JPH04503965A - 選択された低級カルボン酸エステル油の掘削液への使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 選択された低級カルボン酸エステル油の掘削液への使用本発明は、高い生態系許 容性と同時に優れた保存性および応用性を有する、エステル油をベースとする新 規掘削液、およびそれから調製されるインバート掘料理について開示するもので ある。新規掘削液系の重要な応用分野は、埋蔵原油および／または天然ガス資源 開発のための沖合油井である。特に、高い生態系許容性を有する技術的に使用し 得る掘削液を提供することが発明の目的である。新規掘削液系の使用は海洋環境 に特に重要であるが、それに限定されるものではない。新規元系は、例えば地熱 井、水揚削孔、地賀学的孔の掘削および採鉱産業のための掘削等の陸上掘削にき わめて一般的に使用される。また、関連する環境汚染問題は、本発明から選択さ れたエステル系掘削油液により実質的に単純化されることは、本質的に真実であ る。

油系掘削液は、油、水および微粒子固体の三相系より成る、いわゆるインバート 乳化泥として一般に用いられる。これらはＷ１０乳化タイプの配合物、すなわち 水相が不均一微分散系として連続油相中に分布する配合物である。系を全体とし て安定化し、所望の応用特性を調整するため様々な添加剤、特に乳化剤または乳 化剤系、増量剤、流動損失添加剤、アルカリ貯蔵剤、粘度調整剤等が使用され得 る。詳細は例えば、ボイド（Ｐ、　Ａ、　Ｂｏｙｄ）らの「ニュー・ベース・オ イル・ユーズド・イン・ロウ・トキシシティ・オイル・マツダ（Ｎｅｗ　Ｂａ５ ｅ　Ｏｉｌ　Ｉｊｓｅｄ　ｉｎ　Ｌｏｗ−Ｔｏｘｉｔｙ　Ｏｉｌ　Ｍｕｄｓ）　 Ｊ　、ジャーナル・オブ・ベトロリアム・テクノロジーＣ１ｏｕｒｎａｌ　ｏｆ 　ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　、１９８５年、１３７〜１４２ 頁、およびベネット（Ｒ，Ｂ、　Ｂ６ｎｎｅｔｔ）の「二ニー・ドリリング・フ リュード・テクノロジー・ミネラル・オイル−７ラド（Ｎｅｖ　Ｄｒｉｌｌｉｎ ｇ　Ｆｌｕｉｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｏｉｌ　Ｍｕｄ）　 Ｊ　、ジャーナル・オブ・ペトリアム・テクノロジー、１９８４年、９７５〜９ ８１頁、およびそれらに引用された文献を参照できる。

この様な油系泥によって生じる問題を軽減するに際し、エステル系油相の重要性 が関連する技術分野で時折認識されている。例えば、米国特許明細書第４．３７ ４．７３７号および第４，４８１，１２１号では、非汚染性油を使用する油系掘 削液が開示されている。以下のものが等価の非汚染性油として記載されているが 、それらは芳香族炭化水素がない鉱物油分画、ナンキンマメ油、大豆油、亜麻仁 油、コーン油、米糠油等の植物油、さらには鯨油などの動物油である。

列記された植物または動物起源のこれらエステル油は、例外なく天然脂肪酸のト リグリセリドであり、それらは高い環境許容性を持つことが知られ、生態学的観 点から炭化水素分画（たとえそれらが芳香族炭化水素を含まないとしても）に比 較して明かに優れている。

しかしながら、かなり興味あることに列記された米国特許明細書のいずれの実施 例にも、ここで取り上げる様なインバート掘削液へ天然エステル油を使用するこ とを記載していない。全ての場合で鉱物油分画が連続油相として使われている。

植物および／または動物起源の油は、実用性の理由で考慮されていない。この様 な油相のレオロジー的性質は、工業界で広（要請される、一方では０〜５℃、他 方では２５０℃に及ぶ広い温度範囲で制御することができない。

このタイプのエステル油は実際、以前使用されていた純炭化水素系鉱物油分画と 同様の挙動を示さない。エステル油は実際の使用でも、特にｗ１０インバート掘 削泥中で部分的加水分解を受け、その結果遊離カルボン酸が生じる。先願である ドイツ国特許出願第Ｐ３８　４２６５９．５号および第Ｐ　３８　４２　７０３ ．６号　［Ｄ８５２３　「フェルヴエンドウング・アウスゲヴエールター・エス テルオーレ・イン・ボールスピニールンゲン（Ｉ）　（Ｖｅｒｗｅｎｄｕｎｇ　 ａｕｓｇｅｖａｈｌｔｅｒ　ＥｓｔｅｒＱｌｅ　ｉｎ　Ｂｏｈｒｓｐｕｌｕｎｇ ｅｎ（Ｉ））　ＪおよびＤ　８５２４　ｒフエルヴエンドゥング・アウスゲヴ工 −ルター・エステルオーレ・イン・ボールスピニールンゲン（ＩＩ）　（Ｖｅｒ ｗｅｎｄｕｎｇ　ａｕｓｇｅｗａｈｌｔｅｒｔｓｔｅｒＱｔｅ　ｉｎ　Ｂｏｈｒ ｓｐｕｌｕｎｇｅｎ（ＩＩ））　Ｊ　］には、それによって生じる問題が記載さ れ、その解決の示唆が与えられている。

これら先願の主題は、選ばれたモノカルボン酸またはモノカルボン酸混合物と、 少な（とも２、好ましくは少な（とも４の炭素原子を持つ１価アルコールを基本 とするエステル油の使用に関するものである。先願は、それらが開示するエステ ルおよびエステル混合物により、１価反応物には新鮮な掘削液中で満足できるレ オロジー的性質が与えられるばかりでなく、選ばれた既知のアルカリ貯蔵剤を使 用することにより掘削液として作用することができ、これにより望ましくない腐 食を防止することができることを示している。アルカリ貯蔵剤のために水酸化カ ルシウムまたは石灰を添加することができ、および／または酸化亜鉛または対応 する亜鉛化合物を使用することができる。しかしながらこの場合、さらに制限を 加えることが得策である。もし油系インバート泥系の望ましくない濃厚化を実用 において防止しようとすれば、アルカリ化添加剤の量、特に石灰の量を制限しな ければならない。前記先願の開示では、規定され−る最大量は油系泥１　ｂｂｌ 当り約２　ｌｂに設定されている。

本発明の教示は、常に起きている限定エステル加水分解時に問題のないカルボン 酸およびカルボン酸塩を形成する種類のエステル油を、さきに述べたタイプの掘 削液中に使用することにより、上に述べた問題を回避することを意図している。

この発想は、１〜５炭素原子を持つ低級脂肪酸をベースとするエステル油を選択 することにより、技術的に実現される。酢酸からの対応するエステルが、ここで は特に重要である。エステル油の部分的加水分解時に形成する酢酸塩は、Ｗ２Ｏ 系を実質的に撹乱し得る乳化性を持たない。

従って第一の要旨において本発明の主題は、室温で液状であり８０℃以上の引火 点を持つＣ１−５モノカルボン酸と１価および／または多価アルコールからのエ ステルの、埋蔵原油または天然ガスの環境適合性のある開発に適し、かつ連続油 相中に乳化剤、増量剤、流動損失添加剤および好ましくはさらに通常の添加剤と 共に分散水相を含むインバート掘料理の油相または油相の成分としての使用であ る。

別の要旨において本発明は、前記目的に適し、連続油相中に上記添加剤と共に分 散水相を含み、かつ油相はＣ１−５モノカルボン酸と１価および／または多価ア ルコールとの前記エステルより少なくとも部分的に成ることを特徴とするインバ ート掘削液に関する。

本発明で使用するモノカルボン酸エステルの物性は、エステル化に使用されるア ルコール成分を選択することによって、本発明に記載される通り使用できる様に 制御される。０〜５℃においても液体であり、ポンプ送液可能である対応するエ ステル、またはエステル混合物が好ましくは使用される。０〜５℃の温度範囲で ５ＱｍＰａｓ以下の、好ましくは４０ｏＰａｓ以下のブルックフィールド（ＲＶ Ｔ）粘度を有するＣ１−５モノカルボン酸エステル、またはそれらと、いわゆる 非汚染性油からの生態系に許容される成分との混合物を油相として使用すること も好ましい。油相の粘度は好ましくは多くとも約３０ｍＰａ５である。

本発明の掘料理に使用されるＣ１−５カルボン酸エステル４．０℃以下の、好ま しくは一５℃以下の、特に−１０℃以下の凝固値（流動点および凝固点）を持つ 。同時に、特に安全性の理由で、好ましい引火点の限界値が約９０℃にあり、好 ましくは１００℃以上である様に、これらのエステルの引火点はできるだけ高（ 選ばれなければならない。

本発明に適した低級カルボン酸のエステルは、二つのサブクラスに分けられる。

第一のサブクラスでは、低級モノカルボン酸は１価アルコールの反応生成物であ る。この場合、アルコールの炭素数は少なくとも６であるが、好ましくはより高 （、すなわち少なくとも８〜１０である。エステル油の第二のサブクラスでは、 エステル形成成分として多価アルコールを使用する。ここで特に考慮すべきは２ 価〜４価のアルコールであり、好ましくは２〜６の炭素原子を持つこのタイプの 低級アルコールが特に適している。この様な多価アルコールの典型的な例はグリ コールおよび／またはプロパンジオールである。エチレングリコール、１．２− プロパンジオールおよび／または１，３−プロパンジオールが共に、特に重要で ある。多価アルコールのエステルについてここに記載された場合では、完全にエ ステル化された反応生成物が好ましいが、本発明は、特に多価アルコールの場合 はそれに限定されない。後者の場合特に、この様な高原子価多価アルコールと、 前記低級カルボン酸との部分エステルの使用も考慮される。

本発明の教示に対する最も重要なエステルは２〜４炭素原子のモノカルボン酸か ら誘導されるが、既に述べた様に、酢酸がエステル形成成分として特に重要であ る。

適当なアルコールを選択する場合、以下の追加要件を考慮することが重要である ：エステル油が実際に使用される場合、原則としてエステルの部分鹸化を排除す ることは不可能である。この結果生じる遊離カルボン酸、およびアルカリ貯蔵剤 と共に生じるカルボン酸塩に加えて、遊離アルコールが形成する。それらは部分 加水分解の後でも生態学的および毒物学的に無害であり、吸入毒物学的配慮が特 に考慮されている操作条件が保証される様に選択されなければならない。エステ ル形成に使用されるアルコールは特に、実用で予想される条件下の遊離の状態で 低い揮発性を有し、作業台上で何等の不都合も生じない。本発明で選択された、 きわめて短い鎖長のモノカルボン酸に基づくエステル油において、エステル油の 揮発性を充分に減少させるために、比較的長鎖の１価アルコールを最初から使用 することが必要である。それ故ここで議論された配慮は、本発明のエステル油が 他の混合物成分、特に他のカルボン酸エステルと配合して使用される場合、特に 重要である。本発明において、使用において部分的加水分解の後でも掘削液は生 態学的および毒物学的に無害、特に作業条件下で吸入毒物学的に無害であること が、好ましい態様において特に重要である。

遺したアルコール、特に遇した１価アルコールは天然および／または合成起源で あってもよい。直鎮および／または分枝アルコールがここで使用される。主とし て脂肪族系飽和アルコールの存在下で、鎖長は好ましくは炭素原子数８〜１５で ある。どの様な場合でも、例えば天然起源の不飽和脂肪酸、または脂肪酸混合物 の選択的還元によって得られる様なオレフィン系モノおよび／またはポリ不飽和 アルコールもまた適している。本発明によるエステル油中で、この様なオレフィ ン系モノおよび／またはポリ不飽和アルコールは、例えば２４炭素原子にまで及 ぶより高い炭素数を持つことができる。

ここで述べたエステル油は、Ｗ１０インバート泥の連続油相の全体を形成するこ とができる。一方、本発明の範囲には、本発明で規定されたカルボン酸エステル のみが油相の混合物成分を構成する工業プロセスも含まれる。実際には、既知の 油成分および／または本出願の関連する分野で既に記載された油成分のいずれも 、追加油成分として適している。特に適した混合物成分を以下に説明する。

本発明によるエステル油は、原則として、混合物成分と、どの様な望みの混合割 合でも均一に混合できる。本発明において、油相の少なくとも約２５％、特に少 なくとも約１／３がＣ１〜５−エステル油の形であることが有用である。本発明 の重要な態様において、これらのエステル油が油相の主要部分を形成する。

油相中の混合物成分 本発明のモノカルボン酸エステルとの混合物として適当な油成分は掘削液に現在 実際に使われている鉱物油であり、好ましくは芳香族炭化水素を本質的に含まず 、要求されるレオロジー的性質を持った脂肪族および／または脂環式炭化水素分 画である。ここで、引用した従来技術に関する文献、および市販されている商品 を参照のこと。

しかしながら、特に重要な混合物成分は、例えば先願（Ｄ　８５２３およびＤ　 ８５２４）に記載される様に、本発明に従って使用される場合に生態学的に許容 されるエステル油である。発明の開示を完成するため、これらエステルまたはエ ステル混合物の本質的な特性を以下に簡単にまとめる。

第一の態様において、０〜５℃で液状でポンプ送液可能な２〜１２、特に６〜１ ２の炭素原子数の１価アルコールと、１２〜１６の炭素原子数の脂肪族不飽和モ ノカルボン酸のエステル、または多くともほぼ同量の他のモノカルボン酸との混 合物からなるエステルが油相として使用される。少なくとも、個々のカルボン酸 混合物に対して約６０重量％までが脂肪族Ｃ１２〜１４−モノカルボン酸のエス テルであり、好ましくは残りのパーセンテージはより少量のより短い鎮長め脂肪 族および／またはより長い鎖長の、特にオレフィン系モノ−またはポリ不飽和モ ノカルボン酸に基づくエステル油が好ましい。０〜５℃の温度範囲で５０ｍＰａ ５以下、好ましくは４ＱｍＰａｓ以下、特に最大で約３　Ｑ　ｍＰａ５のブルッ クフィールド（ＲＶＴ）粘度を持つエステルが好ましい。掘削泥に使用されるエ ステルは一１０℃以下、好ましくは一１５℃以下の凝固値（流動および凝固点） を持ち、同時に１００℃以上、好ましくは１５０℃以上の引火点を持つ。エステ ルまたはエステル混合物中に存在するカルボン酸は直鎖および／または分枝鎖で あり、植物および／または合成起源である。それらはヤシ油、パーム核油および ／またはババス油などの対応するトリグリセリドから誘導され得る。使用される エステルのアルコール残基は特に、６〜１０の炭素原子を持つことが好ましい直 鎖および／または分枝鎖飽和アルコールから誘導され得る。これらのアルコール 成分もまた植物および／または動物起源であってよく、従って対応するカルボン 酸エステルの還元的水和によって得られる。

別の種類の特に適したエステル油は、１６〜２４炭素原子を持つ−オレフィン系 モノ−および／またはポリ不飽和モノカルボン酸、またはより少量の他の特に飽 和のモノカルボン酸とのそれの混合物および６〜１２炭素原子を持つことが好ま しい１価アルコールから導かれる。これらのエステル油もまた温度範囲０〜５℃ で液体であり、ポンプ送液可能である。特に好ましいのは、７０重量％以上、好 ましくは８０重量％以上、特に９０重量％以上が、１６〜２４炭素原子のオレフ ィン系不飽和カルボン酸から誘導されたそのようなエステルである。

ここでもまた、凝固値（流動および凝固点）は−１０℃以下、好ましくは一１５ ℃以下にあり、−万引火点は１００℃以上、好ましくは１６０℃以上である。０ 〜５℃の温度範囲で掘削泥に使用されるエステルは５５ｍＰａ５を越えない、好 ましくは４５　ｍＰａ５を越えないブルックフィールド（ＲＶ　Ｔ）粘度を持つ 。

このタイプのエステル油に対して二つのサブクラスが定義される。

第一のサブクラスにおいて、エステル中に存在する不飽和Ｃ１６〜２４−モノカ ルボン酸基は３５重量％を越えない量で、オレフィン系ジーおよびポリ不飽和酸 から誘導され、好ましくは少なくとも約６０重量％の酸基はオレフィン系モノ− 不飽和である。第二の態様では、エステル混合物中に存在するＣ１６−２４−モ ノカルボン酸は４５重量％以上、好ましくは５５重量％以上の量でオレフィン系 ジーおよび／またはポリ不飽和酸から誘導される。もしエステル混合物中に存在 する１６〜１８の間の炭素原子を持つ飽和カルボン酸が約２０重量％以下、特に 約１０重量％以下の量に達するならば有用である。しかしながら、飽和カルボン 酸エステルは酸残基中により低い炭素数を持つことが好ましい。存在するカルボ ン酸残基は植物および／または動物起源であってよい。植物出発物質は例えば、 パーム油、ナンキンマメ油、ヒマシ油および特にナタネ油である。

動物起源のカルボン酸は特に、ニシン油などの魚油の対応混合物である。

しかしながら最終的には、適した混合物成分は併願［Ｄ　８６０７エステル・フ ォノ・カルボン酸混合物・ミ・ソトレーラー・ケ・ンテンランゲ・アルス・ベス タンタイル・デア・オルファーゼ・イン・インベルトーボーアスビュールシュレ ーメン（Ｅｓｔｅｒ　ｖｏｎＣａｒｂｏｎｓａｕｒｅｎ　ｍ１ｔｔｌｅｒｅｒ　 Ｋｅｔｔｅｎｌａｎｇｅ　ａｌｓ　Ｂｅ５ｔａｎｄｔｅｉｌ　ｄｅｒｏｌｐｈａ ｓｅ　ｉｎ　Ｉｎｖｅｒｔ−Ｂｏｈｒｓｐｔｌｌｓｃｈｌ釦ｍｅｎ）コに記載さ れる、好ましくは温度範囲θ〜５℃でまた液状でありポンプ送液可能な、６〜１ １炭素原子を持つ合成または天然起源のモノカルボン酸と、１価−および／また は多価アルコールとのエステルである。本発明の開示を完全にするため、この点 に関して上記併願を参照するが、その内容はここでもまた本開示の主題とされて いる。

インバート掘削液の別の混合物成分 連続油相として鉱物油と共に現在側われている、インバート掘料理のコンディシ ョニングおよび実際の使用のための通常の混合物成分の全てをここで検討する。

分散した水相に加えて、乳化剤、増量剤、流動損失添加剤、増粘剤およびアルカ リ貯蔵剤をここで検討する。

本発明の特に重要な態様において、出願人の先願［Ｄ　８５４３オレフイーレ・ バシッシェ・アミンフェルビンドゥンゲン・アルス・アディティフ・イン・イン ベルトーボールスビニールシュレーメン（Ｏｌｅｐｈｉｌｅ　ｂａｓｉｓｃｈｅ 　Ａｍｉｎｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｅｎ　ａｌｓ　Ａｄｄｉｔｉｖ　ｉｎ　ｒｎｖ ｅｒｔ−Ｂｏｈｒｓｐｕｌｓｃｈｌａｍｅｎ）　］　の主題であるこれらのエス テル油系インバート掘削液の追加的内容もまた利用する。

この先願の教示は、エステル油系インバート掘削液中に、使用時にエステル部分 加水分解により大量の遊離カルボン酸が生成し、次第に増加する場合でも、掘削 液の所望レオロジー的データを必要範囲に維持するに適した追加添加剤を使用す るという概念に基づいている。これらの遊離したカルボン酸は無害な形で捕捉さ れるばかりでな（、これらの遊離カルボン酸をさらに、好ましくは系全体に対し て安定化性または乳化性を持つ有用成分に再生することが可能でなければならな い。この教示によれば、顕著な親油性と水に対して高々限られた溶解度を持ち、 カルボン酸と塩を形成することのできるアルカリ性アミン化合物が油相の添加物 として使用できる。親油性アミン化合物は同時に、少なくとも部分的にインバー ト掘削液のアルカリ貯蔵剤として使用できるが、それらはまた従来のアルカリ° 貯蔵剤、特に石灰とも併用される。少なくとも芳香族成分がほとんどない親油性 アミン化合物の使用が好ましい。特に、カルボン酸と塩を形成することができる 、一つまたはそれ以上の窒素基を含む、オレフィン不飽和であってよい脂肪族、 脂環式および／または複素環式の親油性塩基性アミン化合物を使用できる。好ま しい態様では、これらのアミン化合物の室温での水溶性は高々約５重量％であり 、有用なものは１重量％以下である。

少な（とも主として水不溶であり、また限られた割合でアルコキシル化され、お よび／または特に水酸基で置換され得る１級、２級および／または３級アミンが これらアミン化合物の典型的な例である。別の例は、対応するアミノアミドおよ び／または環構成員として窒素を含む複素環式化合物である。例えば、好ましく は８〜３６炭素原子、特に１０〜２４炭素原子の少なくとも一つの長鎖炭化水素 基を持ち、同時にオレフィン性モノ−またはポリ不飽和であり得る塩基性アミン 化合物が適当である。親油性塩基性アミン化合物は約１０　ｌｂ／ｂｂｌまでの 量、好ましくは約５１ｂ／ｂｂ１までの量、特に約０．１〜２　ｌｂ／ｂｂｌの 量で掘削液中に添加される。

この様な親油性塩基性アミン化合物の使用は、多分Ｗ１０インバート系における 乱れと、エステル加水分解による遊離脂肪酸の生成に起因し得る渡糸の濃厚化を 効果的に防止することができる。

本発明の教示において加水分解開裂で際だったＯ／Ｗ乳化効果のある脂肪酸、ま たは脂肪酸塩を生じる長鎖カルボン酸のエステルが混合物成分として使用される ならば、この様な問題と関連して前記先願第Ｐ　３８　４２　６５９．５号およ び第Ｐ　３８　４２　７０３゜６号に詳細に記載された様に、本発明による方法 においてもアルカリ貯蔵剤に関する基準が考慮されなければならない。この様な エステル混合物が使用される場合、以下のことが当てはまる。

本発明による使用の好ましい態様では、油系泥中に相当量の無機および／または 有機的性質を有するきわめて親水性の高い塩基を使用しないよう注意する。特に 、本発明ではアルカリ水酸化物、またはジェタノールアミンおよび／またはトリ エタノールアミンの様な、きわめて親水性の高いアミンの使用を避ける。石灰も アルカリ貯蔵剤として有効に使用され得る。従って使用する石灰の最大量を約２ １ｂ／ｂｂｌに制限することが有用であり、掘削泥中の石灰含有量をこ゛れより 若干低め、例えば約１〜１．８　ｌｂ／ｂｂｌ　（石灰／掘削液）に制御するこ とが好ましい。他の既知のアルカリ貯蔵剤が石灰に加えて、または石灰の代わり に使用できる。特にここで、酸化亜鉛の様なより塩基性の低い金属酸化物を例示 できる。これらの酸捕捉剤が使用される場合でも、粘度の増加、従ってレオロジ ー的性質の低下を伴う掘削液の望ましくない尚早な老化を防止するため、使用す る量が余り多くならない様に注意する。本発明によるプロセスについてここで議 論した特別の特徴は、高い活性の。／Ｗ乳化剤の望ましくない生成を防止し、ま たは少なくとも制限し、そのため、熱的老化がある場合でも優れたレオロジー的 性質が充分長い使用時間にわたって保たれるということである。

以下の事項もまた適用される。

このタイプのインバート掘料理は、連続油相と共に微分散した水相を一般に約５ 〜４５重量％、好ましくは約５〜２５重量％の量で含む。約１０〜２５重量％の 分散水相が特に有用である。

本発明による好ましいインバート掘料理のレオロジーには以下のレオロジーデー ターが当てはまる。それぞれ５０”Ｃで測定して塑性粘度（ｐｖ）約１０〜６０ 　ｍＰａ５．好ましくは約１５〜４　ＱｍＰａｓ；降伏点（ＹＰ）　約５〜４０ 　ｌｂ／１００ｆｔ２、好ましくは約１０〜２５１ｂ／　１００　ｆｔ２゜これ らのパラメーターの測定と使用測定法、および二二に記載されるインバート掘削 液の従来のその他の組成について、詳細は上に引用した従来技術の明細書を参照 のこと。また、例えば当業者が自由に入手できるＮＬバロイド社（ＮＬ−Ｂａｒ ｏｉｄ　Ｃｏ、、英国ロンドン在）のハンドブック「マニュアル・オブ・ドリリ ング・フリユーズ・テクノロジー（ｉｌａｎｕａｌ　ｏｆ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　 ＦｌｕｉｄｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｊ　、特にその「マッド・テスティング ートールズ・アンド・テクニックス（Ｍｕｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　−Ｔｏｏｌｓ　 ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）　Ｊおよび「オイル・マッド・テクノロジー（ Ｏｉｌ　Ｍｕｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｊの童にも充分に記載されている。

要約すると、本発明の開示を完結する目的で以下のことが言える。

”実際に使用され得る乳化剤は、要求されるＷ１０エマルジョンを形成するのに 適した系である。特に、選択された親油性脂肪酸塩、例えばアミドアミン化合物 に基づくものが挙げられる。これらの例は既に引用した米国特許第４，３７４， ７３７号、およびそこに引用された文献に記載されている。特に適した乳化剤は 、ＮＬ−バロイド社によってｒＥＺ−マル（ｍｕｌ）Ｊの商標で発売されている 製品であ二のタイプの乳化剤は高度濃縮活性物質配合剤として市販されており、 例えばエステル油相に対して約２．５〜５重量％、特に約３〜５重量％の量で使 用される。

実際には、親油化された亜炭（リグナイト）が特に流動損失添加剤として、従っ て特に採掘孔の壁にきわめて液体不透過性膜の濃厚被覆を形成するために使用さ れる。適当な量は、例えばエステル油相に対して約１５〜２０　ｌｂ／ｂｂｌ、 または約５〜７重量％である。

このタイプの掘削液に従来使用されている増粘剤は、カチオン変性されたベント ナイトの微粉末であり、エステル油相に対して特に約８〜１０　ｌｂ／ｂｂｌ、 または約２〜４重量％の量で使用され得る。

必要な圧力補償を行うために、関連した出願で従来使用されている増量剤は重晶 石（パライト）であり、添加される量は個々の場合で予想される掘削条件によっ て変化する。例えば、パライトを添加することにより掘削液の比重を２．５の値 まで、好ましくは約１３〜１．６の値まで増加させることが可能である。

これらのインバート掘削液中の分散水相に可溶性塩を加えることができる。塩化 カルシウムおよび／または塩化カリウムがここでは主に用いられ、室温で水相を 可溶性塩で飽和させることが好ましい。

上記乳化剤または乳化剤系は、無機増量剤の油温潤性改良にも随意に使用できる 。既に述べたアミノアミドに加えて、追加例としてアルキルベンゼンスルホネー トおよびイミダシリン化合物がある。

関連する先行技術に関する追加的情報は以下の公報に見られる二ＧＢ　２，１５ ８，４３７、ＥＰ　２２９，９１２およびＤＥ　３２　４７１２３゜ 記載されたタイプのエステル油を用いて本発明により製造された掘削液は、既に 記載した利点に加えて顕著に改善された潤滑性でも優れている。これは、例えば 非常に深い井戸で掘削棒の経路、即ち採掘孔が垂直からずれる場合に特に重要で ある。回転する掘削棒は採掘孔壁とわずかに接触し、作業中に埋められる。本発 明により油相として使用されるタイプのエステル油は、従来使用されている鉱物 油よりかなり良い潤滑性を持っている。これは本発明のもう一つの利点である。

実施例 以下の実施例において、インバート掘削液は以下の基本配合を用いて通常の方法 で調製した。

２３０　ｍｌ　エステル油 ２６ｍ１水 ６ｇ　親油性ベントナイト（ＮＬバロイド社製ジェルトン（Ｇｅｌｔｏｎｅ）　 ＩＩ） １２ｇ　親油性リグナイト（ＮＬバロイド社製デュラトン（Ｄ　ｕｒａｔｏｎｅ ）　） ｘｇ　石灰（Ｘ＝１または２） ６ｇ　ｗ１０乳化剤（ＮＬバロイド製ＥＺ−フルＮＴ）３４６ｇ　パライト（Ｂ 　ａｒｙｔ） ９．２　ｇ　ＣａＣ１２Ｘ　２Ｈ２０ この配合で約１．３５ｇの石灰が２　ｌｂ／ｂｂｌに対応する。

使用成分から、既知の方法でエステル油相を変えてＷ１０インバート掘削液を調 製した後、未老化処理材料、ついで老化処理材料の粘度を次のように測定した。

ＮＬバロイド社より供給されたファン（Ｆ　ａｎｎ）−３５粘度計による５０℃ での粘度測定。塑性粘度（ＰＶ）　、降伏点（ＹＰ）およびゲル強度（ｌｂ／１ ００ｆｔりを１０秒後および１０分後に既知手順で測定。

老化処理はオートクレーブ、いわゆるローラーオーブン中、１２５℃で１６時間 処理して行った。

以下のレオロジー的特性を持つ酢酸イソトリデシルをエステル油として使用した 。２０℃での粘度５ｍＰａ５．５０℃での粘度２，１ｍＰａ５．凝固点−１０℃ 以下。

以下の実施例１では、基本配合に使用された石灰の量は２ｇであり、実施例２で はこの石灰の量は１ｇに減らした。

未老化処理材料、および老化処理材料について測定した値を次の一表に挙げる。

実施例１ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　３１　３３ 降伏点（ＹＰ）　１１　１３ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） １０秒　６７ １０分　９９ 実施例２ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　２４　２５ 降伏点（ＹＰ）　１４　１２ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） １０秒　５５ １０分　８７ 実施例１および２の基本配合では、油相／水相比率は９０／１０である。別な試 験ではエステル油／水比率は８０／２０に変えた。

以下の実施例３および４では、以下の基本配合に従って酢酸イソトリデシル系エ ステル油を使用してインバート掘削液を調製した。

２１０　ｍｌ　エステル油 ４８．２ｇ水 ６　ｇ　親油性ベントナイト（オムニゲル（Ｏｍｎｉｇｅｌ））１３　ｇ　親油 性リグナイト（ＮＬバロイド製デュラトン）２　ｇ　石灰 ８　ｇ　ｗｌｏ−乳化剤（ＮＬバロイド製ＥＺ−フルＮＴ）２７０ｇ　パライト ２０　ｇ　ＣａＣｌ２Ｘ２＋！２０ 実施例１および２と同様、最初に未老化処理材料、ついで老化処理材料（ローラ ーオーブン中１２５℃で１６時間）について粘度を測定した（実施例３）。

別な試験配合（実施例４）では、実施例３の基本配合に２ｇの親油性の高いアミ ン（ヘンケルＫＧａＡの製品「アラフェン（Ａｒａｐｈｅｎ）　Ｇ　２　Ｄ　Ｊ 　、エポキシ化Ｃ１２／１４−アルファーオレフィンとジェタノールアミンの反 応生成物）を加えた。粘度特性は最初に未老化処理材料、次いで老化処理材料に ついて測定した。

実施例３ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　３４　３６ 降伏点（ＹＰ）　５２　５１ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） １０秒　２５２３ １０分　３７３５ 実施例４ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　３１　３４ 降伏点（ＹＰ）　３６　３２ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ”） 実施例５ 天然起源の対応するプレ脂肪酸分画の還元によって調製したＣ６−１０アルコー ル分画（ヘンケルＫＧａＡの製品「ロロル・チクニッシュ（Ｌｏｒｏｌ　ｔｅｃ ｈｎｉｓｃｈ）　Ｊ　）と酢酸とのエステル混合物をエステル油として使用した 。エステル泥に対する基本配合は実施例２の配合に対応した。

粘度データを測定し、先の実施例に示される通り老化処理した。

以下の粘度を測定した。

未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘！　（ＰＶ）　２８　２９ 降伏点（ＹＰ）　１７　２０ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ’） １０秒　９９ １０分　２４１４ 実施例６〜８ 実施例１および２の基本配合に従って３つの酢酸イソトリデシル系掘削液を製造 した（油相／水＝９０／１０）。先の実施例と同様、調製直後と、ローラーオー ブン中、１２５℃で１６時間老化処理後のレオロジーデータを測定した。

、第１の泥には石灰を添加せず（実施例６）、第２の泥（実施例７）では２ｇの 石灰を使用し、一方、第３の泥（実施例８）では、２ｇの石灰をきわめて親油性 の強いアミン「アラフェン（Ａ　ｒａｐｈｅｎ）　Ｇ　２ＤＪ　Ｉｇと共に使用 した。

それぞれの場合で測定したレオロジーデータは以下の通りであった。

実施例６ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　２８　３０ 降伏点（ＹＰ）　１５　９ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） 実施例７ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度ＣＰＶ’）　３０　２９ 降伏点（ＹＰ）　１３　１７ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） 実施例８ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性ｕＫ　（ＰＶ）　２５　２５ 降伏点（ＹＰ）　１２　８ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ”） 実施例９〜１１ 以下の比較試験では、酢酸イソトリデンル系掘削液を、実施例６〜８の基本配合 で以下の通り組み合わせた：実施例９、石灰１ｇ添加；実施例１０、石灰２ｇ添 加；実施例１１、石灰２ｇ＋「アラフェンＤ２ＤＪ　１ｇ添加。

しかしながらこれらの泥を、ローラーオーブン中１２５℃で７２時間老化処理し た。それぞれの場合で老化処理材料、未老化処理材料について測定されたデータ は以下の通りである。

実施例９ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　３０　３７ 降伏点（ＹＰ）　１５　１６ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） １０秒　７７ １０分　１１１０ 実施例１０ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（ＰＶ）　２８　３４ 降伏点（ＹＦ）　１６　１３ ゲル強度Ｏｂ／１００ｆｔ２） １０秒　６６ １０分　１０１０ 実施例１１ 未老化処理材料　老化処理材料 塑性粘度（Ｐｔ’）　２９　３６ 降伏点（ＹＰ）　１１　１４ ゲル強度（ｌｂ／１００ｆｔ２） １０秒　７６ １０分　１０１０ 国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９０００３４２ Ｓ＾　３４８７５

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．室温において液体であり８０℃以上の引火点を持つ、Ｃ１−５モノカルボン 酸と１価および／または多価アルコールからのエステルの、埋蔵原油および天然 ガスの環境適合性のある開発に適し、かつ連続油相中に乳化剤、増量剤、流動損 失添加剤および好ましくはさらに通常の添加剤と共に分散水相を含むインバート 掘削液の油相の成分としてのまたは油相としてのエステルの使用。
2. ２．０〜５℃の温度範囲においてもポンプ送液可能であり、液体であるエステル 、またはエステル混合物を使用することを特徴とする請求項１記載の態様。
3. ３．０〜５℃の温度範囲において５０ｍＰａｓを越えず、好ましくは４０ｍＰａ ｓを超えず、最も好ましくは約３０ｍＰａｓのブルックフィールド（ＲＶＴ）粘 度を持つＣ１−５モノカルボン酸エステル、またはそれの生態系に許容される成 分（非汚染油）との混合物を、油相として使用することを特徴とする請求項１お よび２記載の態様。
4. ４．掘削泥に使用されるＣ１−５カルボン酸エステルは、９０℃以下でない、好 ましくは１００℃以上の引火点と同時に０℃以下、好ましくは−５℃以下、特に −１０℃以下の凝固値（流動および凝固点）を持つことを特徴とする請求項１〜 ３記載の態様。
5. ５．少なくとも６炭素原子の、好ましくは少なくとも８炭素原子の１価アルコー ルからのＣ１−５カルボン酸エステルを、および／またはこれらの酸と、好まし くは２〜６炭素原子を持つ２価〜４価アルコールとのエステルを使用することを 特徴とする請求項１〜４記載の態様。
6. ６．グリコールおよび／またはプロパンジオールのような多価アルコールをエス テルとして使用することを特徴とする請求項１〜５記載の態様。
7. ７．２〜４炭素原子を持つモノカルボン酸のエステル、特に酢酸エステルを使用 することを特徴とする請求項１〜６記載の態様。
8. ８．他のエステル油との混合物中に、作業条件下の部分加水分解の後でも生態学 的および毒物学的に無害、特に吸入毒物学的に無害であるエステル系混合物を使 用することを特徴とする請求項１〜７記載の態様。
9. ９．主として脂肪族飽和アルコールの存在下では鎖長が８〜１５炭素原子である が、オレフィン系モノ−および／またはポリー不飽和アルコールの場合はより高 い炭素数、例えば約２４までの炭素原子に至る炭素原子数である、天然および／ または合成起源の１価アルコールからのエステルを使用することを特徴とする請 求項１〜８記載の態様。
10. １０．それ自体好ましくは既に−１０℃以下、より好ましくは−１５℃以下の凝 固値（流動および凝固点）を持ち、同時に１００℃以上の引火点を持つエステル 油であって、２〜１２、好ましくは６〜１０炭素原子を持つ１価アルコールと、 １６〜２４炭素原子を持つオレフィン系モノ−および／またはポリ不飽和モノカ ルボン酸とのエステル油が連続油相中のエステル系混合物成分として存在するこ とを特徴とする請求項１〜９記載の態様。
11. １１．７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、特に９０重量％以上の１６ 〜２４炭素原子を持つオレフィン系不飽和カルボン酸から誘導され、同時に特に ０〜５℃の温度範囲で５５ｍＰａｓを越えない、好ましくは４５ｍＰａｓを越え ないブルックフィールド（ＲＶＴ）粘度を持つオレフィン系不飽和カルボン酸エ ステルを、低級カルボン酸のエステルと共に混合物成分として使用することを特 徴とする請求項１０記載の態様。
12. １２．混合物成分として使用される不飽和モノカルボン酸からのエステルが３５ 重量％までオレフィン系ジ−およびポリ不飽和酸から誘導され、少なくとも約６ ０重量％がオレフィン系モノ不飽和であり、および／または４５重量％以上、好 ましくは５５重量％以上がオレフィン系ジ−および／またはポリ不飽和酸から誘 導されることを特徴とする請求項１０および１１記載の態様。
13. １３．一価および／または多価アルコールでエステル化されている、６〜１６炭 素原子を持つ脂肪族飽和モノカルボン酸のエステルを混合物成分として使用する ことを特徴とする請求項１〜９記載の態様。
14. １４．カルボン酸エステルまたはエステル混合物をアルカリ貯蔵剤と共にインバ ート掘削泥中に使用し、石灰が特に好ましいアルカリ貯蔵剤であることを特徴と する請求項１〜１３記載の態様。
15. １５．エステルまたはエステル混合物を、遊離カルボン酸と塩を形成することが 可能な、明白な親油性質を持ち高々限られた水への溶解度を持つアミン化合物と 共にインバート掘削液に使用することを特徴とする請求項１〜１４記載の態様。
16. １６．連続エステル系油相と共に、徴分散水相を約５〜４５重量％の量、好まし くは約５〜２５重量％の量で含む掘削液中にエステルを使用することを特徴とす る請求項１〜１５記載の態様。
17. １７．埋蔵原油または天然ガスの環境適合性のある開発に適し、連続油相中に乳 化剤、増量剤、流動損失添加剤および好ましくはさらに従来の添加剤と共に分散 水相を含むインバート掘削液であって、油相は室温で液体であり８０℃以上の引 火点を持ち、Ｃ１−５モノカルボン酸と１価および／または多価アルコールとの エステルを、好ましくは生態系に許容される化合物（非汚染油）のクラスからの 他の成分との混合物で含むことを特徴とするインバート掘削液。
18. １８．Ｃ２−４モノカルボン酸、特に酢酸と、少なくとも８の炭素原子を持つ１ 価アルコール、および／または特に低級２価〜４価アルコールとの対応するエス テルが油相に存在することを特徴とする請求項１７記載のインバード掘削液。
19. １９．Ｃ１−５カルボン酸のエステル油が油相の少なくとも約２５重量％、好ま しくは約１／３、特に大部分を構成することを特徴とする請求項１７および１８ 記載のインバート掘削液。
20. ２０．油系泥は、好ましくは石灰、および／または酸化亜鉛の様な他の同等の金 属酸化物、および／またはカルボン酸と塩を形成することが可能で、明確な親油 性質を持ち高々限られた水への溶解度を持つ塩基性アミン化合物が存在するアル カリ貯蔵剤を含み、かつ特に相当量のアルカリ水酸化物の様なきわめて親水性の 高い塩基、またはジエタノールアミンの様なきわめて親水性の高いアミンが掘削 液中に存在しないことを特徴とする請求項１７〜１９記載のインバート掘削波。
21. ２１．それぞれ５０℃で測定して約１０〜６０ｍＰａｓの塑性粘度（ＰＶ）と、 ５〜４０１ｂ／１００ｆｔ２の降伏点（ＹＰ）を持つことを特徴とする請求項１ ７〜２０記載のインバート掘削液。
22. ２２．分数した水部分が約５〜４５重量％を、好ましくは約１０〜２５重量％を 構成し、溶液中にＣａＣｌ２および／またはＫＣ１の様な塩を特に含むことを特 徴とする請求項１７〜２１記載のインバート掘削液。
23. ２３．０〜５℃の温度範囲でインバート泥の油相は５０ｍＰａｓ以下の、好まし くは４０ｍＰａｓを越えないブルックフィールド（ＲＶＴ）粘度を持つことを特 徴とする請求項１７〜２２記載のインバート掘削液。