JPH03121187A - オイルベース掘削液 - Google Patents
オイルベース掘削液Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/34—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids using polymerised unsaturated fatty acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Polyamides (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオイルベース掘削液及びそのための添加剤に関
する。
する。
炭化水素を含む油層の回転掘削には循環液が必要である
。この循環液は掘削泥水と呼ばれている。
。この循環液は掘削泥水と呼ばれている。
2つの主要なタイプの乳化掘削液もしくは泥水があり、
通常水中油形孔濁液及び油中水形乳濁液とされ、各々は
その特有の要求、利点及び問題を有する。油中水形乳濁
液(油泥水)が多くの用途において好ましい。
通常水中油形孔濁液及び油中水形乳濁液とされ、各々は
その特有の要求、利点及び問題を有する。油中水形乳濁
液(油泥水)が多くの用途において好ましい。
この油−泥水循環液はドリルパイプにポンプで送られ、
ドリルビットの穴を介し油田口に放出され、ドリルパイ
プと油田口の壁との間の環状空間の油田を送流し、ドリ
ル掘りくずを運び、これは再循環前に除去される。この
泥水は多くの機能を果たし、その機能はドリル掘りくず
を除去すること、潤滑すること、ビットを冷たく保つこ
と、ドリルパイプ及びケーシングの重量の支持を助ける
ため浮力を与えること、油田内の崩壊及び望ましくない
液体(掘削液、海水等を含む)の流れを防ぐため油田の
表面をコーティングすることを含む。
ドリルビットの穴を介し油田口に放出され、ドリルパイ
プと油田口の壁との間の環状空間の油田を送流し、ドリ
ル掘りくずを運び、これは再循環前に除去される。この
泥水は多くの機能を果たし、その機能はドリル掘りくず
を除去すること、潤滑すること、ビットを冷たく保つこ
と、ドリルパイプ及びケーシングの重量の支持を助ける
ため浮力を与えること、油田内の崩壊及び望ましくない
液体(掘削液、海水等を含む)の流れを防ぐため油田の
表面をコーティングすることを含む。
明らかにこの掘削泥水配合物の特性及び組成は複雑であ
り不定であり、その条件及び所望のもしくは必要な結果
(泥水配合物の再使用及び再循環を含む)により異なる
。この掘削泥水及び他の掘削液の最も重要な特性は、熱
的に安定であり、掘削の条件下で流動学的及びチキソト
ロープ問題が存在しないことである。
り不定であり、その条件及び所望のもしくは必要な結果
(泥水配合物の再使用及び再循環を含む)により異なる
。この掘削泥水及び他の掘削液の最も重要な特性は、熱
的に安定であり、掘削の条件下で流動学的及びチキソト
ロープ問題が存在しないことである。
オイルベース掘削泥水の主要成分はコロイドもしくはゲ
ル化剤、すなわち親有機性クレーである。
ル化剤、すなわち親有機性クレーである。
泥水配合物に所望のチキソトロープ特性を得るため多量
のクレーが必要である。この多量のクレーを配合物に混
入することは困難である。オイル泥水配合物の必要なチ
キソトロープ及び熱特性を損なうことなく少量のクレー
を用いて改良した配合物を与えることが本発明の目的で
ある。
のクレーが必要である。この多量のクレーを配合物に混
入することは困難である。オイル泥水配合物の必要なチ
キソトロープ及び熱特性を損なうことなく少量のクレー
を用いて改良した配合物を与えることが本発明の目的で
ある。
はとんどの親有機性クレーは、掘削泥水配合物にしばし
ば用いられる低粘度、低芳香族含量鉱物シールオイル内
で膨潤しない。約120〜160°Cの加熱はクレー粒
子の膨潤もしくは活性化を助けるが、現場泥水混合設備
は多量の最初のオイル−泥水仕上げの間オイルを加熱す
る能力を有さない。
ば用いられる低粘度、低芳香族含量鉱物シールオイル内
で膨潤しない。約120〜160°Cの加熱はクレー粒
子の膨潤もしくは活性化を助けるが、現場泥水混合設備
は多量の最初のオイル−泥水仕上げの間オイルを加熱す
る能力を有さない。
クレー粒子の膨潤を助けるため高剪断を用い摩擦力によ
り熱を与えてもよいが、はとんどの混合プラントは最初
に及びエネルギー要求に費用のかかる高剪断装置を有し
ていない。さらに、比較的低収率のため高濃度の親有機
性クレーが必要である。
り熱を与えてもよいが、はとんどの混合プラントは最初
に及びエネルギー要求に費用のかかる高剪断装置を有し
ていない。さらに、比較的低収率のため高濃度の親有機
性クレーが必要である。
高温への暴露のため最初に必要な過剰量は穴を置換した
後主要な問題をおこす。短時間、低剪断速度において親
有機性クレーの収率を最大にすること、並びにオイルベ
ース泥水配合物の物質及び時間の両方を節約することが
本発明の他の目的である。
後主要な問題をおこす。短時間、低剪断速度において親
有機性クレーの収率を最大にすること、並びにオイルベ
ース泥水配合物の物質及び時間の両方を節約することが
本発明の他の目的である。
親有機性クレーはオイル連続液体内で長い与えられた流
動調節を有する。分散媒としてディーゼル油を用いるシ
ステムは、ディーゼル油内の2つの変化により生ずる親
有機性クレーの特性の変化を示す。第1はディーゼル油
の化学組成が油の出所及び精製における変化のため太き
(異なることである。第2は、燃料として市場に出され
るディーゼルへの添加物が腐蝕防止剤及び種々の界面活
性剤を含むことである。この添加剤は親有機性クレーの
性能に予測できない効果をもたらす。ディーゼル油に対
する掘削産業の要求がディーゼル市場の一部であるため
、添加剤を含まない掘削用ディーゼルは容易に入手でき
ない。
動調節を有する。分散媒としてディーゼル油を用いるシ
ステムは、ディーゼル油内の2つの変化により生ずる親
有機性クレーの特性の変化を示す。第1はディーゼル油
の化学組成が油の出所及び精製における変化のため太き
(異なることである。第2は、燃料として市場に出され
るディーゼルへの添加物が腐蝕防止剤及び種々の界面活
性剤を含むことである。この添加剤は親有機性クレーの
性能に予測できない効果をもたらす。ディーゼル油に対
する掘削産業の要求がディーゼル市場の一部であるため
、添加剤を含まない掘削用ディーゼルは容易に入手でき
ない。
ディーゼル油の変化は、所望のゲル構造及び降伏点を得
るため25パーセントまで高濃度親有機性クレーを加え
ることにより解決されたが、塑性粘度の増加を犠牲にし
、液体の剪断減粘性特性を低下させた。有機クレーの特
性は鉱物シールオイルの混入によりさらに複雑になる。
るため25パーセントまで高濃度親有機性クレーを加え
ることにより解決されたが、塑性粘度の増加を犠牲にし
、液体の剪断減粘性特性を低下させた。有機クレーの特
性は鉱物シールオイルの混入によりさらに複雑になる。
芳香族含量は親有機性クレーをほとんど実行不可能にす
るレベルに低下し、化学組成の変動は使用者に知らされ
ない。新規低活性オイルはすべて配合困難な同様のディ
ーゼル油システムと同じ流動特性を得るため高濃度の有
機クレーを必要とした。
るレベルに低下し、化学組成の変動は使用者に知らされ
ない。新規低活性オイルはすべて配合困難な同様のディ
ーゼル油システムと同じ流動特性を得るため高濃度の有
機クレーを必要とした。
親有機性クレーは、特に最初の仕上げの際の温度変化、
及び周囲温度〜150’F (66°C)の温度に応答
しない。はとんどのオイル泥水流動性は115”F (
46°C) 〜150’F (66°C)で測定した。
及び周囲温度〜150’F (66°C)の温度に応答
しない。はとんどのオイル泥水流動性は115”F (
46°C) 〜150’F (66°C)で測定した。
泥水自身は坑部で300’F (149’C)に暴露さ
れるまで周囲以上の温度に暴露されない。典型的には、
液体は比較的稀薄な液体として穴に入り、穴の温度が有
機クレーの粘度増加をもたらす。
れるまで周囲以上の温度に暴露されない。典型的には、
液体は比較的稀薄な液体として穴に入り、穴の温度が有
機クレーの粘度増加をもたらす。
周囲温度において及び高温暴露後等しい降伏及びゲル価
を有する有機クレー配合物において、熱老化した流動性
及びチキソトロープ特性は最小であるべきである。最小
の剪断で周囲温度において非ニユートン流体を形成しチ
キソトロピーを表わさない有機クレーが必要である。
を有する有機クレー配合物において、熱老化した流動性
及びチキソトロープ特性は最小であるべきである。最小
の剪断で周囲温度において非ニユートン流体を形成しチ
キソトロピーを表わさない有機クレーが必要である。
低粘性オイルと配合した液体はディーゼル油と配合した
同じ液体よりも低い塑性粘度を有するべきである。この
利点の多くは適当な流動性(降伏点)及びチキントロピ
ー(ゲル強さ)を得るため高濃度の有機クレーが必要な
場合失われる。親有機性クレーは低粘性オイルを粘性に
するが、チキソトロープではなく増粘剤として作用する
。このクレーは降伏点及びゲル強さを有してよいが、塑
性粘度は剪断減粘性が低下するような粘度である。
同じ液体よりも低い塑性粘度を有するべきである。この
利点の多くは適当な流動性(降伏点)及びチキントロピ
ー(ゲル強さ)を得るため高濃度の有機クレーが必要な
場合失われる。親有機性クレーは低粘性オイルを粘性に
するが、チキソトロープではなく増粘剤として作用する
。このクレーは降伏点及びゲル強さを有してよいが、塑
性粘度は剪断減粘性が低下するような粘度である。
ディーゼル油においてよりも低粘性オイルにおいてゲル
構造を形成することは困難である。最初に降伏点が得ら
れ、高濃度の有機クレーによりゲル強さが得られる。時
間により適当なゲルが得られ、液体は所望の降伏点及び
高塑性粘度を有する。これは両方のタイプのオイルにあ
てはまるが、問題は低粘性オイルに対しより厳しい。
構造を形成することは困難である。最初に降伏点が得ら
れ、高濃度の有機クレーによりゲル強さが得られる。時
間により適当なゲルが得られ、液体は所望の降伏点及び
高塑性粘度を有する。これは両方のタイプのオイルにあ
てはまるが、問題は低粘性オイルに対しより厳しい。
低粘性鉱物シールオイル液体の投入は有機クレーの適用
において多くの問題をおこした。まず、低粘性オイル液
体におけるゲル強さの発生は、特に比較的低温(150
’F、66°C以下)における流動性のためディーゼル
油よりもコストがかかる。第2に、低粘性オイルは高濃
度の有機クレーを必要とする。ディーゼル油液体におい
て、掘削液体グレード有機クレーは室温において粘性を
生ずる。しかし室温において、低粘性オイルは同じ流動
性に対し2倍もしくは3倍の粘稠剤を必要とする。
において多くの問題をおこした。まず、低粘性オイル液
体におけるゲル強さの発生は、特に比較的低温(150
’F、66°C以下)における流動性のためディーゼル
油よりもコストがかかる。第2に、低粘性オイルは高濃
度の有機クレーを必要とする。ディーゼル油液体におい
て、掘削液体グレード有機クレーは室温において粘性を
生ずる。しかし室温において、低粘性オイルは同じ流動
性に対し2倍もしくは3倍の粘稠剤を必要とする。
本発明に従い、下式I、
−R1−CONH−(R2−Nil) X−RJIIC
O−(1)の同一もしくは異なる繰り返しユニットを2
種以上含むポリマー(以後ポリマー■と呼ぶ)及び/又
は下式■、 R、−CONI+ −(Rz−NRs) 、−R2−N
l(Co−R3−CONI+−(Rz−NRs)。
O−(1)の同一もしくは異なる繰り返しユニットを2
種以上含むポリマー(以後ポリマー■と呼ぶ)及び/又
は下式■、 R、−CONI+ −(Rz−NRs) 、−R2−N
l(Co−R3−CONI+−(Rz−NRs)。
RzNHCO−(U )
(上式中、R3はC3゜〜、4アルキレンもしくはC3
o〜54アルケニレンであり; R5は水素もしくは−Co−R,であり、ただし基R3
の少なくとも1個は水素であり、少なくとも1個は−C
0−R4であり; Rzは02〜aアルキレン、好ましくは02〜3アルキ
レンであり; R3はC2〜I□アルキレンもしくはフェニレンであり
; R4はCI□〜2□アルキル、C32〜2□アルケニル
、ヒドロキシC1□〜2□アルキル、もしくはヒドロキ
シC1□〜2□アルキル、又はC1〜4アルキルもしく
はC1〜4アルコキシ基で一置換したもしくは未置換フ
ェニルであり; Xは1〜10、好ましくは1〜6の整数である)の同一
もしくは異なる繰り返しユニットを2種以上含むポリマ
ー(以後ポリマー■と呼ぶ)の混入によりオイル掘削液
体の特性を改良する方法が提供される。
o〜54アルケニレンであり; R5は水素もしくは−Co−R,であり、ただし基R3
の少なくとも1個は水素であり、少なくとも1個は−C
0−R4であり; Rzは02〜aアルキレン、好ましくは02〜3アルキ
レンであり; R3はC2〜I□アルキレンもしくはフェニレンであり
; R4はCI□〜2□アルキル、C32〜2□アルケニル
、ヒドロキシC1□〜2□アルキル、もしくはヒドロキ
シC1□〜2□アルキル、又はC1〜4アルキルもしく
はC1〜4アルコキシ基で一置換したもしくは未置換フ
ェニルであり; Xは1〜10、好ましくは1〜6の整数である)の同一
もしくは異なる繰り返しユニットを2種以上含むポリマ
ー(以後ポリマー■と呼ぶ)の混入によりオイル掘削液
体の特性を改良する方法が提供される。
好ましくは、ポリマーI及び■はそれぞれ本質的にそれ
ぞれ弐I及びIIの繰り返しユニットからなる。
ぞれ弐I及びIIの繰り返しユニットからなる。
分子量は好ましくは2500〜15000 、より好ま
しくは2500〜6000である。
しくは2500〜6000である。
好ましくは少なくとも4個、より好ましぐは4〜25個
、最も好ましくは4〜10個の式■又はIIの繰り返し
ユニットが存在する。
、最も好ましくは4〜10個の式■又はIIの繰り返し
ユニットが存在する。
ポリマー■及びポリマー■は公知である。ポリマー■は
ダイマーもしくはトリマー脂肪酸とジもしくはポリアル
キレンポリアミンとの反応生成物である。ポリマー■は
高温、例えば130〜200°Cにおいてダイマー及び
/又はトリマー脂肪酸及び他の二塩基酸の混合物より得
られる前記ポリマーIをR−COO)I、適当な一塩基
酸、例えばステアリン酸と反応させることにより得られ
る。
ダイマーもしくはトリマー脂肪酸とジもしくはポリアル
キレンポリアミンとの反応生成物である。ポリマー■は
高温、例えば130〜200°Cにおいてダイマー及び
/又はトリマー脂肪酸及び他の二塩基酸の混合物より得
られる前記ポリマーIをR−COO)I、適当な一塩基
酸、例えばステアリン酸と反応させることにより得られ
る。
ポリマーlはHumko 5heffield Che
mical Corp出版(1975)、Edward
C,I、eonardli rThe DimerA
cids Jに記載されている。
mical Corp出版(1975)、Edward
C,I、eonardli rThe DimerA
cids Jに記載されている。
ポリマーI及び/又は■はすべてのオイル−泥水配合物
、特にディーゼル及び低粘性オイル(L V O)中親
有機性クレーを含むものの特性を改良する。それらはL
VOと配合し、ディーゼル油と配合した液体に等しいも
しくは高い特性を有する液体を形成する。また特に低温
においてチキソトロピーを改良したより剪断稀薄な粘度
液体を与える。添加剤は低粘性オイル泥水システム内の
有機クレーの有効性を広げる。それは低塑性粘度を保つ
と同時に剪断稀薄、高降伏点、及び速いゲル強さを与え
る。それはまさにチキソトロープ添加剤である。
、特にディーゼル及び低粘性オイル(L V O)中親
有機性クレーを含むものの特性を改良する。それらはL
VOと配合し、ディーゼル油と配合した液体に等しいも
しくは高い特性を有する液体を形成する。また特に低温
においてチキソトロピーを改良したより剪断稀薄な粘度
液体を与える。添加剤は低粘性オイル泥水システム内の
有機クレーの有効性を広げる。それは低塑性粘度を保つ
と同時に剪断稀薄、高降伏点、及び速いゲル強さを与え
る。それはまさにチキソトロープ添加剤である。
「ダイマー脂肪酸」及び「トリマー脂肪酸」は、それぞ
れ2分子の不飽和脂肪酸もしくはエステルの縮合(二量
体化)より得られる二塩基酸及び3分子の不飽和脂肪酸
もしくはエステルの縮合(二量体化)より得られる三塩
基酸を意味する。そのような生成物は長年公知であり、
1940年代後半以来工業上用いられてきた。それはr
The DimerAcids−The Chemic
al and physical propertie
s。
れ2分子の不飽和脂肪酸もしくはエステルの縮合(二量
体化)より得られる二塩基酸及び3分子の不飽和脂肪酸
もしくはエステルの縮合(二量体化)より得られる三塩
基酸を意味する。そのような生成物は長年公知であり、
1940年代後半以来工業上用いられてきた。それはr
The DimerAcids−The Chemic
al and physical propertie
s。
reactions and applicati
on of polymerised fatl
yacids 」、 Edward C,Leonar
dli、Humko SheffiedChemica
l (1975)のチャプター1、rThe Gene
ralCharacterization of Di
mer Ac1d」に詳細に記載されている。
on of polymerised fatl
yacids 」、 Edward C,Leonar
dli、Humko SheffiedChemica
l (1975)のチャプター1、rThe Gene
ralCharacterization of Di
mer Ac1d」に詳細に記載されている。
ポリマーl及びポリマーIIの製造用に用いられる脂肪
酸は、9−ドデセン酸、9−テトラデセン酸、9−オク
タデセン酸等を含む、不飽和酸の二量体化により製造さ
れる工業製品であるダイマー酸であってよい。典型的分
子は分枝鎖形状で2個のカルボニル基及び約36個の炭
素原子を含む。
酸は、9−ドデセン酸、9−テトラデセン酸、9−オク
タデセン酸等を含む、不飽和酸の二量体化により製造さ
れる工業製品であるダイマー酸であってよい。典型的分
子は分枝鎖形状で2個のカルボニル基及び約36個の炭
素原子を含む。
工業製品であり、同様に製造され、約54個の炭素原子
を含むトリマー酸も用いてよい。ダイマー酸、トリマー
酸、及びモノカルボン酸の混合物も用いてよい。
を含むトリマー酸も用いてよい。ダイマー酸、トリマー
酸、及びモノカルボン酸の混合物も用いてよい。
典型的例はUNIDYNE 14ダイマー酸、すなわち
C1fi不飽和酸(オレイン酸)のダイマー酸96%、
トリマー酸3%、酸価195及び鹸化価200を有する
モノマー1%を含む、25゛Cにおいて比重0.95の
タル油誘導体である。
C1fi不飽和酸(オレイン酸)のダイマー酸96%、
トリマー酸3%、酸価195及び鹸化価200を有する
モノマー1%を含む、25゛Cにおいて比重0.95の
タル油誘導体である。
ジ及びポリアルキレンポリアミンは、アルキレン基が2
〜8、好ましくは2〜3個の炭素原子を含む物質を含み
、「ポリ」は約1〜10の整数及び少なくとも3個の窒
素原子を意味する。この物質は下式、 H2N−Cρ]1□p−(Nll−CpHzp)Q−N
T。
〜8、好ましくは2〜3個の炭素原子を含む物質を含み
、「ポリ」は約1〜10の整数及び少なくとも3個の窒
素原子を意味する。この物質は下式、 H2N−Cρ]1□p−(Nll−CpHzp)Q−N
T。
(上式中、pは2〜8の整数であり、qは1〜10の整
数である で表わされる。
数である で表わされる。
典型的有効なジ及びポリアルキレンポリアミンは、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラ
エチレンペンタアミン、ポリアミンHH、ポリアミンH
PA、等を含む。ジエチレントリアミン及びトリエチレ
ンテトラアミンが好ましい。
チレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラ
エチレンペンタアミン、ポリアミンHH、ポリアミンH
PA、等を含む。ジエチレントリアミン及びトリエチレ
ンテトラアミンが好ましい。
ポリマーI及び/又はIIを含む掘削液の製造において
、製造のどの段階でポリマーをオイルベース泥水に加え
てもよい。これはクレーを掘削液に加える前に現存機性
クレーに加えてよく、又はクレーと有機アンモニウム塩
との反応の間親有機性クレーの製造の間に加えてもよい
。いずれの場合においても、本発明の利点を得るため、
ポリマー■又はIIの導入法は問題ではない。種々の配
合物に用いるためポリマーI又はIIを掘削液成分とし
て他の成分と加えることがより有効である。
、製造のどの段階でポリマーをオイルベース泥水に加え
てもよい。これはクレーを掘削液に加える前に現存機性
クレーに加えてよく、又はクレーと有機アンモニウム塩
との反応の間親有機性クレーの製造の間に加えてもよい
。いずれの場合においても、本発明の利点を得るため、
ポリマー■又はIIの導入法は問題ではない。種々の配
合物に用いるためポリマーI又はIIを掘削液成分とし
て他の成分と加えることがより有効である。
ポリマー■及び/又はIIを掘削泥水配合物に用いる場
合、ポリマーをそれ自体で又は好適な極性溶媒(例えば
メタノール)及び/又は他の成分、例えばダイマーもし
くはトリマー酸も含むケロシンとの配合物として加えて
よい。
合、ポリマーをそれ自体で又は好適な極性溶媒(例えば
メタノール)及び/又は他の成分、例えばダイマーもし
くはトリマー酸も含むケロシンとの配合物として加えて
よい。
さらに本発明に従い、
a)ポリマーI及び/又はII;及び
b)オイル混和性溶媒、好ましくはアルコール(例えば
メタノール)、低毒性ディーゼル燃料又はケロシン を含むポリマー配合物が提供される。
メタノール)、低毒性ディーゼル燃料又はケロシン を含むポリマー配合物が提供される。
好ましくは、そのようなポリマー配合物はさらにダイマ
ー及び/又はトリマー酸を含む。
ー及び/又はトリマー酸を含む。
本発明に係る好ましいポリマー配合物はa)10〜90
%(好ましくは20〜50%)のポリマー■及び/又は
II; b)10〜90%(好ましくは30〜80%)のオイル
混和性溶媒、好ましくはアルコール(例えばメタノール
)、低毒性ディーゼル燃料又はケロシン;及び c)0〜60%(好ましくは15〜40%)のダイマー
及び/又はトリマー酸(パーセントはすべて重量基準) を含む。
%(好ましくは20〜50%)のポリマー■及び/又は
II; b)10〜90%(好ましくは30〜80%)のオイル
混和性溶媒、好ましくはアルコール(例えばメタノール
)、低毒性ディーゼル燃料又はケロシン;及び c)0〜60%(好ましくは15〜40%)のダイマー
及び/又はトリマー酸(パーセントはすべて重量基準) を含む。
本発明に係る最も好ましい配合物は
a)約25%のポリマー■及び/又はH1好ましくはポ
リマーI; b)約50%のオイル混和性溶媒;及びC)約25%の
ダイマー及び/又はトリマー酸を含む。
リマーI; b)約50%のオイル混和性溶媒;及びC)約25%の
ダイマー及び/又はトリマー酸を含む。
用いられるオイル混和性溶媒の量は、ポリマーI及び/
又はIIの分散体又は混合液体溶液が得られる量である
。溶媒の量はポリマーI及び/又はIIの粘度を低下さ
せるその効果により異なり、当業者により容易に決定さ
れる。
又はIIの分散体又は混合液体溶液が得られる量である
。溶媒の量はポリマーI及び/又はIIの粘度を低下さ
せるその効果により異なり、当業者により容易に決定さ
れる。
さらに本発明により、
a ) 98.0〜99.9%、好ましくは99.0〜
99.7%の掘削泥水;及び b)0.1〜2.0%、好ましくは0.3〜1%のポリ
マー■もしくはIIをベースとする配合物(この配合物
はポリマーを10〜90%、好ましくは20〜50%含
む) を含む掘削泥水組成物が提供される。
99.7%の掘削泥水;及び b)0.1〜2.0%、好ましくは0.3〜1%のポリ
マー■もしくはIIをベースとする配合物(この配合物
はポリマーを10〜90%、好ましくは20〜50%含
む) を含む掘削泥水組成物が提供される。
本発明の組成物は、例えば深い油田において遭遇する高
温及び高圧の条件において有効な改良したオイルベース
掘削泥水を提供することに関し、多(の従来提案された
及び用いられた配合物はそのような高温及び高圧条件に
おいて操作に良好ではない。
温及び高圧の条件において有効な改良したオイルベース
掘削泥水を提供することに関し、多(の従来提案された
及び用いられた配合物はそのような高温及び高圧条件に
おいて操作に良好ではない。
高温(約500’Fまで)及び高圧(約25,000p
si−1,72X10”Paまで)条件において用いる
ためのオイルベース泥水配合物は、所望により成分とし
て石油、増量剤、乳化剤、ゲル化もしくはチキソトロー
プ剤、塩及び流れ調節剤を含んでよい。水がしばしば加
えられるが、それは掘削の間配合物自身から導入される
。
si−1,72X10”Paまで)条件において用いる
ためのオイルベース泥水配合物は、所望により成分とし
て石油、増量剤、乳化剤、ゲル化もしくはチキソトロー
プ剤、塩及び流れ調節剤を含んでよい。水がしばしば加
えられるが、それは掘削の間配合物自身から導入される
。
用いられるオイル(連続相)は石油、通常ディーゼル油
又は鉱物シール油であるが、より軽い油、例えばケロシ
ン、又はより重い油、例えば燃料油、ホワイトオイル、
原油等を用いてよい。本発明は、低粘性、低芳香族油、
Nα2デイーゼル油及び鉱物シール油により特に有効で
ある。
又は鉱物シール油であるが、より軽い油、例えばケロシ
ン、又はより重い油、例えば燃料油、ホワイトオイル、
原油等を用いてよい。本発明は、低粘性、低芳香族油、
Nα2デイーゼル油及び鉱物シール油により特に有効で
ある。
水を用いる場合、その量は通常少量であり、約10重量
パーセント未満であるが、ある条件下では約10重量パ
ーセントはどの量存在してもよい。
パーセント未満であるが、ある条件下では約10重量パ
ーセントはどの量存在してもよい。
乳化剤(転化及び湿潤剤の両方)は通常用いられるもの
を含み、タル油酸、ロジン酸、脂肪酸のアルカリ及びア
ルカリ土類金属、合成乳化剤、例えばアルキル芳香族ス
ルホネート、芳香族アルキルスルホネート、長鎖スルフ
ェート、酸化タル油、カルボキシル化2−アルキルイミ
ダシリン、イミダシリン塩、アミドアミン、アルコキシ
フェノール、ポリアルコキシアルコール、アルキルフェ
ノール、高分子量アルコール等を含む。
を含み、タル油酸、ロジン酸、脂肪酸のアルカリ及びア
ルカリ土類金属、合成乳化剤、例えばアルキル芳香族ス
ルホネート、芳香族アルキルスルホネート、長鎖スルフ
ェート、酸化タル油、カルボキシル化2−アルキルイミ
ダシリン、イミダシリン塩、アミドアミン、アルコキシ
フェノール、ポリアルコキシアルコール、アルキルフェ
ノール、高分子量アルコール等を含む。
配合物にしばしば加えられる水溶性塩は通常ブライン塩
、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウ
ム、塩化カルシウムであり、より好ましくは水溶液であ
る。形成ブライン及び海水を用いてよい。この塩は掘削
条件に従い必要により配合物の浸透圧を調節するため加
えられる。
、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウ
ム、塩化カルシウムであり、より好ましくは水溶液であ
る。形成ブライン及び海水を用いてよい。この塩は掘削
条件に従い必要により配合物の浸透圧を調節するため加
えられる。
増量物質は、用いる場合、炭酸カルシウム、シリケート
、クレー等を含むが、より好ましくはより重い物質、例
えば重晶石、鏡面赤鉄鉱、鉄鉱石、菱鉄鉱、イルメナイ
ト、方鉛鉱等である。
、クレー等を含むが、より好ましくはより重い物質、例
えば重晶石、鏡面赤鉄鉱、鉄鉱石、菱鉄鉱、イルメナイ
ト、方鉛鉱等である。
多くのオイル−泥水配合物に用いられるチキソトロープ
剤及びゲル化剤は親有機性クレーである。
剤及びゲル化剤は親有機性クレーである。
用いられるクレーは実質的塩基交換能を有するものであ
る。多くのそのような物質が当業者に公知であり、ワイ
オミングベントナイト、モンモリロン石鉱物、ヘクトラ
イト、アクパルジャイト、イライト、フラーユ、バイデ
ライト、サボナイト、ベルミキュライト、ゼオライト等
を含む。ワイオミング膨潤ベントナイト及びヘクトライ
トが通常用いられる。本発明のアミドアミンはこれらの
クレーと共に用いた場合特に有効であるが、クレーを含
まない配合物のゲル強さも高める。
る。多くのそのような物質が当業者に公知であり、ワイ
オミングベントナイト、モンモリロン石鉱物、ヘクトラ
イト、アクパルジャイト、イライト、フラーユ、バイデ
ライト、サボナイト、ベルミキュライト、ゼオライト等
を含む。ワイオミング膨潤ベントナイト及びヘクトライ
トが通常用いられる。本発明のアミドアミンはこれらの
クレーと共に用いた場合特に有効であるが、クレーを含
まない配合物のゲル強さも高める。
所望の親有機性クレーを得るため、当業者に公知のよう
に膨潤ベントナイト及びヘクトライトは機能有機化合物
と反応される。用いられる有機化合物の量は用いるクレ
ーの反応性により異なるが、通常クレー100gあたり
約50〜300 ミリ当量の有機アンモニウム塩である
。反応は通常水中で行なわれ、処理されたクレーは分離
され乾燥される。
に膨潤ベントナイト及びヘクトライトは機能有機化合物
と反応される。用いられる有機化合物の量は用いるクレ
ーの反応性により異なるが、通常クレー100gあたり
約50〜300 ミリ当量の有機アンモニウム塩である
。反応は通常水中で行なわれ、処理されたクレーは分離
され乾燥される。
通常オニウム化合物、例えば有機アンモニウム塩、例え
ば下式、 \ I4 (上式中、RoはC1〜2゜アルキルであり;R1はC
1〜2゜アルキルであり; RI3は01〜2゜アルキルであり; R14はCI〜2゜アルキルであり; rマII+RI□+R13又はRI4の少なくとも1つ
は少なくとも12個の炭素原子を有し、MはCA、Br
。
ば下式、 \ I4 (上式中、RoはC1〜2゜アルキルであり;R1はC
1〜2゜アルキルであり; RI3は01〜2゜アルキルであり; R14はCI〜2゜アルキルであり; rマII+RI□+R13又はRI4の少なくとも1つ
は少なくとも12個の炭素原子を有し、MはCA、Br
。
1、OH又はS04である)の構造を有する四級アンモ
ニウム塩が用いられる。
ニウム塩が用いられる。
典型的反応体は、トリメチルオクタデシルアンモニウム
、メチルベンジルジココアンモニウム、メチル三水素化
タローアンモニウム、メチルベンゾイル二水素化タロー
アンモニウムクロリド、等よりなる群から選ばれる四級
アンモニウムカチオンを含むものを含む。典型的親有機
性クレーの製造の説明は米国特許第2,966.506
号; 4,105,578号; 4.425.244
号にみられる。
、メチルベンジルジココアンモニウム、メチル三水素化
タローアンモニウム、メチルベンゾイル二水素化タロー
アンモニウムクロリド、等よりなる群から選ばれる四級
アンモニウムカチオンを含むものを含む。典型的親有機
性クレーの製造の説明は米国特許第2,966.506
号; 4,105,578号; 4.425.244
号にみられる。
オイル−泥水配合物の親有機性クレー含量はオイルマッ
ドの密度と逆比例して変化する。有機クレー含量は低密
度において約25〜30ボンド/バーレル(ppb)
(71,5〜85.8 g / l )である。通常泥
水1バーレルあたり約2〜約15ボンド(5,72〜4
269g/2)のクレーが用いられる。必要な懸濁又は
ホールクリーニングの程度は当業者に公知のようにクレ
ー濃度に影響を与える。
ドの密度と逆比例して変化する。有機クレー含量は低密
度において約25〜30ボンド/バーレル(ppb)
(71,5〜85.8 g / l )である。通常泥
水1バーレルあたり約2〜約15ボンド(5,72〜4
269g/2)のクレーが用いられる。必要な懸濁又は
ホールクリーニングの程度は当業者に公知のようにクレ
ー濃度に影響を与える。
実施例に用いられ親有機性クレーは、ワイオミング膨潤
ベントナイトクレー(スメクタイト)を水中、クレー1
00 gあたり約50ミリ当量のジメチルジタローアン
モニウムクロリド(Perchem DMBとして市販
入手可能)と反応させ、クレーを分離し乾燥することに
より製造される工業クレーであった。
ベントナイトクレー(スメクタイト)を水中、クレー1
00 gあたり約50ミリ当量のジメチルジタローアン
モニウムクロリド(Perchem DMBとして市販
入手可能)と反応させ、クレーを分離し乾燥することに
より製造される工業クレーであった。
本発明を以下の例により説明するが、部及びパーセント
はすべて重量基準である。
はすべて重量基準である。
肛
真空下及び窒素大気中、ジエチレントリアミン21.0
gを30〜54個の炭素原子を有する市販入手可能なダ
イマー酸(Unichewa Internation
al Pr1po11055又は5heba Chea
+1cals Tradea+ark So 119と
して市販入手可能)114.2gと反応させる。
gを30〜54個の炭素原子を有する市販入手可能なダ
イマー酸(Unichewa Internation
al Pr1po11055又は5heba Chea
+1cals Tradea+ark So 119と
して市販入手可能)114.2gと反応させる。
反応温度を添加の間100〜120°Cに保ち、次いで
温度を170〜175°Cに上げ(真空下)、水を蒸発
させる。酸価が5■KOI(以下に低下した際反応が終
了する。次いで反応混合物を冷却し、式1aの繰り返し
ユニットを4〜10個存する化合物を370g得る。
温度を170〜175°Cに上げ(真空下)、水を蒸発
させる。酸価が5■KOI(以下に低下した際反応が終
了する。次いで反応混合物を冷却し、式1aの繰り返し
ユニットを4〜10個存する化合物を370g得る。
−R−GO−NH−Rz−NH−1h−NHCO−(1
a )(上式中、Rはダイマー酸より誘導されるアルケ
ニレン基であり、R,はC2H4である)式1aの化合
物370gに上記ダイマー酸137g及び無臭ケロシン
274gを加え流動改良剤を形成する。
a )(上式中、Rはダイマー酸より誘導されるアルケ
ニレン基であり、R,はC2H4である)式1aの化合
物370gに上記ダイマー酸137g及び無臭ケロシン
274gを加え流動改良剤を形成する。
貞l
窒素大気下、ジエチレントリアミン103gを市販入手
可能なダイマー酸434.5 g及びアジピン酸36.
5gの混合物に加える。この反応混合物を添加の間10
0〜120°Cに保ち、次いで窒素上温度を170〜1
75℃に上げる。水を蒸発させ、3時間後ステアリン酸
71gを加え、反応混合物を一晩撹拌する。反応を冷却
し、下式2aの繰り返しユニットを4〜10個有する化
合物を629g得た。
可能なダイマー酸434.5 g及びアジピン酸36.
5gの混合物に加える。この反応混合物を添加の間10
0〜120°Cに保ち、次いで窒素上温度を170〜1
75℃に上げる。水を蒸発させ、3時間後ステアリン酸
71gを加え、反応混合物を一晩撹拌する。反応を冷却
し、下式2aの繰り返しユニットを4〜10個有する化
合物を629g得た。
−R−CONH−CzllJH−CzllJHCO−C
4Hs−CONHCOC+J3s C,Il、N−C,H4N11CO〜 (2a) (上式中、RはC。アルケニレン基である)式2aの化
合物629gにメタノール329g及び無臭ケロシン3
00gを加え例2の流動改良剤を形成する。
4Hs−CONHCOC+J3s C,Il、N−C,H4N11CO〜 (2a) (上式中、RはC。アルケニレン基である)式2aの化
合物629gにメタノール329g及び無臭ケロシン3
00gを加え例2の流動改良剤を形成する。
糎主
50150泥水配合物を以下のようにして製造する。
表土
a)掘削泥水
オイル/水比 50150重量(1
1gヨボンドバーガロン) 9ppgb)低毒性
オイル 156.1dsC)乳化剤
−級 7g二級
7g d)石灰 4ge )
CaCl z (92〜94%)55gr)水
156.1 gg)粘稠剤Perchem
DMB Igh)重晶石
15g二級及び−級乳化剤は欧州PCT
特許出願魔PCT/EP8900522に規定されたも
のである。
1gヨボンドバーガロン) 9ppgb)低毒性
オイル 156.1dsC)乳化剤
−級 7g二級
7g d)石灰 4ge )
CaCl z (92〜94%)55gr)水
156.1 gg)粘稠剤Perchem
DMB Igh)重晶石
15g二級及び−級乳化剤は欧州PCT
特許出願魔PCT/EP8900522に規定されたも
のである。
例1又は2の流動改良剤を1 ppg加え、表2に示す
ような塑性粘度P■、降伏点YP、10秒ゲル及び10
分ゲルが得られる。
ような塑性粘度P■、降伏点YP、10秒ゲル及び10
分ゲルが得られる。
、表」−
泥水配合物 PV YP ゲル ゲル1
0秒 10分 B=250@Fで老化前 A=250’Fで老化後 例1及び2の流動改良剤を含む泥水の塑性粘度は実質的
に一定(わずかに増加)のままである。
0秒 10分 B=250@Fで老化前 A=250’Fで老化後 例1及び2の流動改良剤を含む泥水の塑性粘度は実質的
に一定(わずかに増加)のままである。
しかし、降伏点及びゲル強さは実質的に増す。
炭土
70/30泥水配合物を以下のようにして製造する。
表1
a)掘削泥水
オイル/水比 70/30重量
4pρgb)低毒性オイル
201.1gC)乳化剤 −級
3g二級 3g d)石灰 4ge )
CaCl z (92〜94%) 2
.56 gf)水 75.25 g
g)増粘剤Perchem 1(iclay
5gh)重晶石 165g
例1又は2の流動改良剤を1 ppb加える。塑性粘度
、降伏点、10秒及び10分ゲルの結果を以下に示す。
4pρgb)低毒性オイル
201.1gC)乳化剤 −級
3g二級 3g d)石灰 4ge )
CaCl z (92〜94%) 2
.56 gf)水 75.25 g
g)増粘剤Perchem 1(iclay
5gh)重晶石 165g
例1又は2の流動改良剤を1 ppb加える。塑性粘度
、降伏点、10秒及び10分ゲルの結果を以下に示す。
虹
70/30泥水の結果は例1の場合50150泥水の結
果と一致するが、例2の場合は量を増すことが必要であ
る。
果と一致するが、例2の場合は量を増すことが必要であ
る。
この例において、用いた低毒性オイルはrTheO3l
Mau J 1983年4月、45〜49頁に記載さ
れている。
Mau J 1983年4月、45〜49頁に記載さ
れている。
五l
加熱、撹拌、窒素流及び真空装置を取り付けた好適な反
応容器にダイマー酸924.8gを加え、撹拌及び窒素
流を始める。これを100°Cにあたため、窒素大気下
30分かけジエチレントリアミンを133.5g加え、
温度を120〜130 ’Cに上げる。次いでこれを3
時間かけ170〜175°Cにあたため、170〜17
5°Cで2時間撹拌し水を蒸発させる。1時間かけ35
〜40トールまで真空にし、酸価が18■KO)Ig−
’以下になるまで真空上最小8時間撹拌する。次いで8
0°Cに冷却する。1000 g得られる(58.3
gの水及びアミン損失)。
応容器にダイマー酸924.8gを加え、撹拌及び窒素
流を始める。これを100°Cにあたため、窒素大気下
30分かけジエチレントリアミンを133.5g加え、
温度を120〜130 ’Cに上げる。次いでこれを3
時間かけ170〜175°Cにあたため、170〜17
5°Cで2時間撹拌し水を蒸発させる。1時間かけ35
〜40トールまで真空にし、酸価が18■KO)Ig−
’以下になるまで真空上最小8時間撹拌する。次いで8
0°Cに冷却する。1000 g得られる(58.3
gの水及びアミン損失)。
上記形成したアミン中間体250gを容器に入れ、80
°Cで撹拌する。加熱を止め、低毒性ディーゼル燃料(
ケロシンと同様)400 gを加える。温度が50〜6
0°Cに低下したら、トリマー酸125g及びダイマー
酸125gを加える。次いでこれを50’Cで30分撹
拌し、30°Cに冷却し、ブチルアルコール85 g
及びメチルアルコール15gを加える。この混合物を3
0°Cで1時間又は均一な混合物が得られるまで撹拌す
る。次いで最終配合物を得る。
°Cで撹拌する。加熱を止め、低毒性ディーゼル燃料(
ケロシンと同様)400 gを加える。温度が50〜6
0°Cに低下したら、トリマー酸125g及びダイマー
酸125gを加える。次いでこれを50’Cで30分撹
拌し、30°Cに冷却し、ブチルアルコール85 g
及びメチルアルコール15gを加える。この混合物を3
0°Cで1時間又は均一な混合物が得られるまで撹拌す
る。次いで最終配合物を得る。
この例において、Perchem DMB及びPerc
heIIHiclayは商標であり、カチオン生成物で
処理した親有機性クレーである。
heIIHiclayは商標であり、カチオン生成物で
処理した親有機性クレーである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、オイル掘削液の特性を改良する方法であって、下式
I の同一もしくは異なる繰り返しユニットを2個以上
含むポリマー(以後ポリマー I と呼ぶ)及び/又は下
式IIの同一もしくは異なる繰り返しユニットを2個以上
含むポリマーを混入することを含む方法。 −R_1−CONH−(R_2NH)_x−R_2NH
CO−( I )−R_1−CONH−(R_2−NR_
5)_x−R_2NHCO−R_3−CONH−(R_
2−NR_5)R_2NHCO−(II) (上式中、R_1はC_3_0_〜_5_4アルキレン
もしくはC_3_0_〜_5_4アルケニレンであり;
R_5は水素もしくは−CO−R_4であり、ただし基
R_5の少なくとも1個は水素であり、基R_5の少な
くとも1個は−CO−R_4であり; R_2はC_2_〜_8アルキレンであり;R_3はC
_2_〜_1_2アルキレンもしくはフェニレンであり
; R_4はC_1_2_〜_2_2アルキル、C_1_2
_〜_2_2アルケニル、ヒドロキシC_1_2_〜_
2_2アルキル、ヒドロキシC_1_2〜_2_2アル
ケニル、又はC_1_〜_4アルキルもしくはC_1_
〜_4アルコキシ基で一置換したもしくは未置換フェニ
ルであり: xは1〜10の整数である) 2、ポリマー I 及びIIが2500〜15000の分子
量を有する、請求項1記載の方法。 3、ポリマー I 及びIIが2500〜6000の分子量
を有する、前記請求項のいずれか記載の方法。 4、ポリマー I 及びIIにそれぞれ式 I 又はIIの繰り返
しユニットが少なくとも4個存在する、前記請求項のい
ずれか記載の方法。 5、ポリマー I 及びIIにおいて、それぞれ式 I 又はI
Iの繰り返しユニットが4〜25個存在する、前記請求
項のいずれか記載の方法。 6、ポリマー I 及びIIにおいて、式 I 又はIIの繰り返
しユニットが4〜10個存在する、前記請求項のいずれ
か記載の方法。 7、a)請求項1に規定したポリマー I 及び/又はII
;及び b)オイル混和性溶媒 を含むポリマー配合物。 8、溶媒が、アルコール、低毒性ディーゼル燃料又はケ
ロシンである、請求項7記載のポリマー配合物。 9、さらにダイマー及び/又はトリマー酸を含む、請求
項7又は8記載のポリマー配合物。 10、a)10〜90%のポリマー I 及び/又はII;
b)10〜90%のオイル混和性溶媒;及びc)0〜6
0%のダイマー及び/又はトリマー酸(パーセントはす
べて配合物中の重量基準である) を含む、請求項7〜9のいずれか記載のポリマー配合物
。 11、a)約25%のポリマー I 及び/又はII;b)
約50%のオイル混和性溶媒;及び c)約25%のダイマー及び/又はトリマー酸 を含む、請求項10記載のポリマー配合物。 12、a)98.0〜99.9%の掘削泥水;及びb)
0.1〜2.0%のポリマー I もしくはIIをベースと
する配合物(この配合物はポリマーを10〜80重量%
含む)、 を含む掘削泥水組成物。 13、a)99.0〜99.7%の掘削泥水及びb)0
.3〜1%のポリマー I もしくはIIをベースとする配
合物(この配合物はポリマーを10〜80%含む)、 を含む、請求項12記載の掘削泥水配合物。 14、ポリマー I もしくはIIをベースとする配合物に
おいてポリマー I もしくはIIの量が20〜50重量パ
ーセント存在する、請求項12又は13記載の掘削泥水
組成物。 15、ポリマー I もしくはIIをベースとする配合物が
請求項7〜11のいずれか記載の配合物である、請求項
12〜14のいずれか記載の掘削泥水組成物。
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