvendbarheten av amin-emulgatorer ifølge denne oppfinnelse ved fremstilling av preparater med høyere slamvekt under anvendelse av barytt.

Preparater

Slampreparatet ble fremstilt på en måte som beskrevet ovenfor i eksempel 1.

Følgende reologier ble målt ved romtemperatur før og etter varmealdring ved 65,5°C i 16 timer.

Ved behandling av ovenstående preparater med 10 ml 17,5% saltsyre falt den elektriske stabilitet til 6. Slammet var for tykt til måling av de reologiske egenskaper. Det varmealdrede slam ble funnet å være vann-disperberbart. En fagperson på området vil lett forstå at en slik lav verdi for elektrisk stabilitet og vanndis-pergerbarhetsegenskapene hos det varmealdrede slam viser at det tidligere dannede slam av vann-i-olje-emulsjonstypen ble omdannet til et slam av olje-i-vann-emulsjonstypen ved tilsetting av syren.

Behandling av slam/syre-blandingen med 5,0 g kalk omdannet olje-i-vann-emulsjonstypen tilbake til en vann-i-olje-emulsjonstype, påvist ved måling av en elektrisk stabilitet på 189.

Eksempel 7

Følgende preparater ble fremstilt for å vise anvendbarheten av fettsyreester og dialkylkarbonat som oljemateriale ved fremstilling av slampreparatene ifølge denne oppfinnelse.

Preparater

I ovenstående tabell er betegnelsene og forkortningene de samme som i tidligere eksempler. Dessuten er betegnelsen Fina Green en fettsyreester som leveres fra Fina Petroleum Corp.; Blandet dialkylkarbonat er en blanding av alifatiske dialkylkarbonater som leveres fra Enichem Chemicals; og alle andre komponenter er alminnelig tilgjengelige kjemikalier av teknisk kvalitet.

Slampreparatene ble fremstilt på en måte som beskrevet ovenfor i eksempel 1.

Ovenstående preparater, slam 20 og slam 21, ble varmealdret ved 65,5°C i 16 timer. Varmealdrings-reologiene ble målt ved 37,8°C.

Ovenstående slampreparater ble behandlet med 10 ml 17,5% saltsyre, og verdiene for elektrisk stabilitet falt til 18. Begge slampreparater var vann-dispergerbare. En fagperson på området vil lett forstå at en slik lav verdi for elektrisk stabilitet og vanndispergerings-egenskapene hos det varmealdrede slam viser at det tidligere dannede slam av vann-i-olje-emulsjonstypen ble omdannet til et slam av olje-i-vann-emulsjonstypen ved tilsetting av syren.

Ved behandling med 5,0 g kalk ble begge slampreparater vann-i-olje-emulsjonstyper, påvist ved emulsjonenes olje-dispergerbare karakter og verdien for elektrisk stabilitet på 485. En fagperson på området vil forstå at det ovenstående viser at vann-i-olje-emulsjonsegenskapene hos den opprinnelig utformede invert-emulsjon ble gjenopprettet ved tilsetting av kalken, som deprotonerte det overflateaktive aminmiddel.

Claims

1. Invertemulsjons-fluid med anvendbarhet for boring, komplettering eller overhaling av underjordiske brønner, karakterisert ved at det omfatter: a) et oljefluid; b) et ikkeolje-fluid; og c) et overflateaktivt aminmiddel med strukturen hvor R er C12-C22; R' uavhengig er valgt blant hydrogen og C1-C3-alkyl; A er NH eller O og 1 < x+y < 3.

2. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at oljefluidet omfatter fra ca. 30 til ca. 99 volum%, basert på fluidet.

3. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at oljefluidet er valgt fra en gruppe som består av dieselolje, mineralolje, en syntetisk olje og kombinasjoner av disse.

4. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at oljefluidet videre omfatter fra 5 til ca. 100 volum%, basert på oljefluidet, av et materiale valgt fra en gruppe som består av estere, etere, acetaler, di-alkylkarbonater, hydrokarboner og kombinasjoner av disse.

5. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at ikkeolje-fluidet omfatter fra ca. 1 til ca. 70 volum% av fluidet.

6. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at ikkeolje-fluidet er en vandig væske.

7. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 6, karakterisert ved at den vandige væske er valgt fra gruppen som består av sjøvann, en saltløsning inneholdende organiske eller uorganiske oppløste salter, en væske inneholdende vann-blandbare organiske forbindelser, og kombinasjoner av disse.

8. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at R er umettet.

9. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter et tyngemiddel eller et brodannende middel.

10. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 9, karakterisert ved at tyngemidlet eller det brodannende middel er valgt fra gruppen som består av kalsiumkarbonat, dolomitt, sideritt, barytt, celestitt, jernoksider, manganoksider, ulexitt, carnalitt og natriumklorid.

11. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at det overflateaktive aminmiddel er valgt blant dietoksylert talgamin; dietoksylert soyaamin; IM-alifatisk-1,3-diaminopropan hvor den alifatiske gruppe er et Ci2-C22-hydrokarbon; eller kombinasjoner av disse.

12. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 1, karakterisert ved at a) oljefluidet omfatter fra ca. 30 til ca. 99 volum% av fluidet; b) ikkeolje-fluidet omfatter fra ca. 1 til ca. 70 volum% av fluidet; og c) det overflateaktive aminmidlet er tilstede i fluidet i en konsentrasjon på fra 0,1 til 5,0 vekt%, basert på fluidet.

13. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 12, karakterisert ved at oljevæsken er valgt fra en gruppe som består av dieselolje, mineralolje, en syntetisk olje og kombinasjoner av disse.

14. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 13, karakterisert ved at oljefluidet videre omfatter fra 5 til ca. 100 volum%, basert på oljefluidet, av et materiale valgt fra en gruppe som består av estere, etere, acetaler, di-alkylkarbonater, hydrokarboner og kombinasjoner av disse.

15. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 14, karakterisert ved at ikkeolje-væsken er en vandig væske.

16. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 15, karakterisert ved at den vandige væske er valgt fra gruppen som består av sjøvann, en saltløsning inneholdende organiske eller uorganiske oppløste salter, en væske inneholdende vann-blandbare organiske forbindelser, og kombinasjoner av disse.

17. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 12, karakterisert ved at R er umettet.

18. Invertemulsjons-fluid ifølge krav 12, karakterisert ved at det overflateaktive aminmiddel er valgt blant dietoksylert talgamin; dietoksylert soyaamin; N-alifatisk-1,3-diaminopropan hvor den alifatiske gruppe er et Ci2-C22-hydrokarbon; eller kombinasjoner av disse.

19. Fremgangsmåte ved boring, komplettering og overhaling av en brønn, karakterisert ved at den omfatter a) å bringe fluidet ifølge krav 1 i kontakt med en flate i brønnen og danne en filterkake på denne flaten; b) innsprøyting av en syre som funksjonelt kan protonere det overflateaktive aminmiddel, i brønnen underfør å reversere emulsjonen og dermed fjerningen av filterkaken.

20. Fremgangsmåte for reversering av fluidet ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter blanding av en syre med fluidet, idet syren er funksjonelt i stand til å protonere det overflateaktive aminmiddel, i tilstrekkelige mengder til omdannelse av fluidet til en olje-i-vann-emulsjonstype.

21. Fremgangsmåte for gjenvinning av fluidet ifølge krav 1 etter anvendelse som bore-, kompletterings- eller overhalingsfluid, karakterisert ved at den omfatter a) blanding av fluidet med en syre, idet syren er funksjonelt i stand til å protonere det overflateaktive aminmiddel, i tilstrekkelige mengder til omdannelse av emulsjonen til en olje-i-vann-emulsjonstype; b) separering av faststoffene fra fluidet; og c) blanding av fluidet med en base, idet basen er funksjonelt i stand til å deprotonere det overflateaktive aminmiddel, i tilstrekkelige mengder til omdannelse av emulsjonen til en vann-i-olje-emulsjonstype.