BR112018073090B1 - ELECTROCRUNCHING DRILLING FLUID - Google Patents

Abstract

A divulgação se refere a um fluido de perfuração por eletrotrituração com um fluido base de perfuração por eletrotrituração incluindo um óleo polar, um óleo não polar ou uma combinação destes e carbonato de glicerina. O fluido ou fluido base de perfuração de eletrotrituração pode incluir ainda água ou glicerina. O fluido de perfuração de eletrotrituração pode conter ainda pelo menos um aditivo. O fluido de perfuração de eletrotrituração pode ter uma constante dielétrica ou rigidez dielétrica de pelo menos uma quantidade definida, uma condutividade elétrica menor que uma quantidade definida ou uma combinação dessas propriedades. A divulgação refere-se ainda a um sistema de perfuração por eletrotrituração contendo o fluido de perfuração de eletrotrituração e uma broca de eletrotrituração.The disclosure relates to an electrocrushing drilling fluid with an electrocrushing drilling base fluid including a polar oil, a non-polar oil, or a combination thereof and glycerin carbonate. The electrocrushing drilling fluid or base fluid may further include water or glycerin. The electrocrushing drilling fluid may further contain at least one additive. The electrocrushing drilling fluid may have a dielectric constant or dielectric strength of at least a defined amount, an electrical conductivity of less than a defined amount, or a combination of these properties. The disclosure further relates to an electrocrushing drilling system containing the electrocrushing drilling fluid and an electrocrushing bit.

Description

Campo técnicoTechnical field

[0001] A presente divulgação refere-se geralmente a um fluido de perfuração para perfuração por eletrotrituração no fundo do poço.[0001] The present disclosure generally relates to a drilling fluid for downhole electrogrinding drilling.

Fundamentos da invençãoFundamentals of the invention

[0002] A perfuração por eletrotrituração usa tecnologia de potência pulsada para perfurar um furo em uma formação rochosa. A tecnologia de potência pulsada aplica repetidamente um alto potencial elétrico através dos eletrodos de uma broca de perfuração por eletrotrituração, o que acaba causando a fratura da rocha ao redor.[0002] Electrocrunch drilling uses pulsed power technology to drill a hole in a rock formation. Pulsed power technology repeatedly applies a high electrical potential across the electrodes of an electrocrushing drill bit, which ultimately causes the surrounding rock to fracture.

Breve descrição das figurasBrief description of the figures

[0003] Para uma compreensão mais completa da presente divulgação e de seus recursos e vantagens, agora será feita referência à seguinte descrição, tomada em conjunto com as figuras acompanhantes, nas quais:[0003] For a more complete understanding of the present disclosure and its features and advantages, reference will now be made to the following description, taken in conjunction with the accompanying figures, in which:

[0004] A FIGURA 1 é uma vista em elevação de um exemplo de sistema de perfuração por eletrotrituração de fundo de poço usado em um ambiente do poço; e[0004] FIGURE 1 is an elevation view of an example of a downhole electrocrunch drilling system used in a well environment; It is

[0005] A FIGURA 2 ilustra exemplos de componentes de uma composição de fundo para um sistema de perfuração por eletrotrituração de fundo de poço.[0005] FIGURE 2 illustrates examples of components of a bottom composition for a downhole electrocrushing drilling system.

Descrição detalhadaDetailed Description

[0006] A perfuração por eletrotrituração pode ser usada para formar poços em formações rochosas subterrâneas para recuperar hidrocarbonetos, tal como petróleo e gás, a partir dessas formações. A perfuração por eletrotrituração usa tecnologia de energia pulsada para fraturar repetidamente a formação rochosa, fornecendo pulsos elétricos de alta energia repetidamente para a formação rochosa. A rocha fraturada é removida da proximidade da broca de eletrotrituração pelo fluido de perfuração. Embora os fluidos de perfuração usados nos métodos convencionais de perfuração por broca também removam rochas fraturadas da proximidade da broca, permitindo que a perfuração progrida no poço, os fluidos de perfuração adequados para uso com uma broca mecânica convencional normalmente não são adequados para uso com uma broca de eletrotrituração. Os fluidos de perfuração de eletrotrituração têm uma constante dielétrica dependente de frequência suficientemente alta (também referida como constante dielétrica neste documento) e rigidez dielétrica e uma condutividade elétrica suficientemente baixa para permitir que uma broca de eletrotrituração direcione um arco de corrente elétrica através de uma porção da rocha na formação, aquecendo a água e outros materiais na rocha e fazendo com que a rocha e a rocha circundante se fraturem.[0006] Electrocrushing drilling can be used to form wells in underground rock formations to recover hydrocarbons, such as oil and gas, from these formations. Electrocrunch drilling uses pulsed energy technology to repeatedly fracture the rock formation by repeatedly delivering high-energy electrical pulses to the rock formation. The fractured rock is removed from the vicinity of the electrocrushing bit by the drilling fluid. Although drilling fluids used in conventional drill drilling methods also remove fractured rock from the vicinity of the bit, allowing drilling to progress down the well, drilling fluids suitable for use with a conventional mechanical drill are typically not suitable for use with a electrogrinding drill. Electrocrushing drilling fluids have a sufficiently high frequency-dependent dielectric constant (also referred to as dielectric constant herein) and dielectric strength and a sufficiently low electrical conductivity to allow an electrocrushing drill to direct an arc of electrical current through a portion of the rock in the formation, heating the water and other materials in the rock and causing the rock and surrounding rock to fracture.

[0007] Para uma determinada broca de eletrotrituração, a constante dielétrica e a rigidez dielétrica do fluido de perfuração são suficientemente altas se os campos elétricos gerados pela broca de eletrotrituração forem direcionadas para longe do fluido de perfuração e para a formação rochosa, se a formação rochosa ainda estiver fraturada, se a operação de perfuração prossegue no fundo do poço a pelo menos uma taxa definida, se a operação de perfuração é economicamente viável ou qualquer combinação desses parâmetros.[0007] For a given electrogrinding bit, the dielectric constant and dielectric strength of the drilling fluid are sufficiently high if the electric fields generated by the electrocrushing bit are directed away from the drilling fluid and toward the rock formation, if the formation rock is still fractured, whether the drilling operation continues downhole at at least a defined rate, whether the drilling operation is economically viable, or any combination of these parameters.

[0008] Para uma determinada broca de eletrotrituração, a condutividade elétrica de um fluido de perfuração é suficientemente baixa se a corrente de fuga da broca de eletrotrituração para o fluido de perfuração for suficientemente baixa para que a formação rochosa continue fraturada, se a operação de perfuração prosseguir no fundo do poço a pelo menos uma taxa definida, se a operação de perfuração é economicamente viável ou qualquer combinação desses parâmetros.[0008] For a given electrogrinding drill, the electrical conductivity of a drilling fluid is sufficiently low if the leakage current from the electrocrushing bit to the drilling fluid is sufficiently low that the rock formation remains fractured, if the drilling operation Drilling proceeds downhole at at least a defined rate, whether the drilling operation is economically viable, or any combination of these parameters.

[0009] Normalmente, um fluido de perfuração de eletrotrituração terá propriedades de condutividade elétrica e dielétrica suficientes.[0009] Typically, an electrocrushing drilling fluid will have sufficient electrical and dielectric conductivity properties.

[0010] Além disso, alguns fluidos de perfuração de eletrotrituração e sistemas de perfuração de eletrotrituração usando esses fluidos também diferem dos fluidos e sistemas de perfuração convencionais por serem mais resistentes à cavitação causada pela perfuração por eletrotrituração ou pela atenuação dos efeitos de cavitação.[0010] Furthermore, some electrocrushing drilling fluids and electrocrushing drilling systems using these fluids also differ from conventional drilling fluids and systems by being more resistant to cavitation caused by electrocrushing drilling or by attenuating the effects of cavitation.

[0011] Um fluido de perfuração de eletrotrituração da presente divulgação pode incluir um fluido de base contendo um óleo polar ou um óleo não polar, ou uma combinação destes e carbonato de glicerina. A razão de óleo polar ou óleo não polar ou uma combinação dos mesmos com carbonato de glicerina em volume, pode estar entre 0,85:1 e 1,15:1, entre 0,95:1 e 1,05: 1, ou 1:1.[0011] An electrocrushing drilling fluid of the present disclosure may include a base fluid containing a polar oil or a non-polar oil, or a combination thereof and glycerin carbonate. The ratio of polar oil or non-polar oil or a combination thereof with glycerin carbonate by volume may be between 0.85:1 and 1.15:1, between 0.95:1 and 1.05:1, or 1:1.

[0012] O fluido de perfuração de eletrotrituração ou o fluido base de perfuração eletrostática pode conter ainda água antes do uso o[0012] The electrocrushing drilling fluid or electrostatic drilling base fluid may still contain water before use or

[0013] u após o uso, já que a água frequentemente entra no fluido de perfuração a partir da formação durante o uso. Os sais também podem estar presentes porque estão dissolvidos na água.[0013] u after use, as water often enters the drilling fluid from the formation during use. Salts may also be present because they are dissolved in the water.

[0014] O fluido de perfuração eletrostática também pode conter aditivos.[0014] Electrostatic drilling fluid may also contain additives.

Sistema de Perfuração Usando uma Broca de eletrotrituração e um Fluido de Perfuração de eletrotrituraçãoDrilling System Using an Electro-Milling Drill and an Electro-Milling Drilling Fluid

[0015] As modalidades da presente divulgação e suas vantagens podem ser melhor compreendidas em referência às FIGURAS 1 e 2, em que números equivalentes são usados para indicar partes equivalentes e correspondentes.[0015] Embodiments of the present disclosure and their advantages can be better understood with reference to FIGURES 1 and 2, in which equivalent numbers are used to indicate equivalent and corresponding parts.

[0016] A FIGURA 1 é uma vista em elevação de um exemplo de sistema de perfuração por eletrotrituração usado para formar um poço em uma formação subterrânea. Embora a FIGURA 1 mostre equipamento terrestre, as ferramentas de fundo de poço que incorporam ensinamentos da presente divulgação podem ser satisfatoriamente utilizadas com equipamento localizado em plataformas offshore, navios de perfuração, semissubmersíveis e barcas de perfuração (não expressamente mostrado). Adicionalmente, enquanto o poço 116 é mostrado como sendo um poço geralmente vertical, o poço 116 pode ter qualquer orientação incluindo geralmente horizontal, multilateral ou direcional.[0016] FIGURE 1 is an elevation view of an example of an electrocrushing drilling system used to form a well in an underground formation. Although FIGURE 1 shows land-based equipment, downhole tools incorporating teachings of the present disclosure can be satisfactorily used with equipment located on offshore platforms, drilling ships, semisubmersibles and drilling barges (not expressly shown). Additionally, while well 116 is shown to be a generally vertical well, well 116 may have any orientation including generally horizontal, multilateral, or directional.

[0017] O sistema de perfuração 100 inclui uma plataforma de perfuração 102 que suporta uma torre (derrick) 104 com uma catarina 106 para elevar e baixar uma coluna de perfuração 108. O sistema de perfuração 100 também pode incluir a bomba 104, que circula o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 através do tubo de alimentação 124 para o kelly 110 que, por sua vez, transporta o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 para o fundo de poço através de canais interiores da coluna de perfuração 108 e através de um ou mais orifícios na broca de perfuração de eletrotrituração 114. O fluido de perfuração de eletrotrituração 122, então circula de volta para a superfície através do espaço anular 126 formado entre a coluna de perfuração 108 e as paredes laterais do poço 116. Tipicamente, durante a utilização do sistema de perfuração 100, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 transporta a formação fraturada formada pela broca de eletrotrituração 114 de volta para a superfície com a mesma.[0017] The drilling system 100 includes a drilling rig 102 that supports a derrick 104 with a catapult 106 for raising and lowering a drill string 108. The drilling system 100 may also include the pump 104, which circulates the electrocrunch drilling fluid 122 through feed pipe 124 to the kelly 110 which, in turn, transports the electrocrunch drilling fluid 122 to the bottom of the hole through interior channels of the drill string 108 and through one or more holes in the electrocrushing drill bit 114. The electrocrushing drilling fluid 122 then circulates back to the surface through the annular space 126 formed between the drill string 108 and the sidewalls of the well 116. Typically, during use of the drilling system 100, the electrocrunching drilling fluid 122 transports the fractured formation formed by the electrocrunching bit 114 back to the surface therewith.

[0018] A broca de eletrotrituração 114 está ligada à extremidade distal da coluna de perfuração 108. Em algumas modalidades, a broca de eletrotrituração 114 pode ser alimentada a partir da superfície. Por exemplo, o gerador 140 pode gerar potência elétrica e fornece essa potência para a unidade de condicionamento de potência 142. A unidade de acondicionamento de potência 142 pode então transmitir energia elétrica ao fundo do poço através do cabo de superfície 143 e um cabo de sub- superfície (não expressamente mostrado na FIGURA 1) contido dentro da coluna de perfuração 108. Um circuito gerador de pulsos dentro da composição de fundo (bottomhole assembly, BHA) 128 pode receber a energia elétrica da unidade de condicionamento de potência 142 e pode gerar pulsos de alta potência para conduzir a broca de eletrotrituração 114.[0018] The electromilling bit 114 is connected to the distal end of the drill string 108. In some embodiments, the electromilling bit 114 can be fed from the surface. For example, the generator 140 can generate electrical power and supplies that power to the power conditioning unit 142. The power conditioning unit 142 can then transmit electrical power downhole via surface cable 143 and a subsurface cable. - surface (not expressly shown in FIGURE 1) contained within the drill string 108. A pulse generating circuit within the bottomhole assembly (BHA) 128 may receive electrical energy from the power conditioning unit 142 and may generate high power pulses to drive the electrogrinding bit 114.

[0019] Por exemplo, a tecnologia de potência pulsada pode ser usada para aplicar repetidamente um potencial elétrico elevado, por exemplo, até ou excedendo 150 kV, através de eletrodos da broca de eletrotrituração 114. Cada aplicação de potencial elétrico é referida como pulso. Quando o potencial elétrico através dos elétrodos de broca de eletroesmagamento 114 for aumentado o suficiente durante um pulso para gerar um campo elétrico suficientemente elevado, forma-se um arco elétrico através de uma formação de rocha na parte inferior do poço de exploração 116. O arco forma temporariamente um acoplamento elétrico entre os eletrodos, permitindo que a corrente elétrica flua através do arco dentro de uma porção da formação rochosa na parte inferior do poço de exploração 116. O arco aumenta grandemente a temperatura e a pressão da porção de formação rochosa através da qual o arco flui e a formação e materiais circundantes. A temperatura e a pressão são suficientemente altas para quebrar a rocha em pequenos pedaços ou cortes.[0019] For example, pulsed power technology can be used to repeatedly apply a high electrical potential, e.g., up to or exceeding 150 kV, across electrodes of the electrogrinding drill 114. Each application of electrical potential is referred to as a pulse. When the electrical potential across the electrocrushing drill electrodes 114 is increased enough during a pulse to generate a sufficiently high electric field, an electrical arc forms across a rock formation at the bottom of the well 116. The arc temporarily forms an electrical coupling between the electrodes, allowing electrical current to flow through the arc within a portion of the rock formation at the bottom of wellbore 116. The arc greatly increases the temperature and pressure of the rock formation portion through the which the arc flows and the surrounding formation and materials. The temperature and pressure are high enough to break the rock into small pieces or cuts.

[0020] À medida que a broca de eletrotrituração 114 fratura repetidamente a rocha, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 move a rocha fraturada para o topo do poço 116, que penetra várias formações rochosas subterrâneas 118 é criado. O poço 116 pode ser qualquer orifício perfurado em uma formação subterrânea ou de uma série de formações subterrâneas para fins de exploração ou extração de recursos naturais como, por exemplo, hidrocarbonetos ou com a finalidade de injeção de fluidos como, por exemplo, água, resíduos, salmoura ou água misturada com outros fluidos. Adicionalmente, o poço 116 pode ser qualquer furo perfurado em uma formação subterrânea ou em uma série de formações subterrâneas para fins de geração de potência geotérmica.[0020] As the electrocrunch drill 114 repeatedly fractures the rock, the electrocrunch drilling fluid 122 moves the fractured rock to the top of the well 116, which penetrates various underground rock formations 118 is created. Well 116 may be any hole drilled into an underground formation or series of underground formations for the purpose of exploring or extracting natural resources such as hydrocarbons or for the purpose of injecting fluids such as water, waste , brine or water mixed with other fluids. Additionally, well 116 may be any hole drilled into an underground formation or series of underground formations for the purpose of generating geothermal power.

[0021] A FIGURA 2 ilustra exemplos de componentes de uma composição de fundo para um sistema de perfuração por eletrotrituração de fundo de poço 100. A composição de fundo (BHA) 128 pode incluir a ferramenta de potência de pulsos 230. A BHA 128 também pode incluir a broca de eletrotrituração 114. Para os propósitos da presente descrição, a broca de eletrotrituração 114 pode ser referida como sendo integrada dentro da BHA 128 ou pode ser referida como um componente separado que é acoplado a BHA 128.[0021] FIGURE 2 illustrates examples of components of a bottom composition for a downhole electrocrushing drilling system 100. The bottom composition (BHA) 128 may include the pulse power tool 230. The BHA 128 also may include the electromilling bit 114. For the purposes of the present description, the electromilling bit 114 may be referred to as being integrated within the BHA 128 or may be referred to as a separate component that is coupled to the BHA 128.

[0022] A ferramenta de potência de pulsos 230 pode ser acoplada para fornecer energia pulsada para a broca de eletrotrituração 114. A ferramenta de potência de pulsos 230 recebe energia elétrica de uma fonte de potência através do cabo 220. Por exemplo, a ferramenta de potência de pulsos 230 pode receber energia através do cabo 220 a partir de uma fonte de energia na superfície, como descrito acima com referência à FIGURA 1 ou a partir de uma fonte de energia localizada no fundo do poço tal como um gerador alimentado por uma turbina de lama. A ferramenta de potência de pulsos 230 também pode receber potência através de uma combinação de uma fonte de energia na superfície e uma fonte de potência localizada no fundo do poço. A ferramenta de potência de pulsos 230 converte a energia elétrica recebida da fonte de potência em pulsos elétricos de alta potência e pode aplicar estes aqueles pulsos de alta energia através dos eletrodos da broca de eletrotrituração 114. Para os propósitos da presente divulgação, o anel de aterramento 250 também pode ser referido geralmente como um eletrodo ou mais especificamente como um eletrodo de aterramento. Em um exemplo, a ferramenta de potência de pulsos 230 pode aplicar os pulsos de alta potência através do eletrodo 208 e do anel de aterramento 250 da broca de eletrotrituração 114. A ferramenta de potência de pulsos 230 também pode aplicar pulsos de alta potência através do eletrodo 210 e do anel de aterramento 250 de uma maneira similar a descrita neste documento para o eletrodo 208 e o anel de aterramento 250.[0022] The pulse power tool 230 can be coupled to provide pulsed power to the electrogrinding bit 114. The pulse power tool 230 receives electrical energy from a power source via cable 220. For example, the pulse power tool 230 pulse power 230 may receive power via cable 220 from a surface power source as described above with reference to FIGURE 1 or from a downhole power source such as a generator powered by a turbine. of mud. The pulse power tool 230 may also receive power through a combination of a surface power source and a downhole power source. The pulse power tool 230 converts electrical energy received from the power source into high-power electrical pulses and can apply these high-energy pulses through the electrodes of the electrogrinding bit 114. For the purposes of the present disclosure, the pulse ring grounding 250 may also be referred to generally as an electrode or more specifically as a grounding electrode. In one example, the pulse power tool 230 can apply high power pulses through the electrode 208 and the ground ring 250 of the electrogrinding bit 114. The pulse power tool 230 can also apply high power pulses through the electrode 210 and grounding ring 250 in a manner similar to that described herein for electrode 208 and grounding ring 250.

[0023] A ferramenta de potência de pulsos 230 pode incluir um circuito gerador de pulsos. Tal circuito gerador de pulsos pode incluir condensadores de alta potência e que podem incluir proteção contra fusíveis.[0023] The pulse power tool 230 may include a pulse generator circuit. Such a pulse generating circuit may include high power capacitors and may include fuse protection.

[0024] Referindo-se a FIGURA 1 e a FIGURA 2, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode sair da coluna de perfuração 108 através de aberturas 209 em torno de cada eletrodo 208 e 210. O fluxo de fluido de perfuração de eletrotrituração 122 sai das aberturas 209 e permite que os eletrodos 208 e 210 sejam isolados pelo fluido de perfuração de eletrotrituração. Em algumas modalidades, a broca de eletrotrituração 114 pode incluir um isolador sólido (não expressamente mostrado nas FIGURAS 1 ou 2) envolvendo os eletrodos 208 e 210 e um ou mais orifícios (não expressamente mostrados nas FIGURAS 1 ou 2) na face da broca de eletrotrituração 114, através da qual o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode sair da coluna de perfuração 108. Tais orifícios podem ser furos simples ou podem ser bocais ou outras características com uma certa forma. Uma vez que os finos não são tipicamente gerados durante a perfuração eletrostática, ao contrário da perfuração mecânica, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode não precisar sair da broca com uma pressão tão alta quanto o fluido de perfuração na perfuração mecânica. Como resultado, bicos e outros recursos usados para aumentar a pressão do fluido de perfuração podem não ser necessários. No entanto, bicos ou outras características para aumentar a pressão do fluido de perfuração 122 ou para direcionar o fluido de perfuração eletrostática podem ser incluídos para alguns usos.[0024] Referring to FIGURE 1 and FIGURE 2, the electrocrushing drilling fluid 122 may exit the drill string 108 through openings 209 around each electrode 208 and 210. The flow of electrocrushing drilling fluid 122 exits the openings 209 and allows the electrodes 208 and 210 to be isolated by the electrocrushing drilling fluid. In some embodiments, the electrogrinding bit 114 may include a solid insulator (not expressly shown in FIGURES 1 or 2) surrounding the electrodes 208 and 210 and one or more holes (not expressly shown in FIGURES 1 or 2) in the face of the electromilling bit. electrocrunching 114, through which the electrocrushing drilling fluid 122 can exit the drill string 108. Such holes may be simple holes or may be nozzles or other features having a certain shape. Since fines are not typically generated during electrostatic drilling, unlike mechanical drilling, the electrocrushing drilling fluid 122 may not need to exit the bit at as high a pressure as the drilling fluid in mechanical drilling. As a result, nozzles and other features used to increase drilling fluid pressure may not be necessary. However, nozzles or other features to increase drilling fluid pressure 122 or to direct electrostatic drilling fluid may be included for some uses.

[0025] O fluido de perfuração 122 é tipicamente circulado através do sistema de perfuração 100 a uma taxa de fluxo suficiente para remover a rocha fraturada da proximidade da broca de perfuração de eletrotrituração 114 em quantidades suficientes dentro de um tempo suficiente para permitir que a operação de perfuração prossiga para o fundo do poço a pelo menos a uma taxa definida. Além disso, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode estar sob pressão suficiente em um local no poço 116, particularmente um local próximo a um depósito de hidrocarboneto, gás, água ou outro, para evitar uma ruptura.[0025] Drilling fluid 122 is typically circulated through the drilling system 100 at a flow rate sufficient to remove fractured rock from the vicinity of the electrocrushing drill bit 114 in sufficient quantities within a sufficient time to permit operation. drilling proceeds downhole at at least a defined rate. Furthermore, the electrocrushing drilling fluid 122 may be under sufficient pressure at a location in the well 116, particularly a location near a hydrocarbon, gas, water, or other deposit, to prevent a blowout.

[0026] Os eletrodos 208 e 210 podem estar a pelo menos 1,016 cm (0,4 polegadas) afastados do anel de aterramento 250 no seu espaçamento mais estreito, pelo menos 2,54 cm (1 polegada) afastados no seu espaçamento mais estreito, pelo menos 3,81 cm (1,5 polegadas) afastados no seu espaçamento mais estreito ou pelo menos 5,08 cm (2 polegadas) afastados no seu espaçamento mais estreito. Se ocorrer bolhas de vaporização no fluido de perfuração de eletrotrituração 122 no sistema de perfuração 100 próximo a broca de eletrotrituração 114, as bolhas de vaporização podem ter efeitos prejudiciais. Por exemplo, as bolhas de vaporização próximas aos eletrodos 208 ou 210 podem impedir a formação do arco na rocha. Os fluidos de perfuração de eletrotrituração 122 podem ser circulados a uma taxa de fluxo também suficiente para remover as bolhas de vaporização da broca de eletrotrituração 114.[0026] Electrodes 208 and 210 may be at least 1.016 cm (0.4 inches) away from the grounding ring 250 at its narrowest spacing, at least 2.54 cm (1 inch) apart at its narrowest spacing, at least 3.81 cm (1.5 inches) apart at its narrowest spacing or at least 5.08 cm (2 inches) apart at its narrowest spacing. If vaporization bubbles occur in the electrocrushing drilling fluid 122 in the drilling system 100 near the electrocrushing bit 114, the vaporization bubbles may have harmful effects. For example, vaporization bubbles near electrodes 208 or 210 may prevent arc formation in the rock. The electrocrushing drilling fluids 122 can be circulated at a flow rate also sufficient to remove vaporization bubbles from the electrocrushing bit 114.

[0027] Além disso, a broca de eletrotrituração 114 pode incluir o anel de aterramento 250, mostrado em parte na FIGURA 2. Embora nem todas as brocas de eletrotrituração 114 possam ter o anel de terra 250, se este estiver presente, pode conter passagens 260 para manter o fluxo de fluido de perfuração de eletrotrituração 122 juntamente com qualquer rocha fraturada ou bolhas longe dos eletrodos 208 e 210 e a montante.[0027] Additionally, the electrogrinding bit 114 may include the ground ring 250, shown in part in FIGURE 2. Although not all electromilling bits 114 may have the ground ring 250, if it is present, it may contain passages 260 to keep the flow of electrocrushing drilling fluid 122 along with any fractured rock or bubbles away from electrodes 208 and 210 and upstream.

[0028] Com referência novamente à FIGURA 1, na superfície, o fluido de perfuração de eletrotrituração recirculado ou gasto 122 sai do espaço anular 126. O fluido de perfuração de eletrotrituração recirculado ou gasto 122 pode simplesmente ser direcionado de volta para a coluna de perfuração 108 ou pode ser processado utilizando apenas alguns dos equipamentos mostrados na FIGURA 1. Contudo, no sistema de perfuração 100, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 é transportado para uma ou mais unidades de processamento de fluido 150 por meio de uma linha de fluxo 130. Depois de passar através das unidades de processamento de fluido 150, um fluido de perfuração de eletrotrituração limpo 122 é depositado no tanque de retenção 132. Embora a unidade de processamento de fluido 150 seja ilustrada na FIG. 1 próxima a saída do poço 116, a unidade de processamento de fluido 150 pode estar localizada a uma distância da saída do poço 116.[0028] Referring again to FIGURE 1, at the surface, the recirculated or spent electrocrunch drilling fluid 122 exits the annular space 126. The recirculated or spent electrocrunch drilling fluid 122 can simply be directed back to the drillstring 108 or may be processed using only some of the equipment shown in FIGURE 1. However, in drilling system 100, electrocrushing drilling fluid 122 is transported to one or more fluid processing units 150 via a flow line 130 After passing through the fluid processing units 150, a clean electrocrushing drilling fluid 122 is deposited in the holding tank 132. Although the fluid processing unit 150 is illustrated in FIG. 1 near the well outlet 116, the fluid processing unit 150 may be located at a distance from the well outlet 116.

[0029] O sistema de perfuração 100 pode ainda incluir um funil de mistura 134 acoplado de forma comunicável ou, de outro modo, em comunicação fluida com o poço de retenção 132. O funil de mistura 134 pode incluir, mas não está limitado a, misturadores e equipamentos de mistura relacionados. O funil de mistura 134 pode ser usado para adicionar aditivos ao fluido de perfuração de eletrotrituração 122.[0029] The drilling system 100 may further include a mixing hopper 134 communicably coupled or otherwise in fluid communication with the holding well 132. The mixing hopper 134 may include, but is not limited to, mixers and related mixing equipment. The mixing hopper 134 can be used to add additives to the electrocrushing drilling fluid 122.

[0030] O fluido de perfuração 122 é tipicamente circulado através do sistema de perfuração 100 a uma taxa de fluxo suficiente para remover a rocha fraturada da proximidade da broca de perfuração de eletrotrituração 114 em quantidades suficientes dentro de um tempo suficiente para permitir que a operação de perfuração prossiga para o fundo do poço a pelo menos a uma taxa definida.[0030] Drilling fluid 122 is typically circulated through the drilling system 100 at a flow rate sufficient to remove fractured rock from the vicinity of the electrocrushing drill bit 114 in sufficient quantities within a sufficient time to permit operation. drilling proceeds downhole at at least a defined rate.

[0031] Além disso, o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode estar sob pressão suficiente em um local no poço 116, particularmente um local próximo a um depósito de hidrocarboneto, gás, água ou outro, para evitar uma ruptura.[0031] Furthermore, the electrocrushing drilling fluid 122 may be under sufficient pressure at a location in the well 116, particularly a location near a hydrocarbon, gas, water, or other deposit, to prevent a rupture.

[0032] Se o sistema de perfuração 100 experienciar a cavitação no fluido de perfuração de eletrotrituração 122 perto da broca de eletrotrituração 112, o mesmo pode ter vários efeitos prejudiciais. Por exemplo, as bolhas de cavitação próximas aos eletrodos 208 ou 210 podem impedir a formação do arco na rocha. Os fluidos de perfuração de eletrotrituração 122 podem ser circulados a uma taxa de fluxo suficiente para remover as bolhas de cavitação da proximidade da broca de eletrotrituração 114 em quantidades suficientes dentro de um tempo suficiente para permitir que a operação de perfuração prossiga no poço a pelo menos a uma taxa definida e para evitar danos na broca de eletrotrituração 112 a partir das bolhas de cavitação, por exemplo, danos resultantes das bolhas de cavitação que entram novamente na broca 112.[0032] If the drilling system 100 experiences cavitation in the electrocrushing drilling fluid 122 near the electrocrushing bit 112, it may have several detrimental effects. For example, cavitation bubbles near electrodes 208 or 210 may prevent arc formation in the rock. The electrocrunch drilling fluids 122 may be circulated at a flow rate sufficient to remove cavitation bubbles from the vicinity of the electrocrunch bit 114 in sufficient quantities within a time sufficient to allow the drilling operation to proceed in the well at least at a defined rate and to prevent damage to the electrogrinding bit 112 from the cavitation bubbles, e.g., damage resulting from the cavitation bubbles re-entering the drill 112.

Fluido de Perfuração de eletrotrituraçãoElectrocrushing Drilling Fluid

[0033] Para limitar a descarga do campo elétrico através do fluido de perfuração de eletrotrituração 122 e permitir que uma maior corrente elétrica flua para a rocha na porção final do poço 116, um fluido de perfuração de eletrotrituração eletricamente isolante 122 com uma alta constante dielétrica e uma alta reigidez dielétrica em uma determinada frequência operacional pode ser usado. Um fluido de perfuração elétrica de eletrotrituração eletricamente isolante 122 restringe o movimento das cargas elétricas e portanto, restringe o fluxo da corrente elétrica através do fluido de perfuração de eletrotrituração 122. Uma alta constante dielétrica e alta rigidez dielétrica diminuem a descarga elétrica através do fluido de perfuração de eletrotrituração 122. A constante dielétrica do fluido de fundo de poço indica a capacidade do fluido de perfuração de eletrotrituração de armazenar energia elétrica quando exposto a um campo elétrico, como o potencial criado pela broca de eletrotrituração 114, enquanto a rigidez dielétrica do fluido de fundo indica um nível de tensão para que o fluido de perfuração de eletrotrituração 122 possa ser exposto antes de sofrer colapso ou antes de perder suas propriedades de isolamento elétrico.[0033] To limit the discharge of the electric field through the electrocrunch drilling fluid 122 and allow a greater electrical current to flow to the rock in the final portion of the well 116, an electrically insulating electrocrunch drilling fluid 122 with a high dielectric constant and a high dielectric strength at a certain operating frequency can be used. An electrically insulating electrocrunch drilling fluid 122 restricts the movement of electrical charges and therefore restricts the flow of electrical current through the electrocrunch drilling fluid 122. A high dielectric constant and high dielectric strength decrease electrical discharge through the electrocrunch fluid 122. electrocrushing drilling 122. The dielectric constant of the downhole fluid indicates the ability of the electrocrushing drilling fluid to store electrical energy when exposed to an electric field, such as the potential created by the electrocrushing drill bit 114, while the dielectric strength of the fluid background indicates a voltage level to which the electrocrushing drilling fluid 122 can be exposed before it collapses or before it loses its electrical insulating properties.

[0034] O fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode ser formulado para ter: i) pelo menos uma constante dielétrica definida, tal como pelo menos 6, pelo menos 10, pelo menos 12 ou pelo menos 13 (a 100 kHz de frequência), ii) pelo menos uma rigidez dielétrica definida, como pelo menos 100 kV/cm, pelo menos 150 kV/cm ou pelo menos 330 kV/cm (com 10 microssegundos de tempo de subida), iii) menos de uma condutividade elétrica definida, como menos de 10-4 mho/cm ou menor que 10-5 mho/cm ou qualquer combinação destes.[0034] Electrocrushing drilling fluid 122 may be formulated to have: i) at least one defined dielectric constant, such as at least 6, at least 10, at least 12, or at least 13 (at 100 kHz frequency), ii) at least a defined dielectric strength, such as at least 100 kV/cm, at least 150 kV/cm or at least 330 kV/cm (with 10 microsecond rise time), iii) less than a defined electrical conductivity, such as less than 10-4 mho/cm or less than 10-5 mho/cm or any combination of these.

[0035] O fluido de perfuração de eletrotrituração 122 inclui um fluido de base de perfuração eletrostática e pode incluir um ou mais aditivos. Em geral, o fluido base de perfuração de eletrotrituração pode estar presente em uma quantidade suficiente para formar um fluido de perfuração de eletrotrituração bombeável. A título de exemplo, o fluido base de perfuração de eletrotrituração pode estar presente no fluido de perfuração de eletrotrituração 122 em uma quantidade na faixa de 20% a 99,99% em volume do fluido de perfuração de eletrotrituração 122.[0035] Electrocrushing drilling fluid 122 includes an electrostatic drilling base fluid and may include one or more additives. In general, the base electrocrushing drilling fluid may be present in an amount sufficient to form a pumpable electrocrushing drilling fluid. By way of example, the base electrocrushing drilling fluid may be present in the electrocrushing drilling fluid 122 in an amount in the range of 20% to 99.99% by volume of the electrocrushing drilling fluid 122.

[0036] O fluido de base de perfuração de eletrotrituração inclui um óleo polar, um óleo não polar ou uma combinação destes e carbonato de glicerina.[0036] The electrocrushing drilling base fluid includes a polar oil, a non-polar oil or a combination thereof and glycerin carbonate.

[0037] O óleo polar, se presente, pode incluir uma combinação de óleos polares. Óleos polares podem incluir um óleo vegetal, tal como óleo de ricino, um óleo éster, tal como um éster de poliol ou óleo monoéster ou qualquer combinação destes. Os óleos poli e monoéster podem proporcionar maior estabilidade hidrolítica, menor viscosidade ou ambos, em comparação a óleos vegetais.[0037] Polar oil, if present, may include a combination of polar oils. Polar oils may include a vegetable oil such as castor oil, an ester oil such as a polyol ester or monoester oil or any combination thereof. Polyester and monoester oils can provide greater hydrolytic stability, lower viscosity, or both, compared to vegetable oils.

[0038] Umóleo polar pode incluir qualquer éster de umácido carboxílico, tal como um ácido carboxílico com entre 8 e 20 carbonos e 0, 1 ou 2 mols de insaturação. O ácido carboxílico pode ser esterificado utilizando um álcool, tal como metanol, isopropanol ou 2-etil-hexanol.[0038] A polar oil can include any ester of a carboxylic acid, such as a carboxylic acid with between 8 and 20 carbons and 0, 1 or 2 moles of unsaturation. The carboxylic acid can be esterified using an alcohol, such as methanol, isopropanol or 2-ethylhexanol.

[0039] Um óleo vegetal polar pode incluir ésteres de óleos vegetais tais como ésteres de óleo de palma, óleo de palmiste, óleo de colza, óleo de soja, ácido estérico, ácido oleico e ácido linoleico e quaisquer combinações destes.[0039] A polar vegetable oil may include esters of vegetable oils such as esters of palm oil, palm kernel oil, rapeseed oil, soybean oil, steric acid, oleic acid and linoleic acid and any combinations thereof.

[0040] Um óleo de poliéster pode incluir um óleo de éster glicol, tal como um diéster de neopentilglicol.[0040] A polyester oil may include a glycol ester oil, such as a neopentyl glycol diester.

[0041] Um óleo monoéster pode incluir de propanoato de hexanil e isômeros, butirato de hexanil e isômeros, hexanoato de hexanil e isômeros, octanoato de hexanil e isômeros, decanoato de hexanil e isômeros, laureado de hexanil e isômeros, palmitato de hexanil e isômeros, hexadecanoato de hexanil e isômeros, estearato de hexanil e isômeros, propanoato de octanil e isômeros, butirato de octanil e isômeros, hexanoato de octanil e isômeros, octanoato de octanil e isômeros, decanoato de octanil e isômeros, laureato de octanil e isômeros, palmitato de octanil e isômeros, hexadecanoato de octanil e isômeros, estearato de octanil e isômeros, propanoato de decanil e isômeros, butirato de decanil e isômeros, hexanoato de decanil e isômeros, octanoato de decanil e isômeros, decanoato de decanil e isômeros, laurato de decanil e isômeros, palmitato de decanil e isômeros, hexadecanoato de decanil e isômeros, estearato de decanil e isômeros, propanoato de dodecanil e isômeros, butirato de dodecanil e isômeros, hexanoato de dodecanil e isômeros, octanoato de dodecanil e isômeros, decanoato de dodecanil e isômeros, laureado de dodecanil e isômeros, palmitato de dodecanil e isômeros, hexadecanoato de dodecanil e isômeros, estearato de dodecanil e isômeros, propanoato de tetradecanil e isômeros, butirato de tetradecanil e isômeros, hexanoato de tetradecanil e isômeros, octanoato de tetradecanil e isômeros, decanoato de tetradecanil e isômeros, laureado de tetradecanil e isômeros, palmitato de tetradecanil e isômeros, hexadecanoato de tetradecanil e isômeros, estearato de tetradecanil e isômeros, propanoato de hexadecanil e isômeros, butirato de hexadecanil e isômeros, hexanoato de hexadecanil e isômeros, octanoato de hexadecanil e isômeros, decanoato de hexadecanil e isômeros, laureato de hexadecanil e isômeros, palmitato de hexadecanil e isômeros, hexadecanoato de hexadecanil e isômeros, estearato de hexadecanil e isômeros, propanoato de octadecanil e isômeros, butirato de octadecanil e isômeros, hexanoato de octadecanil e isômeros, octanoato de octadecanil e isômeros, decanoato de octadecanil e isômeros, laureado de octadecanil e isômeros, palmitato de octadecanil e isômeros, hexadecanoato de octadecanil e isômeros, estearato de octadecanil e isômeros, propanoato de octadecanil e isômeros, butirato de icosanil e isômeros, hexanoato de icosanil e isômeros, octanoato de icosanil e isômeros, decanoato de icosanil e isômeros, laureado de icosanil e isômeros, palmitato de icosanil e isômeros, hexadecanoato de icosanil e isômeros, estearato de icosanil e isômeros, propanoato de docosanil e isômeros, butirato de docosanil e isômeros, hexanoato de docosanil e isômeros, octanoato de docosanil e isômeros, decanoato de docosanil e isômeros, laureado de docosanil e isômeros, palmitato de docosanil e isômeros, hexadecanoato de docosanil e isômeros, estearato de docosanil e quaisquer combinações destes.[0041] A monoester oil may include hexanyl propanoate and isomers, hexanyl butyrate and isomers, hexanyl hexanoate and isomers, hexanyl octanoate and isomers, hexanyl decanoate and isomers, hexanyl laureate and isomers, hexanyl palmitate and isomers , hexanyl hexadecanoate and isomers, hexanyl stearate and isomers, octanyl propanoate and isomers, octanyl butyrate and isomers, octanyl hexanoate and isomers, octanyl octanoate and isomers, octanyl decanoate and isomers, octanyl laureate and isomers, palmitate octanyl hexadecanoate and isomers, octanyl hexadecanoate and isomers, octanyl stearate and isomers, decanyl propanoate and isomers, decanyl butyrate and isomers, decanyl hexanoate and isomers, decanyl octanoate and isomers, decanyl decanoate and isomers, decanyl laurate and isomers, decanyl palmitate and isomers, decanyl hexadecanoate and isomers, decanyl stearate and isomers, dodecanyl propanoate and isomers, dodecanyl butyrate and isomers, dodecanyl hexanoate and isomers, dodecanyl octanoate and isomers, dodecanyl decanoate and isomers , dodecanyl laureate and isomers, dodecanyl palmitate and isomers, dodecanyl hexadecanoate and isomers, dodecanyl stearate and isomers, tetradecanyl propanoate and isomers, tetradecanyl butyrate and isomers, tetradecanyl hexanoate and isomers, tetradecanyl octanoate and isomers, decanoate tetradecanyl and isomers, tetradecanyl laureate and isomers, tetradecanyl palmitate and isomers, tetradecanyl hexadecanoate and isomers, tetradecanyl stearate and isomers, hexadecanyl propanoate and isomers, hexadecanyl butyrate and isomers, hexadecanyl hexanoate and isomers, hexadecanyl octanoate and isomers, hexadecanyl decanoate and isomers, hexadecanyl laureate and isomers, hexadecanyl palmitate and isomers, hexadecanyl hexadecanoate and isomers, hexadecanyl stearate and isomers, octadecanyl propanoate and isomers, octadecanyl butyrate and isomers, octadecanyl hexanoate and isomers , octadecanyl octanoate and isomers, octadecanyl decanoate and isomers, octadecanyl laureate and isomers, octadecanyl palmitate and isomers, octadecanyl hexadecanoate and isomers, octadecanyl stearate and isomers, octadecanyl propanoate and isomers, icosanyl butyrate and isomers, hexanoate icosanyl octanoate and isomers, icosanyl octanoate and isomers, icosanyl decanoate and isomers, icosanyl laureate and isomers, icosanyl palmitate and isomers, icosanyl hexadecanoate and isomers, icosanyl stearate and isomers, docosanyl propanoate and isomers, docosanyl butyrate and isomers, docosanyl hexanoate and isomers, docosanyl octanoate and isomers, docosanyl decanoate and isomers, docosanil laureate and isomers, docosanyl palmitate and isomers, docosanyl hexadecanoate and isomers, docosanil stearate and any combinations thereof.

[0042] Óleos não-polares adequados específicos incluem PETROFREE® (Halliburton, Texas, EUA), que é um éster de 2-etil-hexanol reagido com ácido graxo de palmiste, e PETROFREE LV® (Halliburton, Texas, EUA), que é um éster de 2 -etilhexanol reagido com ácidos graxos C6 a C10.[0042] Specific suitable non-polar oils include PETROFREE® (Halliburton, Texas, USA), which is an ester of 2-ethylhexanol reacted with palm kernel fatty acid, and PETROFREE LV® (Halliburton, Texas, USA), which is an ester of 2-ethylhexanol reacted with C6 to C10 fatty acids.

[0043] Óleos não-polares tipicamente têm uma alta rigidez dielétrica e uma baixa condutividade elétrica, tornando-os um substituto adequado para carbonato de alquileno em fluidos de base de perfuração eletrostática. No entanto, os óleos não polares têm uma constante dielétrica baixa, podendo ser incluídos com outros componentes com uma constante dielétrica mais alta em um fluido base de perfuração de eletrotrituração. Um óleo não polar adequado para utilização em um fluido base de perfuração de eletrotrituração da presente divulgação inclui combinações de óleos não polares. Óleos não polares adequados incluem óleos minerais, óleos diesel ou combustíveis, óleos à base de parafina, óleos contendo hidrocarbonetos alifáticos ramificados e lineares com entre 8 e 26 átomos de carbono e um ponto de ebulição na faixa de 120°C a 380°C, óleos contendo hidrocarbonetos tendo entre 10 e 16 átomos de carbono e uma viscosidade de 0,015 a 0,2 cm2/s (1,5 a 2 cSt) a 40°C. Qualquer um dos óleos não polares ou suas combinações pode ter uma viscosidade inferior a 0,4 cm2/s (4 cSt) a 40°C.[0043] Non-polar oils typically have a high dielectric strength and a low electrical conductivity, making them a suitable replacement for alkylene carbonate in electrostatic drilling base fluids. However, non-polar oils have a low dielectric constant and can be included with other components with a higher dielectric constant in an electrocrushing drilling base fluid. A non-polar oil suitable for use in an electrocrushing drilling base fluid of the present disclosure includes combinations of non-polar oils. Suitable non-polar oils include mineral oils, diesel or fuel oils, paraffin-based oils, oils containing branched and linear aliphatic hydrocarbons with between 8 and 26 carbon atoms and a boiling point in the range of 120°C to 380°C, oils containing hydrocarbons having between 10 and 16 carbon atoms and a viscosity of 0.015 to 0.2 cm2/s (1.5 to 2 cSt) at 40°C. Any of the non-polar oils or combinations thereof may have a viscosity of less than 0.4 cm2/s (4 cSt) at 40°C.

[0044] Combinações de óleos polares e óleos não polares também podem ser usadas.[0044] Combinations of polar oils and non-polar oils can also be used.

[0045] Os óleos polares tendem a ter constantes dielétricas ou forças dielétricas muito baixas para a perfuração de eletrotrituração. Como resultado, o carbonato de glicerina pode ser adicionado ao óleo polar para melhorar estas propriedades porque tem uma constante dielétrica alta e uma rigidez dielétrica moderada e é mais solúvel em óleo do que muitos outros carbonatos de alquileno. No entanto, a quantidade de carbonato de glicerina no óleo base de perfuração eletrostática pode ser limitada pela sua alta condutividade elétrica. Outros carbonatos de alquileno também podem estar presentes no óleo base de perfuração de eletrotrituração ou pode ter menos do que 0,1% em peso ou volume de outros carbonatos de alquileno.[0045] Polar oils tend to have dielectric constants or dielectric strengths that are too low for electrocrushing drilling. As a result, glycerin carbonate can be added to polar oil to improve these properties because it has a high dielectric constant and moderate dielectric strength and is more soluble in oil than many other alkylene carbonates. However, the amount of glycerin carbonate in electrostatic drilling base oil may be limited by its high electrical conductivity. Other alkylene carbonates may also be present in the electrocrunch drilling base oil or may have less than 0.1% by weight or volume of other alkylene carbonates.

[0046] O fluido de perfuração de eletrotrituração ou fluido base também contém água. A água tem uma baixa viscosidade e uma alta rigidez dielétrica, mas também tem uma alta condutividade elétrica, limitando assim potencialmente seu volume proporcional em um fluido de perfuração de eletrotrituração ou fluido base. A condutividade elétrica da água aumenta ainda mais se os sais são dissolvidos na água, uma ocorrência frequente durante a perfuração.[0046] The electrocrushing drilling fluid or base fluid also contains water. Water has a low viscosity and a high dielectric strength, but it also has a high electrical conductivity, thus potentially limiting its proportional volume in an electrocrushing drilling fluid or base fluid. The electrical conductivity of water increases further if salts are dissolved in the water, a frequent occurrence during drilling.

[0047] A água também tem uma alta constante dielétrica variante com a temperatura que diminui com a temperatura e assim pode limitar também o volume de água proporcional em um fluido de perfuração de eletrotrituração ou fluido base porque o fluido de perfuração de eletrotrituração tipicamente passa por altas temperaturas na proximidade da broca de perfuração de eletrotrituração.[0047] Water also has a high temperature-varying dielectric constant that decreases with temperature and thus can also limit the proportional water volume in an electrocrushing drilling fluid or base fluid because the electrocrushing drilling fluid typically passes through high temperatures in the vicinity of the electrocrushing drill bit.

[0048] O fluido ou fluido base de perfuração de eletrotrituração pode incluir ainda glicerina. A glicerina possui uma alta constante dielétrica e baixa condutividade elétrica, mas também baixa rigidez dielétrica, limitando assim, potencialmente, seu volume proporcional em um fluido ou fluido base de perfuração de eletrotrituração.[0048] The electrocrushing drilling fluid or base fluid may also include glycerin. Glycerin has a high dielectric constant and low electrical conductivity, but also low dielectric strength, thus potentially limiting its proportional volume in an electrocrushing drilling fluid or base fluid.

[0049] Um ou mais aditivos elétricos podem alterar uma ou mais propriedades elétricas do fluido base de perfuração de eletrotrituração. Por exemplo, um aditivo elétrico pode alterar a propriedade dielétrica do fluido base de perfuração de eletrotrituração. Tais aditivos podem incluir mica em qualquer das suas várias formas tais como muscovita, flogopita, leidolita, fluoroflogopita, mica ligada a vidro e biotita, politetrafluoroetileno, outras variantes químicas de tetrafluoroetileno, vidro ou uma composição de vidro incluindo sílica fundida e silicato alcalino, poliestireno, polietileno, diamante, titanato de zirconato de chumbo (PZT), cloreto de sódio cristalino, brometo de potássio cristalino, óleo de silicone, benzeno e quaisquer combinações destes. O aditivo elétrico pode estar presente em um fluido de perfuração de eletrotrituração em uma quantidade suficiente para um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. O tipo de aditivo elétrico ou combinação de aditivos elétricos em um fluido de perfuração de eletrotrituração pode ser baseado, pelo menos parcialmente, em um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos.[0049] One or more electrical additives can change one or more electrical properties of the electrocrushing drilling base fluid. For example, an electrical additive can change the dielectric property of the electrocrushing drilling base fluid. Such additives may include mica in any of its various forms such as muscovite, phlogopite, leidolite, fluorophlogopite, glass-bonded mica and biotite, polytetrafluoroethylene, other chemical variants of tetrafluoroethylene, glass or a glass composition including fused silica and alkali silicate, polystyrene , polyethylene, diamond, lead zirconate titanate (PZT), crystalline sodium chloride, crystalline potassium bromide, silicone oil, benzene and any combinations thereof. The electrical additive may be present in an electrocrushing drilling fluid in an amount sufficient for a particular drilling system, formation or combination thereof. The type of electrical additive or combination of electrical additives in an electrocrushing drilling fluid may be based, at least in part, on a particular drilling system, formation or combination thereof.

[0050] O fluido de perfuração de eletrotrituração pode ainda incluir aditivos usados em fluidos de perfuração convencionais. Estes aditivos podem fornecer propriedades ao fluido de perfuração de eletrotrituração, semelhantes às propriedades que proporcionam aos fluidos de perfuração convencionais. No entanto, alguns aditivos usados em fluidos de perfuração convencionais podem não ser adequados para um fluido de perfuração de eletrotrituração devido a seus efeitos sobre a constante dielétrica, rigidez dielétrica ou condutividade elétrica ou porque não são compatíveis com uma broca de eletrotrituração.[0050] The electrocrushing drilling fluid may also include additives used in conventional drilling fluids. These additives can provide properties to electrocrushing drilling fluid that are similar to the properties they provide to conventional drilling fluids. However, some additives used in conventional drilling fluids may not be suitable for an electrocrushing drilling fluid because of their effects on the dielectric constant, dielectric strength or electrical conductivity or because they are not compatible with an electrocrushing drill bit.

[0051] Os aditivos podem incluir um material de prevenção de perda de circulação, tal como um material de obstrução ou um agente de controle de perda de fluido, um modificador de reologia, tal como um viscosificante ou um diluente, um agente de ponderação, um agente umidificante de sólidos, um ácido ou H2S, um lubrificante, outros aditivos e quaisquer combinações dos mesmos.[0051] Additives may include a circulation loss prevention material, such as a clogging material or a fluid loss control agent, a rheology modifier, such as a viscosifier or a diluent, a weighting agent, a solids wetting agent, an acid or H2S, a lubricant, other additives and any combinations thereof.

[0052] Os materiais de perda de circulação são capazes de reduzir a quantidade de todo o fluido de perfuração que é perdido em fraturas e cavidades naturais durante o processo de perfuração. Materiais de perda de circulação incluem mica, fibras e materiais orgânicos duros, como cascas de nozes. O material de perda de circulação pode estar presente em um fluido de perfuração de eletrotrituração em uma quantidade suficiente para um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. O tipo de material de perda de circulação ou combinação de materiais de perda de circulação em um fluido de perfuração de eletrotrituração também podem ser baseados pelo menos parcialmente em um determinado sistema de perfuração, formação ou combinações destes.[0052] Circulation loss materials are capable of reducing the amount of all drilling fluid that is lost in fractures and natural cavities during the drilling process. Circulation loss materials include mica, fibers, and hard organic materials such as walnut shells. Circulation loss material may be present in an electrocrushing drilling fluid in an amount sufficient for a particular drilling system, formation, or combination thereof. The type of loss-of-circulation material or combination of loss-of-circulation materials in an electrocrushing drilling fluid may also be based at least in part on a particular drilling system, formation, or combinations thereof.

[0053] Os materiais de perda de circulação incluem materiais de obstrução, que obstruem os poros e fraturas na formação e ajudam a evitar a perda de fluido de perfuração na formação. Os materiais de obstrução podem incluir carbonato de cálcio, suspensões salinas, resinas, mármore de tamanho plano moído BARACARB® (Halliburton, Texas, EUA), fibra mineral fiada por extrusão N-SEAL™ (Halliburton, Texas, EUA) ou materiais semelhantes.[0053] Circulation loss materials include plugging materials, which plug pores and fractures in the formation and help prevent the loss of drilling fluid in the formation. Plugging materials may include calcium carbonate, salt suspensions, resins, BARACARB® ground flat size marble (Halliburton, Texas, USA), N-SEAL™ extrusion spun mineral fiber (Halliburton, Texas, USA) or similar materials.

[0054] Os agentes de controle de perda de fluido, que ajudam a controlar a perda da porção líquida do fluido de perfuração na formação, também podem ser usados no fluido de perfuração eletrostática. Os agentes de controle de perda de fluido incluem argilas e polímeros, tais como polímeros sintéticos ou polímeros naturais, tais como polímeros ligníticos.[0054] Fluid loss control agents, which help control the loss of the liquid portion of the drilling fluid in the formation, can also be used in electrostatic drilling fluid. Fluid loss control agents include clays and polymers, such as synthetic polymers or natural polymers, such as lignitic polymers.

[0055] Os modificadores de reologia alteram as propriedades de fluxo do fluido de perfuração de eletrotrituração. Os modificadores de reologia podem, por exemplo, alterar as propriedades de cisalhamento ou a viscosidade do fluido de perfuração. O modificador de reologia pode estar presente no fluido de perfuração de eletrotrituração em uma quantidade suficiente para um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. O tipo de modificador de reologia ou combinação de modificadores de reologia no fluido de perfuração eletrostática pode também ser baseado, pelo menos parcialmente, em um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos.[0055] Rheology modifiers alter the flow properties of electrocrushing drilling fluid. Rheology modifiers can, for example, change the shear properties or viscosity of the drilling fluid. The rheology modifier may be present in the electrocrushing drilling fluid in an amount sufficient for a particular drilling system, formation or combination thereof. The type of rheology modifier or combination of rheology modifiers in the electrostatic drilling fluid may also be based, at least in part, on a particular drilling system, formation or combination thereof.

[0056] Os diluentes são um tipo de modificador de reologia que diminui a viscosidade de um fluido de perfuração. Em fluidos de perfuração que sofrem floculação, tal como fluidos de perfuração contendo algumas argilas e diluentes também podem ser defloculantes. A perfuração eletrostática pode se beneficiar de um fluido de perfuração de baixa viscosidade, de forma que os diluentes podem ser um aditivo particularmente útil.[0056] Diluents are a type of rheology modifier that decreases the viscosity of a drilling fluid. In drilling fluids that undergo flocculation, such as drilling fluids containing some clays and diluents can also be deflocculants. Electrostatic drilling can benefit from a low viscosity drilling fluid, so diluents can be a particularly useful additive.

[0057] Viscosificantes aumentam a viscosidade de um fluido de perfuração. Um viscosificante pode ser usado no fluido de perfuração para fornecer uma capacidade de transporte ou tixotropia suficiente ou ambos para o fluido de perfuração, permitindo que o fluido de perfuração transporte e impeça o assentamento de rocha fraturada ou materiais de ponderação ou ambos. Os viscosificantes adequados incluem argilas organofílicas, tais como o viscosificador GELTONE® II (Halliburton, Texas, EUA), viscosificantes poliméricos, como o viscosificador BARARESIN® VIS (Halliburton, Texas, EUA), ácidos graxos de cadeia longa, ácidos graxos dímero/triímero/tetrâmero (viscosificante RM -63™, Halliburton, Texas, EUA) e quaisquer combinações dos mesmos.[0057] Viscosifiers increase the viscosity of a drilling fluid. A viscosifier may be used in the drilling fluid to provide sufficient transport capacity or thixotropy or both to the drilling fluid, allowing the drilling fluid to transport and prevent settlement of fractured rock or weighting materials or both. Suitable viscosifiers include organophilic clays such as GELTONE® II viscosifier (Halliburton, Texas, USA), polymeric viscosifiers such as BARARESIN® VIS viscosifier (Halliburton, Texas, USA), long chain fatty acids, dimer/triimer fatty acids /tetramer (RM -63™ viscosifier, Halliburton, Texas, USA) and any combinations thereof.

[0058] O fluido de perfuração de eletrotrituração pode ter uma viscosidade à temperatura e pressão da superfície suficiente para permitir que ele suspenda quaisquer aditivos de partículas, como a barita ou um modificador dielétrico, enquanto ainda permite que seja bombeado no fundo do poço. No poço, o fluido de perfuração pode manter uma viscosidade suficiente para permitir a suspensão de aditivos de partículas, permitindo ainda a circulação através e fora do poço. O fluido de perfuração de eletrotrituração pode ainda manter uma viscosidade após o retorno à pressão ou temperatura de superfície suficiente para permitir que saia do poço. O fluido de perfuração de eletrotrituração também pode continuar a manter sua viscosidade para permitir que continue a suspender quaisquer aditivos de partículas, como a barita, até chegar a um tanque de retenção, através de qualquer processo de limpeza ou teste ou até que seja devolvido a um poço, conforme aplicável.[0058] The electrocrushing drilling fluid may have a viscosity at surface temperature and pressure sufficient to allow it to suspend any particulate additives, such as barite or a dielectric modifier, while still allowing it to be pumped downhole. In the well, the drilling fluid can maintain sufficient viscosity to allow particulate additives to be suspended while still allowing circulation through and out of the well. The electrocrushing drilling fluid may still maintain a viscosity upon return to sufficient pressure or surface temperature to allow it to exit the wellbore. Electrocrushing drilling fluid may also continue to maintain its viscosity to allow it to continue to suspend any particulate additives, such as barite, until it reaches a holding tank, through any cleaning or testing process, or until it is returned to a well, as applicable.

[0059] Os emulsificantes ajudam a criar uma mistura de dois líquidos imiscíveis, como um líquido à base de óleo e um líquido aquoso. Emulsionantes adequados incluem ácidos graxos poliaminados. O fluido de perfuração de eletrotrituração 122 é uma emulsão invertida e, portanto, pode se beneficiar particularmente de um emulsificante. O emulsificante pode estar presente no fluido de perfuração de eletrotrituração 122 em uma quantidade suficiente para um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. O tipo de emulsificante ou combinação de emulsifcante no fluido de perfuração de eletrotrituração 122 pode se basear também, pelo menos parcialmente, nos componentes imiscíveis do fluido de perfuração de eletrotrituração 122, de um determinado sistema de perfuração ou uma combinação dos mesmos.[0059] Emulsifiers help create a mixture of two immiscible liquids, such as an oil-based liquid and an aqueous liquid. Suitable emulsifiers include polyamine fatty acids. Electrocrushing Drilling Fluid 122 is an invert emulsion and therefore can particularly benefit from an emulsifier. The emulsifier may be present in the electrocrushing drilling fluid 122 in an amount sufficient for a particular drilling system, formation, or combination thereof. The type of emulsifier or emulsifier combination in electrocrunch drilling fluid 122 may also be based, at least partially, on the immiscible components of electrocrunch drilling fluid 122, a particular drilling system, or a combination thereof.

[0060] Agentes de ponderação aumentam a densidade de um fluido de perfuração de eletrotrituração sem estarem dissolvidos nele. Agentes de ponderação adequados incluem barita, hematita, ilmenita, tetraóxido de manganês e quaisquer combinações dos mesmos. O agente de ponderação pode estar presente no fluido de perfuração de eletrotrituração em uma quantidade suficiente para um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. O tipo de agente de ponderação ou combinação de agentes de ponderação em um fluido de perfuração de eletrotrituração pode também ser baseado, pelo menos parcialmente, em um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. Normalmente, para a perfuração eletrostática, a quantidade de agente de ponderação presente é suficiente para manter uma densidade de fluido de perfuração eletrostática entre 958,6 kg/m3 e 2516,4 kg/m3 (8 lb/galão e 21 lb/galão).[0060] Weighting agents increase the density of an electrocrushing drilling fluid without being dissolved in it. Suitable weighting agents include barite, hematite, ilmenite, manganese tetraoxide and any combinations thereof. The weighting agent may be present in the electrocrushing drilling fluid in an amount sufficient for a particular drilling system, formation or combination thereof. The type of weighting agent or combination of weighting agents in an electrocrushing drilling fluid may also be based, at least in part, on a particular drilling system, formation or combination thereof. Typically, for electrostatic drilling, the amount of weighting agent present is sufficient to maintain an electrostatic drilling fluid density between 958.6 kg/m3 and 2516.4 kg/m3 (8 lb/gallon and 21 lb/gallon) .

[0061] Outros aditivos podem incluir inibidores de corrosão, antiespumantes, estabilizadores de xisto, lubrificantes, agentes umectantes, agentes dispersantes, inibidores de xisto, agentes de controle de pH, agentes de controle de filtragem, fontes de alcalinidade, tais como cal e hidróxido de cálcio, sais, espumantes, viscosificantes, diluentes, defloculantes ou quaisquer combinações destes. Outros aditivos podem estar presentes no fluido de perfuração de eletrotrituração em uma quantidade suficiente para um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos. O tipo de outros aditivos ou combinação de outros aditivos em um fluido de perfuração de eletrotrituração pode ser baseado, pelo menos parcialmente, em um determinado sistema de perfuração, formação ou combinação dos mesmos.[0061] Other additives may include corrosion inhibitors, defoamers, shale stabilizers, lubricants, wetting agents, dispersing agents, shale inhibitors, pH control agents, filtration control agents, alkalinity sources such as lime and hydroxide calcium, salts, foaming agents, viscosifiers, diluents, deflocculants or any combinations thereof. Other additives may be present in the electrocrushing drilling fluid in an amount sufficient for a particular drilling system, formation or combination thereof. The type of other additives or combination of other additives in an electrocrushing drilling fluid may be based, at least in part, on a particular drilling system, formation or combination thereof.

[0062] Alguns aditivos, como agentes de controle de perda de fluido lignítico e emulsificantes de ácidos graxos polaminados, podem ter efeitos sinérgicos.[0062] Some additives, such as lignitic fluid loss control agents and polaminated fatty acid emulsifiers, may have synergistic effects.

[0063] Além dos usos convencionais para aditivos, alguns aditivos podem ter um efeito adicional ou podem ser adicionados unicamente para o efeito de tornar o fluido de perfuração eletrostática mais resistente à cavitação causada pela perfuração eletrostática ou por uma melhor atenuação do efeito de cavitação em comparação a fluidos de perfuração convencionais ou fluidos de perfuração eletrostáticos sem o aditivo.[0063] In addition to conventional uses for additives, some additives may have an additional effect or may be added solely for the purpose of making the electrostatic drilling fluid more resistant to cavitation caused by electrostatic drilling or for better attenuating the effect of cavitation in comparison to conventional drilling fluids or electrostatic drilling fluids without the additive.

ExemplosExamples

[0064] Os exemplos seguintes são fornecidos para ilustrar ainda mais certos aspectos da invenção e não devem ser interpretados como uma divulgação completa da invenção. Particularmente, as substituições dentro destes exemplos de acordo com a descrição acima são também abrangidas pela invenção.[0064] The following examples are provided to further illustrate certain aspects of the invention and should not be construed as a complete disclosure of the invention. Particularly, substitutions within these examples according to the above description are also encompassed by the invention.

[0065] Nos exemplos a seguir, kg/m3 ((lb/bbl) é uma libra por 42 galões) de fluido de perfuração de eletrotrituração total.[0065] In the following examples, kg/m3 ((lb/bbl) is one pound per 42 gallons) of total electrocrushing drilling fluid.

Exemplo 1: Fluido de Perfuração de eletrotrituração com Óleo Polar e Carbonato de GlicerinaExample 1: Electrocrushing Drilling Fluid with Polar Oil and Glycerin Carbonate

[0066] Os seguintes componentes foram misturados para produzir um fluido de perfuração de eletrotrituração adequado: 5,7 kg/m3 (2 lb/bbl) de material de perda de circulação de copolímero metilestireno/acrilato Adapta® (Halliburton, Texas, EUA) 22,8 kg/m3 (8 lb/bbl) de emulsificante de ácido graxo poliaminado LE Supermul® (Halliburton, Texas, EUA) 5,7 kg/m3 (2 lb/bbl) de ácido graxo modificado contendo viscosificante de ácidos graxos diméricos e triméricos Rhemod L® (Halliburton, Texas, EUA) 263,6 kg/m3 (92,5 lb/bbl) de carbonato de glicerina 159,6 kg/m3 (56 lb/bbl) de óleo polioéster Petrofree® (Halliburton, Texas, EUA) 341,4 kg/m3 (119,8 lb/bbl) de agente de ponderação de barita Baroid® (Halliburton, Texas, EUA) 72,0 kg/m3 (25,28 lb/bbl) de água 28,9 kg/m3 (10,14 lb/bbl) de cloreto de cálcio[0066] The following components were mixed to produce a suitable electrocrushing drilling fluid: 5.7 kg/m3 (2 lb/bbl) of Adapta® methylstyrene/acrylate copolymer circulation loss material (Halliburton, Texas, USA) 22.8 kg/m3 (8 lb/bbl) LE Supermul® polyaminated fatty acid emulsifier (Halliburton, Texas, USA) 5.7 kg/m3 (2 lb/bbl) modified fatty acid containing dimeric fatty acid viscosifier and trimeric Rhemod L® (Halliburton, Texas, USA) 263.6 kg/m3 (92.5 lb/bbl) glycerin carbonate 159.6 kg/m3 (56 lb/bbl) Petrofree® polyester oil (Halliburton, USA) Texas, USA) 341.4 kg/m3 (119.8 lb/bbl) Baroid® barite weighting agent (Halliburton, Texas, USA) 72.0 kg/m3 (25.28 lb/bbl) water 28 .9 kg/m3 (10.14 lb/bbl) calcium chloride

Exemplo 2: Fluido de Perfuração de eletrotrituração com Óleo Não Polar e Carbonato de GlicerinaExample 2: Electrocrushing Drilling Fluid with Non-Polar Oil and Glycerin Carbonate

[0067] Os seguintes componentes foram misturados para produzir um fluido de perfuração de eletrotrituração adequado: 5,7 kg/m3 (2 lb/bbl) de material de perda de circulação de copolímero metilestireno/acrilato Adapta® (Halliburton, Texas, EUA) 22,8 kg/m3 (8 lb/bbl) de emulsificante de ácido graxo poliaminado LE Supermul® (Halliburton, Texas, EUA) 5,7 kg/m3 (2 lb/bbl) de ácido graxo modificado contendo viscosificante de ácidos graxos diméricos e triméricos Rhemod L® (Halliburton, Texas, EUA) 263,6 kg/m3 (92,5 lb/bbl) de carbonato de glicerina 159,6 kg/m3 (55,73 lb/bbl) de óleo não polar diesel (Halliburton, Texas, EUA) 341,4 kg/m3 (119,8 lb/bbl) de agente de ponderação de barita Baroid® (Halliburton, Texas, EUA) 72,0 kg/m3 (25,28 lb/bbl) de água 28,9 kg/m3 (10,14 lb/bbl) de cloreto de cálcio[0067] The following components were mixed to produce a suitable electrocrushing drilling fluid: 5.7 kg/m3 (2 lb/bbl) of Adapta® methylstyrene/acrylate copolymer circulation loss material (Halliburton, Texas, USA) 22.8 kg/m3 (8 lb/bbl) LE Supermul® polyaminated fatty acid emulsifier (Halliburton, Texas, USA) 5.7 kg/m3 (2 lb/bbl) modified fatty acid containing dimeric fatty acid viscosifier and trimeric Rhemod L® (Halliburton, Texas, USA) 263.6 kg/m3 (92.5 lb/bbl) glycerin carbonate 159.6 kg/m3 (55.73 lb/bbl) non-polar diesel oil ( Halliburton, Texas, USA) 341.4 kg/m3 (119.8 lb/bbl) of Baroid® barite weighting agent (Halliburton, Texas, USA) 72.0 kg/m3 (25.28 lb/bbl) of water 28.9 kg/m3 (10.14 lb/bbl) calcium chloride

Exemplo 3 - Métodos de Medição da Constante Dielétrica e Condutividade Elétrica de um Fluido de Perfuração com eletrotrituraçãoExample 3 - Methods for Measuring the Dielectric Constant and Electrical Conductivity of a Drilling Fluid with electrogrinding

[0068] A constante dielétrica e a condutividade elétrica de um fluido de perfuração de eletrotrituração, como divulgado neste documento, podem ser medidas usando um analisador de rede ou um medidor de indutância, capacitância e resistência (LCR) equipado com um acessório específico, como um acessório de teste líquido, para permitir a medição. O equipamento de medição adequado inclui o produzido pela Agilent (Santa Clara, CA) e pela Keysight (Santa Rosa, CA), particularmente o acessório de teste líquido Keysight 16452A e o analisador de impedância Agilent E4991B. Tal equipamento pode ser usado de acordo com as instruções do fabricante.[0068] The dielectric constant and electrical conductivity of an electrocrushing drilling fluid, as disclosed herein, can be measured using a network analyzer or an inductance, capacitance and resistance (LCR) meter equipped with a specific accessory, such as a liquid test fixture, to enable measurement. Suitable measurement equipment includes that produced by Agilent (Santa Clara, CA) and Keysight (Santa Rosa, CA), particularly the Keysight 16452A Liquid Test Accessory and the Agilent E4991B Impedance Analyzer. Such equipment may be used in accordance with the manufacturer's instructions.

[0069] Aquele versado na técnica pode determinar como determinar a constante dielétrica dependente da frequência e a condutividade elétrica de um fluido de perfuração de eletrotrituração utilizando o equipamento identificado acima ou semelhante aplicando os seguintes princípios, tipicamente como implementado em um computador programado que recebe dados do equipamento.[0069] One skilled in the art can determine how to determine the frequency-dependent dielectric constant and electrical conductivity of an electrocrushing drilling fluid using the equipment identified above or similar by applying the following principles, typically as implemented in a programmed computer that receives data of the equipment.

[0070] A constante dielétrica complexa dependente da frequência de um fluido pode ser determinada pela seguinte equação, que inclui suas partes real e imaginária: onde: é a constante dielétrica complexa dependente da frequência é a parte real da constante dielétrica é a parte imaginária da constante dielétrica . Além disso, de modo que onde: é a constante dielétrica dependente da frequência do fluido e ε0é a permitividade do espaço livre = 8,85418782 x 10-12 Farads/Metro. Adicionalmente, e portanto, onde α(w) é a condutividade elétrica dependente da frequência do fluido.[0070] The frequency-dependent complex dielectric constant of a fluid can be determined by the following equation, which includes its real and imaginary parts: where: is the frequency-dependent complex dielectric constant is the real part of the dielectric constant is the imaginary part of the dielectric constant . Furthermore, so that where: is the frequency-dependent dielectric constant of the fluid and ε0 is the permittivity of free space = 8.85418782 x 10-12 Farads/Meter. Additionally, and therefore, where α(w) is the frequency-dependent electrical conductivity of the fluid.

Exemplo 4 - Métodos de Medição da Resistência Dielétrica de um Fluido de Perfuração de eletrotrituraçãoExample 4 - Methods for Measuring the Dielectric Strength of an Electrocrushing Drilling Fluid

[0071] Equipamentos adequados para medir a rigidez dielétrica de um fluido de perfuração de eletrotrituração em um determinado tempo de subida geralmente não estão comercialmente disponíveis, mas podem ser construídos pela fixação de uma fonte de tensão ajustável a eletrodos imersos no fluido e eletricamente isolados uns dos outros, de forma que campo elétrico (Ê) pode ser criado entre os eletrodos usando a fonte de voltagem ajustável quando se aplica uma voltagem (V) através dos eletrodos. Os eletrodos podem ter qualquer forma, como esferas ou placas. Os eletrodos são separados por uma distância D. Um amperímetro está localizado no circuito entre o fornecimento de voltagem ajustável e o eletrodo negativo. O fornecimento de tensão ajustável pode ser usado para fornecer pulsos de alta tensão com uma tensão de pico e tempo de subida ajustáveis. E é determinado usando a seguinte equação: E o campo elétrico é uma grandeza vetorial e a direção do campo elétrico vai do eletrodo positivo para o negativo. Pode-se alterar o campo elétrico pelo ajuste de V ou D.[0071] Equipment suitable for measuring the dielectric strength of an electrocrushing drilling fluid at a given rise time is generally not commercially available, but can be constructed by attaching an adjustable voltage source to electrodes immersed in the fluid and electrically isolated from each other. of the others, so that electric field (Ê) can be created between the electrodes using the adjustable voltage source when a voltage (V) is applied across the electrodes. Electrodes can be of any shape, such as spheres or plates. The electrodes are separated by a distance D. An ammeter is located in the circuit between the adjustable voltage supply and the negative electrode. Adjustable voltage supply can be used to provide high voltage pulses with an adjustable peak voltage and rise time. And it is determined using the following equation: And the electric field is a vector quantity and the direction of the electric field goes from the positive electrode to the negative electrode. You can change the electric field by adjusting V or D.

[0072] Por um determinado tempo de subida, para uma série de pulsos de voltagem através dos eletrodos e através do fluido de perfuração de eletrotrituração sob teste, o pico do campo elétrico (E) para cada pulso é aumentado até que a corrente de condução seja observada no amperímetro. A corrente de condução indica a quebra elétrica do líquido. Para um determinado tempo de subida, o campo elétrico que o fluido de perfuração de eletrotrituração pode suportar sem quebra (e, portanto, a medição de uma corrente por amperímetro) é sua rigidez dielétrica para esse tempo de subida. Pela variação do tempo de subida e do campo elétrico e pela observação das combinações do campo elétrico/tempo de subida onde a quebra ocorre, pode-se determinar a força dielétrica do fluido de perfuração eletrostática como uma função do tempo de subida.[0072] For a given rise time, for a series of voltage pulses across the electrodes and through the electrogrinding drilling fluid under test, the peak electric field (E) for each pulse is increased until the driving current be observed on the ammeter. The conduction current indicates the electrical breakdown of the liquid. For a given rise time, the electric field that the electrocrushing drilling fluid can withstand without breakdown (and thus the measurement of a current by ammeter) is its dielectric strength for that rise time. By varying the rise time and electric field and observing the electric field/rise time combinations where breakdown occurs, the dielectric strength of the electrostatic drilling fluid can be determined as a function of rise time.

[0073] A divulgação fornece pelo menos duas modalidades A e B.[0073] The disclosure provides at least two modalities A and B.

[0074] Um fluido de perfuração eletrostática incluindo um fluido de base de perfuração de eletrotrituração incluindo um óleo polar, um óleo não polar ou uma combinação destes e carbonato de glicerina, em que o fluido de base de perfuração eletrostática tem uma constante dielétrica de pelo menos 6 a 100 kHz de frequência.[0074] An electrostatic drilling fluid including an electrostatic drilling base fluid including a polar oil, a non-polar oil or a combination thereof and glycerin carbonate, wherein the electrostatic drilling base fluid has a dielectric constant of at least least 6 to 100 kHz frequency.

[0075] Um sistema de perfuração eletrostática incluindo uma coluna de perfuração, uma broca de eletrotrituração anexada à extremidade do poço da coluna de perfuração para fraturar rochas em uma formação e um fluido de perfuração de eletrotrituração que circula pelo poço e depois move a rocha fraturada para cima. O fluido de perfuração de eletrotrituração é o da modalidade A.[0075] An electrostatic drilling system including a drill string, an electrocrunch bit attached to the well end of the drill string to fracture rocks in a formation, and an electrocrunch drilling fluid that circulates through the well and then moves the fractured rock up. The electrocrushing drilling fluid is modality A.

[0076] Ambas as modalidades A e B podem ter um ou mais dos seguintes elementos adicionais em qualquer combinação, a não ser que seja explicitamente dado como exclusivo: i) o fluido base de perfuração eletrostática pode ter uma resistência dielétrica de pelo menos 100 kV/cm, pelo menos 150 kV/cm ou pelo menos 330 kV/cm a 10 microssegundos de tempo de subida; ii) o fluido base de perfuração eletrostática pode ter uma condutividade elétrica inferior a 10-4 ou menos de 10-5 mho/cm; iii) o fluido base de perfuração eletrostática pode ter uma razão óleo: carbonato de glicerina entre 0,85: 1 e 1,15: 1 (v: v); iv) o e óleo polar pode incluir um óleo vegetal, um óleo éster ou quaisquer combinações destes; v) o óleo não polar pode incluir um óleo mineral, um óleo diesel ou combustível, um óleo à base de parafina, um óleo contendo hidrocarbonetos alifáticos lineares e ramificados tendo entre 8 e 26 átomos de carbono e um ponto de ebulição na faixa de 120°C a 380°C, um óleo contendo hidrocarbonetos tendo entre 10 e 16 átomos de carbono e uma viscosidade de 0,015 a 0,2 cm2/s (1,5 a 2 cSt) a 40°C ou quaisquer combinações destes; vi) o fluido de perfuração eletrostática pode incluir ainda água; v) o fluido de perfuração eletrostática pode incluir ainda glicerina; vi) o fluido de perfuração eletrostática pode incluir ainda pelo menos um aditivo, incluindo um aditivo elétrico, um material de perda de circulação, um modificador de reologia, um agente de ponderação, um emulsificante, um inibidor de corrosão, um antiespumante, um estabilizador de xisto, um lubrificante, um agente umectante, um agente dispersante, um inibidor de xisto, um agente de controle de pH, um agente de controle de filtração, uma fonte de alcalinidade, um espumante, um viscosificante, um diluente, um defloculante ou quaisquer combinações destes; vii) o fluido base de perfuração de eletrotrituração pode ter uma resistência dielétrica de pelo menos 330 kV/cm a 10 microssegundos de tempo de subida.[0076] Both embodiments A and B may have one or more of the following additional elements in any combination, unless explicitly stated as exclusive: i) the electrostatic drilling base fluid may have a dielectric strength of at least 100 kV /cm, at least 150 kV/cm or at least 330 kV/cm at 10 microsecond rise time; ii) the base electrostatic drilling fluid may have an electrical conductivity of less than 10-4 or less than 10-5 mho/cm; iii) the base electrostatic drilling fluid may have an oil: glycerin carbonate ratio between 0.85: 1 and 1.15: 1 (v: v); iv) the polar oil may include a vegetable oil, an ester oil or any combinations thereof; v) the non-polar oil may include a mineral oil, a diesel or fuel oil, a paraffin-based oil, an oil containing linear and branched aliphatic hydrocarbons having between 8 and 26 carbon atoms and a boiling point in the range of 120 °C to 380°C, a hydrocarbon-containing oil having between 10 and 16 carbon atoms and a viscosity of 0.015 to 0.2 cm2/s (1.5 to 2 cSt) at 40°C or any combinations thereof; vi) the electrostatic drilling fluid may also include water; v) the electrostatic drilling fluid may also include glycerin; vi) the electrostatic drilling fluid may further include at least one additive, including an electrical additive, a circulation loss material, a rheology modifier, a weighting agent, an emulsifier, a corrosion inhibitor, an antifoam, a stabilizer shale, a lubricant, a wetting agent, a dispersing agent, a shale inhibitor, a pH control agent, a filtration control agent, an alkalinity source, a foamer, a viscosifier, a diluent, a deflocculant or any combinations of these; vii) the base electrocrunching drilling fluid may have a dielectric strength of at least 330 kV/cm at 10 microsecond rise time.

[0077] Embora a presente invenção tenha sido descrita com várias modalidades, várias alterações e modificações podem ser sugeridas àqueles versados na técnica. Pretende-se que a presente divulgação englobe essas alterações e modificações como fazendo parte do escopo das reivindicações anexas.[0077] Although the present invention has been described in several embodiments, various changes and modifications can be suggested to those skilled in the art. The present disclosure is intended to encompass such changes and modifications as falling within the scope of the appended claims.

Claims (5)

1. Fluido de perfuração de eletrotrituração, caracterizado pelo fato de compreender um fluido base de perfuração de eletrotrituração compreendendo: - um óleo polar, um óleo não polar ou combinações destes; sendo que o óleo polar inclui um óleo éster; - carbonato de glicerina; - água; e - glicerina; sendo que o fluido base de perfuração de eletrotrituração tem uma razão de óleo:carbonato de glicerina entre 0,85:1 e 1,15:1 (v:v); sendo que o fluido base de perfuração de eletrotrituração tem uma constante dielétrica de pelo menos 6 a 100 kHz de frequência; sendo que o fluido base de perfuração de eletrotrituração tem uma condutividade elétrica inferior a 10-4 mho/cm.1. Electrocrushing drilling fluid, characterized by the fact that it comprises an electrocrushing drilling base fluid comprising: - a polar oil, a non-polar oil or combinations thereof; wherein polar oil includes an ester oil; - glycerin carbonate; - water; e - glycerin; whereby the base electrocrushing drilling fluid has an oil:glycerin carbonate ratio between 0.85:1 and 1.15:1 (v:v); wherein the electrocrushing drilling base fluid has a dielectric constant of at least 6 to 100 kHz frequency; with the base electrocrushing drilling fluid having an electrical conductivity of less than 10-4 mho/cm. 2. Fluido de perfuração de eletrotrituração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido base de perfuração de eletrotrituração ter uma resistência dielétrica de pelo menos 100 kV/cm a 10 microssegundos de tempo de subida.2. Electrocrushing drilling fluid according to claim 1, characterized in that the base electrocrushing drilling fluid has a dielectric strength of at least 100 kV/cm at 10 microseconds rise time. 3. Fluido de perfuração de eletrotrituração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o óleo polar compreender ainda um óleo vegetal.3. Electrocrushing drilling fluid according to claim 1, characterized in that the polar oil further comprises a vegetable oil. 4. Fluido de perfuração de eletrotrituração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o óleo não polar compreender um óleo mineral, um óleo diesel ou combustível, um óleo à base de parafina, um óleo contendo hidrocarbonetos alifáticos lineares e ramificados tendo entre 8 e 26 átomos de carbono e um ponto de ebulição na faixa de 120 °C a 380 °C, um óleo contendo hidrocarbonetos tendo entre 10 e 16 átomos de carbono e uma viscosidade de 0,015 a 0,2 cm2/s (1,5 a 2 cSt) a 40 °C ou quaisquer combinações dos mesmos.4. Electrocrushing drilling fluid according to claim 1, characterized in that the non-polar oil comprises a mineral oil, a diesel or fuel oil, a paraffin-based oil, an oil containing linear and branched aliphatic hydrocarbons having between 8 and 26 carbon atoms and a boiling point in the range of 120 °C to 380 °C, a hydrocarbon-containing oil having between 10 and 16 carbon atoms and a viscosity of 0.015 to 0.2 cm2/s (1. 5 to 2 cSt) at 40 °C or any combinations thereof. 5. Fluido de perfuração de eletrotrituração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda pelo menos um aditivo compreendendo um aditivo elétrico, um material de perda de circulação, um modificador de reologia, um agente de ponderação, um emulsificante, um inibidor de corrosão, um antiespumante, um estabilizador de xisto, um lubrificante, um agente umectante, um agente dispersante, um inibidor de xisto, um agente de controle de pH, um agente de controle de filtração, uma fonte de alcalinidade, um espumante, um viscosificante um diluente, um defloculante ou quaisquer combinações destes.5. Electrocrushing drilling fluid according to claim 1, further comprising at least one additive comprising an electrical additive, a circulation loss material, a rheology modifier, a weighting agent, an emulsifier, a corrosion inhibitor, an antifoam, a shale stabilizer, a lubricant, a wetting agent, a dispersing agent, a shale inhibitor, a pH control agent, a filtration control agent, an alkalinity source, a foaming agent , a viscosifier, a diluent, a deflocculant or any combinations thereof.