Claims (27)
1. Текучая и прокачиваемая многокомпонентная смесь на основе многофазной смеси, состоящей из воды и масла, содержащая эмульгаторы и в случае необходимости дополнительно другие растворимые, эмульгируемые и/или диспергируемые вспомогательные вещества, необходимые для ее использования при вскрытии грунта путем бурения и/или для последующей обработки выполненных таким образом скважин, отличающаяся тем, что при этом используются эмульгаторы и/или системы эмульгаторов, приводящие соответствующую многокомпонентную смесь к регулируемому по температуре обращению фаз при достижении температуры фазовой инверсии (ТФИ) в пределах температурного диапазона, верхняя граница которого лежит настолько ниже рабочей температуры этой многокомпонентной смеси в зоне геологического вскрытия, чтобы основанная на воде часть многокомпонентной смеси была представлена в качестве дисперсной (инвертной) фазы в дисперсионной масляной фазе (эмульсия В/М), а нижняя граница этого температурного диапазона обеспечивала возможность превращения этой многокомпонентной смеси в эмульсию М/В с дисперсионной водной фазой.1. A flowable and pumpable multicomponent mixture based on a multiphase mixture consisting of water and oil, containing emulsifiers and, if necessary, additionally other soluble, emulsifiable and / or dispersible auxiliary substances, necessary for its use when opening the soil by drilling and / or for subsequent treatment of wells thus made, characterized in that emulsifiers and / or emulsifier systems are used, leading the corresponding multicomponent mixture to the phase inversion temperature upon reaching the phase inversion temperature (TFI) within the temperature range, the upper boundary of which lies so low as the working temperature of this multicomponent mixture in the geological opening zone, so that the water-based part of the multicomponent mixture is presented as a dispersed (invert) phase in the dispersion oil phase (W / M emulsion), and the lower boundary of this temperature range provided the possibility of converting this multicomponent mixture into an M / B emulsion with dispersion water phase.
2. Многокомпонентная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя граница температурного диапазона фазовой инверсии находится не менее, чем на 3-5°С ниже рабочей температуры этой многокомпонентной смеси в зоне геологического вскрытия, при этом предпочтительной является более ярко выраженная разность между двумя этими температурными параметрами, целесообразно по крайней мере 10-15°С и особенно предпочтительно не менее 20-30oC.2. The multicomponent mixture according to claim 1, characterized in that the upper boundary of the temperature range of the phase inversion is not less than 3-5 ° C below the operating temperature of this multicomponent mixture in the geological section, with a more pronounced difference between these two temperature parameters, it is advisable at least 10-15 ° C and particularly preferably not less than 20-30 o C.
3. Многокомпонентная смесь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ТФИ этой многокомпонентной смеси находится в температурном диапазоне выше температуры затвердевания ее водной фазы, принимаемой в качестве нижнего предела, предпочтительно выше 0-5oС, и лежит при этом в диапазоне до 100oС в качестве верхнего предела.3. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the TFI of this multicomponent mixture is in the temperature range above the solidification temperature of its aqueous phase, taken as the lower limit, preferably above 0-5 o C, and lies in the range up to 100 o C as the upper the limit.
4. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что ТФИ этой многокомпонентной смеси находится в температурном диапазоне от 5 до 80oC, предпочтительно в диапазоне от 10 до 60oС и особенно предпочтительно в диапазоне от 15 до 50oС, при этом предпочитаемыми могут быть многокомпонентные смеси описанного вида, имеющие ТФИ в диапазоне температур от 20 до 35oС.4. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the TFI of this multicomponent mixture is in the temperature range from 5 to 80 o C, preferably in the range from 10 to 60 o C and particularly preferably in the range from 15 to 50 o C, while multicomponent may be preferred mixtures of the described type having TFI in the temperature range from 20 to 35 o C.
5. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что она является текучей и прокачиваемой также и при комнатной температуре. 5. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that it is fluid and pumped also at room temperature.
6. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что ее эмульгаторы/системы эмульгаторов имеют хотя бы частично, предпочтительно по меньшей мере в преобладающей своей части, неионогенную структуру и/или связаны друг с другом в мономерном звене как в виде неионогенных, так и в виде анионных структурных элементов. 6. Multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that its emulsifiers / emulsifier systems have at least partially, preferably at least in their predominant part, a nonionic structure and / or are connected to each other in the monomer unit both in the form of nonionic and anionic structural elements.
7. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 6, отличающаяся тем, что в ней применяются многокомпонентные системы эмульгаторов, в частности, для упрощения согласования ТФИ с заданным температурным диапазоном практического использования, при этом предпочтительными могут быть смеси, состоящие из основных эмульгирующих компонентов со сравнительно более ярко выраженным гидрофильным характером и соэмульгаторов повышенной липофильности. 7. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 - 6, characterized in that it uses multicomponent emulsifier systems, in particular, to simplify the coordination of TFI with a given temperature range of practical use, while mixtures consisting of basic emulsifying components with a relatively more pronounced hydrophilic character and co-emulsifiers may be preferred increased lipophilicity.
8. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 7, отличающаяся тем, что в ней применяются основные эмульгирующие компоненты со значениями ГЛБ в диапазоне от 6 до 20, преимущественно от 7 до 18, которые используются в предпочитаемой форме совместно с более ярко выраженными липофильными соэмульгаторами, имеющими более низкое значение ГЛБ относительно основных эмульгирующих компонентов. 8. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 - 7, characterized in that it uses the main emulsifying components with HLB values in the range from 6 to 20, mainly from 7 to 18, which are used in the preferred form together with more pronounced lipophilic coemulsifiers having a lower HLB value relative to the main emulsifying components.
9. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 8, отличающаяся тем, что в качестве неионогенных эмульгирующих компонентов (основных эмульгирующих компонентов и/или соэмульгаторов) используются представители по крайней мере одного из перечисленных ниже классов веществ: (олиго)-алкоксилаты - в частности, этоксилаты и/или пропоксилаты - структурных единиц естественного и/или синтетического происхождения, содержащих липофильные остатки и обеспечивающих возможность алкоксилирования, при этом эти алкоксилаты могут также иметь закрытые концевые группы; неполные сложные и/или простые эфиры полифункциональных спиртов, содержащих, в частности, от 2 до 6 атомов углерода и от 2 до 6 гидроксильных групп, и/или их олигомеры с содержащими липофильные остатки кислотами и/или спиртами, которые могут также иметь интегрированные в структуру молекулы остатки алкоксилатов, в частности, олиго-эпоксилатов; алкил/поли/гликозиды длинноцепных спиртов; жирные спирты естественного или синтетического происхождения; алкилоламиды; аминоксиды и лецитины. 9. Multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 8, characterized in that as non-ionic emulsifying components (the main emulsifying components and / or co-emulsifiers), representatives of at least one of the following classes of substances are used: (oligo) alkoxylates - in particular, ethoxylates and / or propoxylates - structural units of natural and / or synthetic origin containing lipophilic residues and providing the possibility of alkoxylation, while these alkoxylates can also have closed end groups; incomplete esters and / or ethers of polyfunctional alcohols containing, in particular, from 2 to 6 carbon atoms and from 2 to 6 hydroxyl groups, and / or their oligomers with lipophilic residues containing acids and / or alcohols, which may also be integrated into molecule structure residues of alkoxylates, in particular oligo-epoxylates; alkyl / poly / glycosides of long chain alcohols; fatty alcohols of natural or synthetic origin; alkylolamides; amine oxides and lecithins.
10. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 9, отличающаяся тем, что эмульгаторы/системы эмульгаторов согласованы по их количеству в этой многокомпонентной смеси с количеством имеющейся в ней масляной фазы и при этом предпочтительными являются количества ≥ 1 мас.%, преимущественно от 5 до 60 мас.% (относительно масляной фазы), причем особенно предпочтительными количественными диапазонами для этих эмульгаторов (опять же относительно масляной фазы) являются следующие: от 10 до 50 мас.%, от 15 до 40 мас.% и особенно предпочтительно от 20 до 35 мас.%. 10. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 9, characterized in that the emulsifiers / emulsifier systems are coordinated in terms of their quantity in this multicomponent mixture with the amount of the oil phase contained in it, and amounts of ≥ 1 wt.%, Preferably from 5 to 60 wt.% (Relative to oil phase), with particularly preferred quantitative ranges for these emulsifiers (again relative to the oil phase) being the following: from 10 to 50 wt.%, from 15 to 40 wt.% and particularly preferably from 20 to 35 wt.%.
11. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 10, отличающаяся тем, что не содержащая эмульгатор масляная фаза, по крайней мере в большей своей части, является нерастворимой в водной эмульсионной фазе, а также остается текучей и прокачиваемой предпочтительно и при комнатной температуре и имеет при этом температуру вспышки выше 60°С, предпочтительно ≥ 80 - 100oC и особенно предпочтительно ≥ 120°С.11. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 10, characterized in that the emulsifier-free oil phase, at least for the most part, is insoluble in the aqueous emulsion phase, and also remains fluid and pumpable, preferably at room temperature and has a flash point above 60 ° C preferably ≥ 80 - 100 o C and particularly preferably ≥ 120 ° C.
12. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 11, отличающаяся тем, что масляная фаза имеет в диапазоне температур от 0 до 10°С вязкость по Брукфилду не более 55 МПа•с, предпочтительно не более 45 МПа•с. 12. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 11, characterized in that the oil phase has a Brookfield viscosity of not more than 55 MPa • s, preferably not more than 45 MPa • s, in the temperature range from 0 to 10 ° C.
13. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 12, отличающаяся тем, что она содержит масляные фазы и/или фазы смесей масел, которые хотя бы частично, преимущественно в преобладающей своей части, относятся к следующим классам веществ: насыщенные углеводороды (с неразветвленными и разветвленными цепями и/или циклические); олефиновые ненасыщенные углеводороды, в частности, типа линейных α-олефинов, полимерных α-олефинов, олефинов с внутренними концевыми связями; ароматические соединения; нафтены; сложные эфиры карбоновой кислоты с одно- и многоатомными спиртами; простые эфиры; ацетали; сложные эфиры угольной кислоты; жирные спирты; силиконовые масла; (олиго)-амиды; (олиго)-имиды; (олиго)-кетоны. 13. Multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 12, characterized in that it contains oil phases and / or phases of oil mixtures, which at least partially, mainly in their predominant part, belong to the following classes of substances: saturated hydrocarbons (with unbranched and branched chains and / or cyclic); olefinic unsaturated hydrocarbons, in particular of the type of linear α-olefins, polymeric α-olefins, internal terminal olefins; aromatic compounds; naphthenes; carboxylic acid esters with monohydric and polyhydric alcohols; ethers; acetals; carbonic esters; fatty alcohols; silicone oils; (oligo) amides; (oligo) imides; (oligo) ketones.
14. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 13, отличающаяся тем, что ее количественное отношение (в объемных частях) водной фазы к масляной фазе находится в следующих диапазонах: 90-10 воды на 10-90 масла, предпочтительно 85-20 воды на 15-80 масла. 14. The multicomponent mixture according to PP. 1 to 13, characterized in that its quantitative ratio (in volume parts) of the aqueous phase to the oil phase is in the following ranges: 90-10 water per 10-90 oil, preferably 85-20 water per 15-80 oil.
15. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 14, отличающаяся тем, что ее часть на основе воды в объемных процентах от смеси "вода/масло" составляет ≥ 30-35%, предпочтительно ≥ 40%, особенно предпочтительно ≥ 50%. 15. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 14, characterized in that its part based on water in volume percent of the water / oil mixture is ≥ 30-35%, preferably ≥ 40%, particularly preferably ≥ 50%.
16. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 15, отличающаяся тем, что она выполнена в качестве бурового раствора, используемого при материковом и/или предпочтительно морском бурении грунта, в частности, при разработке нефтяных и/или газовых месторождений, при этом предпочтительными являются буровые растворы с температурой фазовой инверсии в диапазоне ≅ 50°С и особенно в диапазоне от 20 до 35oC.16. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 15, characterized in that it is made as a drilling fluid used in continental and / or preferably offshore soil drilling, in particular, in the development of oil and / or gas fields, with drilling fluids with a phase inversion temperature in the range ≅ 50 ° C and especially in the range from 20 to 35 o C.
17. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 16, отличающаяся тем, что ТФИ всей системы согласована с условиями эксплуатации бурового раствора таким образом, что насыщенная буровым раствором выбуренная порода после ее отделения от бурового раствора может быть очищена при помощи промывки холодной водой, в частности, морской, и предпочтительно при выполнении фазовой инверсии от В/М до М/В. 17. Multicomponent mixture according to paragraphs. 1 - 16, characterized in that the TFI of the entire system is consistent with the operating conditions of the drilling fluid in such a way that the drilling fluid saturated with the drilling fluid can be cleaned after it is separated from the drilling fluid by washing with cold water, in particular sea water, and preferably when phase inversion from B / M to M / B.
18. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 17, отличающаяся тем, что выполненная в виде бурового раствора смесь имеет в температурном диапазоне от 10 до 15°С выше температурного предела между средней фазой эмульсии и диапазоном инверсии В/М пластическую вязкость (ПВ) не более 100 МПа•с, предпочтительно не более 80 МПа•с, особенно предпочтительно в диапазоне от 30 до 45 МПа•с и предел текучести (ПТ) не более 80 фунтов на 100 квадратных футов, преимущественно не более 50 фунтов на 100 квадратных футов, особенно предпочтительно в диапазоне от 10 до 25 фунтов на 100 квадратных футов. 18. Multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 17, characterized in that the mixture is made in the form of a drilling fluid in the temperature range from 10 to 15 ° C above the temperature limit between the middle phase of the emulsion and the inversion range W / M plastic viscosity (PV) of not more than 100 MPa • s, preferably not more than 80 MPa • s, particularly preferably in the range from 30 to 45 MPa • s and yield strength (PT) not more than 80 pounds per 100 square feet, preferably not more than 50 pounds per 100 square feet, particularly preferably in the range from 10 to 25 pounds per 100 square feet.
19. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 18, отличающаяся тем, что она при ее исполнении в виде бурового раствора дополнительно содержит обычно используемые в этой области такие вспомогательные вещества, как образователи вязкости, добавки, снижающие водоотдачу, мелкозернистые утяжелители, такие водорастворимые органические и/или неорганические вспомогательные вещества, как многоатомные низшие спирты, их олигомеры и/или (олиго)-алкоксилаты, неорганические и/или органические водорастворимые соли, в случае необходимости вещества, обеспечивающие резерв щелочности, и/или биоциды. 19. The multicomponent mixture according to paragraphs. 1 to 18, characterized in that when it is made in the form of a drilling fluid, it additionally contains auxiliary substances commonly used in this field, such as viscosity agents, additives that reduce water loss, fine-grained weighting agents, such water-soluble organic and / or inorganic auxiliary substances, as polyhydric lower alcohols, their oligomers and / or (oligo) alkoxylates, inorganic and / or organic water-soluble salts, if necessary, substances that provide a reserve of alkalinity, and / or biocide s.
20. Многокомпонентная смесь по пп. 1 - 19, отличающаяся тем, что она содержит растворенные в водной фазе полимерные соединения, которые дополнительно препятствуют расслоению многофазной системы, в частности в температурном диапазоне ниже ТФИ (эмульсия типа М/В). 20. The multicomponent mixture according to PP. 1 to 19, characterized in that it contains polymer compounds dissolved in the aqueous phase, which further prevent the separation of the multiphase system, in particular in the temperature range below the TFI (emulsion type M / B).
21. Применение эмульгаторов и/или систем эмульгаторов с температурой фазовой инверсии (ТФИ) в диапазоне от 0 до 100°С для зависящего от температуры образования эмульсий М/В и/или В/М из жидких фаз на основе воды и масла (при температурах ниже ТФИ для эмульгирования до М/В и при температурах выше ТФИ для инвертного эмульгирования до В/М) при получении и использовании для бурения грунта текучих и прокачиваемых эмульсий, содержащих при необходимости мелкозернистые твердые вещества. 21. The use of emulsifiers and / or emulsifier systems with a phase inversion temperature (TFI) in the range from 0 to 100 ° C for temperature-dependent formation of emulsions M / B and / or B / M from liquid phases based on water and oil (at temperatures below TFI for emulsification up to M / V and at temperatures above TFI for invert emulsification up to V / M) upon receipt and use for drilling soil fluid and pumpable emulsions containing, if necessary, fine-grained solid substances.
22. Применение по п. 21, отличающееся тем, что в результате выбора таких эмульгаторов по их виду и количеству, согласованного с масляной фазой и другими определяющими параметрами многокомпонентной эмульсионной системы, эта многокомпонентная смесь представлена, по крайней мере при ее рабочей температуре в грунте, в виде инвертной эмульсии В/М, а за пределами грунта может быть трансформирована за счет охлаждения до эмульсии М/В. 22. The use according to p. 21, characterized in that as a result of the selection of such emulsifiers in their type and quantity, consistent with the oil phase and other determining parameters of the multicomponent emulsion system, this multicomponent mixture is presented, at least at its operating temperature in the soil, in the form of an invert emulsion B / M, and outside the soil can be transformed by cooling to an emulsion M / B.
23. Применение по пп. 21 и 22, отличающееся тем, что ТФИ системы таким образом согласована с рабочей температурой текучей и прокачиваемой эмульсии, устанавливающейся в результате контакта с грунтом в пределах скважины, что по крайней мере на поверхности контакта горячего грунта с эмульсией гарантируется образование инвертной фазы В/М выше средней фазы эмульсии. 23. The use of PP. 21 and 22, characterized in that the TFI of the system is thus coordinated with the working temperature of the fluid and pumped emulsion, which is established as a result of contact with the soil within the well, which at least at the surface of contact of the hot soil with the emulsion guarantees the formation of an invert W / M phase above middle phase emulsion.
24. Применение по пп. 21 - 23, отличающееся тем, что работы выполняются при ТФИ многокомпонентной смеси в диапазоне от 5 до 60oC, предпочтительно в диапазоне от 10 до 50°С и особенно предпочтительно в диапазоне от 15 до 35oC.24. The use of PP. 21 to 23, characterized in that the work is carried out with the TFI of a multicomponent mixture in the range from 5 to 60 o C, preferably in the range from 10 to 50 ° C and particularly preferably in the range from 15 to 35 o C.
25. Применение по пп. 21 - 24, отличающееся тем, что изготавливают и используют текучие и прокачиваемые эмульсионные системы, у которых объемное отношение масла к воде находится в следующих диапазонах: 15-60 частей масла на 85-40 частей воды, предпочтительно 15-50 частей масла на 85-50 частей воды. 25. The use of PP. 21 - 24, characterized in that the produced and pumped emulsion systems in which the volumetric ratio of oil to water is in the following ranges: 15-60 parts of oil to 85-40 parts of water, preferably 15-50 parts of oil to 85- 50 parts of water.
26. Применение по пп. 21 - 25, отличающееся тем, что ТФИ многокомпонентной смеси и температура циркулирующей промывочной жидкости и при работе за пределами скважины согласованы друг с другом таким образом, чтобы не происходило фазовой инверсии (от В/М до М/В) в циркулирующей части промывочной жидкости, но чтобы в результате снижения температуры могла происходить фазовая инверсия части промывочной жидкости, выводимой из контура циркуляции, в частности, промывочной жидкости, налипшей на выбуренную породу. 26. The application of paragraphs. 21 - 25, characterized in that the TFI of the multicomponent mixture and the temperature of the circulating flushing fluid and when working outside the well are coordinated with each other so that there is no phase inversion (from V / M to M / V) in the circulating part of the flushing liquid, but so that as a result of a decrease in temperature, a phase inversion of a portion of the washing liquid removed from the circulation circuit, in particular, the washing liquid adhered to the cuttings, can occur.
27. Применение многокомпонентной системы по пп. 1 - 20 при использовании инвертных промывочных жидкостей В/М (буровых растворов) при бурении скважин для ограничения требуемого количества масляной фазы при одновременном обеспечении инвертного эмульгирования В/М, а также для инертизации водосодержащей промывочной жидкости при прямом контакте с поверхностью стенок скважины и выбуренной породой в диапазоне высоких температур, а также для упрощения условий утилизации выбуренной породы, насыщенной буровым раствором, за счет фазовой инверсии бурового раствора в нижнем диапазоне температур. 27. The use of a multicomponent system according to paragraphs. 1 - 20 when using invert W / M flushing fluids (drilling fluids) when drilling wells to limit the required amount of oil phase while simultaneously providing invert W / M emulsification, as well as to inert water-containing flushing fluid in direct contact with the surface of the borehole walls and cuttings in the high temperature range, as well as to simplify the conditions for disposal of cuttings saturated with drilling fluid due to phase inversion of the drilling fluid in the lower temperature range .