NO331584B1 - Oljebasert borefluid egnet for boring i naervaer av sure gasser samt fremgangsmate for registrering av sure gasser i et borefluid - Google Patents

Abstract

Det beskrives et oljebasert borefluid uten alkaliske reserver og som om- fatter en oljeaktig væske og et amin-overflateaktivt middel med strukturen R-NH2, hvor R representerer en C12-C22 alkylgruppe eller alkenylgruppe. Et slikt fluid er spesielt anvendbart ved boringen av underjordiske brønner hvor det påtreffes CO2, H2S eller andre sure gasser som på ugunstig måte påvirker reologiene og andre egenskaper for borefluidet. Det oljebaserte borefluidet uten alkalisk reserve muliggjør registreringen av sure gasser som ellers ikke ville kunne registreres i nærvær av kalk eller andre alkalier.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår oljebaserte fluider som er egnet for anvendelse ved boring av underjordiske brønner. Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for registrering av sure gasser i borefluider som påtreffer sure gasser under boringen av en underjordisk brønn.

Anvendelse av oljebaserte boreslamtyper og borefluider har fått økende popularitet etter at de ble innført i teknikken i 50-årene. Nyskapninger når det gjelder oljebaserte boreslam og borefluider blir stadig viktigere i og med at det utvikles miljøvennlige borefluider og fluider med andre spesielle karakteristikker. Oljebaserte boreslam har i mange boresituasjoner fordeler i forhold til vannba-serte boreslam . Spesielt er oljebaserte boreslamtyper kjent i teknikken for å tilveiebringe utmerket leirskiferinhibering, borehullstabilitet, smøreevne, termisk stabilitet, korrosjonsinhibering, kontamineringstoleranse, og for å være lett å vedlikeholde. Valget av et oljebasert borefluid, også kjent som oljebasert boreslam, omfatter en nøyaktig balanse mellom både gode og dårlige karakteristikker for slike fluider ved en spesiell anvendelse, og type olje- eller gassfelt hvor brøn-nen skal bores.

Invertemulsjonsfluider eller boreslam anvendes ofte under boringen av en underjordisk brønn med et oljebasert borefluid. Invertemulsjonsfluider omfatter generelt tre hovedkomponenter, nemlig en oljeaktig (oleaginous) væske som tjener som en kontinuerlig fase, en ikke-oljeaktig væske som tjener som en dis-kontinuerlige fase og et emulgeringsmiddel.

I tillegg til disse tre hovedbestanddelene tilsettes kalk eller andre alkaliske materialer til konvensjonelle invertemulsjonsfluider for å opprettholde en alkalisk reserve. Den alkaliske reserven er kritisk for å opprettholde emulsjonsstabiliteten og reologien for det konvensjonelle, oljebaserte borefluidet og følgelig for fluide-nes anvendbarhet under boring. På enkelte oljefeltområder kan sure gasser så som CO2eller H2S være til stede i formasjonene som gjennomtrenges av brøn-nen. Disse sure gassene kan destabilisere invertemulsjonene, noe som forårsaker dannelse av et "flip-mud", noe som forårsaker umiddelbar driftsstopp for borerig-ger. Fjerningen av flip-mud fra brønnen er kostbart og tidkrevende ettersom boreslammet har høy viskositet og således ikke er lett å fortrenge eller pumpe. En fagmann på området vil vite at når det først har dannet seg et "flip-mud", så er invertemulsjonsfluidet å anse som ubrukelig, og komponentene må avhendes med store omkostninger. Rollen til den alkaliske reserven, typisk i form av kalk, er derfor kritisk for å forhindre dannelse av "flip-mud" med de ledsagende ustabili-tets- og viskositetproblemene som sure gasser forårsaker.

Selv om inkluderingen av en alkalisk reserve i formuleringen av oljebaserte borefluider og invertemulsjoner er fordelaktig, så er det noen ganger ønskelig å registrere mengden av de sure gassene som påtreffes under boreoperasjonen. Tilstedeværelsen av den alkaliske reserven hemmer registreringen av sure gasser, spesielt CO2og H2S, på grunn av den hurtige syre/base-reaksjonen som finner sted. Det ville således være ønskelig og nyttig å kunne formulere et oljebasert borefluid uten anvendelse av kalk eller andre alkalireservematerialer. Ettersom det oljebaserte borefluidet ikke vil reagere med sure gasser, vil det således kunne anvendes på felter hvor det er kjent eller mistanke om formasjoner som inneholder sure gasser. Dette vil gjøre det mulig for borerigg-operatøren nøyaktig å analysere de gassene som er til stede i boreslammet ved hjelp av egnede midler så som gasskromatografi, gasssensitive prober eller titrering av sure gasser så som CO2og H2S.

Foreliggende oppfinnelse er generelt rettet mot et oljebasert borefluid uten alkalisk reserve. Et slikt borefluid omfatter generelt en oljeaktig væske og et amin-overflateaktivt middel. Én illustrerende utførelse i henhold til foreliggende oppfinnelse er et oljebasert borefluid omfattende et oljeaktig fluid og et amin-overflateaktivt middel, hvor nevnte amin-overflateaktive middel har den generelle formelen

RNH2

hvor R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller en alkylsubstituert cykloalkylgruppe, og nevnte overflateaktive middel er til stede i mengder som er tilstrekkelige til å stabilisere reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser.l en foretrukken utførelsesform av det oljebaserte borefluidet beskrevet i det foregående har det overflateaktive middel med amin den generelle formelen:

RNH2

hvor R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller alkylsubstituert cykloalkylgruppe, og mer foretrukket representerer R en rettkjedet eller forgrenet C12-C22alkylgruppe, blandinger og umettede derivater derav.

Oljebaserte borefluider i henhold til foreliggende oppfinnelse kan videre omfatte et vektmiddel i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et borefluid med en densitet opptil ca. 2,88 g/cm<3>(24 pounds per gallon). Det oljebaserte borefluidet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan også eventuelt omfatte et viskositets-økende middel som er til stede i en mengde på minst 0,01 vekt% av nevnte borefluid. Et slikt oljebasert borefluid kan videre omfatte et overflateaktivt middel som er valgt fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amidoaminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolaminer, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger derav.

Det oljeaktige fluidet som anvendes i formuleringen av et oljebasert borefluid i henhold til foreliggende oppfinnelse kan være en naturlig eller syntetisk olje. Fortrinnsvis velges det oljeaktige fluidet fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer, eller kombinasjoner derav. En fagmann på området vil kjenne til at det oljeaktige fluidet er hovedkomponenten utfra volum av nevnte illustrerende borefluid.

Et slikt fluid kan være spesielt nyttig under boringen av underjordiske brøn-ner hvor det påtreffes CO2, H2S eller andre sure gasser som har en ugunstig effekt på reologiene og andre egenskaper for borefluidet. Det oljebaserte borefluidet uten alkalisk reserve muligjør registreringen av sure gasser som ellers ikke kunne registreres i nærvær av kalk eller andre alkalireservematerialer.

Også innen rammen av foreliggende oppfinnelse er invertemulsjonsfluider som er egnet for boring og dannet med det oljebaserte borefluidet som er beskrevet i det foregående. Ett slikt invertemulsjons-borefluid er således egnet for anvendelse ved boring av olje- og gassbrønner på oljefelter hvor det kan påtreffes sure gasser som omfatter et oljeaktig fluid, et ikke-oljeaktig fluid og et amin-overflateaktivt middel. Det amin-overflateaktive midlet børe være til stede i mengder som er tilstrekkelige til å stabilisere reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser. Det oljeaktige fluidet er valgt fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte væsker, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer, eller kombinasjoner derav. Det ikke-oljeaktige fluidet er en vandig løsning av ferskvann, sjøvann, organiske og uorganiske saltløsnin-ger og koksaltløsninger, samt blandinger derav. Det amin-overflateaktive midlet har den generelle formelen:

RNH2

hvori R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller alkyl-substitutert cykloalkylgruppe.

Invertemulsjons-borefluider i henhold til foreliggende oppfinnelse kan videre omfatte et vektmiddel som er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et invertemulsjons-borefluid med en densitet opptil ca. 2,88 g/cm<3>. Eventuelt kan invertemulsjons-borefluidene i henhold til foreliggende oppfinnelse også omfatte et viskositetsøkende middel som er til stede i en mengde på minst 0,01 vekt% av nevnte borefluid. I tillegg til de tidligere angitte komponentene og de valgfrie komponentene kan et illustrerende invertemulsjons-borefluid videre omfatte et overflateaktivt middel, idet nevnte overflateaktive middel velges fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amido-aminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolaminer, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger av disse. I tillegg kan invertemulsjons-borefluidet i henhold til denne oppfinnelsen inneholde tetningstilsatser. Illustrerende tetningstilsatser kan omfatte modifisert lignitt, polymerer, oksydert asfalt, gilsonitt, humater fremstilt ved å reagere humussyre med amider eller polyalkylpolyaminer, og andre konvensjonelle tetningstilsatser.

Foreliggende oppfinnelse er generelt rettet mot et oljebasert fluid som kan anvendes ved boringen av olje- og gassbrønner. Én fordel med de foreliggende oljebaserte borefluidene er at det ikke nødvendigvis må tilsettes kalk eller annet basisk materiale til fluidet dersom sure gasser så som C02eller H2S kommer i kontakt med fluidet. Det amin-overflateaktive midlet som anvendes i foreliggende borefluid stabiliserer invertemulsjonene i nærvær av et surt gassmiljø, spesielt i nærvær av CO2. Dette står i motsetning til et konvensjonelt oljebasert boreslam eller en invertemulsjon hvor det er nødvendig å anvende kalk eller annen alkali-reserve i borefluidet for å forhindre nedbryting av borefluidet og dannelse av et "flip-mud". Det vil således forstås av en fagmann på området at foreliggende oppfinnelse, på grunn av fravær av kalk i fluidet, muliggjør nøyaktig registrering av de sure gassene så som C02eller H2S som påtreffes under boreoperasjonen.

I én utførelse i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter oljeboreslam-met et oljeaktig fluid, amin-overflateaktivt middel og vektmateriale. Komponenten med amin-overflateaktivt middel bør velges slik at de uventede resultatene som her er grundig beskrevet tilveiebringes. Det overflateaktive midlet bør være funk- sjonelt i stand til å danne et reologisk stabilt, oljebasert fluid, spesielt ved høy temperatur. Ytterligere forurensning av boreslammet med sure gasser så som CO2eller H2S bør ikke ha ugunstige virkninger på reologiene og HTHP-fluidtapene.

Det oljeaktige fluidet som anvendes i foreliggende oppfinnelse kan fortrinnsvis være en væske, og kan mer foretrukket være en naturlig eller syntetisk olje. Slike naturlige eller syntetiske oljer kan velges fra: dieselolje; vegetabilske oljer så som rapsolje, bomullsfrøolje og lignende; animalske oljer så som fiskeolje og lignende; mineralolje; syntetisk olje så som polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider og lignende; lineære paraffinoljer; isoparaffinoljer; blandinger av disse og væsker som er kjent av fagmannen på området som egnet for anvendelse som en boreolje. Mengden av oljeaktig væske kan variere i avhengighet av anvendelse. I én illustrerende utfø-relse kan det oljeaktige fluidet være mer enn ca. 99 volum% av borefluidet og mer foretrukket kan det anvendes 100% oljeaktig fluid. En fagmann på området vil imidlertid kjenne til at noe ikke-oljeaktig fluid kan være til stede i oljebasert borefluid enten ved naturlig tilsetning fra en gjennomtrengt formasjon eller ved tilsiktet tilsetning. Således kan en invertemulsjon, dvs. en vann-i-olje-emulsjon, dannes og anvendes som borefluidet. En fagmann på området vil forstå at slike utførelses-former er å anse som innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse.

Som anvendt her, angir betegnelsen "amin-overflateaktivt middel" forbindelser med den generelle strukturen R-NH2hvor R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller alkylsubstituert cykloalkylgruppe. I én foretrukket illustrerende utførelsesform representerer R en rettkjedet eller forgrenet C12-C22alkylgruppe, samt blandinger og umettede derivater derav. I en merfore-trukken illustrerende utførelsesform omfatter de umettede og mettede derivatene soya-alkylamin (Armeen-S™, tilgjengelig fra AKZO). Mange av aminene som kan anvendes i formuleringen av borefluider i henhold til foreliggende oppfinnelse, er kommersielt tilgjengelige fra AKZO under handelsnavnet Armeen™ eller de er kommersielt tilgjengelige fra JETCO under handelsnavnet Jet-Amine™.

Det antas at det amin-overflateaktive midlet i henhold til oppfinnelsen virker som en emulsjons- og reologistabilisator, og regulerer fluidtapene ved høy temperatur og høyt trykk i fravær av kalk. Det antas videre at det amin-overflateaktive midlet bidrar til dannelsen av en invertemulsjon dersom vandig væske er til stede i oljebasert borefluid. En viktig egenskap ved de amin-overflateaktive midlene ifølge foreliggende oppfinnelse er at de ikke på ugunstig måte påvirkes av sure gasser så som CO2og H2S som kan påtreffes under boringen av olje- eller gass-brønner. Det vil si at hvis borefluidet eksponeres for slike sure gasser, så påvirkes ikke på ugunstig måte det overflateaktive midlets evne til å stabilisere og invertere emulsjon.

Mengden av amin-overflateaktivt middel som anvendes i oljebasert boreslam kan variere i avhengighet av naturen av og mengden av den oljeaktige væske og andre overflateaktive midler som anvendes, type oljebrønn som bores og de typer forurensninger som påtreffes under boreoperasjonen. I én illustrerende utførelsesform kan mengden av amin-overflateaktivt middel være minst ca. 0,1 volum% av den totale vekten av borefluidet. Mer foretrukket kan det amin-overflateaktive midlet være ca. 3 vekt% av det totale fluidet.

Forskjellige andre overflateaktive midler og fuktemidler som vanligvis anvendes i oljebaserte borefluider kan eventuelt inkorporeres i fluidene ifølge denne oppfinnelsen. Slike overflateaktive midler kan f.eks. være fettsyrer, såper av fettsyrer, amidoaminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolaminer, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater samt blandinger av ovennevnte. Generelt bør slike overflateaktive midler anvendes i en mengde som ikke virker inn på funksjonaliteten til fluidet ifølge denne oppfinnelsen når det anvendes som borefluid.

På samme måte kan viskositetsøkende midler, f.eks. organofile leirer, olje-løselige polymerer så som styren-butadienkopolymerer og derivater, polyamidhar-pikser, polykarboksylsyrer og såper av fettsyrer, eventuelt anvendes i blandingene med det oljebaserte borefluidet i henhold til foreliggende oppfinnelse. I én av de foretrukne utførelsene i henhold til denne oppfinnelsen kan kommersielt tilgjengelig styren-butadien-kopolymer tetningstilsats, tilgjengelig fra Goodyear, være in-korporert. Mengden av viskositetsøkende middel som anvendes i blandingen vil nødvendigvis variere i avhengighet av sluttanvendelsen av blandingen og den ønskede viskositeten for fluidet. Det vil være kjent for en fagmann på området borefluider at fluidet blir mer viskøst når mengden av viskositetsøkende middel øker. Vanligvis anvendes viskositetsøkende midler i en mengde som kan være minst ca. 0,01 volum% av borefluidet, og som kan være minst ca. 5 volum% av borefluidet.

Det oljebaserte borefluidet for blandingene ifølge denne oppfinnelsen kan videre omfatte et vektmateriale. Mengden av vektmateriale og vektmaterialets natur avhenger av den ønskede densiteten og viskositeten for det endelige fluidet. Eksempler på vektmaterialet som kan anvendes er baritt, jernoksyder, mangan-oksyder, kalsiumkarbonat og lignende materialer som skulle være kjent for fagmannen på området. Mengden av vektmateriale tilsatt til hvilket som helst spesielt borefluid vil nødvendigvis være avhengig av komponentene og den ønskede densiteten. I én illustrerende utførelsesform er mengden av vektmateriale tilstrekkelig til at det oppnås et borefluid med en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>og fortrinnsvis kan det tilsettes vektmaterialer slik at det oppnås en densitet på opptil ca. 2,34 g/cm<3>.

Tetningstilsatser kan også være inkludert i formuleringen av borefluider i henhold til denne oppfinnelsen. Egnede tetningstilsatser omfatter modifisert lignitt, polymerer, oksydert asfalt, gilsonitt, humater fremstilt ved å reagere humussyre med amider eller polyalkylpolyaminer, og andre konvensjonelle tetningstilsatser. Mengden av tetningstilsats kan variere i avhengighet av sluttanvendelesn av fluidet og ønskede egenskaper for fluidet. Typisk tilsettes tetningstilsatser i mengder som er mindre enn ca. 10 vekt% og fortrinnsvis i mengder som er mindre enn ca. 5% vekt/volum av borefluidet.

Fremgangsmåten for fremstilling av borefluidet er ikke spesielt kritisk så lenge borefluidets komponenter blandes og dispergers godt i fluidet. Generelt kan komponentene blandes sammen i hvilken som helst rekkefølgen under agiterings-betingeler. Én representativ fremgangsmåte for fremstilling av det oljebaserte borefluidet i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter at en passende mengde oljeaktig fluid og en passende mengde amin-overflateaktivt middel blandes sammen under kontinuerlig svak agitering. Når blandingen er fullstendig, kan det andre overflateaktive midlet og borefluidkomponentene beskrevet i det foregående tilsettes. Dersom det skal tilettses vektmateriale, så som de som er beskrevet i ovenfor, så tilsettes vektmaterialet typisk etter at alle andre komponenter er blandet.

En vanlig fagmann på området vil forstå anvendbarheten av de ovenfor beskrevne borefluidene ved boringen av underjordiske brønner. Én utførelse i henhold til foreliggende oppfinnelse er således anvendelse av det ovenfornevnte borefluidet og inverte emulsjonser, omfattende borefluidet i henhold til foreliggende oppfinnelse ved boring, komplettering og overhaling av olje- og gassbrøn- ner. Slike operasjoner og slik anvendelse skulle være godt kjent for fagmannen på området for borefluider og boring av underjordiske brønner generelt.

Som anvendt her, betyr betegnelsen "ikke-oljeaktig væske" enhver sub-stans som kan være en væske ved 25°C og som ikke er en oljeaktig væske som definet i det foregående. Ikke-oljeaktige væsker er ikke blandbare med oljeaktige væsker, men som er i stand til å danne emulsjoner med disse. Typiske ikke-oljeaktige væsker inkluderer vandige løsninger så som ferskvann, sjøvann eller saltløsning som inneholder uorganiske eller organiske oppløste salter, samt vandige løsninger som inneholder vann-blandbare organiske forbindelser. I én utfø-relse av denne oppfinnelsen kan saltløsninger, så som kalsiumklorid, kalsiumbro-mid, sinkbromid eller kombinasjoner derav, anvendes for å danne inverte emulsjoner. Andre overgangsmetallsalter kan vise seg å være anvendbare i denne oppfinnelsen, f.eks. sinkklorid og beslektede materialer. En klar fordel med anvendelse av disse materialene er evnen til å bygge opp vekt i borefluider uten tilsetning av faste vektmaterialer, så som de som er beskrevet i det foregående.

Mengden av ikke-oljeaktig væske i invertemulsjonsfluidet kan variere i avhengighet av det spesielle ikke-oljeaktige fluid som anvendes og den spesielle anvendelse som invertemulsjonfluidet er tiltenkt. Mengden bør ikke være så stor at den ikke kan dispergeres i den oljeaktige fasen. Typiske mengder av ikke-oljeaktig væske kan derfor være mindre enn ca. 90, fortrinnsvis mindre enn ca. 80, mer foretrukket mindre enn ca. 70 volum% av det totale fluidet.

Med referanse til beskrivelsen i det foregående kan én illustrerende utførel-sesform i henhold til foreliggende oppfinnelse være et oljebasert borefluid omfattende en oljeaktig væske og et amin-overflateaktivt middel, idet det overflateaktive midlet er til stede i mengder som er tilstrekkelig til å stabilisere reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser. I en foretrukken utførelsesform av det oljebaserte borefluidet beskrevet i det foregående har det amin-overflateaktive midlet den generelle formelen:

RNH2

hvori R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller alkylsubstituert cykloalkylgruppe, og mer foretrukket representerer R en rettkjedet eller forgrenet C12-C22alkylgruppe, blandinger og umettede derivater derav. Slike oljebaserte borefluider kan videre omfatte et vektmiddel i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et borefluid med en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>. Det illustrerende

oljebaserte borefluidet kan eventuelt omfatte et viskositetsøkende middel som er til stede i en mengde på minst 0,01% vekt/volum av nevnte borefluid. Det oljeaktige fluidet i det illustrerende oljebaserte borefluidet kan være en naturlig eller syntetisk olje, og fortrinnsvis kan det oljeaktige fluidet være valgt fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer eller kombinasjoner derav. En fagmann på området vil forstå at det oljeaktige fluidet kan være volum-hovedkomponenten i nevnte illustrerende borefluid. Det illustrerende oljebaserte borefluidet kan videre omfatte et overflateaktivt middel som kan velges fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amido-aminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolamider, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger derav.

En annen illustrerende utførelsesform i henhold til foreliggende oppfinnelse kan være et oljebasert borefluid som har fravær av en alkalisk reserve. Et slikt fluid vil omfatte en oljeaktig væske og et amin-overflateaktivt middel som kan velges slik at det overflateaktive midlet stabiliserer reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser til tross for fraværet av nevnte alkaliske reserve. Det amin-overflateaktive midlet kan ha den generelle formelen:

RNH2

hvori R kan representere en C12-C+22 alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller alkylsubstituert cykloalkylgruppe eller alternativt kan R representere en rettkjedet eller forgrenet C12-C22alkylgruppe, blandinger og umettede derivater derav. Et slikt illustrerende oljebasert borefluid kan videre omfatte et vektmiddel, idet nevnte vektmiddel kan være til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et borefluid med en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>. Det illustrerende oljebaserte borefluidet kan eventuelt omfatte et viskositetsøkende middel som kan være til stede i en mengde på minst 0,01% vekt/volum av nevnte borefluid.

I én utførelse av det illustrerende oljebaserte borefluidet kan det oljeaktige fluidet være en naturlig eller syntetisk olje, fortrinnsvis valgt fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer eller kombinasjoner derav. I tillegg til de tidligere angitte komponenter og even tuelle komponenter kan det illustrerende oljebaserte borefluidet videre omfatte et overflateaktivt middel, idet det overflateaktive midlet er valgt fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amido-aminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolamider, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger av disse.

Foreliggende oppfinnelse angår også anvendelse av borefluidene i henhold til foreliggende oppfinnelse ved dannelsen av invertemulsjoner. Invertemulsjoner bør være velkjent for en fagmann på området for borefluider og spesielt oljebaserte borefluider. Ett slikt illustrerende invertemulsjons-borefluid skulle således være egnet for anvendelse ved boring av olje- og gassbrønner på oljefelter hvor det kan påtreffes sure gasser. Et slikt invertemulsjons-borefluid omfatter et oljeaktig fluid, et ikke-oljeaktige fluid og et amin-overflateaktivt middel. Det amin-overflateaktive midlet bør være til stede i mengder som er tilstrekkelige til å stabilisere reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser. I én slik illustrerende invertemulsjon kan det oljeaktige fluid være valgt fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer eller kombinasjoner derav, idet det ikke-oljeaktige fluidet kan være en vandig løsning valgt fra ferskvann, sjøvann, organiske og uorganiske saltløsninger og koksaltløsninger, samt blandinger derav, og det amin-overflateaktive midlet har den generelle formelen:

RNH2

hvori R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C-22alkenylgruppe eller en alkylsubstituert cykloalkylgruppe. Et slikt illustrerende invertemulsjons-borefluid kan videre omfatte et vektmiddel som kan være til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et invertemulsjons-borefluid en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>.Eventuelt kan det illustrerende invertemulsjons-borefluidet omfatte et viskositetsøkende middel som kan være til stede i en mengde på minst 0,01% vekt/volum av nevnte borefluid. I tillegg til de tidligere angitte komponentene og eventuelle komponenter kan et illustrerende invertemulsjons-borefluid videre omfatte et overflateaktivt middel, idet nevnte overflateaktive middel er valgt fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amidoaminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolamider, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater eller kombinasjoner og blandinger derav.

Et annet illustrerende invertemulsjons-borefluid i henhold til foreliggende oppfinnelse kan ha fravær av en alkalisk reserve og således være egnet for anvendelse ved boring av olje- og gassbrenner på oljefelter hvor det kan påtreffes sure gasser. Et slikt illustrerende invertemulsjons-borefluid kan omfatte et oljeaktig fluid, et ikke-oljeaktig fluid og et amin-overflateaktivt middel, hvor nevnte amin-overflateaktive middel kan velges slik at nevnte amin-overflateaktive middel stabiliserer reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte invertemulsjons-borefluid i nærvær av sure gasser til tross for fravær av nevnte alkaliske reserve. I én slik illustrerende invertemulsjon kan det oljeaktige fluidet velges fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer eller kombinasjoner derav. Det ikke-oljeaktige fluidet kan være en vandig løsning valgt fra ferskvann, sjøvann, organiske og uorganiske saltløsninger og koksaltløsninger, samt blandinger derav, og det amin-overflateaktive midlet har den generelle formelen:

RNH2

hvor R representerer en C12-C22alkylgruppe, en C12-C22alkenylgruppe eller alkylsubstituert cykloalkylgruppe. Et slikt illustrerende invertemulsjons-borefluid kan videre omfatte et vektmiddel som kan være til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et invertemulsjons-borefluid en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>. Eventuelt kan det illustrerende invertemulsjons-borefluidet omfatte et viskositets-økende middel som kan være til stede i en mengde på minst 0,01 % vekt/volum av nevnte borefluid. I tillegg til de tidligere angitte komponentene og eventuelle komponenter kan et illustrerende invertemulsjons-borefluid videre omfatte et overflateaktivt middel, idet nevnte overflateaktive middel er valgt fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amidoaminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolamider, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger derav.

Foreliggende oppfinnelse kan også være rettet mot en fremgangsmåte for registrering av sure gasser i form av CO2og H2S under boringen av en underjordisk brønn hvor det kan påtreffes sure gasser som CO2og H2S. En slik fremgangsmåte omfatter: formulering av et borefluid uten alkalisk reserve, som grundig beskrevet heri; boring av en underjordisk brønn med et slikt fluid og bestemmelse av innholdet av de sure gassene som er til stede i boreflui det. Slike bestemmelser kan gjennomføres ved hjelp av gasskromatografi, titrering, fellingsmetoder/gravimetriske metoder og andre metoder som skulle være kjent for fagmannen på området.

Følgende eksempler er tatt med for å vise foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen. Det vil forstås av fagfolk på området at fremgangsmåtene som er beskrevet i eksemplene i det følgende representerer fremgangsmåter som oppfinnerne har kommet frem til at fungerer godt i utøvelsen av oppfinnelsen, og er således å regne som de foretrukne fremgangsmåter i utøvelsen av samme. I lys av foreliggende oppfinnelse vil imidlertid fagfolk på området forstå at det kan foretas mange endringer av de spesielle utførelsesformene som beskrives, og at det fremdeles kan oppnås tilsvarende resultater uten å komme bort fra rammen av oppfinnelsen.

Generell informasjon som er relevant for eksemplene

Disse testene ble gjennomført i henhold til de egnede publiserte API-pro-sedyrer og spesielt i API Bulletin RP 13B-2, 1990, hvis innhold er tatt med her som referanse. De følgende forkortelsene er anvendt i beskrivelsen av de føl-gende eksemplene: "PV" er plastisk viskositet som kan være én variabel som anvendes i beregningen av viskositetskarakteristikker for et borefluid, målt i

centipoise (cp) enheter.

"YP" er flytegrense som kan være en annen variabel som anvendes i beregningen av viskositetskarakteristikker for borefluider, målt i

pounds per 100 square feet (lb/100 ft<2>)

"GELS" er et mål på suspenderingskarakteristikkene, eller de tiksotrope egenskapene for et borefluid, målt i pounds per 100 square feet

(lb/100 ft<2>).

"E.S." er elektisk stabilitet for emulsjonen som målt ved hjelp av testen beskrevet i Composition and Properties ofDriilling and Completion Fluids, 5. utg., H. C H. Darley, George R. Gray, Gulf Publishing Company, 1988, s. 116, hvis innhold er tatt med herved referanse.

Generelt er emulsjonen mer stabil jo høyere tallet er.

"AV" er tilsynelatende viskositet som kan være en annen variabel som anvendes i beregningen av viskositetskarakteristikk for borefluid, målt i centipoise (cp) enheter.

"GELS" er et målt på suspenderingskarakteristikkene eller de tiksotrope egenskapene for et borefluid, målt i pounds per 100 square feet (Ib/

100 ft<2>).

"API F.L." er betegnelsen som anvendes for API-filtrattap i milliliter (ml). "HTHP" er betegnelsen som anvendes for fluidtap ved høy temperatur og høyt trykk, målt i milliliter (ml) i henhold til API-bulletin RP 13 B-2, 1990.

I tabellene angitt i det følgende anvendes de følgende navn og varemerker som er godt kjent på området borefluider: Claytone 38 HDG Organofil leire fra Southern Clay Products VERSACOAT I Emulgator fra M-l L.L.C.

VERSAWET I Overflateaktivt middel fra M-l L.L.C.

VERSATROL I Gilsonitt-basert tetningstilsats

Saraline 200 Paraffinisk olje fra Shell

DG-55 Viskositetsøkende leire fra M-l L.L.C.

THIX-L Polymert gelleringsviskositetsmiddel fra M-l L.L.C. EMI-521 Primært amin-overflateaktivt middel fra M-l L.L.C. EMI-526 Tetningstilsats/viskositetsøkende middel fra M-l L.L.C.

RevDust Simulerte bore-faststoffer

VERSA VB Emulgator fra M-l L.L.C.

Eksempel 1

Fluid som er illustrerende for foreliggende oppfinnelse ble formulert uten tilstedeværelse av verken vann eller kalk som komponenter i henhold til følgende formuleringer:

Det resulterende boreslammet ble varmealdret ved 82,2°C i 16 timer. Boreslammene ble deretter omrørt i 15 minutter med påfølgende varmealdring ved 204,4°C i 72 timer under rotering med 2068 kPa C02i bombe. De resulterende boreslammene hadde følgende egenskaper:

Ved gjennomgang vil en fagmann på området forstå at de ovennevnte resultatene indikerer at fluider som kan anvendes ved boringen av underjordiske brønner kan fremstilles under anvendelse av prinsippene i denne oppfinnelsen. En fagmann på området vil videre forstå at boreslammet formulert i henhold til foreliggende oppfinnelse, med fravær av kalk og vann, opprettholder egenskaper som er egnet for boreslam i nærvær av varme og karbondioksyd under høyt trykk. For prøver med og uten EMI-526 øker tilsetningen av EMI-521 reologien og gel-styrken.

Eksempel 2

Fluider som er illustrerende for foreliggende oppfinnelse ble formulert som følger:

Boreslammene i det foregående ble varmealdret ved 82,2°C i 16 timer, og de resulterende fluidene hadde følgende egenskaper:

De ovenfor aldrede boreslammene ble omrørt i 15 minutter og deretter varmealdret ved 204,4°C i 72 timer og under en atmosfære med 2068 kPa CO2og uten C02-rotering. De resulterende fluidene hadde følgende egenskaper:

Ved gjennomgang vil en fagmann på området forstå at resultatene i det foregående indikerer at fluider som anvendes ved boringen av underjordiske brønner kan fremstilles under anvendelse av prinsippene i denne oppfinnelsen. Videre vil en fagmann på området forstå at boreslammene i henhold til foreliggende oppfinnelse opprettholder de ønskede egenskapene i et boreslam selv etter at det er blitt utsatt for sur gass (karbondioksyd) og forhøyet temperatur. I nærvær av EM 1-521 hadde C02en gunstig i stedet for en ugunstig innflytelse med hensyn til reologi.

Eksempel 3

Fluider som er illustrerende i henhold til foreliggende oppfinnelse ble formulert som følger:

Formuleringene ovenfor hadde følgende egenskaper:

Boreslam-formuleringene ovenfor ble varmealdret ved 193,3°C i 16 timer. De resulterende fluidene hadde følgende egenskaper:

Ved gjennomgang vil en fagmann på området forstå at resultatene i det foregående indikerer at fluider som kan anvendes ved boringen av underjordiske brønner kan fremstilles under anvendelse av prinsippene i denne oppfinnelsen. I tillegg vil en fagmann på området forstå at i eksempel 3 er konsentrasjonen av EMI-521 redusert til 2 ppb fra 4 ppb i eksempel 2. Verken VERSACOAT I eller VERSA VB emulgatorer erstatter den delen av EMI-521. Mens de to supplerende emulgatorene ga forskjeller i reologi, var virkningen av C02på den varmealdrede reologien liten for begge de supplerende behandlede emulgatorprøvene.

Eksempel 4

Fluider som illustrerer foreliggende oppfinnelse ble formulert uten kalk og vann som følger:

De ovennevnte formuleringene hadde følgende egenskaper før varmealdring:

Det ovennevnte boreslammet ble varmealdret ved 193,3°C i 16 timer under rotering. De resulterende fluider hadde følgende egenskaper:

Ved gjennomgang vil en fagmann på området forstå at de ovennevnte

resultatene indikerer at fluider som kan anvendes ved boringen av underjordiske brønner kan fremstilles under anvendelse av prinsippene i denne oppfinnelsen. I tillegg vil en fagmann på området forstå at i eksempel 4, formuleringer 8, 9 og 10, inneholder hver totalt 6 ppb emulgatorer. For formulering 10 er 2 ppb EMI-521 en komponent. HTHP-fluidtapet for varmealdret formulering 10 ble redusert til 3,4 ml fra henholdsvis 10,4 ml og 16,6 ml for formuleringene 8 og 9. Med utgangspunkt i alle formuleringene i det foregående er den foretrukne formuleringen formulering nr. 10.

Eksempel 5

Fluid som er illustrerende for foreliggende oppfinnelse ble formulert uten kalk og vann som følger:

Alle forkortelsene i den foregående tabellen er de samme som de forkortelsene som er anvendt tidligere. I tillegg er HDF 2000 et oljeaktig fluid tilgjengelig fra Total.

Ovenstående formulering hadde følgende egenskaper:

Ovennevnte boreslam-formulering ble varmealdret ved 204,4°C i 72 timer. Det resulterende fluidet hadde følgende egenskaper:

Ved gjennomgang vil en fagmann på området forstå at de ovennevnte resultatene indikerer at oljebaserte borefluider uten alkaliske reserver som kan anvendes ved boringen av underjordiske brønner kan fremstilles under anvendelse av prinsippene i denne oppfinnelsen. I formulering nr. 11 ble dessuten HDF 2000 anvendt som det oljeaktige fluidet i stedet for Saraline 200 som ble anvendt i eksemplene foran. Dette illustrerer at vidt forskjellige oljeaktige fluider kan anvendes med godt resultat i foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 6

Et fluid som er illustrerende for foreliggende oppfinnelse ble formulert uten kalk (formulering 12), og ble sammenlignet med et fluid formulert på konvensjonell måte inklusive kalk (formulering 13). Komponentene for hvert fluid er angitt i det følgende:

Alle forkortelsene i den foregående tabellen er de samme som de forkortelsene som ble anvendt tidligere.

Hvert fluid ble veid, og ekvivalenten til 6,0 g C02ble injisert inn i begge formuleringene før varmealdring ved 204,4°C i 72 timer i forseglede beholdere. Prøvene ble avkjølt, gasstrykket ble avlastet, og prøvene ble deretter veid. Den følgende tabellen presenterer illustrerende resultater:

Ved gjennomgang av det ovenstående vil en fagmann på området forstå at karbondioksydet ble absorbert ved hjelp av en syre/base-reaksjon med kalken og omdannet til kalsiumkarbonat i formulering 13.1 motsetning til dette absorberte fluidet formulert i henhold til foreliggende oppfinnelse en ubetydelig mengde av karbondioksydgassen. Ved hjelp av slike data vil en fagmann på området forstå at en person eksempelvis kan ta prøver av boreslammet formulert i henhold til foreliggende oppfinnelse under trykk, avlaste trykket og måle tilstedeværelsen av karbondioksyd eller andre sure gasser. En fagperson vil videre forstå at en slik fremgangsmåte ikke vil kunne anvendes med konvensjonelt boreslam, så som formulering 13, ettersom det ikke finnes mulighet til å bestemme kalsiumkarbonat-inn holdet generert ved tilstedeværelsen av sur gass nede i brønnen og kalsiumkar-bonatet som kan være til stede som borkaks av kalkstein.

Selv om blandingene og fremgangsmåtene i henhold til denne oppfinnelsen er beskrevet som illustrerende og foretrukne utførelsesformer, vil det være tydelig for fagfolk på området at det kan anvendes variasjoner av fremgangsmåten som her er beskrevet uten å komme bort fra oppfinnelsens konsept og rammen for oppfinnelsen. Alle slike tilsvarende substitutter og modifikasjoner som er tydelige for fagfolk på området skal forstås å være innenfor oppfinnelsens konsept og rammen for oppfinnelsen i henhold til de følgende krav.

Claims (17)

1 . Oljebasert borefluid, karakterisert vedat det omfatter et oljeaktig fluid og et amin-overflateaktivt middel, hvor nevnte amin-overflateaktive middel har den generelle formelen RNH2 hvor R representerer en C12-C22alkylgruppe, en Ci2-C22alkenylgruppe eller en alkylsubstituert cykloalkylgruppe, og nevnte overflateaktive middel er til stede i mengder som er tilstrekkelige til å stabilisere reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser.

2. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat det nevnte amin-overflateaktive midlet har den generelle formelen RNH2 hvor R representerer en rettkjedet eller forgrenet C12-C22alkylgruppe, blandinger og umettede derivater derav.

3. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter et vektmiddel, idet nevnte vektmiddel er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et borefluid med en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>.

4. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter et viskositetsøkende middel, idet nevnte viskositetsøkende middel er til stede i en mengde på minst 0,01% vekt/volum av nevnte borefluid.

5. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte oljeaktige fluid er en naturlig eller syntetisk olje.

6. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte oljeaktige fluid er valgt fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer eller kombinasjoner derav.

7. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte oljeaktige fluid er den volummessige hovedkomponenten av nevnte borefluid.

8. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter et overflateaktivt middel, idet det overflateaktive midlet er valg fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amidoaminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolaminer, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger derav.

9. Oljebasert borefluid ifølge krav 1, karakterisert vedat borefluidet med fravær av en alkalisk reserve omfatter et oljeaktig fluid og et amin-overflateaktivt middel, hvor nevnte overflateaktive middel er valgt slik at nevnte overflateaktive middel stabiliserer reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser til tross for fraværet av nevnte alkaliske reserve.

10. Oljebasert borefluid ifølge krav 9, karakterisert vedat nevnte amin-overflateaktive middel har den generelle formelen RNH2 hvori R representerer en C12-C22alkylgruppe, en Ci2-C22alkenylgruppe eller en alkylsubstituert cykloalkylgruppe.

11. Oljebasert borefluid ifølge krav 9, karakterisert vedat nevnte amin-overflateaktive middel har den generelle formelen RNH2 hvor R representerer en rettkjedet eller forgrenet C12-C22alkylgruppe, blandinger og umettede derivater derav.

12. Oljebasert borefluid ifølge krav 11, karakterisert vedat det videre omfatter et vektmiddel, idet nevnte vektmiddel er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å gi et borefluid med en densitet på opptil ca. 2,88 g/cm<3>.

13. Oljebasert borefluid ifølge krav 12, karakterisert vedat det videre omfatter et viskositetsøkende middel, idet det viskositetsøkende midlet er til stede i en mengde på minst 0,01% vekt/- volum av nevnte borefluid.

14. Oljebasert borefluid ifølge krav 13, karakterisert vedat det nevnte oljeaktige fluidet er en naturlig eller syntetisk olje.

15. Oljebasert borefluid ifølge krav 14, karakterisert vedat det nevnte oljeaktige fluidet er valgt fra dieselolje, vegetabilsk olje, animalsk olje, mineralolje, polyalfaolefiner, langkjedede interne olefiner, lineære alfaolefiner, silikonbaserte fluider, lineære paraffinoljer, isoparaffinoljer eller kombinasjoner derav.

16. Oljebasert borefluid ifølge krav 15, karakterisert vedat det videre omfatter et overflateaktivt middel, idet det nevnte overflateaktive middel er valgt fra fettsyrer, såper av fettsyrer, amido-aminer, polyamider, polyaminer, imidazolinderivater, alkanolaminer, oleatestere, organiske fosfatestere, oksydert rå tallolje, alkylaromatiske sulfonater og sulfater, eller kombinasjoner og blandinger derav.

17. Fremgangsmåte for registrering av sure gasser i et borefluid som påtreffer slike gasser under boringen av en underjordisk brønn, karakterisert vedat den omfatter formulering av et borefluid uten alkalisk reserve, hvor borefluidet omfatter en oljeaktig væske og et amin-overflateaktivt middel, idet det overflateaktive midlet er til stede i mengder som er tilstrekkelige til å stabilisere reologien og HTHP-fluidtapsegenskapene for nevnte oljebaserte borefluid i nærvær av sure gasser; boring av nevnte underjordiske brønn med nevnte borefluid; og bestemmelse av innholdet av sur gass i nevnte borefluid.