DK174988B1

DK174988B1 - Mineraloliefri blandinger til frigørelse af borestænger, der har sat sig fast

Info

Publication number: DK174988B1
Application number: DK198801385A
Authority: DK
Inventors: Claus-Peter Herold; Stephan Von Tapavicza; Heinz Mueller
Original assignee: Cognis Deutschland Gmbh
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 2004-04-13
Also published as: DE3801476A1; DK138588A; EP0324887B1; EP0324887A2; AT395857B; NO175682C; BR8802272A; EP0324887A3; ATA9989A; DE3880814D1; NO881138L; DK138588D0; CA1317099C; US4964615A; NO175682B; NO881138D0

Description

i DK 174988 B1

Den foreliggende opfindelse angår mineraloliefri blandinger til frigørelse af borestænger, der har sat sig fast.

Ved boring efter jordolie eller jordgas bliver borehullet ved 5 hjælp af og igennem borestangen sædvanligvis tilført en boreskylning. Denne har ikke kun til opgave at køle og smøre bore-* stangen, men også at udøve et tryk på de formationer, som om giver borehullet, og dermed at udligne formationens mekaniske tryk på borehullet. Desuden er sådanne boreskylninger så for-10 tykkede, at de er i stand til at føre borespånerne ud gennem det ringformede borerum, som omgiver borestangen.

Sædvanligvis indstilles en boreskylnings specifikke vægt således, at stenformationernes tryk på borehullet overgås. Derved 15 bliver boreskylningens flydende komponenter presset ind i de formationer, der omgiver borehullet, medens uopløselige komponenter ved borehulsvæggene afsætter sig i form af en stabiliserende såkaldt "fi 1terkager".

20 Især ved boringer i større dybder kan det ikke altid undgås, at borestangens forløb (og dermed også borehullets forløb) udviser afvigelser fra det lodrette forløb. Dette betyder, at den roterende borestang ved et sådant "knæk" kommer i kontakt med den ovenfor beskrevne "filterkage" eller senere med bore-25 hulsvæggen og successivt graver sig ind i disse. Dette sker især, når forbindelsesstykkerne, som har en noget større diameter end den egentlige borestang, kommer i kontakt med afvigelserne. Oen hyppigste årsag til at borestangen går fast er den differentielle fastgøring. Differentiel fastgøring kan > 30 altid optræde, når borestangens rotation standses. Kommer borestangen da i kontakt med den til borehulsvæggen vedhæftende filterkage, bliver den på grund af sky 1lesøjlens hydrostatiske tryk trykket ind i denne. Kontaktfladen er nu isoleret fra skylletrykket. Når skylletrykket - soro det normalt er sædvan-35 ligt - er større end formationstrykket, bliver kontaktfladen suget fast til væggen. Sugekraften forøges med filterkagens tykkelse og kompressibi1 itet. Ved længere varighed kan også større dele af stangen suges fast. En hurtig behandling er derfor nødvendig.

DK 174988 B1 2

Den hurtige frigørelse af den fastsiddende borestang er også nødvendig på grund af tidstabet ved boringen og de dermed forbundne umådelige omkostninger.

5 Til frigørelse af den fastsiddende borstang har i praksis som gunstig metode anvendelsen af bestemte blandinger vist sig egnet, hvilke blandinger i fagsproget ssdvanligvis betegnes som "spotting-fluids". Sådanne spotting-fluids skal have en god smørvirkning og sørge for en god oliebefugtelighed ved over-10 fladerne. Dermed menes i denne sammenhæng ikke blot borestangens overflader, men også de med borstangen i kontakt kommende borehulsvægge eller den ved boreskylningen dannede filterkage.

For at være effektiv, dvs. atter frigøre borestangen, skal en 15 spotting-fluid så vidt muligt anbringes nøjagtigt på det sted i borehullet, hvor borestangen sidder fast. Dette sker på den samme måde, på hvilken også boreskylningen føres ind i borehullet. Den benyttede spotting-fluid bliver i stedet for boreskylningen gennem borestangens indre presset ned til boremejs-20 len, forlader denne og sti ger 1angsomt op i borehullet til det sted, hvor forstyrrelsen er lokaliseret. Det er derfor af afgørende vigtighed, at den benyttede spotting-fluid i henseende til sin specifikke vægt så vidt muligt nøjagtigt kan indstilles på den specifikke vægt for den forinden benyttede bore-25 skylning. Kun således er det muligt over et længere tidsrum at holde en sådan smørevirkningsforøgende blanding til frigørelse af borestænger, der har sat sig fast, på det sted i borehullet, som forårsager forstyrrelsen, så at væsken har tilstrækkelig tid til indvirkningen.

30

Da den hurtige anvendelse af en spotting-f luid af de ovenfor anførte grunde er af stor vigtighed, bliver der på borestedet sædvanligvis lagret koncentrater, som ved tilsætning af baryt eller andre tyngdegivende materialer samt eventuelt yderligere 35 additiver og vand hurtigt kan indstilles på den ønskede massefylde og konsistens. Dette sparer omkostninger og unødvendige sti Istandstider.

DK 174988 B1 3

Fra teknikkens standpunkt kendes sådanne blandinger til frigørelse af borestænger, der har sat sig fast (spotting-flu-ids). De er sædvanligvis opbygget på basis af hydrocarbonb1 åndinger, for det meste på basis af dieselolier. I nyere tid an-5 vendes også som hovedbestanddel af sådanne fluida aromatfatti-ge mineralolier. Blandingerne er da sædvanligvis iblandet emulgatorer og tensider. Sådanne på basis af dieselolie eller paraffinolie sammensatte blandinger er eksempelvis beskrevet i EP-A 200.466 (86 303 057), US-A 4.427.564 og EP-A 0.063.471 10 (82 301 935).

Oisse såvel som andre fra teknikkens standpunkt kendte sammensætninger udviser imidlertid betydelige ulemper. Både ved sammensætningernes indvirkning på anvendelsesstedet og også ved 15 udføringen efter foretaget løsnelse af borestangen kommer sådanne sammensætninger i kontakt med bundformationerne eller jordoverfladen, trænger ind i jorden og kan derved anrette skader, der er langfristede og vanskelige at afhjælpe. Desuden skal den på oliebasis sammensatte spott ing-flu id, der ved ud-20 føringen fra borehullet blandes med den vandbaserede boreskylning, deponeres og oparbejdes adskilt fra den store mængde tilbageblivende vandbaserede boreskylning med henblik på undgåelse af de ovenfor omtalte miljøskader. På grund af blandingen med boreskylningen ved udføringen er det nødvendi gt, at 25 også en bestemt mængde af den vandbaserede boreskylning oparbejdes sammen med bortkastet eller eventuelt separat. På grund af tabet af vandbaseret boreskylning forårsages således yderligere omkostninger. En yderligere ulempe fremgår af, at det ved off-shore-boring på høj sø ikke kan undgås, at en del af 30 borevæsken og dermed også en del af den mineralolieholdige spotting-fluid kommer ind i det havvand, der omgiver borehullet, og skylles bort af dette. Den kendte følge er, at i nærheden af sådanne boreanlæg er havdyr uspiselige, da de smager af dieselolie eller mineralolie.

DK 174988 B1 4

Yderligere beskrives i US-A-4.631.136 boreskylningsmidler, som har god smørevirkning, og som også kan finde anvendelse som spotting-fluid. Disse boreskylningsmidler består af vand-i-olie-emulsioner på basis af ikke-toksiske, biologisk nedbrydelige, na-5 turlige olier af vegetabilsk eller animalsk oprindelse. Som additiver indeholder disse boreskylningsmidler: antioxidanter, eksempelvis specielle diaminer eller ammer, alky-lerede phenoler, phosphitester eller alkylerede phenol-sulfider, synergister for disse antioxidanter, eksempelvis citronsyre, ascorbinsyre, phosphorsyre eller ester af ascorbin-syre eller fedtsyrer, emulgatorer, eksempelvis sorbit-monooleat, befugtningsmiddel på 10 basis af oleatester, eksempelvis polyoxyethylensorbit-monooleat, fortykkelsesmiddel, eksempelvis amin-behandlet bentonit og væde, som kan indeholde de sædvanlige chlo-rider.

GB-A-2084632 angår ligeledes spotting-fluids på basis af rene, biologisk nedbrydelige, 1S ikke-fluorescerende planteolier eller mineralske olier. Disse olier tilsættes til forbedring af de rheologiske egenskaber af koncentratet, som består af en imidazolin/amid-blanding, et diethanolamid og talgolie-fedtsyre, hvor komponenterne danner et salt med hverandre. Calciumoxid eller bentonit kan tilsættes til koncentratet som emulgeringsmiddel.

20

Disse kendte spotting fluids har imidlertid den ulempe, at de under anvendelse kan føre til irreversibel fortykkelse af spotting-fluidet. De således beskrevne V/O-emulgerede spotting-fluider på triglyceridbasis fører nemlig til forestringsprodukter via delvis esterspaltning. Disse forestringsprodukter har oleofile andele (langkædede fedtsyrere-25 stere) og hydrofile andele (molekyler med frie OH-grupper). Denne dannelse af forestringsprodukter fører således til dannelse af en blanding med tiltagende O/V-emulgerende egenskaber, hvilket i yderste konsekvens fører til en irreversibel fortykkelse af spotting-fluidet 3Q Den foreliggende opfindelse tager sigte på at stille en spot-ting-fluid til rådighed, som er opbygget af en miljøvenlig bærervæske, der ikke kun er miljøuskadelig, men så vidt muligt 5 DK 174988 B1 også er let biologisk nedbrydelig. En sådan bærervæske skal desuden udvise en ringe eller slet ingen toksicitet over for vandorganismer. Et yderligere formål var at stille blandinger til rådighed, som udviser en god smørevi rkni ng og er i stand til at gøre borestangsoverfladerne eller stenoverfladerne og fi 1terkageoverf1aderne let oliebefugtelige. Desuden skulle det være sikkert, at massefylden ved hjælp af de sædvanlige tyng-degivende midler hurtigt og problemløst kan indstilles på de nødvendige værdier på anvendelsesstedet. .Et yderligere krav fremgår af, at sådanne sammensætninger sædvanligvis må kunne anvendes under alle temperaturbetingelser. Dertil hører fremfor alt, at størkningspunktet (stockpunkt) for sådanne sammensætninger og dermed især deres hovedkomponenter også ved tem-jq peraturer på under -10°C endnu ikke er nået.

Opfindelsen angår mineraloliefrie blandinger, som er baseret på fedtsyreestere, fortykkelsesmidler, emulgatorer og vand, til frigørelse af borestænger, som har sat sig fast, hvilke blandinger er ejendommelige ved, at de indeholder følgende komponenter: * ^ (a) 80 til 95 vægt% af mindst en fedtsyrealkylester med den almene formel (I) R'-C-OR2 (I)

II

o 20 hvor

Rl er et lineært C7.2ralkyl-, -alkenyl- eller -alkadienyl-radikal, og R2 er et lineært eller forgrenet C].8-alkylradikal, 25 (b) 0,5 til 5,0 vægt% af mindst et organofilt bentonit, som er kvældningsbart i oleofile systemer, som fortykkelsesmiddel, (c) 1 til 10 vægt% af et emulgatorsystem bestående af en emulgatorkomponent og en co-emulgatorkomponent, hvor der til emulgatorkomponenten mindst anvendes én for-30 bindelse fra gruppen bestående af polyaminer, aminoamider, lav-alkoxylerede al-kylphenoler og imidazoliner, og hvor der til co-emulgator-komponenten mindst anvendes én forbindelse fra gruppen bestående af fedtsyrer, calciumsalte deraf, sulfonsyrer, alkyl- eller alkylbenzen-derivater deraf, calciumsalte deraf og lecithin, DK 174988 B1 6 (d) 1 til 5 vægt% vand, og 5 (e) eventuelt 1 til 10 vægt% af andre, i sådanne blandinger sædvanlige virksomme stoffer og/eller hjælpestoffer.

Oisse koncentrater kan lagres vilkårligt længe på borestedet I® og efter behov ved hjælp af tilsætning af tyngdegivende midler og vand eller elektrolytopløsning samt andre indholdsstoffer hurtigt omdannes til et brugsegnet præparat til frigørelse af borestænger, der har sat sig fast.

Som en af de essentielle komponenter indeholder de mineraloli-15 efri blandinger ifølge opfindelsen til frigørelse af borestænger, der har sat sig fast, hvilke blandinger i det følgende betegnes som "spotting-fluids", en eller flere fedtsyreal kyl-estere med den almene formel (I)

Rl-C-OR* (I)

20 «I

0 I denne formel står R1 for en ligekædet alkylgruppe, alkenyl-gruppe eller alkadienylgruppe med 7 til 23 carbonatomer. I foretrukne udførelsesformer indeholder blandingerne ifølge opfindelsen en eller flere fedtsyrea1ky1 estere med den almene 25 formel (I), hvor Ri står for en ligekædet alkylgruppe, alky-lenylgruppe eller alkadienylgruppe med 11 til 17 carbonatomer. Foretrukne er sådanne estere, som indeholder en eller to dobbeltbindinger i gruppen rI’s kæde. Derved kan dobbeltbindingen eller dobbeltbindingerne indtage en vilkårlig stilling i molekylet. Egnede er desuden estere med umættede grupper Ri, uaf-30 hængigt om kæden ved dobbeltbindingerne er cis- eller transkonfigureret .

DK 174988 B1 7 I en særlig foretrukken udførelsesform for opfindelsen indeholder de mineraloliefri sammensætninger blandinger af fedt-syrealkylestere med den almene formel (I), hvori Ri står for forskellige 1igekædede .alkylgrupper, alkenylgrupper eller al-5 kadienylgrupper, som hidrører fra naturlige fedtsyrer med 12 til 18 carbonatomer, altså eksempelvis estere af laurinsyre, myr isti nsyre, pal miti nsyre, stearinsyre, 1 auroleinsyre, myri-stoleinsyre, pa 1mi to 1ei nsyre, oliesyre, linolsyre og/eller linolensyre. Sådanne fra naturlige fedtsyrer hidrørende fedt-' syrealkylestere kan ved hjælp af i og for sig kendte fedtkemi-10 ske synteser i stor målestok opnås ud fra naturlige fedtstoffer eller olier. Egnede er eksempelvis reaktioner, i hvilke naturlige fedtstoffer eller olier i nærværelse af egnede alkoholer omstres ved forøget temperatur og dermed eventuelt direkte kan omdannes til fedtsyrealkylestere med den almene formel (I). Der kan imidlertid også forestres fedtsyrer med eg-15 nede alkoholer. I tilfælde af sådanne fedtkemiske synteser dannes sædvanligvis ingen definerede enkeltforbindelser, men i reglen blandinger af fedtsyrealkylestere, som enten kan anvendes i de mineraloliefri blandinger ifølge opfindelsen uden yderligere rensning eller underkastes sædvanlige, for det meste destillative rensnings- og separationsprocesser og derpå 20 foreligger i blandinger, som udviser et mere eller mindre snævert spektrum for carbonatomantallenes fordeling. Som udgangsstoffer for fremstillingen af de som bærervæske benyttede estere egner sig naturlige fedtstoffer, eksempelvis solsikkeolie, sojaolie, svinefedt, kokosolie osv. Der kan imidlertid også anvendes de efter spaltningen frigjorte fedtsyrer. Vel -25 egnede er også tallolie.

Fedtsyrea 1 kyl esterne med den almene formel (1) egner sig til anvendelse i de mineraloliefri blandinger ifølge opfindelsen, når de ved den med R2 betegnede stilling bærer en ligekædet eller forgrenet alkylgruppe eller hydroxyalkylengruppe med 1 30 til 8 carbonatomer. Som sådanne grupper kommer altså de lige-kædede grupper valgt blandt methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl og octyl samt disses isomerer med forgrenet kæde på tale.

DK 174988 B1 8 I en sårlig foretrukken udførelsesform for opfindelsen indeholder de mineraloliefri blandinger eller sammensætninger en eller flere fedtsyrea1 kyl estere med den almene formel (I), som har et størkningspunkt (stockpunkt) på -15°C eller derunder. Således udviser eksempelvis estere af oliesyren med 2-ethyl-^ hexanol, isobutanol, glycerol, neopentyIglycol, pentaerythri -tol eller propylenglycol størkningspunkter fra -15eC til -35*C. Estere af capronsyre-carpylsyre-blandinger, caprylsy-re-caprinsyre-blandinger eller af oliesyre med trimethylolpro-pan har endog størkningspunkter på under -20*C til -60°C. De nævnte estere anvendes derfor med fordel. Ved anvendelse af 10 sådanne estere (I) sikres det i hvert tilfælde, at også ved ekstremt lave temperaturer, som under tiden kan optræde ved boringer i kuldeområder, bliver blandingerne ifølge opfindelsen ikke faste, men står til rådighed i flydende eller let viskos form og hurtigt kan bringes i anvendelse med kun ringe besvær.

15

Som yderligere komponenter indeholder de mineraloliefri sammensætninger ifølge opfindelsen et eller flere fortykkelsesmidler, f.eks. organofile og i oleofile systemer kvældbare bentoniter. Særlig foretrukne er sådanne bentoniter, som er fyldt med kvaternære ammoniumforbindelser eller er hydrofobe--0 rede på anden egnet måde.

Også andre egnede systemer kan imidlertid finde anvendelse.

En yderligere komponent i sammensætningerne ifølge opfindelsen er et af emulgatorkomponenter og co-emulgatorkomponenter bestående emulgatorsystem. På fordelagtig måde bevirker emulgator og co-emulgator en emulgering af de vandmængder, der kan være indeholdt i sammensætningerne, i oliefasen. En sådan emulgering har samtidig en fortykkelse af den samlede sammensætning til følge og bevirker, at sammensætningerne ifølge opfindelsen udviser en vis bæreevne for tyngdefremkaldende midler og borespåner. I foretrukne udførelsesformer foreligger emulga-30 torkomponenter og co-emulgatorkomponent i vægtforholdet 2:1 til 3:1. Det er imid- DK 174988 B1 9 lertid også muligt at indstille forholdet mellem de to komponenter indbyrdes på værdier under eller over dette område el-5 ler at anvende andre emulgatorsystemer bestående kun af én komponent.

Som emulgatorkomponenter kommer med fordel en eller flere forbindelser valgt blandt polyaminer, aminoamider, lavere alkoxy-lerede alky1phenoler, dvs. indeholdende 1 til 20 alkoxygrupper 10 (såsom ethoxygrupper eller propoxygrupper) i molekylet samt 1 til 12 carbonatomer i den ligekædede eller forgrenede alkyl-gruppe, såsom eksempelvis additionsprodukter af ethylenoxid og/eller propylenoxid til nonylphenol, samt imidazoliner på tale. Særlig foretrukne er emulgatorer på aminoamidbasis.

15 Som co-emulgatorer anvendes med fordel en eller flere forbindelser valgt blandt fedtsyrer, calciumsalte deraf, sulfonsy-rer, alkyl- eller alkylbenzenderivater deraf, der indeholder 1 til 8 carbonatomer i den ligekædede eller forgrenede alkyl-gruppe, calciumsalte deraf samt lecithin. Særlig fordelagtigt benyttede emulgatorsystemer, der fører til godt virksomme 20 spotting-fluids, består af en kombination af polyaminer og fedtsyrer eller calciumsalte deraf. Herved kan det være muligt, at co-emulgatorkomponenten (calciumsalte af fedtsyren eller fedtsyrerne) dannes in situ ud fra calciumhydroxid og den pågældende fedtsyre eller en blanding af fedtsyrerne.

25

Foruden de nævnte komponenter kan der i spot t ing-f1uidaene ifølge opfindelsen yderligere være indeholdt i sådanne sammensætninger sædvanlige virksomme stoffer og/eller hjælpestoffer samt vand.

DK 174988 B1 10 Sædvanligvis bliver sammensætningerne ifølge opfindelsen konfektioneret, transporteret og også lagret i for« af koncentrater, der indeholder de ovenfor nærmere definerede komponenter i de angivne mængder. Derved undgås, at unødvendigt fortyndede opløsninger eller dispersioner indeholdende store mængder vand skal transporteres eller lagres. På anvendelsesstedet bliver sammensætningerne ifølge opfindelsen efter behov imidlertid tilsat mere eller mindre store vandmængder. jq Svarende til en foretrukken udførelsesform for opfindelsen indeholder sådanne sammensætninger til anvendelse vand i en sådan mængde, at det samlede indhold af esterkomponenten, ben-tonitkomponenten og emulgatorkomponenten ligger i området fra 70 til 90 vægt*, og vandindholdet i sådanne sammensætninger, der blev fortyndet med henblik på anvendelse, ligger i området ^ fra 10 til 30 vægt*, hvorved de to procentangivelser er regnet i forhold til summen af alle komponenter.

Sådanne på anvendelsesstedet fortyndede sammensætninger ifølge opfindelsen udviser en udmærket smørevirkning og sørger for, at såvel borestangens overflader som overfladerne af "filter-2Q kagen", der stabiliserer borehullet, er let oliebefugtelige. Desuden er sådanne sammensætninger uden begrænsning miljøvenlige, da de udelukkende indeholder naturlige komponenter eller sådanne komponenter, der ikke på nogen som helst måde virker toksisk på omgivelserne. Især bærervæsken, dvs. esteren med den almene formel (I), bliver problemløst nedbrudt til miljø-venlige stoffer og bevirker hverken belastning eller forurening af vandet og stenformationerne eller en toksicitet over for levende væsener, især levende væsener i vand.

Derudover kan sådanne sammensætninger problemløst tilsættes fra teknikkens standpunkt kendte tyngdefremkaldende midler.

30 DK 174988 B1 11

Som sådanne kommer sædvanligvis baryt eller calciumcarbonat på tale. Ved indrøring af sådanne tyndefremkaldende midler kan der indstilles en massefylde for spotting-f1uida ifølge op- 5 findelsen, der svarer til den benyttede boreskylnings nødvendige massefylde.

Efter frigørelse af borestangen kan sammensætningerne ifølge opfindelsen desuden uden vanskeligheder blandes med de på vand baserede boreskylninger. På grund af den gode miljøforligelig-hed af sammensætningerne behøves ingen separat lagring og oparbejdning af sammensætningerne. Tværtimod kan disse forblive i boreskylningerne, uden at der fremkommer negative vekselvirkninger med boreskylningernes komponenter. På overraskende måde formindsker de i boreskylningen tilbageblivende rester af spotting-fluidumet endog mejslens og stangens friktion mod ^ sten. Denne friktionsformindskelse er oven i købet tydeligt større end den der opnås ved hjælp af samme mængder mineralolie. Ved at lade resten af den benyttede spotting-fluid forblive i skylningen kan der altså spares omkostninger til anvendelse af smøremidler.

20

Opfindelsen belyses nærmere ved hjælp af de efterfølgende eksempler .

Eksempel 1

Ved hjælp af sammenblanding af de i tabel 1 anførte enkeltkom- 25 ponenter fremstilledes spotting-fluid-koncentrater. Mængden af de benyttede enkeltkomponenter fremgår af den efterfølgende tabel 1.

30 DK 174988 B1 12

Tabel 1

Sammensætning af spotting-f1uid-koncentraterne 5 Bestanddele ' Sammensætning - _i_n_in iv (a) Ester (I), = C17H33 R2 = i-C4Hg (ml) 239 239 239 239 (b) BentonitD (g) 6 6 6 6 10 (c) Emulgator2) (g) 9 999 co-emulgator^) (g) 3 + 8 6+8 3 + 8 6 + 8 (dl Vand_(ml)_iLJ_4.9 7.2 7,2

Bemærkninger: 1) organofil, handelsproduktet "Omnigel" fra 15 firmaet Hughes Corp.

2) på basis af et omsætningsprodukt af en poly-amin med fedtsyre og maleinsyreanhydrid 3) stearinsyre + Ca(0H)2 20 Spotting-fluidaene med sammesætningerne (I) til (IV) kan lagres uden problemer og kan efter behov ved tilsætning af vand og eventuelt indstilling af den ønskede massefylde med baryt under blanding hurtigt bringes i anvendelse.

25 Eksempel 2

Lagringsbestandigheden af de ifølge eksempel 1 fremstillede spotting-fluid-koncentrater blev afprøvet. Dertil måltes de rheologiske data med et viskosimeter af typen "Fann 35" ved 30 50*C. Lagringen skete ved 40*C 1 14 dage.

Målingen af gelstyrken skete efter 10 sekunder eller 10 minutter .

35 Resultaterne fremgår af den efterfølgende tabel 2.

Værdierne for de enkelte sammensætningers flydegranser eller gelstyrker, som - betinget af det benyttede viskosimeter - DK 174988 B1 13 fremkommer i dimensionen "lbs/100 ft*” blev med omregningsfaktoren 4,788 omregnet til "dPa.s".

Tabel 2 5

Lagringsbestandighed af spotting-fluid-koncentraterne ifølge opfindelsen.

Sammen- Plastisk Flydegranse Gelstyrke 10 sætning 1) viskositet (dPa) (10 sek./ 10 min.) _(mPa.s)_ (dPa)_ (a) 12 19,2 14,4/19,2 I ---------- _LbJ_15_33.5 23,9/33,5_ 15 (a) 7 86,2 38,3/43,1 II ----—----- (b) _13_71,8_33,5/33,5_ (a) 13 23,9 23,9/47,9 XXI --- 20 (bl_14_43,1_33.5/47,9_ (a) 13 47,9 33,5/57,5 IV - _(bj_LI_67,0_57,5/47,9_ 25 Bemarkninger: 1) (a) = straks efter tilsætning (b) = efter lagring i 14 dage ved 40eC.

Eksempel 3 30 Til afprøvning af stabiliteten af de brugsfærdige og med vand fortyndede spotting-fluida blev de ifølge eksempel 1 fremstillede koncentrater tilsat sådanne vandmængder, at det samlede vandindhold androg 30%. Stabiliteten blev påny bestemt på den i eksempel 2 beskrevne måde. Også herved blev de pågældende 35 bestemmelser bestemt for det første straks efter tilsætning af de brugsfærdige sammensætninger og for det andet efter lagring i 14 dage. Lagringen skete ligesom i eksempel 2 ved 40°C i 14 dage.

DK 174988 B1 14

Resultaterne fremgår af den efterfølgende tabel 3.

Tabel 3 S Lagr ingsbestandighed af spotting-fluida efter fortynding med 30% H20

Sammen- Plastisk Flyde- Gelstyrke Emulsions- sætning viskositet grænse (10 sek./lO min.) stabilitet 10 1}_(mPa. s)_(dPa)_(dPal_(mV)_ (a) 21 62,2 43,1/119,7 1180 (b) _LZ_57,5 76,6/119,7_1250 (a) 26 153,2 95,8/119,7 1220 15 II--------- (b) _22_148,4 71.8/90.8_1460 (a) 24,5 81,4 57,5/123,9 1200 III ---—---- (b) _24__100,5 71,8/95.8_960 20 la) 27 138,9 86,2/119.7 1280 IV -------- (bl_23_138,9 81.4/119.7_1280

Bemærkninger: 1) (a) = straks efter tilsætning 25 (b) = efter lagring i 14 dage ved 40*C.

Eksempel 4

Det viste sig overraskende også, at smørevirkningen, der be-30 virkes med sammensætninger ifølge den foreliggende opfindelse, tydeligt overgår smørevirkningen af spotting-fluida indeholdende mineralolier. Herved skal der tages hensyn til, at efter frigørelse af borestænger, der har sat sig fast, forbliver sammensætningerne ifølge opfindelsen i boreskylningen, men 35 at dette indvirker gunstigt på dens egenskaber. Spotting-fluida ifølge teknikkens standpunkt kunne på grund af deres skadelige virkninger på miljøet sædvanligvis ikke lades forblive i boreskylningerne, men måtte bringes ud af cirkulation og bortskaffes .

DK 174988 B1 15

En meget praksisnær afprøvning af sådanne boreskylningers smøreegenskaber kan foretages i et under navnet "Lubiricity-Te-ster" kendt apparat. Med dette apparat kan friktionen af sten-kerner, der skal efterligne indflydelsen af naturlige formati-5 oner på metallet, mod' en drejende metalplade måles. Herved bliver de friktionunderkastede flader af metal og stenkerne skyllet med borevæske. Stenkernene belastes med en vægt og derved - alt efter vægt forskelligt kraftigt - trykket mod den roterende metalplade. Ved konstant drift af metalpladen opnås 10 borevæskens smørevirkning ud fra det på den stenprøverne udøvede drejningsmoment. Stenprøverne er lejret skrånende, hvorved skråningen modstår en fjederkraft. Den målte skråning er et mål for friktionsformindskelsen.

15 Ved god smørevirkning af borevæsken fremkommer der kun ringe friktion. Dermed måles kun et lille drejningsmoment. I tilfælde af dårlig smørevirkning er værdien for drejningsmomentet mere eller mindre stor.

20 Den såkaldte friktionsværdi "μ" beregnes ud fra de opnåede måleværdier svarende til nedenstående ligning:

M

μ “ ΪΓ7Γ 25 I formlen står μ for friktionsværdien M for drejningsmomentet, h for løftestangens længde og f for ti 1 trykn ingskraften.

30

Ved hjælp af den ovenfor beskrevne "Lubricity-Tester·' blev smørevirkningen af bentonit-vand-blandinger afprøvet, hvis sammensætni ng omtrent svarer til praks i snære boresky 1n i nger. I skylningerne benyttedes til 1 1 ledningsvand (15ed) 40 g ben- 35 tonit og 10 g af esteren (opf i ndel se) eller mineralolien (teknikkens standpunkt). Resultaterne ved målingerne samt de deraf opnåede friktionsværdier ved forskellige omdrejningshastigheder af metalskiven og en belastning af stenprøverne på 660 DK 174988 B1 16 N/m* fremgår af den efterfølgende tabel 4. Metalskiven i Lu-bricity-Testeren bestod af stål. Stenprøverne bestod af granit.

5 Tabel 4

Smørevirkning af fedtsyreestere og mineralolier i en bentonit-vand-skyllevæske.

10 Friktionsværdi (μ) ved m/sek. (Stål mod Granit) _50_100_200_300 uden tilsætninger 0,25 0,15 0,1 0,05 1% isobutyloleat 0,04 0,01 <0,01 <0,01 1% trimethylolpropan- 0,04 0,015 0,01 0,01 15 caprylsyreester 1% methyloleat 0,09 0,05 0,04 0,03 1¾ mineralolie BP 83HF_0,09_0,07_0,04_0,03

Eksempel 5 20

Ved et yderligere forsøg blev mi 1jøfor1igeligheden af hovedkomponenten - esteren - i spotting-f1ui da ifølge opfindelsen (ifølge eksempel 1) sammenlignet med miljøvenligheden af en aromatfattig mineralolie, som udgør hovedkomponenten i allere-25 de kendte spotting-f1ui da. Herved blev den biologiske nedbrydelighed målt ved den såkaldte "lukkede f1 askeprøve", der mere end overholder de sædvanlige miljøpåbud. Derved viste det sig, at det som hovedkomponent i sammensætningerne ifølge opfindelsen benyttede isobutyloleat udviser en langt højere biologisk 30 nedbrydelighed end den til sammenligning fremdragne aromatfat-tige mineralolie (BP 83-HF).

Endvidere måltes fisketoksiciteten over for zebra-skægkarper. Forsøget skete over et tidsrum på 96 timer. Den blev målt 35 under semistatiske betingelser ifølge ISO 7346/11. Angivelsen i den efterfølgende tabel 5 svarer til den i ovennævnte forskrift benyttede LC0 svarende til "dødelig koncentration 0", altså koncentrationen af oleofil komponent, ved hvilken ingen DK 174988 B1 17 af zebra-skægkarperne dør. Som resultaterne i den efterfølgende tabel viser, er den tilsvarende koncentration tydeligt højere, så at en nævneværdig fisketoksicitet af hovedkomponenten i spotting-f1ui da ifølge opfindelsen ikke kan påvises.

5 '

Endvidere gennemførtes et bakterie-hæmningsforsøg ifølge OIN 38412, ved hvilket "Pseudomonas putida" blev underkastet et oxygenoptagelsesforsøg. Den i den efterfølgende tabel 5 anførte angivelse svarer til NOEC svarende til "No Effect Concen-10 tration", altså den koncentration, ved hvilken der netop ikke iagttages en påvirkning af bakterievæksten. Som resultaterne i tabel 5 viser, ligger den tilsvarende koncentration for hovedkomponenten i sammensætningerne ifølge opfindelsen næsten 1,5 tierpotenser højere end tilfældet er for den aromatfattige mi-15 neralolie, der ifølge teknikkens standpunkt anvendes som hovedkomponent i spotting-fluida.

Tabel 5 20 Sammenligning af udvalgte økologiske data for hovedkomponenten i spotting-fluida (se tekst)

Isobutyloleat Mineralolie 1) (fluidum ifølge (ifølge teknik- 25 _opfindelsen)_kens standpunkt)

Biologisk nedbrydelighed (B0D/C00 efter 30 daae)_74%_59%_

Fisketoksicitet (LCO)_700 mq/1_100 mq/1_

Bakteriehæmnina (NOEC)_1000 mq/1_30 mq/1_ 30

Bemærkninger: 1) Mineralolie BP 83-HF Eksempel 6 35 Ved et yderligere forsøg undersøgtes tilbøjeligheden til at gå fast ved hjælp af trykforskel. Dertil benyttedes den såkaldte Differential-Sticking-Tester fra Fa. NL Baroid.

DK 174988 B1 18

Dette apparat består af en filtreringscelle, med hvilken den pågældende spotting-fluid filtreres under overtryk på ca. 33 bar, så at der dannes en filterkage. Derved presses en flad plade af filterkagerne. Efter fuldstændig filtrering (ca. 10 5 minutter) bliver den pressede plade drejet ved hjælp af en løftestang. Derved måles drejningsmomentet. Dette drejningsmoment er et mål for tilbøjeligheden til den differentielle gåen fast.

10 Ved forsøgene blev en sammensætning ifølge opfindelsen på esterbasis sammenlignet med en sådan på basis af mineralolie og blæst asfalt, der ifølge teknikkens standpunkt i dag giver de bedste resultater.

15 Den benyttede spotting-fluid på basis af fedtsyreester havde følgende sammensætning: a. koncentrat (ml) 250 svarende til

20 sammensætning IV

i eksempel 1 b. vand (ml) 100 c. baryt 8 220 25

Den benyttede spott ing-f1uid ifølge teknikkens standpunkt havde følgende sammensætning: a. koncentrat* (ml) 332 30 b. vand (ml) 18 c. baryt (8) 200 * Black Magic LT fra Fa. Hughes Drilling Fluid.

Forsøgene i Differential-Sticking-Testeren gav følgende resul-35 tater: 19 DK 174988 B1 _____Dre jninasmoment_

Spotting-f1 uid på fedtbasis ifølge opfindelsen 24 Nm

Spotting-fluid på basis af mi nera 1 -5 olie/blæst asfalt ' 68 Nm Λ

Forsøget viser, at sammensætningen ifølge opfindelsen på esterbasis har et meget lavere drejningsmoment end sammensætningen ifølge teknikkens standpunkt. Dermed er tilbøjeligheden 10 til at gå fast og den løsnende virkning på allerede fastgåede stænger også meget større.

IS

20 25 30 35

Claims

1. Mineraloliefri blandinger, som er baseret på fedtsyreestere, fortykkelsesmidler, 5 emulgatorer og vand, til frigørelse af borestænger, som har sat sig fast, kendetegnet ved, at de indeholder følgende komponenter: (a) 80 til 95 vægt% af mindst en fedtsyrealkylester med den almene formel (I)

10 R'-C-OR2 (I) O 15 hvor R1 er et lineært C7.23-alkyl-, -alkenyl- eller -alkadienyl-radikal, og R2 er et lineært eller forgrenet Ci^-alkylradikal, 20 (b) 0,5 til 5,0 vægt% af mindst et organofilt bentonit, som er kvældningsbart i oleofile systemer, som fortykkelsesmiddel, (c) 1 til 10 vægt% af et emulgatorsystem bestående af en emulgatorkomponent og en co-emulgatorkomponent, hvor der til emulgatorkomponenten mindst anvendes én for-25 bindelse fra gruppen bestående af polyaminer, aminoamider, lav-alkoxylerede al-kylphenoler og imidazoliner, og hvor der til co-emulgator-komponenten mindst anvendes én forbindelse fra gruppen bestående af fedtsyrer, calciumsalte deraf, sulfonsyrer, alkyl- eller alkylbenzen-derivater deraf, calciumsalte deraf og lecithin, 30 (d) 1 til 5 vægt% vand, og DK 174988 B1 (e) eventuelt 1 til 10 vægt% af andre, i sådanne blandinger sædvanlige virksomme stoffer og/eller hjælpestoffer.

2. Blanding ifølge krav 1, som indeholder en eller flere fedtsyrealkylestere med den 5 almene formel (I), hvor R1 står for en ligekædet alkylrest, alkenylrest eller aikadienyl- rest med 11 til 17 C-atomer, fortrinsvis for en ligekædet alkenylrest eller alkadienylrest med 11 til 17 C-atomer.

3. Blanding ifølge krav 1 eller 2 indeholdende blandinger af fedtsyrealkylestere med 10 den almene formel (I), hvor R1 står for en alkylrest, alkenylrest eller alkadienylrest med 11 til 17 C-atomer, baseret på blandinger af naturlige fedtsyrer.

4. Blanding ifølge krav 1, som indeholder en eller flere fedtsyrealkylestere med den almene formel (I), hvor R2 står for en forgrenet alkylrest med 3 til 8 C-atomer. 15

5. Blanding ifølge kravene 1 til 4 indeholdende en eller flere fedtsyrealkylestere med den almene formel (I), som har et størkningspunkt på -15°C eller derunder.

6. Blanding ifølge kravene 1 til 5 indeholdende en eller flere med kvatemære am-20 moniumforbindelser fyldte bentoniter.

7. Blandinger ifølge kravene 1 til 6 indeholdende en kombination af polyaminer og fedtsyrer eller deres calciumsalte som emulgatorsystem.

8. Blandinger ifølge kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at de med henblik på anven delse fortyndes med vand eller elektrolytopløsning i en sådan mængde, at indholdet af komponenterne (a) til (c) ligger i området fra 70 til 90 vægt%, regnet i forhold til summen af alle komponenter. DK 174988 B1

9. Blanding ifølge kravene 1 til 8, kendetegnet ved, at de med henblik på anvendelse kan indstilles på den nødvendige specifikke vægt med tyngdegivende midler, såsom eksempelvis baryt eller calciumcarbonat. 5