PL166502B1 - Szlam wiertniczy PL PL PL - Google Patents

Szlam wiertniczy PL PL PL

Info

Publication number
PL166502B1
PL166502B1 PL90287984A PL28798490A PL166502B1 PL 166502 B1 PL166502 B1 PL 166502B1 PL 90287984 A PL90287984 A PL 90287984A PL 28798490 A PL28798490 A PL 28798490A PL 166502 B1 PL166502 B1 PL 166502B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
surfactant
phase
drilling
electrolyte
sludge
Prior art date
Application number
PL90287984A
Other languages
English (en)
Other versions
PL287984A1 (en
Inventor
Michael Blezard
Michael J Williams
Boyd W Grover
William J Nicholson
Edward T Messenger
Original Assignee
Albright & Wilson
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
Application filed by Albright & Wilson filed Critical Albright & Wilson
Publication of PL287984A1 publication Critical patent/PL287984A1/xx
Publication of PL166502B1 publication Critical patent/PL166502B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M1/00Liquid compositions essentially based on mineral lubricating oils or fatty oils; Their use as lubricants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M173/00Lubricating compositions containing more than 10% water
    • 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
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08Materials not undergoing a change of physical state when used
    • 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
    • C09K23/00Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • 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
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • 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
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/14Clay-containing compositions
    • C09K8/18Clay-containing compositions characterised by the organic compounds
    • C09K8/22Synthetic organic compounds
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M173/00Lubricating compositions containing more than 10% water
    • C10M173/02Lubricating compositions containing more than 10% water not containing mineral or fatty oils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds
    • C11D1/12Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/22Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from aromatic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
    • C11D1/72Ethers of polyoxyalkylene glycols
    • 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
    • C09K2208/00Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/06Structured surfactants, i.e. well drilling or treating fluids with a lamellar or spherulitic phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/02Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/08Inorganic acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/08Inorganic acids or salts thereof
    • C10M2201/081Inorganic acids or salts thereof containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/08Inorganic acids or salts thereof
    • C10M2201/082Inorganic acids or salts thereof containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/08Inorganic acids or salts thereof
    • C10M2201/084Inorganic acids or salts thereof containing sulfur, selenium or tellurium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/086Chromium oxides, acids or salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/121Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of seven or less carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/121Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of seven or less carbon atoms
    • C10M2207/122Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of seven or less carbon atoms monocarboxylic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/103Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups
    • C10M2209/104Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups of alkylene oxides containing two carbon atoms only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/103Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups
    • C10M2209/105Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups of alkylene oxides containing three carbon atoms only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/103Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups
    • C10M2209/107Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups of two or more specified different alkylene oxides covered by groups C10M2209/104 - C10M2209/106
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2215/042Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms containing hydroxy groups; Alkoxylated derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/20Containing nitrogen-to-oxygen bonds
    • C10M2215/204Containing nitrogen-to-oxygen bonds containing nitroso groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/042Sulfate esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/044Sulfonic acids, Derivatives thereof, e.g. neutral salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04Phosphate esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04Phosphate esters
    • C10M2223/042Metal salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/06Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having phosphorus-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/06Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/061Metal salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/08Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working
    • C10N2040/22Metal working with essential removal of material, e.g. cutting, grinding or drilling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10NINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/01Emulsions, colloids, or micelles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

1. Szlam wiertniczy zawierajacy wodny srodek powierzchniowo czynny, znamienny tym, ze jako srodek powierzchniowo czynny zawiera strukturowany srodek powierzchniowo czynny. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest szlam wiertniczy, zawierający wodny środek powierzchniowo czynny.
Określenie „szlam wiertniczy zastosowano tu w stosunku do cieczy używanych przy wierceniu otworów w skale do smarowania i chłodzenia koronki wiertniczej, i do odprowadzania wywiercin skalnych od czoła odwiertu. Określenie to obejmuje również „płyny szczelinujące, które są stosowane do czyszczenia boków odwiertów przed cementowaniem. Szlamy wiertnicze używane są przy wykonywaniu studni głębinowych i odwiertów, jak również specjalnych otworów w górnictwie naftowym, i gazownictwie. W niniejszym zastosowaniu określenie „szlam wiertniczy obejmuje również „szlamy budowlane, które stosuje się w budownictwie lądowym i wodnym oraz w przemyśle budowlanym do stabilizowania otworów, i wykopów przez zapobieżenie załamaniu się łupków pod działaniem wody.
Określenie „elektrolit oznacza tu takie związki jonowe, które ulegają dysocjacji przynajmniej częściowo w roztworze wodnym, tworząc jony i, które przy obecnych stężeniach mają tendencję do zmniejszania całkowitej rozpuszczalności (łącznie ze stężeniem nicelarnym) środków powierzchniowo czynnych w takich roztworach poprzez zjawisko „wysalania. Stosowane tu pojęcie zawartości lub stężenia elektrolitu dotyczy całej ilości rozpuszczonego elektrolitu, ale bez cząstek stałych w zawiesinie.
Oznaczenie „micela oznacza cząstkę w kształcie albo kulki, albo pręta, utworzoną przez agregację cząsteczek środka powierzchniowo czynnego i mającą promień mniejszy niż druga wielokrotność średniej długości cząsteczek środka powierzchniowo czynnego. Cząstki w miceli są typowo usytuowane tak, że ich grupy hydrofilowe („przednie) leżą na powierzchni miceli, a grupy lipofilowe („tylne) są usytuowane wewnątrz miceli.
Określenie „warstwa podwójna oznacza warstwę środka powierzchniowo czynnego o grubości w przybliżeniu dwóch cząstek, która jest utworzona z dwóch sąsiednich równoległych warstw, z których każda zawiera cząsteczki środka powierzchniowo czynnego, które są rozmie166 502 szczone tak, że części lipofilowe cząsteczek są usytuowane wewnątrz warstwy podwójnej, a części hydrofilowe są usytuowane na jej zewnętrznych powierzchniach. Określenie „warstwa podwójna obejmuje tu również warstwy o strukturze grzebieniowej, które mają grubość mniejszą niż dwie cząsteczki. Warstwa o strukturze grzebieniowej może być uważana za warstwę podwójną, w której obie warstwy wzajemnie przeniknęły w siebie umożliwiając przynajmniej do pewnego stopnia wzajemne nakładanie się pomiędzy grupami tylnymi cząsteczek obu warstw.
Określenie „sferolit“ oznacza bryłę kulistą lub sferoidalną o wymiarach o 0,1 pm do 50pm. Sferolity mogą być czasami zniekształcone do kształtu wydłużonego, spłaszczonego, gruszkowego lub hantlowego. Określenie „pęcherzyk“ oznacza sferolit zawierający fazę ciekłą ograniczoną przez warstwę podwójną. Określenie „pęcherzyk wielokrotny“ oznacza pęcherzyk, który zawiera jeden lub więcej mniejszych pęcherzyków. Sferolity występujące w strukturowanych systemach środków powierzchniowo czynnych są to typowo koncentryczne pęcherzyki wielokrotne.
Określenie „faza płytkowa“ oznacza uwodnione ciało stałe lub fazę ciekłego kryształu, w której wiele podwójnych warstw rozmieszczonych jest zasadniczo w układzie równoległym o nieokreślonej rozpiętości, przy czym przedzielone są one warstwami wody lub roztworu wodnego i mają wystarczający regularny rozstaw siatki od 25 nm do około 150 nm, aby umożliwić łatwe wykrywanie metodą rozpraszania neutronów lub metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, kiedy występują jako znaczna część składu. Określenie to w zastosowaniu do niniejszego opisu nie obejmuje koncentrycznych pęcherzyków wielokrotnych.
Określenie „faza G“ oznacza fazę płytkową ciekło-krystaliczną typu znanego w literaturze również jako faza „uporządkowana** lub faza „płytkowa**. Faza G dla każdego środka powierzchniowo czynnego lub mieszaniny środków powierzchniowo czynnych normalnie istnieje w wąskim zakresie stężeń. Czyste fazy G można normalnie identyfikować przy badaniu próbki pod mikroskopem polaryzacyjnym pomiędzy skrzyżowanymi polaryzatorami. Obserwowane są charakterystyczne struktury według klasycznego opracowania Rosevear, JAOCS Vol. 31 P628 (1954) lub J. Colloid and Interfacial Science, Vol. 20 No. 4, P. 500 (1969). Fazy G normalnie charakteryzują się powtarzalnym rozstawem 50-70 nm przy badaniu metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich lub rozpraszania neutronów. „Rozciągnięta faza G“ oznacza fazę G z rozstawem powtarzania 110-150 nm.
Określenie „sferyczna faza G“ oznacza wielokrotne pęcherzyki utworzone z zasadniczo koncentrycznych powłok podwójnej warstwy środka powierzchniowo czynnego rozmieszczonych na przemian z fazą wodną z rozstawem fazy G lub rozciągniętej fazy G. Typowo konwencjonalne fazy G mogą zawierać niewielką ilość sferycznej fazy G.
Określenie „ług“ oznacza wodną fazę ciekłą zawierającą elektrolit, która to faza oddziela się od drugiej fazy ciekłej zawierającej składnik bardziej aktywny, a mniej elektrolitu niż faza ługu.
Określenie „kompozycja płytkowa“ oznacza kompozycję, w której większość środka powierzchniowo czynnego występuje w fazie płytkowej lub w której faza płytkowa jest głównym czynnikiem hamowania sedymentacji. Określenie „kompozycja sferolityczna“ oznacza kompozycję, w której większość środka powierzchniowo czynnego występuje w postaci kulistej fazy G lub która jest zasadniczo stabilizowana przed sedymentacją przez kulistą fazę G.
Określenie „strukturowany środek powierzchniowo czynny“ oznacza kompozycję cieczy, która ma lepkość zależną od ścinania i właściwości przyjmowania ciał stałych do zawiesiny, i która zawiera fazę pośrednią środka powierzchniowo czynnego, która może być ewentualnie zdyspergowana w fazie wodnej lub wraz z nią, przy czym ta faza wodna jest typowo fazą ługu. Faza pośrednia może przykładowo zawierać fazę G, sferolity, zwłaszcza kulistą fazę G lub płytkowe uwodnione ciało stałe.
Określenie „czynnik obciążający** oznacza nierozpuszczalny w wodzie, cząstkowy minerał o gęstości właściwej większej niż 3,5, a korzystnie większej niż 4, na przykład baryt lub hematyt. Określenie „szlam wiertniczy“ oznacza ciecz chłodząco-smarującą do wiercenia, która zawiera cząstki mineralne w zawiesinie, takie jak wywierciny skalne lub czynnik obciążający.
Podstawowym problemem w przypadku cieczy chłodząco-smarujących do wiercenia jest to, że najczęściej zawierają one olej mineralny, który potencjalnie jest czynnikiem zanieczyszczającym środowisko i powodującym niebezpieczeństwo pożaru. Przedmiotowy wynalazek dotyczy rozwiązania tego problemu poprzez zastosowanie wodnych strukturowanych środków powierzchniowo
166 502 czynnych, które są lepiej akceptowane przez środowisko niż oleje mineralne, nie tworzą niebezpieczeństwa pożaru, a jednak mogą mieć takie same lub lepsze właściwości fizyczne i stabilność chemiczną.
Stosowane w górnictwie naftowym szlamy wiertnicze są normalnie pompowane nieprzerwanie do dołu poprzez żerdź wiertniczą, poprzez otwory w koronce wiertniczej, a następnie są wypychane na powierzchnię poprzez pierścieniową przestrzeń pomiędzy żerdzią wiertniczą a ścianką odwiertu i unoszą w zawiesinie wywierciny skalne. Na powierzchni wywierciny są oddzielane od szlamu wiertniczego, który zostaje zawrócony do obiegu. Przed cementowaniem odwiertu szlam zastępuje się cieczą odległościową, która odprowadza luźne cząstki z odwiertu i pozostawia czystą, zwilżoną wodą powierzchnię w celu zapewnienia dobrego spojenia z cementem.
Niektóre skały stwarzają szczególne problemy podczas wiercenia lub wykopów ze względu na swą tendencję do rozpadania się w cieczy chłodząco-smarującej z utworzeniem drobnoziarnistego materiału, który jest bardzo trudno oddzielić od cieczy i który szybko gromadzi się w strumieniu zawracanym do obiegu powodując zwiększenie lepkości. Główną skałą wśród tych skał stwarzających problemy jest łupek, który zwykle ulega rozpadowi w obecności wody.
Ciecz chłodząco-smarująca do wiercenia, którą można by zaakceptować, musi mieć lepkość, która jest wystarczająco mała w warunkach ścinania, by zapewniony był łatwy przepływ, ale musi ona również mieć cząsteczki stałe w zawiesinie. Aby spełnić te sprzeczne wymagania, zwykle potrzebna jest ciecz tiksotropowa. Ponadto ciecz ta nie może powodować nadmiernego rozpadu skał, takich jak łupek. Jeżeli ma się nadawać do głębokiego wiercenia, ciecz taka musi być stabilna termicznie i ważne jest, by uniknąć nadmiernych strat cieczy w formacji.
Dotychczas wymagania te prawie zawsze były spełniane przez zastosowanie w charakterze cieczy chłodząco-smarującej do wiercenia albo oleju, albo emulsji oleju z wodą. Olej pokrywa cząstki łupka i zabezpiecza je przed zetknięciem z wodą, przez co hamuje ich rozpad. Jednakże stwarza to z kolei problemy z ochroną środowiska, zwłaszcza przy wierceniu w dnie morskim, gdzie wyrzuca się wywierciny skalne. Aby uniknąć poważnego skażenia środowiska olej trzeba oddzielić od wywiercin zanim będzie można je wyrzucić. Zmniejszenie zanieczyszczenia olejem do poziomu aktualnie dopuszczalnego jest bardzo trudne i kosztowne, ale nawet takie niewielkie ilości resztkowe oleju są ekologicznie niepożądane, i istnieje dążenie do zastąpienia wszystkich cieczy chłodząco-smarujących do wiercenia na bazie oleju.
Alternatywa polegająca na stosowaniu roztworów wodnych zawierających polimerowe czynniki dyspergujące lub tworzące zawiesinę i/lub bentonit w celu utworzenia zawiesiny zawierającej wywierciny skalne jest mniej szkodliwa dla środowiska i może być nieco tańsza niż stosowanie szlamów na bazie oleju, ale tylko przy płytkich wierceniach i tam, gdzie formacja skalna nie stwarza specjalnych problemów. W przypadku wiercenia głębokiego lub wiercenia albo kopania w formacjach skalnych stwarzających trudności, takich jak łupek, które bardzo często napotyka się przy wierceniach w górnictwie naftowym i przy wykopach, takie tanie ciecze wodne nie nadają się. Mają one niewystarczającą stabilność termiczną, by mogły wytrzymać wysokie temperatury w głębokich formacjach skalnych i powodują rozpad łupka. Ich zdolność smarowa jest również zwykle gorsza niż w przypadku szlamów na bazie oleju.
Usiłowano polepszyć właściwości wodnych cieczy chłodząco-smarująych do wiercenia poprzez różne specjalne dodatki, takie jak polimerowe środki powlekające i wysokie stężenia elektrolitu, by pomóc w stabilizowaniu łupka. Zwiększało to znacznie koszt szlamu, ale nie powiodło się stworzenie wodnej cieczy o właściwościach umożliwiających zastąpienie nią szlamów na bazie oleju w przypadku głębokiego wiercenia. Jednakże nacisk na ochronę środowiska jest coraz większy i zmusza przedsiębiorstwa górnictwa naftowego do stosowania stosunkowo kosztownych, i technicznie gorszych cieczy na bazie wody zamiast konwencjonalnych szlamów na bazie oleju.
Dziedzina formułowania detergentów do prania i podobnych preparatów do czyszczenia jest odległa od dziedziny formułowania cieczy smarująych, i cieczy hydraulicznych. Problemy do pokonania w obu tych dziedzinach nie są podobne. Jednakże zauważyliśmy, że w przypadku ciekłych preparatów do czyszczenia często występuje konieczność stosowania ciał stałych w zawiesinie. Przykładowo kremy do szorowania twardych powierzchni wymagają obecności materiałów ściernych, a skuteczne detergenty do prania wymagają kosztownych, skutecznych wypełniaczy
166 502 aktywnych, które mogą być słabo rozpuszczalne lub nierozpuszczalne w wodzie. Problemy te były rozwiązane przez wykorzystywanie wzajemnego oddziaływania pomiędzy elektrolitami a środkami powierzchniowo czynnymi, aby utworzyć struktury dyspergowania ciał stałych oparte na zawiesinach tiksotropowych lub wzajemnych zawiesinach faz pośrednich środków powierzchniowo czynnych z wodnymi roztworami elektrolitów.
Patent Wielkiej Brytanii nr 2123846 opisuje zastosowanie płytkowego środka powierzchniowo czynnego zdyspergowanego wzajemnie z roztworem elektrolitu w ciekłym detergencie do prania. Inna struktura, o której również mowa w patencie Wielkiej Brytanii nr 2 123 846 i która występuje, chociaż nie jest specjalnie identyfikowana, w formulacjach przedstawionych przykładowo w pewnej liczbie innych publikacji, zawiera układ sferolitów, z których każdy ma wiele koncentrycznych powłok środka powierzchniowo czynnego rozmieszczonych na przemian z warstwami roztworu elektrolitu. Opisy patentowe, które podają formulacje, które prawdopodobnie wykazują strukturę sferolityczną lub płytkową, są następujące:
AU 482374 GB 855679 US 2920045
AU 507431 GB 855893 US 3039971
AU 522983 GB 882569 US 3075922
AU 537506 GB 943217 US 3232878
AU 542079 GB 955081 US 3235505
AU 547579 GB 1262280 US 3281367
AU 548438 GB 1405165 US 3328309
AU 550003 GB 1427011 US 3346503
AU 555411 GB 1468181 US 3346504
GB 1506427 US 3351557
CA 917031 GB 1577120 US 3509059
GB 1589971 US 3374922
CS 216492 GB 2600981 US 3629125
GB 2028365 US 3638288
DE A1567656 GB 2031455 US 3813349
GB 2054634 US 3956L58
DE 2447945 GB 2079305 US 4019720
US 4057506
EP 0028038 JP- -A-52-146407 US 4107067
EP 0038101 JP- -A-56-86999 US 4169817
EP 0059280 US 4265777
EP 0079646 SU 498331 US 4279786
166 502
EP 0084154 SU 922066 US 4299740
EP 0103926 SU 929545 US 4302347
FR 2283951
chociaż w większości przypadków struktury, które występowałyby w opisanych formulacjach, byłyby niewystarczająco stabilne dla utrzymania cząstek stałych w zawiesinie. Patent Wielkiej Brytanii nr 2 153 380 opisuje strukturę sferolitową i sposoby wykonania ściśle upakowanej, wypełniającej przestrzeń struktury wystarczająco silnej, by wytrzymywała różne formy ścinania, i naprężeń temperaturowych, ale wystarczająco ruchomej, by mogła być łatwo nalewana. Sposób ten wymaga optymalizacji stężeń elektrolitu w ścisłych granicach.
W naszym aktualnie rozpatrywanym zgłoszeniu patentowym Wielkiej Brytanii nr 8906234.3 opisaliśmy zastosowanie strukturowanych środków powierzchniowo czynnych jako nośnika dla pestycydów.
Nasze aktualnie rozpatrywane zgłoszenie patentowe Wielkiej Brytanii nr 891925 opisuje sposoby otrzymania struktury środka powierzchniowo czynnego nadającego się do tworzenia zawiesiny cząstek stałych w systemach zasadniczo pozbawionych elektrolitu.
Znane dotychczas ciecze czynnościowe, łącznie ze szlamami wiertniczymi na bazie oleju i cieczami smarującymi, zawierały niewielkie ilości środków powierzchniowo czynnych w charakterze środków emulgujących dla oleju lub w charakterze dyspergent dla szlamu. Środki powierzchniowo czynne typowo występowały zasadniczo jako warstwy pojedyncze otaczające krople lub cząstki oleju lub ciała stałego w zawiesinie o wielkości koloidalnej. Zabezpieczanie łupka w szlamach wiertnicznych było zasadniczo realizowane przez to, że łupek był powlekany olejem. Właściwości tworzenia zawiesiny i tioksotropowy charakter szlamu wiertniczego na bazie oleju zapewnione były przez wzajemne oddziaływanie zdyspergowanych kropelek oleju. W przypadku szlamów pozbawionych oleju zabezpieczenie łupka zapewniane było przez obecność polimerów, które otaczały cząstki skały w sposób nieodwracalny, w związku z czym były zużywane ilościowo przy oddzielaniu skały. Właściwości tworzenia zawiesiny ciał stałych zapewnione są przez polimerowe zagęszczacze, takie jak karboksymetyloceluloza sodowa lub metakrylany. Dążą one do stabilizowania zawiesiny kosztem ruchliwości cieczy.
Elektrolity stosowano zarówno w szlamach wiertnicznych na bazie oleju jak i w szlamach wiertnicznych na bazie wody do kontrolowania aktywności wody. Jeżeli stężenie elektrolitu jest wystarczająco wysokie, by zmniejszyć aktywność wody w szlamie do tego samego poziomu jak aktywność wody w łupku, wówczas uwodnienie łupka nie nastąpi. Jeżeli jednak aktywność wody w szlamie jest zbyt niska, łupek będzie mieć tendencję do odwodnienia i stanie się kruchy, natomiast jeżeli ta aktywność wodna jest zbyt wysoka, wówczas łupek będzie mieć tendencję do uwodnienia, i rozpadu, chyba że będzie pewna bariera ochronna pomiędzy łupkiem a czynnikiem wodnym. Niestety, nie ma możliwości konsekwentnego utrzymywania optymalnego poziomu elektrolitu, a to ze względu na to, że warstwy mineralne zawierają rozpuszczalne sole, które mają tendencję do rozpuszczania się w szlamie, zmieniając zawartość elektrolitu w miarę przechodzenia szlamu przez otwór.
Odkryliśmy obecnie, że wodne, strukturowane środki powierzchniowo czynne mają zadziwiająco dobrą zdolność smarowania w przypadku zarówno skały jak i metalu nawet przy bardzo dużych naciskach i przy braku dodatków dla bardzo dużych nacisków. Ponadto takie strukturowane środki powierzchniowo czynne wykazują właściwości reologiczne wymagane w przypadku cieczy chłodząco-smarującej do wiercenia lub cieczy hydraulicznej, jak również zdolność do przyjmowania stałych wywiercin skalnych do zawiesiny lub opiłków i, co zadziwiające, zabezpieczają one łupek przed rozpadem nawet przy całkowitym braku oleju lub polimeru zabezpieczającego. Uważamy, że łupek jest chroniony przez powleczenie go środkiem powierzchniowo czynnym. Ciecz można łatwo oddzielać od wywiercin skalnych, a wszelkie pozostałości środka powierzchniowo czynnego można łatwo wypłukać z wywiercin za pomocą wody. Czyste wywierciny nie stanowią żadnego niebezpieczeństwa ekologicznego i mogą być bezpiecznie wyrzucone. Wodnym
166 502
Ί środkiem powierzchniowo czynnym jest strukturowany środek powierzchniowo czynny taki jak te, które zostały utworzone przez wzajemne oddziaływanie środka powierzchniowo czynnego z rozpuszczonym elektrolitem, korzystnie w systemie sferolitycznym. Typowo jest to wodna faza pośrednia środka powierzchniowo czynnego wzajemnie zdyspergowana z wodną fazą ciągłą lub wodną elektrolityczną fazą ciągłą.
Ważną i szczególnie zadziwiającą właściwością kompozycji sferolitycznych w zastosowaniu w charakterze cieczy chłodząco-smarujących do wiercenia jest niewielka strata cieczy do formacji, która jest znacznie mniejsza niż w przypadku konwencjonalnych cieczy chłodząco-smarujących do wiercenia, nawet bez dodatków, które normalnie są potrzebne. Strukturowane środki powierzchniowo czynne można łatwo formułować w postaci stabilnej termicznie dla zastosowań wysokotemperaturowych, takich jak głębokie wiercenie.
W naszym wynalazku zarówno właściwości tworzenia zawiesiny jak i zabezpieczanie łupka zapewnione są zasadniczo przez środek powierzchniowo czynny, korzystnie w połączeniu z pewną ilością rozpuszczonego elektrolitu. Chociaż nie chcemy, by stanowiło to ograniczenie, uważamy, że środek powierzchniowo czynny może powlekać cząstki łupka w sposób odwracalny. Może również pomagać w utrzymywaniu optymalnej aktywności wody. Środek powierzchniowo czynny korzystnie występuje w naszej kompozycji jako sferyczna faza G, zdyspergowana faza płytkowa lub micele.
Wynalazek stwarza możliwość wiercenia odwiertów, polegający na zastosowaniu w charakterze cieczy chłodząco-smarującej do wiercenia lub do skrawania wodnego, strukturowanego środka powierzchniowo czynnego, którym jest korzystnie roztwór zawierający micele środka powierzchniowo czynnego lub wzajemnie zdyspergowany środkiem powierzchniowo czynnym płytkowym stałym, sferolitycznym lub w fazie G w ilości wystarczającej dla zapobieżenia rozpadowi łupka lub dla zapewnienia zabezpieczenia powierzchni metalu przed ścieraniem się i dla utrzymwania wywiercin skalnych w zawiesinie w normalnych warunkach wiercenia.
Szlam wiertniczy zawierający wodny środek powierzchniowo czynny według wynalazku jako środek powierzchniowo czynny zawiera strukturowany środek powierzchniowo czynny.
Szlam według wynalazku zawiera zawieszone w nim stałe cząstki łupka i/lub czynnika obciążającego.
Szlam według wynalazku zawieszone cząstki barytu i/lub hematytu.
Szlam według wynalazku jako strukturowany środek powierzchniowo czynny zawiera (A) fazę wodną oraz (B) płytkowe ciało stałe, fazę sferolityczną lub fazę G zdyspergowaną lub zdyspergowaną wzajemnie z wymienioną fazą wodną, przy czym jako fazę wodną zawiera roztwór elektrolitu.
Według wynalazku część roztworu elektrolitu może stanowić solanka, przy czym jako solankę można zawierać wodę morską.
Szlam według wynalazku zawiera w zawiesinie cząstki grafitu.
Szlam według wynalazku korzystnie zawierają 5-45% wagowych środka powierzchniowo czynnego. Środki powierzchniowo czynne mogą stanowić do około 35% wagowych szlamu, chociaż zarówno ze względów ekonomicznych jak i reologicznych korzystne jest stosowanie mniejszych stężeń, na przykład poniżej 30%, zwykle poniżej 25%, korzystnie mniej niż 20%, na przykład 10-15% wagowych.
Środek powierzchniowo czynny może przykładowo składać się zasadniczo z przynajmniej trudno rozpuszczalnej w wodzie soli kwasu sulfonowego lub monoestrowanego kwasu siarkowego, na przykład z sulfonianu alkilobenzenowego, siarczanu alkilowego, etero-siarczanu alkilowego, sulfonianu olefinowego, sulfonianu alkanowego, siarczanu alkilofenolowego, etero-siarczanu alkilofenolowego, siarczanu alkiloetanoloamidowego, etero-siarczano-alkiloetanolu amidowego lub kwasu tłuszczowego alfa-sulfo albo jego estrów, każdy z przynajmniej jedną grupą alkilową lub alkenylową z 8-22, zwykle 10-20 alifatycznych atomów węgla. Wymienione grupy alkilowe lub alkenylowe są to korzystnie grupy pierwotne o łańcuchu prostym, ale mogą być to ewentualnie grupy wtórne lub grupy z łańcuchem rozgałęzionym. Określenie „eter odnosi się tu do grup oksyalkylenowych i grup polioksyalkylenowych jednorodnych, i mieszanych, takich jak grupy polioksyetylenowe, polioksypropylenowe, glicerynowe, i mieszane polioksyetylenowo-oksy8
166 502 propylenowe lub mieszane gliceryno-oksyetylenowe, gliceryno-oksypropylenowe, albo grupy gliceryno-oksyetyleno-oksypropylenowe, typowo zawierające od 1 do 20 grup oksyalkylenowych Przykładowo środkiem powierzchniowo czynnym sulfonowanym lub siarczanowanym może być sulfonian sodowo-dodecylobenzenowy, sulfonian potasowo-heksadecylo-benzenowy, sulfonian sodowo-dodecylo-dwumetylobenzenowy, siarczan sodowo-laurylowy, siarczan sodowo-łojowy, siarczan potasowo-oleilowy, siarczan amonowolaurylowy monoetoksy lub siarczan monoetanoloamino-cytylo-10 mol-etoksylanowy.
Inne anionowe środki powierzchniowo czynne użyteczne według przedmiotowego wynalazku obejmują tłuszczowe sulfobursztyniany alkilowe, tłuszczowe alkilowe eterosulfobursztyniany, pochodne tłuszczowych alkilowych sulfobursztynianów, pochodne tłuszczowych alkilowych eterosulfobursztynianów, sarkozyniany acylowe, tauryniany acylowe, izentioniany, mydła, takie jak stearyniany, palmityniany, żywiczany, oleiniany, linoliniany, mydła kalafoniowe oraz eterokarboksylany alkilowe i saponiany. Mogą być również używane anionowe estry fosforanowe, obejmujące środki powierzchniowo czynne występujące w naturze, takie jak lecytyna. W każdym przypadku anionowy środek powierzchniowo czynny zawiera przynajmniej jeden łańcuch węglowodorowy alifatyczny z 8-22, korzystnie 10-20, zwykle średnio 12-18 atomów węgla, podlegającą jonizacji grupę kwasową taką jak grupa sulfo, grupa kwasu siarkowego, grupa karboksy, grupa fosfoniowa lub grupa kwasu fosforowego oraz, w przypadku eterów, jedną lub kilka grup glicerynowych i/lub 1-20 grup etylenooksy i/lub grup propylenooksy.
Korzystnymi anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi są sole sodu. Innymi solami interesującymi przemysłowo są sole potasu, litu, wapnia, magnezu, amonu, monoetanoloaminy, dwuetanoloaminy, trójetanoloaminy i amin alkilowych zawierających do siedmiu alifatycznych atomów węgla, na przykład izopropyloaminy.
Środek powierzchniowo czynny zawiera korzystnie lub składa się z niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Niejonowym środkiem powierzchniowo czynnym może być na przykład C10-22 alkanoloamid z mono lub dwualkanoloaminy niższego rzędu, takie jak monoetanoloamid lub dwuetanoloamid koksowy lub łojowy. Inne niejonowe środki powierzchniowo czynne, które mogą być ewentualnie stosowane, obejmują etoksylowane alkohole, etoksylowane kwasy karboksylowe, etoksylowane aminy, etoksylowane alkiloamidy, etoksylowane alkilofenole, etoksylowane estry gliceryny, etoksylowane estry kwasu sorbinowego, etoksylowane estry fosforanowe i propoksylowane, butoksylowane oraz mieszane analogi etoksy/propoksy i/lub butoksy wszystkich wymienionych poprzednio etoksylowanych środków niejonowych, wszystkie posiadające grupę alkilową lub alkenylową Ce-22, i do 20 grup etylenoksy i/lub propylenoksy i/lub butylenoksy, albo też dowolny inny niejonowy środek powierzchniowo czynny, który był dotychczas stosowany w sproszkowanych, lub ciekłych kompozycjach detergentowych, na przykład tlenki aminowe. Te ostatnie typowo mają przynajmniej jedną grupę alkilową lub alkenylową Ce-22, korzystnie C10-20 i do dwóch grup alkilowych niższego rzędu (na przykład C1-4, korzystnie C1-2).
Korzystne środki niejonowe dla celów wynalazku są to przykładowo te, które mają zakres HLB 2-18, na przykład 8-18.
Szlamy według wynalazku mogą zawierać kationowe środki powierzchniowo czynne, które obejmują czwartego rzędu aminy posiadające przynajmniej jedną długołańcuchową (na przykład C12-22, typowo C16-20) grupę alkilową lub alkenylową, ewentualnie jedną grupę benzylową i w charakterze pozostałych czterech podstawników krótkołańcuchowe grupy alkilowe (na przykład C1 -4). Obejmują one również imidazoliny i czwartorzędowe imidazoliny posiadające przynajmniej jedną długołańcuchową grupę alkilową lub alkenylową oraz amidoaminy, i czwartorzędowe amidoaminy posiadające przynajmniej jedną długołańcuchową grupę alkilową lub alkenylową. Wszystkie czwartorzędowe środki powierzchniowo czynne są zwykle solami anionów, które nadają pewien stopień rozpuszczalności w wodzie, takich jak mrówczan, octan, mleczan, winian, chlorek, metasiarczan, etosiarczan, siarczan lub azotan. Szczególnie skuteczne jako środki smarowe są kationowe środki powierzchniowo czynne posiadające dwie długołańcuchowe alifatyczne grupy alkilowe, na przykład grupy łojowe, takie jak bis-tallowylowe czwartorzędowe sole amonowe i imidazolowe.
Szlamy według wynalazku mogą również zawierać jeden lub kilka amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych, które obejmują betainy, sulfobetainy oraz fosfobetainy utworzone przez reakcję odpowiedniego trzeciorzędowego związku azotu posiadającego długołańcuchową
166 502 grupę alkilową, lub alkenylową z odpowiednim reagentem, takim jak kwas chlorooctowy lub sulfon propanowy. Przykłady odpowiednich trzeciorzędowych związków zawierających azot obejmują: trzeciorzędowe aminy posiadające jedną lub dwie długołańcuchowe grupy alkilowe, lub alkenylowe i ewentualnie grupę benzylową, przy czym innym podstawnikiem jest krótkołańcuchowa grupa alkilowa; imidazoliny posiadające jedną, lub dwie długołańcuchowe grupy alkilowe lub alkenylowe, i amidoaminy posiadające jedną, lub dwie długołańcuchowe grupy alkilowe, lub alkenylowe. Zwykle amfoteryczne środki powierzchniowo czynne są mniej korzystne niż środki powierzchniowo czynne niejonowe lub anionowe.
Opisane powyżej rodzaje środków powierzchniowo czynnych stanowią jedynie przykłady ogólniejszych środków powierzchniowo czynnych odpowiednich do stosowania według wynalazku. Można zastosować dowolny środek powierzchniowo czynny. Pełniejszy opis zasadniczych typów środków powierzchniowo czynnych, które są dostępne w handlu, podano w pracy „Surface Active Agents and Detergents“, Schwartz, Perry i Berch.
Zasadniczo środki powierzchniowo czynne do stosowania według wynalazku powinny korzystnie być zasdniczo nietoksyczne, zwłaszcza dla życia w morzu i powinny być zasadniczo stabilne w temperaturach powyżej 100°C, korzystnie powyżej 120°C, zwłaszcza powyżej 150°C,na przykład dla zastosowań przy głębokich wierceniach - powyżej 180°C.
Rozpuszczone związki elektrolityczne są bardzo korzystnymi składnikami kompozycji. Chociaż możliwe jest przygotowanie strukturowanych środków powierzchniowo czynnych bez elektrolitu, jeżeli stężenie środka powierzchniowo czynnego jest wystarczająco wysokie, to jednak ruchliwość takich systemów jest często niewystarczająca, chyba że środek powierzchniowo czynny zostanie wybrany z wielką starannością. Dodanie elektrolitu umożliwia przygotowanie ruchliwych strukturowanych środków powierzchniowo czynnych o stosunkowo małym stężeniu środka powierzchniowo czynnego.
Odpowiednie elektrolity obejmują rozpuszczalne w wodzie sole metali alkalicznych, amonu i metali ziem alkalicznych pochodzące od silnych kwasów nieorganicznych. Szczególnie korzystne są sole sodu i potasu, zwłaszcza chlorki. Mogą jednak być również stosowane sole litu, wapnia i magnezu. Wśród soli, które są użyteczne, m°gą znajdować się fosforany, azotany, bromki, fluorki, stężone fosforany, fosfoniany, octany, mrówczany i cytryniany. Często jest szczególnie korzystne, by w przypadku cieczy chłodząco-smarujących do wiercenia utworzyć kompozycję przez rozcieńczenie koncentratu środka powierzchniowo czynnego na miejscu występującą lokalnie naturalną solanką (na przykład wodą morską w przypadku wierceń w dnie morza). Solanka może stanowić całość lub część elektrolitu zawartego w cieczy chłodząco-smarującej do wiercenia.
Elektrolit może występować w stężeniach aż do nasycenia. Zwykle im mniejsza jest zawartość środka powierzchniowo czynnego, tym więcej elektrolitu będzie potrzeba dla utworzenia struktury zdolnej do przenoszenia materiałów stałych. Korzystne jest stosowanie większych stężeń elektrolitu i mniejszych stężeń środka powierzchniowo czynnego oraz wybieranie najtańszych elektrolitów ze względów ekonomicznych. Elektrolit powinien normalnie występować w stężeniu przynajmniej 0,1% wagowego licząc od całkowitego ciężaru kompozycji, zwykle przynajmniej 0,5% wagowo, na przykład więcej niż 0,75%, korzystnie więcej niż 1%. Zwykle stężenie jest mniejsze niż 30%, częściej mniejsze niż 10%, na przykład mniejsze niż 8% wagowych. Typowo stężenie jest w zakresie 1-5%.
Maksymalne stężenie elektrolitu zależy między innymi od rodzaju struktury i od wymaganej lepkości, jak również od zagadnień kosztowych. Korzystne jest tworzenie kompozycji sferolitycznych takich jak opisane w zgłoszeniu patentowym Wielkiej Brytanii GB-A-2, 153,380, aby otrzymać zadowalającą równowagę pomiędzy ruchliwością i dużą ilością składników stałych w zawiesinie. Optymalne stężenie elektrolitu dla każdego konkretnego rodzaju i ilości środka powierzchniowo czynnego można zapewnić, jak opisano w wymienionym wyżej zgłoszeniu patentowym, przez pomiar- zmiany przewodności elektrycznej ze wzrostem stężenia elektrolitu, aż do zaobserwowania pierwszego minimum przewodności. Można przygotować próbki i badać je przez odwirowywanie przez 90 minut przy 20 000 g, regulując stężenie elektrolitu tak, aby otrzymać czynnik tworzący zawiesinę, który nie rozdziela się na dwie fazy podczas odwirowywania.
Korzystnie stężenie elektrolitu reguluje się tak, aby uzyskać kompozycję, która nie ulega sedymentacji przy pozostawieniu jej na 3 miesiące w temperaturze otoczenia lub przy temperaturze 0°C lub 40°C. Korzystne są kompozycje, które nie wykazują oznak sedymentacji lub rozdzielania
166 502 na dwie lub więcej warstw po utrzymywaniu przez 72 h przy temperaturze 100°C w autoklawie. Korzystnie również stężenie elektrolitu reguluje się tak, aby otrzymać kompozycję stabilną na ścinanie i taką, co jest pożądane, która nie zwiększa znacznie swej lepkości przy pozosta wieniu jej po działaniu normalnego ścinania.
Alternatywnie można dodać wystarczającą ilość elektrolitu, by powstał układ płytkowy, taki jak opisano w patencie brytyjskim nr 2123846, na przykład przez dodanie ilości elektrolitu wystarczającej do zapewnienia, że ciekły czynnik tworzący zawiesinę oddziela się przy wirowaniu przy 800 g po 17 godzinach, tworząc fazę ługu zawierającą niewiele lub w ogóle nie zawierającą środka powierzchniowo czynnego. Ilość wody w formulacji można następnie regulować tak, aby otrzymać optymalną równowagę pomiędzy ruchliwością a stabilnością.
W przypadku szlamów wiertniczych i cieczy odległościowych zwykle pożądane jest doprowadzenie do odwiertu cieczy, która zawiera niezbędne stężenie środka powierzchniowo czynnego, i elektrolitu, by powstała struktura umożliwiająca utworzenie zawiesiny cząstek stałych. Jednakże sole występujące w skale, w której wykonuje się wiercenie, mogą czasami mieć zdolność do tworzenia takiej struktury na miejscu, jeżeli tylko dostarczy się wodnego środka powierzchniowo czynnego. Często korzystne jest dostarczenie systemu wodnego zawierającego mniejszą niż optymalna ilość elektrolitu, aby umożliwić rozpuszczanie się minerałów występujących w odwiercie.
Potrzebna ilość elektrolitu zależy również od natury i rozpuszczalności środka powierzchniowo czynnego. Zwykle środki powierzchniowo czynne o wysokiej temperaturze mętnienia wymagają mniej elektrolitu niż środki powierzchniowo czynne o niskiej temperaturze mętnienia. W przypadku niektórych środków powierzchniowo czynnych nie potrzeba w ogóle elektrolitu.
Środki powierzchniowo czynne lub mieszaniny środków powierzchniowo czynnych, które mogą być używane w kompozycjach bez elektrolitu według przedmiotowego wynalazku są to typowo te, które tworzą fazę G w temperaturze otoczenia, ale korzystnie nie tworzą fazy M1. Mówiąc ogólnie, wodny środek powierzchniowo czynny ma temperaturę mętnienia większą niż 30°C, zwykle większą niż 40°C, a korzystnie większą niż 50°C. Wodne środki powierzchniowo czynne o temperaturze mętnienia powyżej 60°C są szczególnie użyteczne. Alternatywnie lub dodatkowo środek powierzchniowo czynny może mieć temperaturę wstecznego zmętnienia poniżej 30°C, częściej poniżej 20°C, zwłaszcza poniżej 10°C, korzystnie poniżej 0°C. Szczególnie korzystne są środki powierzchniowo czynne, których temperatura wstecznego zmętnienia jest poniżej -10°C. Temperatury wstecznego zmętnienia są typowe dla niektórych niejonowych środków powierzchniowo czynnych, w których zwiększająca się temperatura ma tendencję do zrywania wiązań wodorowych odpowiedzialnych za uwodnienie hydrofilowej części cząsteczek, co czyni ją mniej rozpuszczalną. Temperatury normalnego zmętnienia są bardziej typowe dla środków powierzchniowo czynnych anionowych lub kationowych. Mieszaniny anionowych i nieanionowych środków powierzchniowo czynnych mogą wykazywać temperaturę zmętnienia i/lub temperaturę wstecznego zmętnienia.
Zwykle korzystne jest, aby środek powierzchniowo czynny występował w stężeniu przynajmniej 1%, na przykład przynajmniej 3% wagowe składu, częściej powyżej 5%, zwłaszcza powyżej 8% i korzystnie 10-15%. Typowy zakres stężeń środków powierzchniowo czynnych jest od 6 do 15%, częściej 7-12%. Inne stężenie środków powierzchniowo czynnych, które może być stosowane, wynosi 1-30%, na przykład 2-15% wagowych. Stężenie środka powierzchniowo czynnego powinno być korzystnie wystarczające w obecności dowolnego elektrolitu w formulacji, by utworzyć kompozycje o lepkości plastycznej mierzonej lepkościomierzem Fanna 5-35 cP to znaczy 0,0050,035 Pa · s, korzystnie 0,015-0,03, na przykład 0,02-0,025 Pa · s. Korzystnie kompozycja powinna mieć granicę plastyczności większą niż 7,25 Pa, korzystniej 14-25 Pa, zwłaszcza 17-22 Pa, na przykład 20 Pa. Szczególnie korzystne jest, by kompozycja miała stosunek granicy plastyczności do lepkości plastycznej od 50 do 120, zwłaszcza 70-95, na przykład 85.
Stężenie środka powierzchniowo czynnego powyżej 60% są możliwe, ale bardzo nieprawdopodobne w zastosowaniu przemysłowym przynajmniej w większości przewidywanych zastosowań wynalazku.
Szczególnie korzystne w systemach pozbawionych elektrolitu są niejonowe i mieszane niejonowe środki powierzchniowo czynne, zwłaszcza mieszaniny etoksylanów alkoholi alifatycznych, i mieszaniny etoksylanów alkoholi alifatycznych z etoksylanami kwasów tłuszczowych
166 502 lub mieszane alkohole etoksylanowe/propoksylanowane, i etoksylany kwasów tłuszczowych. Przykładowo szczególnie użyteczne są mieszaniny zawierające jeden lub więcej alkoholi alifatycznych C10-C20 i/lub kwasy tłuszczowe alkoksylanowane za pomocą 5-10 grup etylenoksy i/lub propylenoksy. Inne niejonowe środki powierzchniowo czynne, które mogą być stosowane, zawierają alkoksylanowane alkilofenole, alkoksynowane aminy, alkoksylanowane sorbinowe lub glicerynowe estry kwasów tłuszczowych i alkanoloamidy, takie jak mono lub dwuetanoloamid kokosowy, i ich mieszaniny.
Szlamy wiertnicze zawierają ciała stałe w zawiesinie, które mogą stanowić wywierciny skalne, takie jak łupek i/lub mogą zawierać czynnik obciążający, taki jak baryt lub hematyt. Całkowita ilość ciała stałego w zawiesinie może typowo zmieniać się od około 5% wagowych do około 60% wagowych, lub korzystniej 10-50%, na przykład 35-45%.
Korzystnie stosuje się ilość czynnika obciążającego wystarczającą dla uzyskania ciężaru właściwego 1-1,8.
Szlam wiertniczny może ewentualnie zawierać środek wspomagający powstawanie zawiesiny, taki jak karboksymetylocelulozę lub pirolidon poliwinylowy, zwykle w ilościach do 5%, na przykład 0,5-2% wagowych. Ze względu na koszty i reologię korzystne jest jednak unikanie stosowania takich środków wspomagających powstawanie zawiesiny.
Szlamy wiertnicze według wynalazku są korzystnie zasadniczo pozbawione oleju lub rozpuszczalników organicznych lub też rozpuszczalników mieszających się z wodą, takich jak niższego rzędu alkohole mono lub polihydroksy, ketony i polietery lub nierozpuszczalnych w wodzie rozpuszczalników takich jak aromatyczne węglowodory, jak również są pozbawione wszelkich środków hydrotropowych, takich jak mocznik, sulfonian benzenowy lub niższego rzędu sulfoniany alkilobenzenowe. Rozpuszczalniki i hydrotropy mają tendencję do zakłócania strukturowania środka powierzchniowo czynnego, i wymagają stosowania znacznie większych ilości środka powierzchniowo czynnego i/lub elektrolitu. Zwiększają one również koszt formulacji bez istotnego polepszenia właściwości. Olej i rozpuszczalniki są ponadto bardzo niepożądane ze względu na ochronę środowiska. Jeżeli w ogóle się je stosuje, korzystne jest, by oleje, rozpuszczalniki i hydrotropy występowały w ilości mniejszej niż 10%, korzystniej mniejszej niż 5%, najkorzystniej mniejszej niż 1%, na przykład poniżej 0,5%, zwykle mniej niż 0,1%, a najczęściej mniej niż 0,05% wagowego ciężaru kompozycji.
Korzystne jest, aby nie było w ogóle polimerowych środków zagęszczających, takich jak żywice, albo też'aby występowały one w stężeniach mniejszych niż 5%, korzystnie mniejszych niż 0,5%, ponieważ nie są one zwykle potrzebne do stabilizowania kompozycji, a zwiększają koszty i lepkość zawiesiny.
Szlamy wiertnicze lub inne ciecze czynnościowe według wynalazku mogą ewentualnie zawierać pomocnicze czynniki strukturujące, takie jak bentonit, ale dodatki takie normalnie nie są konieczne dla zapobiegania stratom cieczy, a mogą być szkodliwe dla właściwości reologicznych. Jeżeli się go stosuje, bentonit korzystnie nie powinien stanowić więcej niż 5% całego ciężaru kompozycji. Jednakże ciecze chłodząco-smarujące do wiercenia według wynalazku zwykle znoszą obecność bentonitu przypadkowo pochodzącego z minerałów w odwiercie.
Szlamy wiertnicze mogą ewentualnie zawierać grafit w zawiesinie w celu zwiększenia smarowności.
Kompozycja może ewentualnie zawierać biocyd, taki jak aldehyd glutarowy lub korzystnie trzeciorzędową fosfoniową sól hydroksymetylową, taką jak siarczan THP lub jego mieszaninę z aldehydem glutarynowym, aby hamować wzrost bakterii redukujących siarczan, które mogą powodować korozję rur, rozwarstwienie cieczy i/lub zakażenie formacji.
Środki smarowe mogą zawierać dodatki dla dużych nacisków, a wszystkie ciecze czynnościowe według wynalazku korzystnie zawierają inhibitory korozji, takie jak estry fosforynowe, fosfoniany, polifosfoniany, chromiany i sole cynku. Inhibitory korozji są to korzystnie organiczne czynniki chelatujące lub inne inhibitory korozji powodowanej na powierzchni metali przez roztwory wodne.
Wynalazek zostanie dokładniej przedstawiony w przykładach, gdzie wszystkie procenty podane są jako wagowe od całego ciężaru kompozycji, chyba że zaznaczono inaczej.
166 502
Przykład 1 2 3 4 5
AES 3,2 3 2,65 - -
IPABS 6,4 7 4,02 - -
LABS - - 10,7 10,7
AO - - 2,1 2,1
DEABS - - 2,1 2,1
KC 1 - 1 1,2 1,0
KA 0,4 - - -
Granica plastyczności N m'2 35,43 24,42 18,19 6,22 4,79
Lepkość plastyczna Pa · s 0,015 0,043 0,021 0,025 0,02
GP/LP X10’3 23,62 5,58 6,66 2,49 2,4
Odzyskiwanie lupka
przy temperaturze pokojowej 94,8 96,2 97,8 95,8 91,2
Odzyskiwanie łupka przy 60°C - 92,0 93,2 91,8 87,0
AES - siarczan sodowo Ci2-ie-aikilo-3 mol-etoksy,
IPABS - sulfonian izopropyioaminowo C10-14-limowy-aikilo benzenowy,
LABS - sulfonian sodowo Cio-14-liniowy alkilobenzenowy,
AO - tlenek Ci2-ie alkilo-dwumetylo-aminowy,
DEABS - sulfonian dwuetanoloamina-Cio-i4-hniowy alkilobenzenowy,
KCl - chlorek potasu,
KA - octan potasu.
Przykłady 1, 2 i 3 były to przezroczyste roztwory micelowe. Przykłady 4 i 5 były to nieprzezroczyste kompozycje sferolitowe.
Wszystkie pięć przykładów nadawało się do utworzenia zawiesiny z 50 g barytu w 350 ml przy temperaturze 80°C na 18 h.
Przykład 6. Szlam wiertniczy przygotowano przez utworzenie zawiesiny 1118,7 g barytu w 1500,0 g 10% wodnego IPABS. Ten ostatni stanowił nieprzezroczystą kompozycję sferolitową, a utworzony szlam był stabilną zawiesiną.
Przykład 7. Szlam wiertniczy przygotowano przez utworzenie zawiesiny 1028,8g barytu i 3 g silikonowego środka przeciwpianowego w 1500 g wodnej kompozycji sferolitowej zawierającej 2,25% dwuetanoloaminy, 10,5% LABS i 2,25% tlenku aminy.
Przykład 8. Szlam wiertniczy przygotowano przez utworzenie zawiesiny z 1094,6 g barytu, 37,5 g bentonitu i 3g silikonowego środka przeciwpianowego w 10% wodnym IPABS.
Przykład 9. Szlam wiertniczy odpowiedni do stosowania do wierceń w dnie morskim przy zastosowaniu wody morskiej zawiera 8% LABS, 8% dwuetanoloamidu kokosowego i 4% chlorku sodu.
Przykład 10. Produkty z przykładu 6,7 i 8 porównano z handlowym szlamem na bazie oleju pod względem sedymentacji przy użyciu testu z pochyłą rurą. Rurę wiertniczą o długości 1 metr i o średnicy 40 mm zawierającą badany szlam, i ustawioną pod kątem 45° względem pionu pozostawiono na 120 h, a przy końcu tego okresu oddzielenie mniej nieprzezroczystej fazy było widoczne w górnej strefie 35 cm szlamu na bazie oleju, natomiast żądanego oddzielenia nie widziano w próbkach według wynalazku.
Przykład 11. Dostępny w handlu szlam na bazie oleju porównywano z produktami z przykładów 6 i 7 pod względem statycznej filtracji przy niskim ciśnieniu. Oznacza to tendencję szlamu do straty płynu do formacji. Wyniki podano w tabeli 1.
Tabela 1
Szlam na bazie oleju (porównawczy) Przykład 6 Przykład 7
Grubość ciasta filtracyjnego 1 mm <1 mm <1 mm
Uzyskany filtrat 3,5 ml 3,6 ml 1,7 ml
Przykład 12. Smarowność kompozycji opisanej w przykładzie 9 badano za pomocą metody FALEX opisanej w metodzie badań IP 241 69 Institute of Petroleum.
Czysty wałek metalowy obracany był pomiędzy dwiema kształtkami w kształcie litery V przy stopniowo wzrastającym obciążeniu, przy czym wałek ten był zanurzony w badanym środku smarowym bez cyrkulacji.
166 502
Szlamy według wynalazku porównywano z trzema porównawczymi środkami smarowymi, mianowicie wodą, olejem mineralnym i zawiesiną bentonitu. Wszystkie trzy porównania zawiodły (odpowiednio przy 2,2 kN, 4,5 kN i 6,7 kN). Natomiast kompozycja według wynalazku wykazała się doskonałą smarownością przy wszystkich obciążeniach łącznie z maksymalnym obciążeniem 17,8 kN. Jedynie ten środek smarowy spośród wszystkich czterech wytrzymał próbę bez szkód.
Przykład 13. Różne strukturowane środki powierzchniowo czynne porównywano z wodą, olejami mineralnymi i roztworami niestrukturowanych środków powierzchniowo czynnych w teście według przykładu 12. Wyniki zestawione są w tabeli 2, gdzie wszystkie procenty są procentami wagowymi od całego ciężaru mieszaniny. Środki smarowe podano w kolejności coraz lepszych właściwości. Jedynie trzy ostatnie środki smarowe wytrzymały cały test bez zatarcia.
Tabela 2
Środek smarowy Współczynnik tarcia 1 Uszkodzenie
1 2 3 4
x i.Woda 0,107 7 s przy 3,3 kN
x ii.Olej mineralny zawierający dodatki
dla wysokich ciśnień („Tellus R10) 0,065 44 s przy 3,3 kN
x iii.Olej mineralny
nie zawierający dodatków („Turbo T68) 0,048 6s przy 5,6 kN
x iv.30% LABS (bez strukturowania) 0,050 45 s przy 6,7 kN
v.Przykład 1 z patentu W. Brytanii 2123846
(struktura płytkowa) 0,048 54 s przy 6,7 kN
vi. 14% LABS 6% OB (sferolitowy) 0,042 13 s przy 0,9 kN
vii.10% IPABS (sferolitowy) 0,038 45 s przy 11,2 kN
viii.3% IPABS, 12% AES, 4% NaCl
(sferolitowy) 0,063 41 s przy 12,2 kN
ix. 12% LABS, 8% AE, 3% NaCl (sferolitowy) 0,031 41 s przy 15,5 kN
x.50% IPABS (faza G) 0,024 57 s przy 17,8 kN
xi.8% LABS, 8% dwuetanoloamid kokosowy,
4% NaCl (sferolitowy) 0,024 51 s przy 19 kN
xii.8% LABS, 8% dwuetanoloamid kokosowy,
4% NaCl 2% grafit (sferolitowy) 0,027 51 s przy 19 kN
xiii.20% LABS, 10% dwuetanoloamid kokosowy
(sferolitowy) 0,028 brak uszkodzenia przy 20 kN
xiv.3% LABS, 12% IPABS, 2% NaCl
(sferolitowy) 0,026 brak uszkodzenia przy 20 kN
xv.25% imidazolin2 (sferolitowy) 0,020 M U
x Przykład porównawczy,
1. Współczynniki tarcia zmierzone tuz przed uszkodzeniem/ zakończeniem testu,
2. Metosiarczan 1-metylo, 1-tallowamidoetylo, 2-tallowy-imido azolinowy.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 1,(03 zł.

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Szlam wiertniczy zawierający wodny środek powierzchniowo czynny, znamienny tym, że jako środek powierzchniowo czynny zawiera strukturowany środek powierzchniowo czynny.
  2. 2. Szlam według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera zawieszone w nim stałe cząstki łupka i/lub czynnika obciążającego.
  3. 3. Szlam według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera zawieszone cząstki stałe barytu i/lub hematytu.
  4. 4. Szlam według zastrz. 1, znamienny tym, że strukturowany środek powierzchniowo czynny zawiera (A) fazę wodną oraz (B) płytkowe ciało stałe, fazę sferolitową lub fazę (G) zdyspergowaną w/lub zdyspergowaną wzajemnie z wymienioną fazą wodną.
  5. 5. Szlam według zastrz. 4, znamienny tym, że jako fazę wodną zawiera roztwór elektrolitu.
  6. 6. Szlam według zastrz. 5, znamienny tym, że co najmniej jako część roztworu elektrolitu zawiera solankę.
  7. 7. Szlam według zastrz. 6, znamienny tym, że jako solankę zawiera wodę morską.
  8. 8. Szlam według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera w zawiesinie stałe cząstki grafitu.
  9. 9. Szlam według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 5-45% wagowych środka powierzchniowo czynnego w przeliczeniu na cały ciężar szlamu.
  10. 10. Szlam według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ilość rozpuszczonego elektrolitu wystarczającą do utworzenia z wymienionym środkiem powierzchniowo czynnym stabilnej kompozycji sferolitowej lub płytkowej zdolnej do przejęcia ciała stałego w zawiesinie.
PL90287984A 1989-11-28 1990-11-28 Szlam wiertniczy PL PL PL PL166502B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB898926885A GB8926885D0 (en) 1989-11-28 1989-11-28 Drilling fluids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL287984A1 PL287984A1 (en) 1991-12-02
PL166502B1 true PL166502B1 (pl) 1995-05-31

Family

ID=10667056

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL90287984A PL166502B1 (pl) 1989-11-28 1990-11-28 Szlam wiertniczy PL PL PL
PL90305846A PL168089B1 (pl) 1989-11-28 1990-11-28 Srodek smarowy zwlaszcza do obróbki skrawaniem PL PL PL

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL90305846A PL168089B1 (pl) 1989-11-28 1990-11-28 Srodek smarowy zwlaszcza do obróbki skrawaniem PL PL PL

Country Status (24)

Country Link
EP (1) EP0430602B1 (pl)
JP (1) JPH03217499A (pl)
KR (1) KR910009899A (pl)
CN (1) CN1052687A (pl)
AT (1) ATE127829T1 (pl)
AU (1) AU630524B2 (pl)
BR (1) BR9006034A (pl)
CA (1) CA2030694C (pl)
CS (1) CS590590A3 (pl)
DE (1) DE69022371T2 (pl)
DK (1) DK0430602T3 (pl)
DZ (1) DZ1463A1 (pl)
ES (1) ES2077040T3 (pl)
FI (1) FI905859A (pl)
GB (2) GB8926885D0 (pl)
GR (1) GR3017642T3 (pl)
HU (1) HU217913B (pl)
IE (1) IE65100B1 (pl)
MY (1) MY111587A (pl)
NO (1) NO301841B1 (pl)
NZ (1) NZ236238A (pl)
PL (2) PL166502B1 (pl)
YU (1) YU225990A (pl)
ZA (1) ZA909531B (pl)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9215228D0 (en) * 1992-07-17 1992-09-02 Oilfield Chem Tech Ltd Drilling fluid loss additive
GB9309475D0 (en) * 1993-05-07 1993-06-23 Albright & Wilson Concentrated aqueous based surfactant compositions
US6090762A (en) * 1993-05-07 2000-07-18 Albright & Wilson Uk Limited Aqueous based surfactant compositions
SK53294A3 (en) 1993-05-07 1995-04-12 Albright & Wilson Concentrated aqueous mixture containing surface active matter and its use
US6166095A (en) * 1993-12-15 2000-12-26 Albright & Wilson Uk Limited Method of preparing a drilling fluid comprising structured surfactants
DZ1837A1 (fr) * 1993-12-15 2002-02-17 Albright & Wilson Surfactants structures.
SE503485C2 (sv) * 1994-10-03 1996-06-24 Akzo Nobel Användning av en alkoxilerad alkanolamid tillsammans med en jonisk tensid som friktionsreducerande medel
US5607904A (en) * 1995-04-13 1997-03-04 Baker Hughes Incorporated Nonionic alkanolamides as shale stabilizing surfactants for aqueous well fluids
GB2304754A (en) * 1995-08-24 1997-03-26 Albright & Wilson Drilling fluids
WO1997039101A1 (en) * 1996-04-13 1997-10-23 Albright & Wilson Uk Limited Dicalcium phosphate slurries
US5919738A (en) * 1997-01-24 1999-07-06 Baker Hughes Incorporated Fluids for use in drilling and completion operations comprising water insoluble colloidal complexes for improved rheology and filtration control
US6258859B1 (en) * 1997-06-10 2001-07-10 Rhodia, Inc. Viscoelastic surfactant fluids and related methods of use
FI107163B (fi) * 1997-08-29 2001-06-15 Fortum Power & Heat Oy Neste kostutus/sumutusjäähdytyslaitteistoihin
GB9720014D0 (en) * 1997-09-20 1997-11-19 Albright & Wilson Uk Ltd Drilling fluid concentrates
FR2800091B1 (fr) * 1999-10-21 2005-01-28 Rhodia Chimie Sa Utilisation de micro-lamelles en tant qu'additifs extreme-pression dans des lubrifiants aqueux, micro-lamelles et leur obtention
FR2820431B1 (fr) * 2001-02-06 2007-04-27 Rhodia Chimie Sa Procede de deformation de metaux mettant en oeuvre un lubrifiant aqueux additive permettant d'augmenter la productivite
US6422325B1 (en) * 2001-10-05 2002-07-23 Halliburton Energy Services, Inc. Method for reducing borehole erosion in shale formations
US8029772B2 (en) 2001-12-21 2011-10-04 Rhodia Inc. Stable surfactant compositions for suspending components
US7429620B2 (en) 2004-08-10 2008-09-30 Inteveo, S.A. Surfactant package for well treatment and method using same
US9512345B2 (en) 2004-10-20 2016-12-06 Halliburton Energy Services, Inc. Settable spacer fluids comprising pumicite and methods of using such fluids in subterranean formations
CN1331978C (zh) * 2004-12-09 2007-08-15 中国石油天然气股份有限公司 一种钻井液用聚合醇润滑抑制剂及其应用
AU2007254548B2 (en) * 2006-05-24 2012-01-12 Marine 3 Technologies Holdings (Pty) Ltd A surface active ingredient composition
EP2136768B1 (en) 2007-03-23 2018-10-17 Solvay USA Inc. Structured surfactant compositions
JP5118906B2 (ja) * 2007-07-09 2013-01-16 トヨタ自動車株式会社 摺動構造
US20090036331A1 (en) 2007-08-03 2009-02-05 Smith Ian D Hydraulic fluid compositions
WO2011017637A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Basf Se Lubricant composition comprising alkylethercarboxylic acid
DE102009036856A1 (de) * 2009-08-10 2011-02-17 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Elektrische Maschine mit vor Stromdurchschlägen geschütztem Wälzlager und Getriebemotor mit einem solchen
CN101760186B (zh) * 2009-10-28 2013-04-17 无锡润鹏复合新材料有限公司 钻井液用复合型植物油润滑剂及其制备方法
US9650558B2 (en) 2011-02-02 2017-05-16 Baker Hughes Incorporated Oil field treatment fluids
JP5738737B2 (ja) * 2011-10-19 2015-06-24 コスモ石油ルブリカンツ株式会社 水系潤滑液組成物
CN105315976A (zh) * 2014-06-05 2016-02-10 镇江市船山第二水泥厂 一种水泥浆
CN105567187B (zh) * 2014-10-13 2018-10-23 中国石油化工股份有限公司 油包水乳化钻井液及其制备方法
CN104531117B (zh) * 2015-01-14 2018-05-08 中国海洋石油总公司 一种非温敏型溶致液晶溶油体系及其制备方法和用途
PL3130653T3 (pl) * 2015-08-13 2019-05-31 Fuchs Petrolub Se Kompozycja do smarowania ilością minimalną i jej zastosowanie
JP6710195B2 (ja) * 2017-12-14 2020-06-17 花王株式会社 レオロジー改質剤
JP2019112530A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 花王株式会社 粘度特性改良剤
US11781056B2 (en) 2019-03-20 2023-10-10 Kao Specialties Americas Llc Stable high solids slurry compositions
CN114717035A (zh) * 2022-03-25 2022-07-08 扬州大学 一种二元非水体系层状液晶润滑剂及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE960921C (de) * 1951-04-26 1957-03-28 Standard Oil Dev Co Hydraulische Fluessigkeit
FR2024933A1 (pl) * 1968-11-27 1970-09-04 Chevron Res
US3746096A (en) * 1969-10-31 1973-07-17 Union Carbide Corp Surfactant composition
US3773110A (en) * 1972-08-14 1973-11-20 Continental Oil Co Method of removing liquids and small solids from well bores
US3948782A (en) * 1973-06-29 1976-04-06 Marathon Oil Company Drilling with low viscosity fluids
JPS5038672A (pl) * 1973-08-09 1975-04-10
US4221229A (en) * 1976-03-10 1980-09-09 Marathon Oil Company Retro-viscous fluidic fluid
US4088583A (en) * 1976-12-02 1978-05-09 Union Oil Company Of California Composition and method for drilling high temperature reservoirs
CA1168846A (en) * 1980-09-25 1984-06-12 James C. Hatfield Non-aqueous slurries used as thickeners
US4793943A (en) * 1983-12-22 1988-12-27 Albright & Wilson Limited Liquid detergent compositions
US4534875A (en) * 1984-01-13 1985-08-13 The Dow Chemical Company Method for heat exchange fluids comprising viscoelastic surfactant compositions
US4596662A (en) * 1984-06-13 1986-06-24 Dresser Industries, Inc. Compositions for use in drilling, completion and workover fluids
US4588032A (en) * 1984-08-09 1986-05-13 Halliburton Company Fluid spacer composition for use in well cementing
GB8616163D0 (en) * 1986-07-02 1986-08-06 Shell Int Research Drilling fluid
US4762625A (en) * 1986-09-29 1988-08-09 Great Lakes Chemical Corp. Viscosifiers for brines utilizing hydrophilic polymer-mineral oil systems
US4781849A (en) * 1987-05-21 1988-11-01 Aluminum Company Of America Lyotropic liquid crystal metalworking lubricant composition

Also Published As

Publication number Publication date
HU217913B (hu) 2000-05-28
GR3017642T3 (en) 1996-01-31
GB2238560A (en) 1991-06-05
ATE127829T1 (de) 1995-09-15
KR910009899A (ko) 1991-06-28
DE69022371D1 (de) 1995-10-19
MY111587A (en) 2000-09-27
HU907676D0 (en) 1991-06-28
DE69022371T2 (de) 1997-05-07
IE904271A1 (en) 1991-06-05
AU6696090A (en) 1991-06-06
AU630524B2 (en) 1992-10-29
HUT56126A (en) 1991-07-29
PL168089B1 (pl) 1995-12-30
GB9025493D0 (en) 1991-01-09
NO905126L (no) 1991-05-29
CA2030694C (en) 1998-04-07
FI905859A (fi) 1991-05-29
CN1052687A (zh) 1991-07-03
NZ236238A (en) 1993-03-26
IE65100B1 (en) 1995-10-04
ES2077040T3 (es) 1995-11-16
BR9006034A (pt) 1991-09-24
ZA909531B (en) 1992-08-26
CS590590A3 (en) 1992-04-15
GB2238560B (en) 1994-05-11
NO905126D0 (no) 1990-11-27
JPH03217499A (ja) 1991-09-25
EP0430602A1 (en) 1991-06-05
DK0430602T3 (da) 1995-11-06
FI905859A0 (fi) 1990-11-28
EP0430602B1 (en) 1995-09-13
GB8926885D0 (en) 1990-01-17
PL287984A1 (en) 1991-12-02
DZ1463A1 (fr) 2004-09-13
NO301841B1 (no) 1997-12-15
CA2030694A1 (en) 1991-05-29
YU225990A (sh) 1992-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL166502B1 (pl) Szlam wiertniczy PL PL PL
US5964692A (en) Functional fluids and liquid cleaning compositions and suspending media
US5807810A (en) Functional fluids and liquid cleaning compositions and suspending media
CA2247719C (en) Drilling fluid concentrates
US8415279B2 (en) Microemulsions used as spacer fluids
US4735731A (en) Process for reversible thickening of a liquid
US8871695B2 (en) In situ microemulsions used as spacer fluids
NO20161010A1 (no) Fremgangsmåte for frakturering av en underjordisk formasjon
MX2013011066A (es) Composiciones y métodos para limpiar un pozo de perforación antes de la cementación.
EP2855619A1 (en) Esters for drilling emulsions and metal working fluids
GB2277759A (en) Additives for water-based drilling fluid
JP2002003832A (ja) 親有機性粘土添加剤、および該親有機性粘土添加剤を含有する温度依存性の少ない流動学的性質を有する油井掘削泥水
US20140024560A1 (en) Drilling fluid using surfactant package
GB2304754A (en) Drilling fluids
US6166095A (en) Method of preparing a drilling fluid comprising structured surfactants
EP0658620B1 (en) Structured surfactants
US10113395B2 (en) Organophilic nanoparticles in direct emulsion systems and methods for their use as wellbore drilling fluids
RO109209B1 (ro) Fluid de foraj, apos
LT3962B (en) Funcional fluids
AU2011201846B2 (en) Microemulsions used as spacer fluids
US20200283674A1 (en) Clay-free drilling fluid composition
GB2390861A (en) Solution of ethoxylated propoxylated alcohol used in downhole cementing operations
CA2152778A1 (en) Rheology-controlled flowable and pumpable aqueous preparations, for example for use as water-based drilling muds
MXPA01007216A (en) Electrically conductive non-aqueous wellbore fluids