WO2009098309A1 - Auf organischen aminsulfaten basierende reinigungsmittel für bohreinrichtungen - Google Patents

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WO2009098309A1
WO2009098309A1 PCT/EP2009/051402 EP2009051402W WO2009098309A1 WO 2009098309 A1 WO2009098309 A1 WO 2009098309A1 EP 2009051402 W EP2009051402 W EP 2009051402W WO 2009098309 A1 WO2009098309 A1 WO 2009098309A1
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WO
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compound
general formula
casing
borehole
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Application number
PCT/EP2009/051402
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Müller
Diana MÄKER
Original Assignee
Cognis Oleochemicals Gmbh
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.)
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Publication date
Application filed by Cognis Oleochemicals Gmbh filed Critical Cognis Oleochemicals Gmbh
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Publication of WO2009098309A1 publication Critical patent/WO2009098309A1/de

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning

Definitions

  • the present invention relates to the use of a compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + , a method for cleaning surfaces of boreholes, drilling equipment or cuttings, a method for producing a borehole and a method for producing an oil or a gas.
  • the cement is passed through the tube in an aqueous, liquid form, emerges at the bottom of the casing and hardens between the borehole wall and outer
  • voids or channels will be created in the concrete layer which will increase the stability of the concrete
  • residues of the drilling mud with the cement can form a gelatinous mass which prevents setting of the cement, which also leads to reduced stability of the cement mantle.
  • the actual production tubing which has a smaller diameter than the casing, is installed.
  • a sealing liquid is introduced between the outer wall of the conveyor tube and the inner wall of the casing.
  • the so-called packer-ßuid "' the annulus between Casing and conveying pipe cleaned, in particular, all finely divided solids that still adhere to the casing or conveyor pipe wall must be removed to ensure the performance of the sealing liquid.
  • the selection of the cleaning agent suitable for the above-described tasks also depends on the type of drilling fluid used. In principle, one can distinguish between water-based and oil-based rinses.
  • oil-based rinses are often used, either as so-called “true-oil-muds", ie rinses containing no or only minor amounts, usually below 50% by weight, based on the rinse, dispersed water, or so-called invert muds ", Which contain between 5 and 45 wt .-% of water as a dispersed phase, so form a W / O emulsion.
  • water-based OAV emulsions are known which contain a heterogeneous, finely dispersed oil phase in a closed aqueous phase.
  • Petroleum products such as mineral oils or diesel oils, are usually used as the oil phase. Due to the ever stricter environmental requirements but also synthetic oil phases have been developed recently, containing, for example, esters of certain fatty acids. Drilling muds based on such ester oils are described by way of example in the publications EP-A-0 386 636, EP-A-0 374 671 and EP-A-0 374 672 and show markedly improved properties with respect to their biodegradability and toxicity compared to petroleum products.
  • the cleaning agents like the cement during the cementing process, are pumped down in liquid form through the drill string, emerge at the bottom of the borehole and are flushed upwards in the annular space between the pipe and the borehole wall. In doing so, they dissolve residues of the drilling fluid and solid particles adhering to the surfaces and transport them out of the borehole.
  • the agents are usually used in the form of aqueous or nonaqueous solutions or dispersions. However, they can also be added in concentrated form directly to the drilling mud. cleaning supplies
  • mixtures of citric acid, pyrophosphate and potassium salts which are used in solid or dissolved form. These agents are suitable for true-oil as well as invert drilling fluids.
  • WO-A-95/17244 describes a composition for cleaning oil-contaminated surfaces having surfactants with HLB values of at least 8, in combination with an oil.
  • Preferred surfactants mentioned are ethoxylated sorbitan fatty acid esters.
  • agents based on ethoxylated sorbitan fatty acid esters have good detergency, but in terms of biodegradability and toxicity, such agents may not yet meet all the requirements required by increasingly stringent environmental legislation.
  • the present invention has the object to provide a cleaning agent for cleaning boreholes, drilling equipment or cuttings, which is not only toxicologically safe, but also in comparison to the known from the prior art detergents by improved ecotoxicity with comparable application properties characterized in particular with comparable seawater solubility or detergency.
  • a contribution to the solution of the abovementioned objects is afforded by the use of a compound of the general formula
  • R is a saturated, unsaturated, branched or linear alkyl radical having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 8 to 16 carbon atoms, even more preferably 10 to 14 carbon atoms, and most preferably 12 carbon atoms, and
  • R 1 , R 2 and R 3 represent a saturated, unsaturated, branched or linear hydroxyalkyl radical having 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, even more preferably 1 to 3 carbon atoms and most preferably 2 carbon atoms, or for a are hydrogen, where the radicals R 1, R 2 and R 3 may be the same or different,
  • the anions ROS are preferably the sulfation products of primary alcohols, preferably the sulfation products of fatty alcohols, which are obtainable by reacting fatty alcohols with concentrated sulfuric acid, gaseous sulfur trioxide, chlorosulfonic acid or sulfamic acid
  • Typical examples of alkyl sulfates which can be used in accordance with the invention are the sulfation products of caproic alcohol, caprylic alcohol, capric alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol , Palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol, petroselinyl alcohol, arachyl alcohol, gadoleyl alcohol, behenyl alcohol and eruc
  • alkyl sulfates based on fatty alcohols having 8 to 16 carbon atoms are particularly preferred, more preferably those based on fatty alcohols having 10 to 14 carbon atoms, with lauryl sulfate as the anion R-O-S (V is most preferred.
  • R 1 R 2 R 3 NH + also be a mixture containing various alkyl sulfates.
  • the cation R 1 R 2 R 3 NH + is particularly preferred according to the invention that at least one of the radicals R 1 , R 2 or R 3 is -CH 2 CH 2 -OH-ReSt.
  • the cation R 1 R 2 R 3 NH + is a cation selected from the group consisting of the ammonium salt of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine or a mixture of at least two thereof, the ammonium salt of monoethanolamine is particularly preferred.
  • the compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + may also be a mixture which contains various cations R 1 R 2 R 3 NH + however, it is particularly preferred that at least 50% by weight, more preferably at least 70% by weight, even more preferably at least 90% by weight and most preferably at least 95% by weight of the cations R 1 R 2 R 3 NH + consist of the ammonium salt of monoethanolamine.
  • R 1 R 2 R 3 NH + is a compound selected from the group consisting of monoethanolamine lauryl sulfate, diethanolamine lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate or a mixture of at least two of these sulfates, with monoethanolamine lauryl sulfate on most preferred.
  • R 1 R 2 R 3 NH + can be prepared, for example, by mixing the anion in the protonated form, for example lauric sulfuric acid, with the corresponding
  • R 1 R 2 R 3 N compound in the base form for example with monoethanolamine
  • Diethanolamine Triethanolamine or a mixture of at least two of these bases.
  • monoethanolamine as a compound having the general formula ROS O 3 "R 1 R 2 R 3 NH +
  • this compound can also commercially, for example under the trade name of Texaco pon ® by the company Cognis GmbH, Germany, is related.
  • ethoxylated fatty alcohols and especially with 2 to 10 ethylene oxide units, more preferably with 2 to 8 ethylene oxide units, even more preferably with 2 to 6 ethylene oxide units and most preferably with 4 E - Ethylene oxide units ethoxylated fatty alcohols are preferred.
  • Fatty alcohols are, in particular C 6 - to C-fatty alcohols, still more preferably Cs to C 12 - fatty alcohols are suitable, wherein Cs-fatty alcohols are most preferred.
  • Suitable fatty alcohols are, for example, selected from the group consisting of caproic alcohol, caprylic alcohol, capric alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, palmoleyl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol, petroselinyl alcohol, arachyl alcohol, galdoleyl alcohol, behenyl alcohol and erucyl.
  • alkoxylated fatty alcohols which (in combination with the compound of the general formula ROS VR 1 R 2 R 3 NH + may be used, in particular with 4 ethylene oxide units, ethoxylated C 8 fatty alcohols such as, for example, under the trade designation De- hydol ® 04 are available from Cognis.
  • the compound of the general formula RO-SO 3 " R 1 R 2 R 3 NH + and the alkoxylated fatty alcohol is used in a relative weight ratio ranging from 5: 1 to 1: 5, more preferably from 4: 1 to 1: 4, and most preferably from 2: 1 to 1: 2, particularly in the case of 4 ethylene oxide units, ethoxylated Cs fatty alcohol as the alkoxylated fatty alcohol of the insert in a relative ratio compound of the general formula RO-SO 3 "R 1 R 2 R 3 NH +: alkoxylated fatty alcohol is from 1.5: 1 to 1: 1.5, and in particular of 1: 1, whereby the compound of the general formula RO-SO 3 " R 1 R 2 R 3 NH + and the alkoxylated fatty alcohol in the form of separate solutions or in a single solution in which both compounds are present, the use in a single solution
  • R 4 is -O- [CH 2 CR 5 HO] "- R 6 -COOH
  • R 4 is a saturated, unsaturated, branched or linear alkyl radical having 4 to 20 carbon atoms, particularly preferably having 6 to 12 carbon atoms and most preferably having 8 to 10 carbon atoms,
  • R 5 is a methyl radical or a hydrogen atom, particularly preferably a hydrogen atom,
  • n is an integer in a range of 2 to 20, more preferably 3 to 16, and most preferably 4 to 6, and
  • R 6 is an alkylene radical having 1 to 10 carbon atoms, more preferably having 1 to 4 carbon atoms, and most preferably a methylene radical
  • R 4 -O- [CH 2 CR 5 HO] "- R 6 -COOH in particular, a mixture in which at least two different compounds of the general formula R 4 -O- [CH 2 CR 5 HO] "- R 6 -COOH may be contained, wherein these two different compounds may differ, for example, in their radical R 4 , in the number of ethylene oxide or propylene oxide units or in both ,
  • Particularly preferred according to the invention is the use of a compound of the general formula R 4 -O- [CH 2 CR 5 HO] "- R 6 -COOH, in which
  • R 4 is a saturated alkyl radical having 8 carbon atoms
  • R 5 is a hydrogen atom
  • n is the number 5 and R 6 is a methylene radical
  • - R 4 is a saturated alkyl radical having 8 carbon atoms
  • R 5 is a Hydrogen atom
  • n is the number 8 and R 6 is a methylene radical
  • R 4 is a saturated alkyl radical having 12 or 14 carbon atoms
  • R 5 is a hydrogen atom
  • n is the number 10
  • R 6 is a methylene radical.
  • Akypo ® LF 1 ether carboxylic acid-based octanol, ethoxylated with 5 moles of ethylene oxide
  • Akypo ® LF 2 ether carboxylic acid-based octanol ethoxylated with 8 moles of ethylene oxide
  • Akypo RLM 100 ® ether carboxylic acid based on C 12/14 alcohol ethoxylated with 10 moles ethylene oxide.
  • a according to the invention suitable mixture in which at least two different compounds of the general formula R 4 -O- [CH 2 CR 5 HO] "- R may be contained 6 -COOH, for example, by the company Kao under the trade name Akypo ® LF 4 available product which is a mixture of a compound in which R 4 is a heptyl radical, R 5 is a hydrogen atom, n is the number 9 and R 6 is a methylene radical, and a compound in which R 4 is a hexyl radical, R 5 is a hydrogen atom, n is the number 4 and R 6 is a methylene radical.
  • the compound of the general formula RO-SO 3 " R 1 R 2 R 3 NH + to be present in the form of an aqueous composition which is, for example, an aqueous solution, an aqueous dispersion or an oil-in-oil.
  • Water emulsion can be, including
  • (cc3) from 1 to 99.9% by weight, particularly preferably from 30 to 99% by weight, more preferably from 70 to 98% by weight and most preferably from 80 to 97.6% by weight of water,
  • the amount of component ( ⁇ l) in the aqueous composition can vary and is adapted to the nature and extent of the contamination.
  • organic polymer compounds of natural and / or synthetic origin may prove advantageous.
  • starch or chemically modified starches cellulose derivatives such as Carboxymethylcellulose, guar gum, synthangum or purely synthetic water-soluble and / or water-dispersible polymer compounds, in particular of the type of high molecular weight polyacrylamide compounds with or without anionic or cationic modification.
  • thinners for viscosity control may be organic or inorganic nature and include, inter alia, tannins and / or Qebracho Extrak, lignite and lignite derivatives, in particular lignosulfonates include.
  • the compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + is used according to the invention for the cleaning of boreholes, in particular the walls of boreholes, conveyor or casing pipes or walls of the casing, as well as for cleaning drilling equipment or cuttings.
  • the compound of the general formula ROS VR 1 R 2 R 3 NH + , preferably in the form of the aqueous composition described above, is sprayed or applied to the surfaces of the articles or the articles to be cleaned are immersed in the aqueous compositions.
  • the contaminants are removed from the surfaces and the surfaces are brought into contact with water in such a way that the agents are removed together with the impurities, for example by spraying the surface with a stream of water.
  • the compound of the general formula RO-SO 3 " R 1 R 2 R 3 NH + can be used for cleaning cuttings, the so-called" cut " These occur during drilling and must be deposited in offshore drilling on the bottom of the lake in the vicinity of the drilling platform, which can lead to a strong input of mineral oil into the environment in order to avoid an environmental pollution of the sea, the cuttings upstream forth cleaned and freed of residues of the drilling mud.
  • ROS (VR 1 R 2 R 3 NH +
  • ROS the compound of general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH +
  • wellbores are cleaned by pumping a cleaning fluid under pressure through the wellbore and removing the debris from the walls of the wellbore by the cleaning fluid Then the impurities are mixed with the liquid from the boh transported.
  • a contribution to achieving the abovementioned objects is also provided by a method for cleaning the surfaces of boreholes, drilling devices or drill cuttings, the surfaces initially comprising a cleaning fluid comprising the compound of the general formula RO-SO 3 " R 1 R 2 R 3 NH + , preferably being an aqueous composition as described above, and optionally rinsing the surfaces with water.
  • the cleaning liquid is passed through the intermediate space between the outside of the casing and the walls of the borehole, preferably circulated in this intermediate space.
  • This circulation can be effected, for example, by the cleaning fluid being pumped down through the casing, preferably down the drill pipe, at the bottom of the casing, preferably on the drill bit or drill bit, and then through the space between the outside of the casing and the walls of the borehole rises again. If the cleaning liquid is continuously pumped down through the casing, in this way both the walls of the wellbore and the outside of the casing can be cleaned.
  • the method comprises the step of drilling a borehole into the ground by means of a drill bit driven by a drill string, the cleaning liquid comprising the compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + at least partially passed through, preferably at least partially circulated through, the boring head, said passage being at least partially during the presence of the boring head in the borehole.
  • drills such as the derrick, the drill string, in particular the drill string and the drill bit, cleaning systems, plant for solid disposal, in particular shaking, come as drilling devices whose surface can be cleaned with the cleaning fluid. sieves or centrifuges, pumps, motors or gears, or the drilling platform or parts thereof.
  • a cleaning liquid comprising the compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + , which is preferably the above-described aqueous composition
  • this may be brought into contact according to the above-described preferred embodiments of the inventive method for cleaning the surfaces of boreholes or drilling devices It is therefore preferred that before carrying out the method step (.beta.3), the cleaning liquid containing the compound of the general Formula RO-SO 3 " R 1 R 2 R 3 NH + through the space between the zseite of the casing and the walls of the wellbore, preferably through this space is circulated.
  • sealing liquid which is introduced in step (ß5) in the space between the outside of the conveying tube and the inside of the casing
  • all known to the expert for this purpose materials can be used.
  • those sealing liquids are mentioned, which are described in US 7,219,735.
  • a further contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by a process for producing an oil or a gas which, in addition to the abovementioned process steps ( ⁇ 1) to ( ⁇ 3) and optionally ( ⁇ 4) and ( ⁇ 5), also the process steps
  • the surfaces of the borehole, of the conveyor pipe, of the drill string or of the drill head are provided with a cleaning liquid containing the compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + , which is preferably the above-described aqueous composition Again, this may be brought into contact according to the above-described preferred embodiments of the inventive method for cleaning the surfaces of boreholes or drilling rigs.
  • a cleaning liquid containing the compound of the general formula ROS (VR 1 R 2 R 3 NH + which is preferably the above-described aqueous composition
  • Tests were carried out with the detergents according to the invention. For this purpose, 8 g of a drilling fluid were applied with a brush to the inside of a (pre-weighed) measuring cup. Subsequently, 250 ml of the 1.5% by weight (based on the amount of active substance) aqueous cleaning solution was added to the beaker and stirred for 3 minutes in an IKA laboratory stirrer at 700 rpm.
  • the measuring cup is placed on a filter paper with the opening facing downwards for 2 minutes. Thereafter, the weight of the measuring cup is determined.
  • the weight loss is a measure of the cleaning performance. If, theoretically, the measuring cup were to reach the weight before the measurement, this would be rated as 100% cleaning performance.
  • the drilling fluid had the following composition:
  • Emulsifier (Amidoamine) 10 g
  • Fluid loss additive (hydrophobized lignite) 10 g
  • the oil / water ratio was 75:25.
  • the drilling mud was aged at 200 ° F (93 ° C) for 16 hours.
  • the results of the test are shown in Table 1: The following cleaning solutions were used and the following cleaning effects were achieved:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3- R1R2R3NH+ in der R für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten oder linearen Alkyl-Rest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und R1, R2 und R3 für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten oder linearen Hydroxyalkyl-Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder für ein Wasserstoffatom stehen, wobei die Reste R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können, stehen, zur Reinigung von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Reinigen der Oberflächen von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein, ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Öls oder eines Gases.

Description

Auf organischen Aminsulfaten basierende Reinigungsmittel für Bohreinrichtungen
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+, ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein, ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Öls oder eines Gases.
Beim Erbohren und Fördern von Erdöl- oder Erdgasvorkommen müssen an vielen Stellen Reinigungsschritte eingefügt werden, um einen problemlosen Ablauf des Bohr- und Förderprozesses zu gewährleisten. So muss das Bohrloch nach der eigentlichen Bohrung für die Förderung von Öl oder Gas vorbereitet werden (Kom- plettierung). Dazu wird zur Stabilisierung des Bohrlochs ein äußeres Rohr, das so genannte „casing" oder Futterohr, eingebracht und einzementiert. Der Zement wird in einer wässrigen, flüssigen Form durch das Rohr geleitet, tritt am unteren Ende des Casings aus und erhärtet zwischen Bohrlochwand und äußerem Rohr. Um einen optimalen Zementierungsprozess zu gewährleisten, ist es notwendig, die Bohrlochwand und die Casings von anhaftenden Resten der Bohrspülung und feinteiligen, anhaftenden Feststoffen zu befreien. Anderenfalls besteht die Gefahr, dass Hohlräume oder Kanäle in der Betonschicht entstehen, die die Stabilität des Betons verringern. Außerdem können Reste der Bohrspülung mit dem Zement eine gelatinöse Masse ausbilden, die das Abbinden des Zements verhindert, was ebenfalls zu einer verringerten Stabilität des Zementmantels führt.
Nachdem das Casing in das Bohrloch eingebracht worden ist, wird das eigentliche Förderrohr, das einen kleineren Durchmesser als das Casing hat, installiert. Zwischen die äußere Wand des Förderrohrs und der inneren Wand des Casings wird noch eine Dichtungsflüssigkeit eingebracht. Vor dem Einbringen der Dichtungsflüssigkeit, dem so genannten ,packer-ßuid" ', wird der Ringraum zwischen Casing und Förderrohr gereinigt, insbesondere müssen alle feinteiligen Feststoffe, die noch an der Casing- oder Förderrohrwand anhaften, entfernt werden, um die Leistung der Dichtungsflüssigkeit zu gewährleisten.
Die Auswahl des für die oben geschilderten Aufgaben geeigneten Reinigungsmittels ist auch von der Art der eingesetzten Bohrspülung abhängig. Man kann prinzipiell zwischen wasser- und ölbasierten Spülungen unterscheiden. Heute werden häufig ölbasierte Spülungen eingesetzt, entweder als sogenannte „true-oil-muds", d.h. Spülungen, die kein oder nur untergeordnete Mengen, meist unter 50 Gew.- %, bezogen auf die Spülung, dispergiertes Wasser enthalten, oder so genannte Jnvert muds", die zwischen 5 und 45 Gew.-% Wasser als dispergierte Phase enthalten, also eine W/O-Emulsion ausbilden. Außerdem sind wasserbasierte OAV- Emulsionen bekannt, die in einer geschlossenen wässrigen Phase eine heterogen, feindisperse Ölphase enthalten. Als Ölphase werden üblicherweise Petroleumpro- dukte, wie Mineral- oder Dieselöle eingesetzt. Aufgrund der sich immer weiter verschärfenden ökologischen Anforderungen wurden aber in jüngerer Zeit auch synthetische Ölphasen entwickelt, die beispielsweise Ester bestimmter Fettsäuren enthalten. Bohrspülungen auf Basis derartiger Esteröle werden exemplarisch in den Druckschriften EP-A-O 386 636, EP-A-O 374 671 und EP-A-O 374 672 be- schrieben und zeigen gegenüber Petroleumprodukten in Bezug auf ihre biologischen Abbaubarkeit und Toxizität deutlich verbesserte Eigenschaften.
Die Reinigungsmittel werden, ähnlich wie der Zement beim Zementierungspro - zess, in flüssiger Form durch das Bohrgestänge nach unten gepumpt, treten an der Sohle des Bohrlochs aus und werden im Ringraum zwischen Rohr und Bohrlochwand nach oben gespült. Dabei lösen sie Reste der Bohrspülung und an den Oberflächen anhaftende Feststoffteilchen ab und transportieren diese aus dem Bohrloch heraus. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der WO-A-94/29570 im Detail beschrieben. Man setzt die Mittel üblicherweise in Form von wässrigen oder nichtwässrigen Lösungen bzw. Dispersionen ein. Sie können aber auch in konzentrierter Form direkt der Bohrspülung zugesetzt werden. Reinigungsmittel für die oben geschilderten Aufgaben können beispielsweise Mischungen von Citronensäure, Pyrophosphat und Kaliumsalzen sein, die in fester oder gelöster Form verwendet werden. Diese Mittel eignen sich sowohl für true-oil- als auch für Invert-Bohrspülungen.
Die WO-A-95/ 17244 beschreibt eine Zusammensetzung zum Reinigen von ölver- schmutzten Oberflächen, die Tenside mit HLB-Werten von mindestens 8 aufweisen, in Kombination mit einem Öl enthalten. Als bevorzugte Tenside werden e- thoxylierte Sorbitanfettsäureester genannt. Nun zeigen Mittel auf Basis von etho- xylierten Sorbitanfettsäureestern zwar eine gute Reinigungswirkung, aber in Bezug auf die biologische Abbaubarkeit und die Toxizität können derartige Mittel noch nicht alle Anforderungen, die eine sich zunehmend verschärfende Umweltgesetzgebung fordert, erfüllen.
In der WO-A-98/19043 werden spezifische Sojapolyolalkoxylate als hochwirksame Reinigungsmittel für Bohrlöcher bzw. Bohrgeräte offenbart, während WO- A-2006/007977 die Verwendung von Lithiumsalzen von Fettalkoholsulfaten zum Reinigen von Bohrlöchern, Bohrgeräten oder Bohrklein lehrt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile im Zusammenhang mit Reinigungsmitteln für Bohrlöcher, Bohreinrichtungen oder Bohrklein mindestens teilweise zu überwinden.
Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsmittel zum Reinigen von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein anzugeben, welches nicht nur toxikologisch unbedenklich ist, sondern sich zudem im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Reinigungsmitteln durch eine verbesserte Ökotoxizität bei vergleichbaren Anwendungseigenschaf- ten, insbesondere bei vergleichbarer Meerwasserlöslichkeit oder Reinigungskraft, auszeichnet. Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet die Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel
R-O-SO3 " R1R2R3NH+
in der
R für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten oder linea- ren Alkyl-Rest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 8 bis 16 Kohlenstoffatomen, noch mehr bevorzugt 10 bis 14 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt 12 Kohlenstoffatomen, und
R1, R2 und R3 für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten oder linearen Hydroxyalkyl-Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, noch mehr bevorzugt 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt 2 Kohlenstoffatomen, oder für ein Wasserstoffatom stehen, wobei die Reste R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können,
zur Reinigung von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass nicht die gesamte Menge der Verbindung mit der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ in derjenigen Form vorliegen muss, in der das Alkylsulfat deprotoniert und das Hydroxyalkylamin protoniert ist (wie in der Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ angedeutet). Vielmehr kann in Abhängigkeit des pH- Wertes der Zusammensetzung, in der die Verbin- düng der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ vorliegt, auch das Alkylsulfat zumindest teilweise protoniert und das Hydroxyalkylamin zumindest teilweise
- A - deprotoniert sein kann (so dass die Verbindung zumindest teilweise auch durch die allgemeine Formel R-O-SO3H • R1R2R3N beschrieben werden kann)
Bei den Anionen R-O-S(V (Alkylsulfate) handelt es sich vorzugsweise um die Sulfatierungsprodukte primärer Alkohole, vorzugsweise um die Sulfatierungspro- dukte von Fettalkoholen. Sie sind erhältlich durch die Umsetzung von Fettalkoholen mit konzentrierter Schwefelsäure, gasförmigem Schwefeltrioxid, Chlorsulfon- säure oder Amidosulfonsäure. Fettalkoholsulfate zeigen eine gute Wasserlöslichkeit, geringe Härteempfindlichkeit und bei ausreichender Kettenlänge ein hohes Waschvermögen. Typische Beispiele für Alkylsulfate, die im Sinne der Erfindung Anwendung finden können, sind die Sulfatierungsprodukte von Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Laurylalkohol, Myristylalko- hol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylal- kohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie deren technische Gemische, die durch Hochdruckhydrierung technischer Methylesterfraktionen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden können. Besonders bevorzugt sind Alkylsulfate auf Basis von Fettalkoholen mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen, noch mehr bevorzugt solche auf der Basis von Fettalkoholen mit 10 bis 14 Kohlenstoff- atomen, wobei Laurylsulfat als Anion R-O-S(V am meisten bevorzugt ist.
Weiterhin kann es sich bei der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 "
R1R2R3NH+ auch um ein Gemisch handeln, welches verschiedene Alkylsulfate beinhaltet. In diesem Zusammenhang ist es jedoch insbesondere bevorzugt, dass mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens
95 Gew.-% der Anionen R-O-SO3 " aus Laurylsulfat bestehen.
Im Zusammenhang mit dem Kation R1R2R3NH+ ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass mindestens einer der Reste R1, R2 oder R3 ein -CH2CH2-OH-ReSt ist. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin bevorzugt, dass das Kation R1R2R3NH+ ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Ammoniumsalz des Monoethanolamins, des Diethanolamins, des Triethanolamins oder einer Mischung aus mindestens zwei davon ist, wobei das Ammoniumsalz des Monoethanolamins besonders bevorzugt ist.
Ebenso wie bei dem Anion R-O-S(V kann es sich bei der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+ auch um ein Gemisch handeln, welches verschiedene Kationen R1R2R3NH+ beinhaltet. In diesem Zusammenhang ist es jedoch insbesondere bevorzugt, dass mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 95 Gew.-% der Kationen R1R2R3NH+ aus dem Ammoniumsalz des Monoethanolamins bestehen.
Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt als Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ ist eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Monoethanolaminlaurylsulfat, Diethanolaminlaurylsulfat, Trietha- nolaminlaurylsulfat oder eine Mischung aus mindestens zwei dieser Sulfate, wobei Monoethanolaminlaurylsulfat am meisten bevorzugt ist.
Die Herstellung der Verbindung mit der allgemeinen Formel R-O-SO3 "
R1R2R3NH+ kann beispielsweise durch Vermischen des Anions in der protonier- ten Form, beispielsweise der Laurinschwefelsäure, mit der entsprechenden
R1 R2R3N- Verbindung in der Basenform, beispielsweise mit Monoethanolamin,
Diethanolamin. Triethanolamin oder einer Mischung aus mindestens zwei dieser Basen, erfolgen. Im Falle eines Einsatzes von Monoethanolaminlaurylsulfat als Verbindung mit der allgemeinen Formel R-O-S O3 " R1R2R3NH+ kann diese Verbindung auch kommerziell, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Texa- pon® von der Firma Cognis GmbH, Deutschland, bezogen werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung der Verbindung mit der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ kann diese in Kombination mit einem alkoxylierten Fettalkohol eingesetzt werden, wobei insbesondere ethoxylierte Fettalkohole und hier insbesondere mit 2 bis 10 Ethylenoxid- Einheiten, besonders bevorzugt mit 2 bis 8 Ethylenoxid-Einheiten, noch mehr bevorzugt mit 2 bis 6 Ethylenoxid-Einheiten und am meisten bevorzugt mit 4 E- thylenoxid-Einheiten ethoxylierte Fettalkohole bevorzugt sind. Als Fettalkohole kommen insbesondere C6- bis Cis-Fettalkohole, noch mehr bevorzugt Cs- bis C12- Fettalkohole in Betracht, wobei Cs-Fettalkohole am meisten bevorzugt sind. Geeignete Fettalkohole sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Laurylalko- hol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isosteary- lalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Ga- doleylalkohol, Behenylalkohol und Erucylalkohol.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte alkoxylierte Fettalkohole, welche in Kombination mit der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+ eingesetzt werden können, sind insbesondere mit 4 Ethylenoxid-Einheiten ethoxylierte C8-Fettalkohole, wie sie beispielsweise unter der Handelsbezeichnung De- hydol® 04 von der Firma Cognis erhältlich sind.
Im Zusammenhang mit dem kombinierten Einsatz der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+ und dem alkoxylierten Fettalkohol ist es weiterhin bevorzugt, dass die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ und der alkoxylierte Fettalkohol in einem relativen Gewichtsverhältnis in einem Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5, besonders bevorzugt von 4 : 1 bis 1 : 4 und am meisten bevorzugt von 2 : 1 bis 1 : 2 eingesetzt werden, wobei insbesondere im Falle eines mit 4 Ethylenoxid-Einheiten ethoxylierten Cs-Fettalkohols als alkoxylierter Fettalkohol der Einsatz in einem relativen Verhältnis Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ : alkoxyliertem Fettalkohol von 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 und insbesondere von 1 : 1 vorteilhaft ist. Dabei können die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ und der alkoxylierte Fettalkohol in Form getrennter Lösungen oder in einer einzigen Lösung, in der beide Verbindungen vorliegen, eingesetzt werden, wobei der Einsatz in einer einzigen Lösung besonders bevorzugt ist. In dieser Lösung liegen diese beiden Verbindungen dann in den vorstehend genannten, relativen Mengenverhältnissen vor.
Gemäß einer anderen, besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung der Verbindung mit der allgemeinen Formel R-O-S (V R1R2R3NH+ kann diese in Kombination mit einer Verbindung der allgemeinen Formel
R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH,
eingesetzt werden, in der
R4 für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten oder linearen Alkyl-Rest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 6 bis 12 Kohlen- stoffatomen und am meisten bevorzugt mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R5 für einen Methyl-Rest oder für ein Wasserstoffatom, besonders bevorzugt für ein Wasserstoffatom,
n für eine ganze Zahl in einem Bereich von 2 bis 20, besonders bevorzugt 3 bis 16 und am meisten bevorzugt 4 bis 6, und
R6 für einen Alkylen-Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt für einen Methylen-Rest
stehen.
Denkbar als Verbindung der allgemeinen Formel
R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH ist insbesondere auch eine Mischung, in der mindestens zwei verschiedene Verbindungen der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH enthalten sein können, wobei sich diese zwei verschiedenen Verbindungen beispielsweise in ihrem Rest R4, in der Anzahl der Ethylenoxid- oder Propylenoxid-Einheiten oder in beidem unterscheiden können.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist der Einsatz einer Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH, in der
R4 für einen gesättigten Alkyl-Rest mit 8 Kohlenstoffatomen, R5 für ein Wasserstoffatom, n für die Zahl 5 und R6 für einen Methylen-Rest stehen, - R4 für einen gesättigten Alkyl-Rest mit 8 Kohlenstoffatomen, R5 für ein Wasserstoffatom, n für die Zahl 8 und R6 für einen Methylen-Rest stehen, oder
R4 für einen gesättigten Alkyl-Rest mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen, R5 für ein Wasserstoffatom, n für die Zahl 10 und R6 für einen Methylen-Rest stehen.
In diesem Zusammenhang insbesondere bevorzugt sind beispielsweise die kommerziell von der Firma Kao unter dem Handelsnamen Akypo® erhältlichen Produkte, wie Akypo® LF 1 (Ethercarbonsäure auf Basis von Octanol, ethoxyliert mit 5 Mol Ethylenoxid), Akypo® LF 2 (Ethercarbonsäure auf Basis von Octanol, e- thoxyliert mit 8 Mol Ethylenoxid), Akypo® RLM 100 (Ethercarbonsäure auf Basis von C 12/14- Alkohol, ethoxyliert mit 10 Mol Ethylenoxid). Eine erfindungsgemäß geeignete Mischung, in der mindestens zwei verschiedene Verbindungen der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH enthalten sein können, ist beispielsweise das von der Firma Kao unter dem Handelsnamen Akypo® LF 4 erhältliche Produkt, welches eine Mischung aus einer Verbindung, in der R4 für einen Heptyl-Rest, R5 für ein Wasserstoffatom, n für die Zahl 9 und R6 für einen Methylen-Rest stehen, und einer Verbindung, in der R4 für einen Hexyl-Rest, R5 für ein Wasserstoffatom, n für die Zahl 4 und R6 für einen Methylen-Rest stehen, darstellt. Im Zusammenhang mit dem kombinierten Einsatz der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S (V R1R2R3NH+ und der Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH ist es weiterhin bevorzugt, dass die Verbin- dung der allgemeinen Formel R-O-S (V R1R2R3NH+ und die Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH in einem relativen Gewichtsverhältnis in einem Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5, besonders bevorzugt von 4 : 1 bis 1 : 4 und am meisten bevorzugt von 2 : 1 bis 1 : 2 eingesetzt werden, wobei insbesondere im Falle einer mit 6 Ethylenoxid-Einheiten ethoxylierten Cs- Ethercarbonsäure als Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH der Einsatz in einem relativen Verhältnis Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ : Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH von 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 und insbesondere von 1 : 1 vorteilhaft ist. Auch hier können die Verbindung der allge- meinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ und die Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH in Form getrennter Lösungen oder in einer einzigen Lösung, in der beide Verbindungen vorliegen, eingesetzt werden, wobei der Einsatz in einer einzigen Lösung besonders bevorzugt ist. In dieser Lösung liegen diese beiden Verbindungen dann in den vorstehend genannten, relati- ven Mengenverhältnissen vor.
Weiterhin ist es erfmdungsgemäß bevorzugt, dass die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ in Form einer wässrigen Zusammensetzung, bei der es sich beispielsweise um eine wässrige Lösung, eine wässrige Dispersion oder eine Öl-in- Wasser-Emulsion handeln kann, beinhaltend
(αl) 0,1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 35 Gew.-%, ferner bevorzugt 1,0 bis 15 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1,2 bis 10 Gew.-% der
Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ (cc2) 0 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 35 Gew.-%, ferner bevorzugt 1,0 bis 15 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1,2 bis 10 Gew.-% weitere, von der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S (V R1R2R3NH+ verschiedene Additive, wobei als Additive auch die vorstehend genannten al- koxylierten Fettalkohol oder die vorstehend genannte Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH enthalten sein können, sowie
(cc3) 1 bis 99,9 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 99 Gew.-%, ferner bevor- zugt 70 bis 98 Gew.-% und am meisten bevorzugt 80 bis 97,6 Gew.-% Wasser,
wobei die Summe der Komponenten (αl) bis (α3) 100 Gew.-% beträgt, eingesetzt wird.
Insbesondere die Menge der Komponente (αl) in der wässrigen Zusammensetzung kann variieren und wird an die Art und den Umfang der Verschmutzung angepasst.
Als von der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ verschiedene Additive (α2) kommen, neben den bereits vorstehend genannten alko- xylierten Fettalkoholen oder neben der bereites vorstehend genannten Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH, insbesondere Beschwerungsmittel, fluid-loss Additive, viskositäts-regulierende Additive, Netzmit- tel oder Salze in Betracht. Es gelten hier die allgemeinen Gesetzmäßigkeiten für die Zusammensetzung der jeweiligen Behandlungsflüssigkeiten.
Auch die Mitverwendung organischer Polymerverbindungen natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs kann sich als vorteilhaft erweisen. Zu nennen sind hier insbesondere Stärke oder chemisch modifizierte Stärken, Cellulosederivate wie Carboxymethylcellulose, Guargum, Synthangum oder auch rein synthetische wasserlösliche und/oder wasserdispergierbare Polymerverbindungen, insbesondere von der Art der hochmolekularen Polyacrylamidverbindungen mit oder ohne anionische bzw. kationische Modifikation.
Weiterhin als Additiv einsetzbar sind Verdünner zur Viskositätsregulierung, wobei diese Verdünner organischer oder anorganischer Natur sein können und beispielhaft unter anderem Tannine und/oder Qebracho-Extrak, Lignit sowie Lignitderivate, insbesondere Lignosulfonate, umfassen.
Die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+ wird erfindungsgemäß zur Reinigung von Bohrlöchern, insbesondere der Wände von Bohrlöchern, von Förder- oder Futterrohren oder von Wänden des Casings, sowie zum Reinigen von Bohreinrichtungen oder von Bohrklein verwendet.
Unter Bohreinrichtungen fallen insbesondere Bohrgeräte, wie beispielsweise der Bohrturm, der Bohrstrang, insbesondere das Bohrgestänge und der Bohrmeißel, Reinigungsanlagen, Anlage zur Feststoffentsorgung, insbesondere Schüttelsiebe oder Zentrifugen, Pumpen, Motoren oder Getriebe, oder aber die Bohrplattform oder Teile davon. Zur Reinigung der Bohreinrichtungen wird die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+, vorzugsweise in Form der vorstehend beschriebenen, wässrigen Zusammensetzung auf die Oberflächen der Gegenstände aufgesprüht oder aufgetragen oder die zu reinigenden Gegenstände werden in die wässrige Zusammensetzungen eingetaucht. Dabei lösen sich die Verunreinigungen von den Oberflächen. Anschließend werden die Oberflächen so mit Wasser in Kontakt gebracht, dass die Mittel zusammen mit den Verunreinigungen entfernt werden, beispielsweise indem die Oberfläche mit einem Wasserstrahl abgespritzt werden.
Weiterhin lässt sich die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ zum Reinigen von Bohrklein verwenden, den sogenannten „cut- tings". Diese fallen beim Erbohren an und müssen bei off-shore-Bohrungen auf den Seeboden in der Umgebung der Bohrplattform abgelagert werden, was zu einem starken Eintrag von Mineralöl in die Umwelt führen kann. Um eine ökologische Belastung des Meeres weitgehend zu vermeiden, werden die cuttings vor- her gereinigt und von den Resten der Bohrspülung befreit. Die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+ kann zu allen dem Fachmann bekannten Reinigungsvorgängen, die im Bereich der Erdreichbohrungen auftreten, sowohl bei off-shore-Bohrungen als auch bei Bohrungen an Land, verwendet werden. Dazu gehört insbesondere die Entfernung von Paraffinablagerungen von Bohrlochwänden. Üblicherweise werden Bohrlöcher gereinigt, indem eine Reinigungsflüssigkeit unter Druck durch das Bohrloch gepumpt wird und durch die Reinigungsflüssigkeit die Ablagerungen von den Wänden des Bohrlochs entfernt werden. Anschließend werden die Verunreinigungen mit der Flüssigkeit aus dem Bohrloch transportiert.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zum Reinigen der Oberflächen von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein, wobei die Oberflächen zunächst mit einer Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+, bei der es sich vorzugsweise um eine wässrigen Zusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, handelt, in Kontakt gebracht und gegebenenfalls die Oberflächen anschließend mit Wasser abgespült werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen der Oberflächen von Bohrlöchern beinhaltet dieses die Verfahrensschritte
(ßl) das Bohren eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes,
(ß2) das Einführen eines Futterrohres in das Bohrloch, sowie (ß3) das Einführen von Zement in zumindest einen Teilbereich des Zwischenraumes zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches,
wobei vor Durchführung des Verfahrensschrittes (ß3) die Reinigungsflüssigkeit durch den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches geführt, vorzugsweise in diesem Zwischenraum zirkuliert wird. Dieses Zirkulieren kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Reinigungsflüssigkeit durch das Futterrohr, vorzugsweise über das Bohrgestänge, nach unten gepumpt, am unteren Ende des Futterrohres, vorzugsweise am Bohr- kopf bzw. am Bohrmeißel, austritt und dann durch den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches wieder nach oben steigt. Wird die Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich durch das Futterrohr nach unten gepumpt, können auf diese Weise sowohl die Wandungen des Bohrloches als auch die Außenseite des Futterrohres gereinigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen der Oberflächen von Bohreinrichtungen beinhaltend dieses den Verfahrensschritt des Bohrens eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes, wobei die Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S (V R1R2R3NH+ zumindest teilweise durch den Bohrkopf hindurch geführt, vorzugsweise zumindest teilweise durch diesen hindurch zirkuliert wird, wobei dieses Hindurchführen bzw. dieses Zirkulieren mindestens teilweise während der Anwesenheit des Bohrkopfes in dem Bohrloch erfolgt.
Als Bohreinrichtungen, deren Oberfläche mit der Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden können, kommen wiederum insbesondere Bohrgeräte, wie beispielsweise der Bohrturm, der Bohrstrang, insbesondere das Bohrgestänge und der Bohrmeißel, Reinigungsanlagen, Anlage zur Feststoffentsorgung, insbesondere Schüttel- siebe oder Zentrifugen, Pumpen, Motoren oder Getriebe, oder aber die Bohrplattform oder Teile davon in Betracht.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Ver- fahren zur Herstellung eines Bohrloches, beinhaltend die Verfahrensschritte
(ßl) das Bohren eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes,
(ß2) das Einführen eines Futterrohres in das Bohrloch,
(ß3) das Einführen von Zement in zumindest einen Teilbereich des Zwischenraumes zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches,
(ß4) gegebenenfalls das Einführen eines Förderrohres in das Futterrohr,
(ß5) gegebenenfalls das Einführen einer Dichtungsflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Förderrohres und den der Innenseite des Futterrohres,
wobei Oberflächen des Bohrloches, des Führungsrohres, des Bohrgestänges oder des Bohrkopfes mit einer Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+, bei der es sich vorzugsweise um die vorstehend beschriebene, wässrige Zusammensetzung handelt, in Kontakt gebracht werden. Insbesondere kann dieses in Kontakt bringen gemäß den vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen des erfmdungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen der Oberflächen von Bohrlöchern oder Bohreinrichtungen erfolgen. Es ist demnach bevorzugt, dass vor Durchführung des Verfahrens- Schrittes (ß3) die Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ durch den Zwischenraum zwischen der Au- ßenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches hindurchgeführt, vorzugsweise durch diesen Zwischenraum zirkuliert wird.
Als Dichtungsflüssigkeit, welche im Verfahrensschritt (ß5) in den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Förderrohres und den der Innenseite des Futterrohres eingeführt wird, können alle dem Fachmann zu diesem Zweck bekannten Materialien eingesetzt werden. Als Beispiel seien an dieser Stelle diejenigen Dichtungsflüssigkeiten genannt, die in der US 7,219,735 beschrieben werden.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zur Herstellung eines Öls oder eines Gases, welches neben den vorstehend genannten Verfahrensschritten (ßl) bis (ß3) und gegebenenfalls (ß4) und (ß5) auch die Verfahrensschritte
(ß6) das Fördern von Öl oder Gas durch das Bohrloch, sowie
(ß7) das Reinigen oder Raffinieren des geförderten Öls oder Gases,
beinhaltet, wobei auch hier die Oberflächen des Bohrloches, des Förderrohres, des Bohrgestänges oder des Bohrkopfes mit einer Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S (V R1R2R3NH+, bei der es sich vorzugsweise um die vorstehend beschriebene, wässrige Zusammensetzung handelt, in Kontakt gebracht werden. Auch hier kann dieses in Kontakt bringen gemäß den vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen des erfϊn- dungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen der Oberflächen von Bohrlöchern oder Bohrgeräten erfolgen.
Die Erfindung wird nun anhand nicht limitierender Beispiele näher erläutert.
BEISPIELE 1. Messung der Reinigungseffekte
Es wurden Tests mit den erfmdungsgemässen Reinigungsmitteln durchgerührt. Dazu wurden jeweils 8 g einer Bohrspülung mit einem Pinsel auf die Innenseite eines (vorab gewogenen) Messbechers aufgetragen. Anschließend wurden 250 ml der 1,5 gew.-%igen (bezogen auf die Menge an Aktivsubstanz) wässerigen Reinigungslösung in den Becher gegeben und 3 Minuten in einem IKA-Laborrührer bei 700 UpM gerührt.
Der Messbecher wird mit der Öffnung nach unten für 2 Minuten auf ein Filterpapier gestellt. Danach wird das Gewicht des Messbechers bestimmt. Die Gewichtsabnahme ist ein Mass für die Reinigungsleistung. Würde theoretisch der Messbecher das Gewicht vor der Messung erreichen, würde dies als 100 %-ige Reinigungsleistung gewertet.
Die Bohrspülung wies die folgende Zusammensetzung auf:
Esteröl C8-Ci4-Fettsäure-2-ethylhexylester 250 ml
Emulgator (Amidoamin) 10 g Fluid- loss Additiv (hydrophobierter Lignit) 10 g
Lime 12 g
CaCl2 x 2 H2O 27 g
Beschwerer (Calciumcarbonat) 100 g
BaSO4 100 g Hymond Prima Clay 43 g
Wasser 84 g
Das Öl/Wasser- Verhältnis betrug 75 : 25. Die Bohrspülung wurde bei 200 0F (93 0C) für 16 Stunden gealtert. Die Ergebnisse des Tests sind in der Tabelle 1 aufgeführt: Folgende Reinigungslösungen wurden eingesetzt und folgende Reinigungseffekte wurden erzielt:
Tabelle 1
1^ Bei Tensidgemischen (Beispiele 2 und 3) lagen 0,75 Gew.-% des Monoethano laminlaurylsulfates und 0,75 Gew.-% der Cs-Ethercarbonsäure mit 6 Ethylenoxid-Einheiten bzw. des Cs-Fettalkohols mit 4 Ethylenoxid- Einheiten in der Reinigungslösung vor.
In einem weiteren Test wurde die Toxizität und die biologische Abbaubar- keit der erfmdungsgemässen Hy droxyalkylamin- Salze im Vergleich zur biologischen Abbaubarkeit der WO-A-2006/007977 beschriebenen Lithiumsalze gestestet. Die Toxizität wurde an Zellen der Gattung Arcatia tonsa (nach ISO 10253, 1988) gemessen. Die Bestimmung des biologischen Abbaus erfolgte durch einen aerober Abbautest (Marine Bodies ISO/TC 147/SC 5AVG 4 N 141). Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 wiedergegeben: Tabelle 2
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Claims

Patentansprüche
1. Verwendung einer Verbindung der allgemeinen Formel
R-O-SO3 " R1R2R3NH+
in der
R für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten o- der linearen Alkyl-Rest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und
R1, R2 und R3 für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten o- der linearen Hydroxyalkyl-Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder für ein Wasserstoffatom stehen, wobei die Reste R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sein können,
stehen, zur Reinigung von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohr- klein.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Rest R ein gesättigter, ungesättigter, verzweigter oder linearer Alkyl-Rest mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen ist.
3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei das Anion R-O-SO3 " Laurinsulfat ist.
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindes- tens einer der Reste R1, R2 oder R3 ein -CH2CH2-OH-ReSt ist.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kation R1R2R3NH+ ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Ammoniumsalz des Monoethanolamins, des Diethanolamins, des Triethanolamins oder einer Mischung aus mindestens zwei davon ist.
6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel
R-O-SO3 " R1R2R3NH+
Monoethanolaminlaurylsulfat ist.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ in Kombination mit einem alkoxylierten Fettalkohol eingesetzt wird.
8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei der alkoxylierte Fettalkohol ein mit 2 bis 10 Ethylenoxid-Einheiten ethoxylierter C6- bis Cis-Fettalkohol ist.
9. Die Verwendung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ und der alkoxylierte Fettalkohol in einem relativen Gewichtsverhältnis in einem Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5 eingesetzt werden.
10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ in Kombination mit einer Verbindung der allgemeinen Formel
R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH, in der
R4 für einen gesättigten, ungesättigten, verzweigten o- der linearen Alkyl-Rest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen,
R5 für einen Methyl-Rest oder für ein Wasserstoffatom, n für eine ganze Zahl in einem Bereich von 2 bis 20, und
R6 für einen Alkylen-Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffato- men
steht.
11. Verwendung nach Anspruch 10, wobei
R4 für einen gesättigten Alkyl-Rest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R5 für ein Wasserstoffatom, n für eine ganze Zahl in einem Bereich von 4 bis 8, und
R6 für einen Methylen-Rest
steht.
12. Die Verwendung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ und die Verbindung der allgemeinen Formel R4-O-[CH2CR5H-O]„-R6-COOH in einem relativen Gewichts Verhältnis in einem Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5 eingesetzt werden.
13. Die Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+ in Form einer wässrigen Zusammensetzung beinhaltend
(αl) 0,1 bis 50 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+,
(cc2) 0 bis 50 Gew.-% weitere, von der Verbindung der allgemeinen
Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+ verschiedene Additive, sowie (oc3) 1 bis 99,9 Gew.-% Wasser, wobei die Summe der Komponenten (αl) bis (α3) 100 Gew.-% beträgt, eingesetzt wird.
14. Ein Verfahren zum Reinigen der Oberflächen von Bohrlöchern, Bohreinrichtungen oder Bohrklein, wobei die Oberflächen zunächst mit einer Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen For- mel R-O-SO3 " R1R2R3NH+, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, oder mit einer Zusammensetzung, wie in Anspruch 13 definiert, in Kontakt gebracht und gegebenenfalls die Oberflächen anschließend mit Wasser abgespült werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, beinhaltend die Verfahrensschritte
(ßl) das Bohren eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein
Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes,
(ß2) das Einführen eines Futterrohres in das Bohrloch, sowie (ß3) das Einführen von Zement in zumindest einen Teilbereich des Zwischenraumes zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches, wobei vor Durchführung des Verfahrensschrittes (ß3) die Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, oder die Zusammensetzung, wie in Anspruch 13 definiert, durch den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches gefuhrt, vorzugsweise in diesem Zwischenraum zirkuliert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, beinhaltend die Verfahrensschritte
(ßl) das Bohren eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein
Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes, wobei die Reinigungsfiüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, oder die Zusammensetzung, wie in Anspruch 13 definiert, zumindest teilweise durch den Bohrkopf hindurch geführt wird, wobei dieses Hindurchführen mindestens teilweise während der Anwesenheit des Bohrkopfes in dem Bohrloch erfolgt.
17. Ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches, beinhaltend die Verfahrensschritte (ßl) das Bohren eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein
Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes, (ß2) das Einführen eines Futterrohres in das Bohrloch, (ß3) das Einführen von Zement in zumindest einen Teilbereich des
Zwischenraumes zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches,
(ß4) gegebenenfalls das Einführen eines Förderrohres in das Futterrohr, (ß5) gegebenenfalls das Einführen einer Dichtungsflüssigkeit in den
Zwischenraum zwischen der Außenseite des Förderrohres und den der Innenseite des Futterrohres, wobei Oberflächen des Bohrloches, des Führungsrohres, des Bohrgestänges oder des Bohrkopfes mit einer Reinigungsfiüssigkeit beinhaltend die Verbindung der allgemeinen Formel R-O-SO3 " R1R2R3NH+, wie in ei- nem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, oder mit einer Zusammensetzung, wie in Anspruch 13 definiert, in Kontakt gebracht werden.
18. Ein Verfahren zur Herstellung eines Öls oder eines Gases, beinhaltend die Verfahrensschritte
(ßl) das Bohren eines Bohrloches in die Erde mittels eines über ein
Bohrgestänge angetriebenen Bohrkopfes, (ß2) das Einführen eines Futterrohres in das Bohrloch, (ß3) das Einführen von Zement in zumindest einen Teilbereich des Zwischenraumes zwischen der Außenseite des Futterrohres und den Wandungen des Bohrloches,
(ß4) gegebenenfalls das Einführen eines Förderrohres in das Futterrohr,
(ß5) gegebenenfalls das Einführen einer Dichtungsflüssigkeit in den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Förderrohres und den der Innenseite des Futterrohres,
(ß6) das Fördern von Öl oder Gas durch das Bohrloch, sowie (ß7) das Reinigen oder Raffinieren des geförderten Öls oder Gases, wobei Oberflächen des Bohrloches, des Führungsrohres, des Bohrgestän- ges oder des Bohrkopfes mit einer Reinigungsflüssigkeit beinhaltend die
Verbindung der allgemeinen Formel R-O-S(V R1R2R3NH+, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert, oder mit einer Zusammensetzung, wie in Anspruch 13 definiert, in Kontakt gebracht werden.
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PCT/EP2009/051402 WO2009098309A1 (de) 2008-02-08 2009-02-06 Auf organischen aminsulfaten basierende reinigungsmittel für bohreinrichtungen

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