Буровые растворы на углеводородной основе, содержащие фосфат цезия
Формула / Реферат
Описан буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирнои основе, где буровой раствор содержит фосфат цезия. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирнои основе может иметь, например, внешнюю фазу, которая содержит углеводородную жидкость, и дисперсную фазу, которая содержит фосфат цезия. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирнои основе может дополнительно содержать, по меньшей мере, один эмульгатор или поверхностно-активное вещество, и, необязательно, другие ингредиенты. Настоящее изобретение может сделать возможным, чтобы буровые растворы на углеводородной основе, по существу, не содержали твердых веществ, и могли бы использоваться без проблем с коррозией и/или повреждения пласта, например, благодаря использованию фосфата цезия в дисперсной фазе бурового раствора на углеводородной основе или на сложноэфирнои основе. Настоящее изобретение также относится к растворам на углеводородной основе или на сложноэфирнои основе, которые содержат фосфат цезия, для операций заканчивания, ремонта, консервации, и пакерных.
Текст
(51) 09 8/34 (2006.01) 09 8/36 (2006.01) 09 8/64 (2006.01) 09 8/82 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ основе, где буровой раствор содержит фосфат цезия. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе может иметь,например, внешнюю фазу, которая содержит углеводородную жидкость, и дисперсную фазу,которая содержит фосфат цезия. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе может дополнительно содержать, по меньшей мере, один эмульгатор или поверхностно-активное вещество, и, необязательно,другие ингредиенты. Настоящее изобретение может сделать возможным, чтобы буровые растворы на углеводородной основе, по существу, не содержали твердых веществ, и могли бы использоваться без проблем с коррозией и/или повреждения пласта,например, благодаря использованию фосфата цезия в дисперсной фазе бурового раствора на углеводородной основе или на сложноэфирной основе. Настоящее изобретение также относится к растворам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, которые содержат фосфат цезия, для операций заканчивания, ремонта,консервации, и пакерных.(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич Иванова Антонина Сергеевна Ляджин Алексей Владимирович(54) БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ,СОДЕРЖАЩИЕ ФОСФАТ ЦЕЗИЯ(57) Описан буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной Предпосылки создания изобретения Настоящее изобретение относится к извлечению углеводородов и к буровой промышленности, и,более конкретно, относится к буровым растворам на углеводородной основе и на сложноэфирной основе и другим растворам, используемым для извлечения углеводородов, которые содержат фосфат цезия, и к использованию таковых в операциях по извлечению углеводородов,таких,как бурение и/или заканчивание скважин для извлечения углеводородов или других материалов. В буровых операциях, таких, как бурение,которое осуществляется в нефтяных полевых работах, таких, как такие, осуществляемые на суше или на расстоянии от берега с использованием нефтяных платформ,буровые растворы разрабатывают/составляют для выполнения нескольких функций. Эти функции включают действие в качестве смазки головки бура для снижения износа и трения во время бурения, и также для запечатывания поверхности пласта путем образования фильтрационной корки. В буровом растворе обычно присутствуют средства для смазки,также как и утяжеляющие материалы для достижения плотности, которая обычно производит давление, большее, чем окружающее давление в шурфе. Это избыточное давление является жизненно важным для поддерживания стабильности шурфа и управления скважиной. Утяжеляющие материалы могут представлять собой растворимые соли или мелко измельченные частицы тяжелых неабразивных минералов, таких, как сульфат бария(барит). Более того, буровой раствор также обычно содержит средство запечатывания или снижения водоотдачи, такой,как карбонат кальция,полисахариды и другие полимеры для формирования фильтрационной корки на поверхности пласта шурфа. В дополнение, когда во время бурения используют буровой раствор,буровой раствор будет также содержать буровую мелочь, такую, как глиняную и песчаниковую мелочь. В буровой промышленности в операциях бурения скважины обычно используют шламы на водной основе , шламы на нефтяной основе(ОВМ) или шламы на синтетической основе . Шламы на водяной основе обычно содержат непрерывную водную фазу, в которую обычно включены соли, полимеры и различные другие химикаты с образованием гомогенной смеси. За исключением таковых, основанных на формиатных и ацетатных соляных растворах, буровые растворы на водной основе могут не обладать эксплуатационными способностями для более экстремальных условий бурения, таких, как бурение глубоких скважин,скважин высокого давления/высокой температуры и им подобных. Шламы на водной основе обычно включают в себя непрерывную фазу, которая включает в себя углеводородное масло (или синтетическое масло,или сложный эфир в случае ), и дисперсную фазу, которая обычно включает в себя водный раствор, и эмульгаторы. Обычно, в шламы на 2 нефтяной основе также включены одно или более других средств или добавок, таких, как для массы и плотности,суспендирования,смачиваемости нефтью, снижения водоотдачи или фильтрации, и регулировки реологии. Как только завершаются операции по бурению,скважину обычно готовят для операций заканчивания, где использованный для бурения шлам обычно вытесняют при помощи раствора для заканчивания. Растворы для заканчивания обычно представляют собой прозрачные растворы на водной основе, и их составляют с той же плотностью, что и буровой раствор, использованный для бурения скважины, с целью поддерживать гидравлическое давление на шурф. Существуют многочисленные способы заканчивания скважины, среди которых находятся заканчивание скважины открытым стволом и системы с гравийно-клеевым фильтром. Прозрачные растворы обычно представляют собой соляные растворы на основе галогенидов, таких, как бромид кальция, хлорид кальция и бромид цинка или соляные растворы на органической основе,такие, как растворы на формиатной основе. В бурении нефтяной или газовой скважины использование неводных буровых растворов на углеводородной основе и на сложноэфирной основе должно иметь присущие им преимущества наличия внешней фазы раствора, контактирующей с пластом. Однако, одним серьезным недостатком обычного бурового раствора на углеводородной основе и на сложноэфирной основе является то, что необходимо добавлять утяжеляющие материалы, такие, как барит, карбонат кальция или гематит для увеличения плотности жидкости. Эти твердые вещества - утяжеляющие материалы способны нанести повреждение пласту в нефтеносном пласте. Наличие твердых веществ также делает буровые растворы на углеводородной основе и на сложноэфирной основе непригодными для использования в качестве растворов для заканчивания или ремонта. Присутствие твердых веществ в буровых растворах оказывает негативное воздействие на гидравлику, снижая скорости бурения и создавая опасность растрескивания шурфа. Более того, высокое содержание твердых веществ в буровых растворах может создать толстые фильтрационные корки и, таким образом, увеличить опасность дифференциального прихвата буровой трубы, когда она находится в покое в течение определенного периода времени. Дисперсная водная фаза обычного бурового раствора на нефтяной основе обычно представляет собой концентрированный раствор хлорида кальция. Присутствие высоких концентраций хлоридных солей в буровых растворах на нефтяной основе делает их токсичными для береговых и удаленных от моря водных окружающих сред. Растворы хлоридов, содержащиеся в обращенной нефтяной эмульсии, могут также взаимодействовать с интерпретацией радиоактивного каротажа во время бурения и после него. Таким образом, авторы настоящего изобретения установили, что существует потребность в создании буровых и ремонтных/заканчивающих растворов на углеводородной основе и на сложноэфирной основе,в которых используется бесхлоридный соляной раствор и которые, предпочтительно, не содержат твердой фазы или имеют низкое содержание твердой фазы в буровом растворе с целью избежать вышеуказанных недостатков. Сущность настоящего изобретения Признаком настоящего изобретения является создание строительных растворов или таковых для обслуживания(например,буровых,для заканчивания и/или ремонтных растворов) на углеводородной основе и на сложноэфирной основе,которые включают в себя фосфат цезия. Другим признаком настоящего изобретения является создание строительных растворов или таковых для обслуживания на углеводородной основе и на сложноэфирной основе, которые содержат фосфат цезия в дисперсной фазе таковых. Дополнительным признаком настоящего изобретения является создание строительных растворов или таковых для обслуживания на углеводородной основе и на сложноэфирной основе,которые содержат фосфат цезия в дисперсной фазе таковых, которые не содержат твердых веществ или содержат малое количество твердых веществ в буровых растворах. Другим признаком настоящего изобретения является создание строительных растворов или таковых для обслуживания на углеводородной основе и на сложноэфирной основе, которые содержат фосфат цезия, которые являются стабильными эмульсиями,пригодными для использования в качестве буровых,для заканчивания и ремонтных растворов в широком диапазоне условий применения, таких, как в глубоких скважинах,скважинах высокого давления/высокой температуры или других экстремальных условий применения. Дополнительным признаком настоящего изобретения является создание строительных растворов или таковых для обслуживания на углеводородной основе и на сложноэфирной основе,которые можно регулировать при помощи состава соляного раствора, чтобы они обладали большим количеством разных плотностей с целью являться пригодными в большом количестве ситуаций по строительству и ремонту скважин в зависимости от глубины скважины и/или других переменных. Дополнительным признаком настоящего изобретения является создание строительных растворов или таковых для обслуживания на углеводородной основе и на сложноэфирной основе для буровых операций, которые содержат фосфат цезия. Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут приведены в части описания, которая следует далее, и частично будут являться очевидными из описания или могут быть поняты путем осуществления настоящего изобретения на практике. Цели и другие преимущества настоящего изобретения будут поняты и достигнуты при помощи элементов и комбинаций, конкретно указанных в описании и прилагаемой формуле изобретения. Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с назначениями настоящего изобретения, как воплощено и широко описано в настоящем описании, настоящее изобретение относится к строительному раствору или таковому для обслуживания на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, который включает в себя фосфат цезия или смесь фосфата калия и фосфата цезия. Строительный раствор или таковой для обслуживания на углеводородной основе или на сложноэфирной основе может включать в себя,например, внешнюю фазу, которая содержит раствор на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, и дисперсную фазу, которая содержит фосфат цезия или смесь фосфата калия и фосфата цезия. Раствор на углеводородной основе или на сложноэфирной основе может дополнительно содержать, по меньшей мере, один эмульгатор или поверхностно-активное вещество. Настоящее изобретение может позволить, чтобы растворы для строительства скважин, по существу, не содержали твердых веществ и/или являлись бесхлоридными,снижая, таким образом, опасность создания коррозии и/или повреждения пласта, и/или проблем гидравлического и/или дифференциального прихвата, например, из-за использования фосфата цезия или смеси фосфата калия и фосфата цезия в дисперсной фазе бурового раствора на углеводородной основе или на сложноэфирной основе. Растворы для строительства скважин на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению могут дополнительно содержать другие ингредиенты. Для целей настоящего изобретения могут присутствовать дополнительные щелочные фосфаты, смачивающие средства, углеводороды,утяжеляющие твердые материалы, запечатывающие средства или средства снижения водоотдачи,средства снижения фильтрации и/или полимеры для дополнительного регулирования вязкости и/или другие обычные добавки. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу строительства или ремонта скважины с использованием вышеуказанного раствора - обратной эмульсии на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу удаления твердых веществ в буровом растворе на углеводородной основе или на сложноэфирной основе путем замены, по меньшей мере, части утяжеляющего твердые вещества материала соляным раствором фосфата цезия или смесью соляных растворов фосфатов калия и цезия. Следует понимать, что и предшествующее общее описание, и следующее подробное описание являются лишь примерными и поясняющими, и предназначены для предоставления дополнительного пояснения настоящего изобретения, как заявлено. Подробное описание настоящего изобретения 3 Настоящее изобретение относится к растворам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе для использования в операциях по извлечению углеводородов, и которые включают в себя соляной раствор фосфата цезия или смесь соляных растворов фосфатов калия и цезия. Так называемые растворы для строительства и ремонта(починки) скважин могут представлять собой буровые растворы, растворы для заканчивания,ремонтные растворы, растворы для гидроразрыва,пакерные растворы и/или другие растворы,пригодные в буровых и/или шурфовых операциях для извлечения углеводородов(например,извлечение нефти, извлечение газа). Например,раствор на углеводородной основе или на сложноэфирной основе можно использовать в бурении скважины для извлечения углеводородов,таких, как нефть и/или газ. Составы растворов по настоящему изобретению можно также использовать в других операциях по строительству и ремонту скважин, где растворы закачивают в шурф для обеспечения регулировки скважины, такой, как операции заканчивания или ремонта. Следует понимать, что буровые растворы, как они описаны в настоящем описании, охватывают для целей настоящего изобретения, таким образом, все типы растворов, используемые в шурфах и подземных пластах для извлечения углеводородов, включая (но не ограничиваясь ими) растворы, используемые на стадии бурения (например, буровые растворы),растворы для заканчивания, ремонтные растворы,растворы для гидроразрыва, пакерные растворы и им подобные. Буровые растворы на углеводородной основе или на сложноэфирной основе могут включать в себя внешнюю (непрерывную) органическую фазу и дисперсную (прерывную) водную фазу, которая содержит фосфат цезия. Буровые растворы на углеводородной основе или на сложноэфирной основе могут содержать внешнюю фазу,включающую в себя углеводородную жидкость,дисперсную фазу, включающую в себя фосфат цезия или смесь соляных растворов фосфата калия и фосфата цезия, и, дополнительно, по меньшей мере,одно поверхностно-активное вещество или эмульгатор. По меньшей мере, одно поверхностноактивное вещество или эмульгатор, если они используются, могут присутствовать на границе раздела фаз внешней и дисперсной фаз, так, чтобы способствовать формированию и/или стабильности эмульсии. Буровые растворы на углеводородной основе могут быть основаны, например, на эмульсиях дисперсная водная/внешняя углеводородная жидкость (называемым в настоящем описании обратными или обратными эмульсиями). Дисперсная водная фаза буровых растворов или шламов на углеводородной основе может включать в себя, например, раствор на основе соляного раствора фосфата цезия или его смеси с соляным раствором фосфата калия. По желанию буровой раствор на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, который содержит фосфат цезия, можно изготовить с очень 4 низким содержанием твердых веществ или с нулевым содержанием твердых веществ (без твердых веществ). Формиат цезия, например, может достигать плотности слегка больше 1,6 г/см 3, когда он используется в шламах на нефтяной основе. Фосфат цезия может иметь плотность, например, по меньшей мере, на 0,48 г/см 3 больше, чем формиат цезия, и может давать шламы (или растворы) на углеводородной основе без твердых веществ,которые могут обладать плотностью в 2 г/см 3 или другими значениями. По желанию с соляным раствором фосфата цезия или его смесью с соляным раствором фосфата калия можно образовать соляные растворы очень высокой плотности, которые могут заменить, по меньшей мере, частично, утяжеляющие материалы, которые в ином случае могли использоваться или требоваться в буровых растворах на углеводородной основе или на сложноэфирной основе. Такие растворы без твердых веществ или с низким содержанием твердых веществ дают высокоэффективные буровые растворы, или растворы для заканчивания, ремонта,или пакерные. Буровые растворы на углеводородной основе или на сложноэфирной основе с низким содержанием твердых веществ, которые содержат фосфат цезия, могут обеспечить значительные преимущества, такие, как более высокие скорости проникновения,меньшую опасность дифференциального прихвата, меньшие потери циркуляционного давления (например, меньшее) и меньшее повреждение нефтяного/газового резервуара. Раствор фосфата цезия на водной основе или его смесь с раствором фосфата калия разработан, чтобы являться раствором при обычных условиях обращения и бурения. Например, соляной раствор на основе фосфата цезия или его смесь с соляным раствором фосфата калия можно стабильно поддерживать в дисперсной фазе буровых растворов или шламов на углеводородной основе до и/или во время операций бурения. Буровые растворы на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению можно использовать в виде стабильных обращенных эмульсий, например, где внешняя и дисперсная фаза не обладают тенденцией к разделению после образования. Так как соляной раствор, содержащий фосфат цезия или его смесь с соляным раствором фосфата калия можно использовать и поддерживать в дисперсной фазе буровых растворов на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, проблем с коррозией или повреждением пласта можно избежать или понизить их. Дополнительно,буровые растворы на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению можно удобно и экономично готовить без твердых веществ или с низким содержанием твердых веществ с доступными высокосдвиговыми способами смешивания и оборудованием со сниженными или избегнутыми опасениями касательно работы с содержанием твердых или зернистых мелкодисперсных твердых материалов. Как указано, буровой раствор на углеводородной основе может содержать,например,углеводородную жидкость или сложноэфирную жидкость в качестве внешней фазы, и фосфат цезия в дисперсной фазе соляного раствора. В том виде,как он используется в настоящем описании, фосфат цезия может относиться, например, к любому из дигидрофосфата цезия, моногидрофосфата цезия,дигидропирофосфата цезия, фосфата трицезия или любым смесям таковых. Иллюстративные эмпирические формулы, которые используют для этих форм фосфата цезия, представляют собой,например, 2 О 4, 24, С 2 Н 2 Р 2 О 7 и 34 соответственно. Эти формы фосфата цезия можно использовать по отдельности или смешивать в любых соотношениях. По желанию фосфат цезия может представлять собой смесь, например,дигидрофосфата цезия и моногидрофосфата цезия, в любых соотношениях смешивания таковых. В водных растворах или соляных растворах соли фосфата цезия могут диссоциировать, например, на катионыи фосфатные анионы. Фосфат цезия можно синтезировать, например,известными способами. Фосфат цезия можно синтезировать,например,с использованием известных кислотно-основных реакций нейтрализации между раствором гидроксида щелочного металла, раствора гидроксида цезия в этом случае, и сильной кислоты, такой, как ортофосфорная кислота (Н 3 РО 4). Металлический цезий является жидким при комнатной температуре или около нее, и является крайне высоко реакционноспособным с воздухом (кислородом),влагой и холодной водой. Как хорошо известно,металлический цезий может бурно реагировать с водой с образованием безводного раствора гидроксида цезияи газообразного водорода. Моногидрат гидроксида цезия (СОНН 2 О) также является доступным на рынке, который, как известно, можно растворить в дистиллированной воде с образованием раствора . Растворы являются сильно основными из-за растворенного гидроксида. Раствор гидроксида цезия можно ввести в реакцию с разбавленной фосфорной кислотой (например, примерно 3 Н) для получения продуктов - фосфатов цезия и воды. Эта реакция иллюстрируется, например, следующим уравнением,где реагенты используют в эквимолярных количествах О 3 О 42 О 4 Н 2 О(1) Моногидрофосфат цезия (24) можно получить,например,путем регулировки вышеприведенной реакции, где, по меньшей мере, в части реакции используют мольный избыток гидроксида цезия. Эти продукты соляного раствора можно использовать сами по себе, или же можно извлечь и выделить в виде кристаллического материала и заново растворить в воде, при желании образовать соляные растворы для использования в буровых растворах по настоящему изобретению. Дигидропирофосфат цезия (С 2 Н 2 Р 2 О 7) можно получить путем растворения пирофосфата цезия моногидрофосфата цезия) в растворе ледяной уксусной кислоты в воде, и нагревания раствора при перемешивании, и затем охлаждения для осаждения продукта - дигидропирофосфата цезия. Эти осажденные продукты можно извлечь и использовать для получения соляного раствора,когда желательно. Способ синтеза фосфатов цезия,пригодных для использования в буровых растворах на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению не является ограниченным каким-либо конкретным реакционным путем. Фосфаты цезия можно также получить на рынке. Соляной раствор фосфата цезия можно использовать отдельно или смешать с другими соляными растворами в буровых растворах на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению. Соляной раствор фосфата цезия можно смешать, по меньшей мере, с одним отличным соляным раствором для регулировки плотности или по другим причинам. Отличным соляным раствором может являться,например, соляной раствор с другим щелочным металлом, например, фосфата другого щелочного металла, или монокарбоксилата щелочного металла,или вольфрамата щелочного металла, или любых комбинаций таковых. Соли щелочных металлов обычно являются хорошо растворимыми в воде, за исключением солей лития. Отличный от фосфата цезия соляной раствор может включать одно или более соединений щелочного металла, например,формиат цезия, ацетат цезия, формиат калия,формиат натрия, фосфат калия, фосфат натрия,фосфат рубидия и/или вольфрамат цезия или любую комбинацию таковых. Соотношения смешивания этих соляных растворов, включающих фосфат цезия,не являются конкретно ограниченными. Смесь соляных растворов, включающих фосфат цезия,может дать объединенный соляной раствор, который может оставаться стабильным в обратной эмульсии и который может иметь подходящую общую плотность или другое свойство, связанное с эффективностью для буровых операций. Комбинации различных соляных растворов,включающих фосфат цезия, можно использовать для набора различных плотностей в буровых растворах на углеводородной основе или на сложноэфирной основе. Как указано, фосфат цезия может являться растворимым в воде, и может образовывать соляные растворы с очень высокой плотностью. При использовании для получения дисперсной водной фазы в буровых растворах на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, концентрация фосфата цезия может составлять, например, любое значение вплоть до полного насыщения. Верхний предел компонента - соли фосфата цезия в соляных растворах может зависеть частично от растворимости фосфата цезия в воде. Соляной раствор фосфата цезия может являться менее чем полностью насыщенным в буровом растворе на углеводородной основе. Дисперсная фаза углеводородного бурового раствора может 5 содержать фосфат цезия в количестве, по меньшей мере, примерно 5 по массе, или, по меньшей мере,примерно 10 по массе, или, по меньшей мере,примерно 20 по массе, или, по меньшей мере,примерно 30 по массе, или, по меньшей мере,примерно 40 по массе, или, по меньшей мере,примерно 50 по массе, или, по меньшей мере,примерно 60 по массе, или, по меньшей мере,примерно 70 по массе, или от примерно 10 до примерно 99 по массе, или от примерно 20 до примерно 97,5 по массе, или от примерно 30 до примерно 95 по массе, или от примерно 40 до примерно 90 по массе, или от примерно 50 до примерно 85 по массе, или от примерно 60 до примерно 80 по массе, или другие количества,считая на общую массу дисперсной фазы. В зависимости от конкретной буровой операции и причин стабильности эмульсии, экономии и других факторов, дисперсная водная фаза бурового раствора на углеводородной основе, содержащая фосфат цезия, может включать в себя, например, от примерно 99 по массе до примерно 1 по массе фосфата цезия (считая на твердое вещество) и от примерно 1 по массе до примерно 99 по массе воды, или от примерно 95 по массе до примерно 10 по массе фосфата цезия (считая на твердое вещество) и от примерно 5 по массе до примерно 90 по массе воды, или от примерно 85 по массе до примерно 20 по массе фосфата цезия (считая на твердое вещество) и от примерно 15 по массе до примерно 80 по массе воды, или от примерно 80 по массе до примерно 40 по массе фосфата цезия(считая на твердое вещество) и от примерно 20 по массе до примерно 60 по массе воды, или от примерно 80 по массе до примерно 60 по массе фосфата цезия (считая на твердое вещество) и от примерно 20 по массе до примерно 40 по массе воды, или другие количества. Можно создать соляные растворы фосфата цезия,например, которые имеют плотность, по меньшей мере, примерно 1,9 г/см 3, или, по меньшей мере,примерно 2,0 г/см 3, или, по меньшей мере, примерно 2,1 г/см 3, или, по меньшей мере, примерно 2,2 г/см 3,или, по меньшей мере, примерно 2,3 г/см 3, или, по меньшей мере, примерно 2,4 г/см 3, или, по меньшей мере, примерно 2,5 г/см 3, или, по меньшей мере,примерно 2,6 г/см 3, или, по меньшей мере, примерно 2,65 г/см 3, или от примерно 1,9 г/см 3 до примерно 2,75 г/см 3, или от примерно 2,0 г/см 3 до примерно 2,7 г/см 3, или от примерно 2,05 г/см 3 до примерно 2,68 г/см 3, или от примерно 2,1 г/см 3 до примерно 2,65 г/см 3, или от примерно 2,2 г/см 3 до примерно 2,6 г/см 3, или от примерно 2,3 г/см 3 до примерно 2,5 г/см 3, или другие значения плотности. Эти плотности могут применяться к комбинациям соляных растворов фосфата цезия с солями других металлов. Хотя показано, что дисперсная фаза бурового раствора на углеводородной основе включает фосфат цезия и воду, дисперсная фаза не обязательно является ограниченной дисперсными водными фазами, при условии, что жидкая среда используется для фосфата цезия и любых других 6 компонентов дисперсной фазы, которую можно эмульгировать с углеводородной жидкостью для создания обратных эмульсий, где фосфат цезия может по существу или полностью содержаться в дисперсной (прерывной) фазе получающегося многофазного бурового раствора. Внешняя фаза буровых растворов на углеводородной основе может включать в себя базовое масло или другие углеводородные жидкости, которые придают подобные свойства буровым растворам. Углеводородная жидкость может представлять собой, например, маслянистое базовое масло. Примеры углеводородных жидкостей включают (но не ограничиваются ими) дизельное масло, такое, как дизельное масло номер 2,минеральные масла, сырую нефть, керосин, также как и другие обычные углеводородные жидкости. Углеводородные жидкости,используемые в обычных шламах на нефтяной основе, могут использоваться в качестве внешней фазы буровых растворов на углеводородной основе по настоящему изобретению. Синтетические жидкости, такие, как таковые, используемые в обычных , также можно использовать в качестве материала внешней фазы буровых растворов на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по настоящему изобретению. Обычные синтетические жидкости,которые можно использовать, включают, например,простые эфиры, сложные эфиры, олигомеры олефинов или смеси этих материалов. Синтетические жидкости могут представлять собой,например, (а) сложные эфиры, которые являются синтетическими растворимыми в нефти жидкостями, полученными путем реакции жирной кислоты (например, растительной жирной кислоты) со спиртомпростые эфиры и полиэфиры, такие,как моноэфир или диэфир, или смесь, полученная путем конденсации и частичного окисления спиртов (с) парафиновые углеводороды, такие, как поли-альфа-олефины, которые представляют собой неароматические углеводороды с линейной цепью,которые обычно получают полимеризацией этилена моющий алкилат, который также называют линейным алкилбензолом, который представляет собой бензол, к которому присоединен насыщенный углеводород, и (е) смеси этих синтетических углеводородных жидкостей. Более конкретно,синтетические жидкости могут включать в себя,например, синтетические масла (такие, как парафиновые масла,олефиновые масла,растительные масла и им подобные). Неограничивающий пример синтетического масла,которое можно использовать, представляет собой-35 от. Эти синтетические жидкости являются растворимыми в нефти и обычно обладают хорошей смазываемостью, и могут обладать многими характеристиками указанных масел, используемых в обычных ОВМ. Как будет являться очевидным, это изобретение можно использовать в шламах на нефтяной основе (ОВМ) и шламах, содержащих эти синтетические основы, которые вместе называют буровыми растворами или шламами на углеводородной основе. Комбинации различных жидкостей на нефтяной основе или синтетических жидкостей для шламов также можно использовать для углеводородных жидкостей, формирующих внешнюю фазу буровых растворов на углеводородной основе по настоящему изобретению. Буровые растворы на углеводородной основе могут покрывать все концентрации воды, где могут быть созданы внешняя углеводородная фаза и дисперсная водная фаза, которая содержит фосфат цезия. Можно использовать различные соотношения углеводородной жидкости и раствора на водной основе, описанных выше, например, такие, как соотношения от примерно 99 по объему углеводородной жидкости примерно 1 раствора на водной основе до примерно 1 углеводородной жидкости примерно 99 по объему раствора на водной основе или от примерно 95 по объему углеводородной жидкости примерно 5 раствора на водной основе до примерно 60 углеводородной жидкости примерно 40 по объему раствора на водной основе или от примерно 90 по объему углеводородной жидкости примерно 10 раствора на водной основе до примерно 55 углеводородной жидкости примерно 45 по объему раствора на водной основе, или другие соотношения. Более конкретно,буровые растворы и шламы,изготовленные с этими углеводородными жидкостями и соляными растворами, содержащими фосфат цезия, могут представлять собой обратные эмульсии, например, которые содержат воду (все источники) от примерно 1 до примерно 50 по объему, или от примерно 3 до примерно 40 по объему, или от примерно 5 до примерно 20 по объему, или другие объемы, считая на общий объем бурового раствора. Как указано, вода может образовывать раствор на водной основе, который содержит фосфат цезия в качестве дисперсной(прерывной) фазы в углеводородной жидкости,образующей внешнюю фазу обратной эмульсии. Как указано, фосфат цезия может являться, по меньшей мере,частично или полностью эмульгирован в виде дисперсной фазы в жидкости на углеводородной основе в буровом растворе. Дисперсная фаза бурового раствора на углеводородной основе может содержать, например,по меньшей мере, примерно 75 по массе, или, по меньшей мере, примерно 90 по массе, или, по меньшей мере, примерно 95 по массе, или, по меньшей мере, примерно 97,5 по массе, или, по меньшей мере, примерно 99 по массе, вплоть до 100 по массе общего количества фосфата цезия,присутствующего в буровом растворе на углеводородной основе. В качестве другого варианта, фосфат цезия может присутствовать в буровом растворе на углеводородной основе в количестве от примерно 1 до примерно 99 по массе, или от примерно 5 до примерно 95 по массе, или от примерно 10 до примерно 90 по массе, или от примерно 15 до примерно 85 по массе, или от примерно 25 до примерно 80 по массе, или от примерно 30 до примерно 75 по массе, или от примерно 40 до примерно 70 по массе, или в других количествах, считая на общую массу бурового раствора. По желанию, в дополнение к дисперсной фазе соляного раствора и углеводородной жидкости внешней фазы, буровой раствор на углеводородной основе может включать один или более из поверхностно-активных веществ, смачивающих средств,органоглин,загустителей,средств снижения водоотдачи и/или полимеров, или любых комбинаций таковых. Буровой раствор может содержать твердый утяжеляющий материал. Другие ингредиенты, используемые в синтетических растворах на нефтяной или синтетической основе,также необязательно можно использовать в буровых растворах или шламах на углеводородной основе по настоящему изобретению. Кроме необязательных ингредиентов, остальная часть бурового раствора может представлять собой воду или другие водные растворы. Большая часть воды или другого водного раствора может образовывать часть дисперсной фазы бурового раствора. Например, по меньшей мере, 50, или, по меньшей мере, 75, или, по меньшей мере, 90, или, по меньшей мере, 95,или, по меньшей мере, 98, или, по меньшей мере,99 по массе или объему всей воды в буровом растворе может присутствовать в дисперсной фазе такового. Когда буровой раствор на углеводородной основе находится в форме обратной эмульсии,включающей в себя углеводородную жидкость в качестве внешней фазы, и раствор на водной основе,содержащий, по меньшей мере, один фосфат цезия в качестве дисперсной фазы, может присутствовать,по меньшей мере, один эмульгатор или поверхностно-активное вещество с целью получения и/или поддержания эмульсии ингредиентов. По существу, любой (ые) эмульгатор (ы) или поверхностно-активное(ва),способное (ые) формировать эмульсию между углеводородной жидкостью и раствором на водной основе, можно использовать для целей настоящего изобретения. Как указано выше, по меньшей мере,часть добавленного (ых) эмульгатора (ов) или поверхностно-активного (ых) вещества (в) может присутствовать на границе раздела фаз дисперсной и внешней фаз буровых растворов на углеводородной основе. Эмульгатор (ы) или поверхностно-активное(ые) вещество (ва) могут представлять собой,например, димер-тримерную кислоту, имидазолин,таловое масло или комбинации таковых. Примеры включают в себя (но не ограничиваются ими) димертримерную кислоту, такую, как 350,имидазолин, таловое масло (стеариновую кислоту),,и им подобные. Для формирования эмульсии можно использовать любое количество эмульгатора или поверхностно-активного вещества, например, от примерно 2,85 грамма на литр (1 фунт на баррель) до примерно 85,6 грамма на литр (30 фунтов на баррель) поверхностно-активного вещества/эмульгатора, или от примерно 8,56 грамма на литр (3 фунтов на баррель) до примерно 71,3 грамма на литр (25 фунтов на баррель), от примерно 7 14,3 грамма на литр (5 фунтов на баррель) до примерно 57,1 грамма на литр (20 фунтов на баррель), или другие количества, где баррель составляет примерно 159 л (42 галлона). Другие необязательные ингредиенты, которые могут присутствовать в буровых растворах по настоящему изобретению, включают в себя,например, средство снижения фильтрации или материал для закупоривания пор, такие, каки им подобные. Эти средства снижения фильтрации можно использовать в обычных количествах. Другие ингредиенты,которые могут присутствовать в буровых растворах по настоящему изобретению,включают в себя твердые утяжеляющие материалы, такие, как барит, гематит и/или карбонат кальция. Карбонат кальция можно получить на рынке, например, в качестве 50. Эти твердые утяжеляющие материалы можно использовать, если желательно. Количество твердого утяжеляющего материала, который является необязательным, может составлять от примерно 1,43 грамма на литр (0,5 фунтов на баррель) до примерно 1426 грамм на литр (500 фунтов на баррель). Как указано, использование фосфата цезия в дисперсной фазе буровых растворов на углеводородной основе может снизить или ликвидировать потребность в твердых утяжеляющих материалах. Другим необязательным ингредиентом в буровых растворах по настоящему изобретению является смачивающее средство, которое может являться полезным в эмульгировании растворов фосфата цезия с внешними жидкостями на углеводородной основе. Примером пригодного смачивающего средства является, например,. Можно использовать обычные количества в комбинации с эмульгаторами, описанными выше с целью достичь желаемых эмульсий фосфатных растворов с внешними жидкостями на углеводородной основе. Другие ингредиенты,которые могут необязательно присутствовать, включают (но не ограничиваются ими) другие продукты для буровых растворов, такие, как полимер (ы) для добавления вязкости, гидрофильные глины, органофильные глины, добавки для снижения водоотдачи,обработанные аминами глины, глины, обработанные так, что они обеспечивают вязкость в неводных растворах и им подобные. Эти другие необязательные ингредиенты можно использовать в обычных количествах, известных специалистам в данной области техники. Как указано,фосфат цезия,который присутствует в качестве части раствора на водной основе дисперсной фазы, может являться не полностью насыщенным в растворе на водной основе, так, чтобы дать возможность любым оставшимся водорастворимым компонентам,предпочтительно, солюбилизироваться в растворе вместе с фосфатом цезия. Таким образом, фосфат цезия, который присутствует в растворе на водной основе дисперсной фазы, может присутствовать,например, в количестве меньше 80 по массе,8 считая на массу раствора на водной основе, и может составлять, например, от примерно 60 до примерно 80 по массе, считая на массу раствора на водной основе. Другим преимуществом настоящего изобретения может являться возможность регулировать плотность бурового раствора до желаемой плотности. Как указано, это, в особенности можно сделать путем введения комбинации фосфата цезия с солью другого металла, такой, как фосфат калия. В качестве примера, часть раствора на водной основе дисперсной фазы в буровом растворе на углеводородной основе может содержать фосфат цезия, который, как указано, может иметь плотность от примерно 1,01 г/см 3 до примерно 2,75 г/см 3. Этот диапазон плотностей можно регулировать,например, путем ввода фосфата калия или другого щелочного фосфата меньшей плотности, или соли другого металла, такой, как водорастворимый фосфат щелочного металла меньшей плотности. По желанию, комбинация фосфата цезия с щелочной солью, имеющей меньшую плотность, приводит к комбинированному соляному раствору, имеющую плотность, меньшую, чем таковая у фосфата цезия, и который может обеспечить общую плотность соляного раствора, например, котораянаходится между плотностями солей - индивидуальных компонентов. Например, когда в часть дисперсной фазы на водной основе бурового раствора на углеводородной основе вводят 0-100 по массе фосфата калия, плотность всей части на водной основе бурового раствора может варьироваться,например, от примерно 1,01 г/см 3 до примерно 2,75 г/см 3, или других значений, такие, как таковые,зависящие от относительных долей составляющих соляных растворов. Таким образом, плотность бурового раствора можно, по существу, набрать для соответствия плотности, требуемой для использования бурового раствора для бурения шурфа на подходящие глубины. Для более низких диапазонов плотности к фосфату цезия можно добавить фосфат натрия, таким образом, набирая буровые растворы с меньшей плотностью. Таким образом,буровые растворы на углеводородной основе по настоящему изобретению делают возможным достичь всевозможных различных плотностей, и для минимизации или полной ликвидации твердого утяжеляющего материала, который присутствует в обычных буровых растворах. Буровые растворы на углеводородной основе по настоящему изобретению можно ввести в шурф при помощи любого обычного приема, такого, как (но не ограничиваясь ими) закачивание в буровую трубу. Дополнительно,буровые растворы на углеводородной основе можно извлечь с использованием обычных приемов. Буровые растворы на углеводородной основе по настоящему изобретению можно изготовить путем смешивания всех компонентов вместе. Когда получают эмульсию, обычно компоненты можно смешать вместе, так, как при помощи сдвига, с целью обеспечения дисперсии,которая, 30387 предпочтительно,является однородной по отношению к компонентам. Например, для эмульгирования компонентов бурового раствора на углеводородной основе можно использовать статический или встроенный высокосдвиговый смеситель для образования внешней фазы,включающей в себя углеводородную жидкость, и дисперсной фазы,содержащей воду и водорастворимые компоненты, включая фосфат цезия. Высокосдвиговые смесители обычно являются известными и доступными на рынке для эмульгирования углеводородных масел и соляных растворов, которые можно приспособить для получения обратных эмульсий буровых растворов на углеводородной основе по настоящему изобретению. По желанию, доступный на рынке высокосдвиговый смеситель, который можно использовать, может представлять собой, например,высокосдвиговый/эмульгирующий смесительроторного/статорного типа, такой, как смеситель-, используемый на рециркуляционной основе,или модифицированную смесительную систему(.,, , ). Например, обычное углеводородное масло,такое, как 110, имеющее плотность в 0,803 г/см 3 (6,7 фунтов/галлон) и раствор фосфата цезия, имеющий плотность, по меньшей мере,примерно 1,9 г/см 3, например, при объединении в массовом соотношении 11 и путем добавления эмульгатора или ряда эмульгаторов, подмешанных путем сдвига, жидкости вместе могут дать эмульсию или микроэмульсию, которая имеет обращенную фазу, содержащую фосфат цезия (дисперсную фазу) и масляную внешнюю фазу. Плотность комбинированной смеси этого примера может являться пригодной для буровых операций и/или растворов для заканчивания. Буровые растворы или шламы на углеводородной основе по настоящему изобретению могут необязательно содержать, по меньшей мере, одну кислоту. Кислота может представлять собой,например, водорастворимую кислоту, содержащую,по меньшей мере, одну карбоксильную группу,такую, как муравьиная кислота или кислотное производное таковой. Другие примеры кислот,которые можно использовать, включают (но не ограничиваются ими) уксусную кислоту,аскорбиновую кислоту, лимонную кислоту, винную кислоту, фталевую кислоту, гликолевую кислоту и комбинации таковых. Кислота может присутствовать в различных количествах, таких, как от примерно 1 по массе или менее до примерно 25 по массе или более, считая на массу бурового раствора на углеводородной основе. Присутствие кислоты обладает способностью регулироватьбурового раствора, также как и обеспечивать другие преимущества бурового раствора на углеводородной основе. Когда кислота присутствует, например,фосфат цезия может присутствовать в любом мольном количестве, таком, как количество примерно в 3 М. Подобным образом, кислота, когда она присутствует, может присутствовать в любом мольном количестве от примерно 2,2 М до примерно 15 М.бурового раствора на углеводородной основе может представлять собой любой . Заявители конкретно включают содержание всех цитированных ссылок во всей своей полноте в настоящее описание. Далее, когда количество,концентрация или другое значение, или параметр даны либо в виде диапазона, предпочтительного диапазона или списка верхних предпочтительных значений и нижних предпочтительных значений, это следует понимать как конкретное раскрытие всех диапазонов, образованных из любой пары любого верхнего предела диапазона или предпочтительного значения, и любого нижнего предела диапазона или предпочтительного значения, вне зависимости от того, раскрыты ли диапазоны отдельно. Там, где в настоящем описании указан диапазон численных значений, если не указано иначе, подразумевается,что диапазон включает конечные точки такового, и все целые и дробные числа внутри диапазона. При определении диапазона не предполагается, что объем изобретения является ограниченным конкретными значениями. Другие варианты осуществления настоящего изобретения будут являться очевидными специалистам в данной области техники из изучения настоящего описания и осуществления изобретения,раскрытого в настоящем описании, на практике. Подразумевается, что настоящее описание и примеры будут считаться лишь примерными при этом истинный объем и сущность изобретения указаны следующими пунктами формулы изобретения и эквивалентами таковых. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, включающий в себя внешнюю фазу, включающую в себя углеводородную жидкость, и дисперсную фазу,включающую в себя фосфат цезия. 2. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.1, в котором указанная дисперсная фаза включает в себя соляной раствор, содержащий указанный фосфат цезия, имеющий плотность, по меньшей мере,примерно 1,01 г/см 3. 3. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.1, в котором указанная дисперсная фаза включает в себя соляной раствор, содержащий указанный фосфат цезия, имеющий плотность от примерно 1,01 г/см 3 до примерно 2,75 г/см 3. 4. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.1, в котором указанный фосфат цезия является менее чем полностью насыщенным в указанной дисперсной фазе указанного бурового раствора на углеводородной основе. 5. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.1, в котором фосфат цезия включает в себя, по меньшей 9 мере, примерно 1 масс, указанной дисперсной фазы. 6. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.1, в котором фосфат цезия включает в себя от примерно 1 до примерно 80 масс, указанной дисперсной фазы. 7. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.1, в котором указанная дисперсная фаза дополнительно включает в себя воду в количестве, по меньшей мере, примерно 1 масс, считая на массу указанной дисперсной фазы. 8. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-7, дополнительно включающий в себя, по меньшей мере, один эмульгатор или поверхностноактивное вещество. 9. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-7, дополнительно включающий в себя, по меньшей мере, один эмульгатор или поверхностноактивное вещество, который представляет собой димер-тримерную кислоту, имидазолин, таловое масло или комбинации таковых. 10. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-9, в котором углеводородная жидкость представляет собой дизельное масло, минеральное масло, синтетическое масло или любые комбинации таковых. 11. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-10, отличающийся тем,что он по существу не содержит твердых веществ. 12. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-10, дополнительно включающий в себя, по меньшей мере, один твердый утяжеляющий материал, по меньшей мере,одну добавку для снижения водоотдачи, по меньшей мере, одно смачивающее средство, по меньшей мере, одну органоглину, по меньшей мере, одно средство снижения фильтрации, по меньшей мере,один полимер или любую комбинацию таковых. 13. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-12, дополнительно включающий в себя, по меньшей мере, одну соль щелочного металла, отличного от указанного фосфата цезия. 14. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-12, дополнительно включающий в себя, по меньшей мере, одну фосфатную соль щелочного металла, отличную от фосфата цезия, монокарбоксилат щелочного металла, вольфрамат щелочного металла или любую комбинацию таковых. 15. Буровой раствор или шлам на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-12, дополнительно включающий в себя комбинацию фосфата цезия,имеющего плотность первого соляного раствора, и,по меньшей мере, одну соль щелочного металла,отличную от указанного фосфата цезия, имеющую плотность второго соляного раствора, меньшую, чем плотность первого соляного раствора, где комбинация соляных растворов имеет плотность третьего соляного раствора, имеющую значение между плотностями первого и второго соляных растворов. 16. Способ бурения скважины, включающий в себя бурение указанной скважины в присутствии бурового раствора или шлама на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по любому из п.п.1-15. 17. Способ бурения скважины, включающий в себя бурение указанной скважины в присутствии бурового раствора или шлама на углеводородной основе или на сложноэфирной основе по п.11. 18. Способ извлечения углеводородов из шурфа,включающий в себя использование раствора на нефтяной основе, имеющего дисперсную фазу,включающую в себя фосфат цезия. 19. Способ по п.18, в котором указанный раствор на нефтяной основе представляет собой буровой раствор, раствор для заканчивания, ремонтный раствор, раствор для гидроразрыва, раствор для консервации скважины или пакерный раствор. 20. Способ снижения содержания твердого утяжеляющего материала в буровом растворе или шламе на углеводородной основе или на сложноэфирной основе, включающего в себя внешнюю фазу и дисперсную фазу, включающий в себя замещение, по меньшей мере, части указанного твердого утяжеляющего материала фосфатом цезия в качестве составной части дисперсной водной фазы.
МПК / Метки
МПК: C09K 8/36, C09K 8/34, C09K 8/64, C09K 8/82
Метки: фосфат, основе, содержащие, буровые, углеводородной, цезия, растворы
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/10-30387-burovye-rastvory-na-uglevodorodnojj-osnove-soderzhashhie-fosfat-ceziya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Буровые растворы на углеводородной основе, содержащие фосфат цезия</a>
Предыдущий патент: Способ лечения ожоговых ран с использованием хитозан – пектиновой подложки с культивированными аллофибробластами
Следующий патент: Текучие среды для обработки, содержащие биоразлагаемые хелатообразующие реагенты, и способы их применения
Случайный патент: Снаряд для гладкоствольного оружия