PT97892A - Processo para a preparacao de composicoes escoaveis a base de diesteres de acido carbonico, para o tratamento de furos de sondagens - Google Patents

Description

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A invenção refere-se a novas composições para o trja tamento de furos de sondagens, escoáveis em condições normai que são preparadas mediante a utilização simultânea duma fase oleosa. Oomo exemplo característico duma composição de tr tamento do tipo citado, descreve-se, em seguida, a invenção com base em composições de lavagem dos furos de sondagens e nas lamas de lavagem dos furos assim produzidas. O sector té nico de aplicação da variante dos líquidos auxiliares de aco do com a invenção do tipo aqui descrito não se limita, contu do, ao mencionado sector técnico. Interessam também, em espe ciai, os sectores dos fluídos de prospecção, os removedores, os líquidos auxiliares para o processamento e a activação e para a fracturação.

Heste caso, mediante a invenção, consideram-se tam bém tanto os líquidos auxiliares do tipo mencionado, que são baseados em óleo, ou seja, que operam com uma fase oleosa fe chada, como também os líquidos auxiliares, nos quais a fase oleosa é emulsionada numa fase fechada especialmente aquosa.

Os líquidos para lavagem dos furos de sondagens ou as lamas de lavagem dos furos delas formadas são, neste caso, exemplos característicos das diversas possibilidades.

Oonhecem-se, por um lado, os líquidos de lavagem à base de água com um teor compreendido entre cerca de 1% e 50% de fase oleosa em emulsão - além das outras substâncias auxiliares usuais numa composição de lavagem de furos desse tipo -, as quais sao designadas por composições de lavagem em emulsão. Por outro lado, existem na aplicação prática, em larga escala, os sistemas de lavagem à base de óleo, nos quais 0 óleo forma a fase escoável ou então pelo menos a proporção preponderante da fase escoável. Q}êm especial importância, ne te caso, as assim chamadas lamas de perfurações invertidas, que, na base de emulsões do tipo água-emóleo, contêm uma fase aquosa dispersa na fase oleosa fechada. 0 teor de fase - 4 -,

aquosa dispersa fica usualmente compreendido no intervalo en tre cerca de 5% e 50$ em peso. A invenção refere-se igualmer te aos dois sectores técnicos aqui representados para os sis temas de lavagem à base de óleos, como as composições de lavagem baseadas em água, à base de emulsões. A utilização das novas composições de tratamento dos furos de sondagens escoáveis tem particular importância na exploração de jazidas de petróleo e de gás natural, em es pecial nas regiões marítimas, no entanto nao se limita a estes sectores. Os novos sistemas podem ter também uma aplicação geral nas explorações por perfurações em terra, por exem pio nas perfurações em geotermia, nas perfurações para obten ção de água na realização de perfurações científicas e nas perfurações no sector mineiro.

Estado da técnica

Os sistemas de líquidos para furos de sondagens, para a realização de perfurações em rochas mediante a aplica ção de resíduos de perfurações dissolvidos são, como se sabe, limitados aos sistemas fluídos espessados que podem ser enquadrados numa das três classes seguintess- LÍquidos de perfurações puramente aquosos, sistemas de perfurações à base de óleo, que são geralmente empregados como as assim chamadas lamas invertidas de emulsão, e preparações do género de emulsões do tipo de óleo-em-água baseadas em água, que na fase aquosa fechada contêm uma fase oleosa heterogénea e finamente dispersa. jl.

As composições de lavagem dos furos de sondagens à base duma fase oleosa fechada são geralmente produzidas como um sistema de três fases;- óleo, água e substâncias sólidas finamente dispersas. Heste caso, a fase aquosa está finamente dispersa, duma maneira heterogénea, na fase oleosa fechad

I 1' $ 5 , Ê prevista uma pluralidade de aditivos, em especial emulsio-nantes, cargas, aditivos de reposição por perda de fluído, reservas de compostos alcalinos, agentes reguladores da viscosidade e semelhantes. A respeito de pormenores indica-se, por exemplo, a publicação de P. A. Boyd e outros, "New Base Oil Used in Low-Toxicity Oil Muds", Journal of Petroleum Technology, 1985, 137 a 14-2, assim como R. B. Bennett "Eew Drilling Pluid Technology - Mineral Oil Mud", Journal of Petroleum Technology, 1984, 975 a 981, assim como a literatura técnica mencionada nas referidas obras.

Os líquidos de tratamento dos furos de sondagens â base de sistemas de emulsões do tipo de óleo-em-água, baseadas em água ocupam uma posição intermédia, quanto às suas pro priedades de uso, entre os sistemas aquosos puros e as lamas de inversão à base de óleo. Informações técnicas pormenoriza das encontram-se na literatura especializada referida; consultar, por exemplo, o Manual Técnico de George E. Gray e H. 0. H. Darley "Oomposition in Properties of Oil Well Brilling Fluids", 4â. edição, 1980/81, Gulf Publishing Oompany, Hous-ton, e a vasta literatura técnica e patentes citadas nesta obra, assim como o Manual "Applied Brilling Engineering", de Adam T. Bourgoyne Jr. e outros, Pirst Printing Society of Pe troleum Engineers, Eiehardson, Texas (E.U.A.).

As fases oleosas das composições de lavagem dos fu ros de sondagens do tipo aqui descrito e outras composições de tratamento dos furos de constituição semelhante são actua mente formadas quase exclusivamente por fracções de óleos mi nerais. Relacionados com este aspecto existe na prática uma considerável poluição do meio ambiente, quando por exemplo as lamas das perfurações atingem directamente o meio ambiente ou através das rochas perfuradas. Os óleos minerais são decomponíveis sómente de forma difícil e não são praticamen-te decomponíveis em ambiente anaeróbico e, portanto, devem - 6 ;! * ser considerados como uma poluição de longo prazo. s

Recentemente surgiram algumas propostas para a redução desta problemática. Assim, as patentes norte-americana US. 4 374 737 © 4 481 121 descrevem líquidos de perfuração invertidos, à base de óleo, nos quais devem ser utilizados os assim chamados óleos não poluentes. Gomo óleos não polui-dores mencionam-se em série e com 0 mesmo valor, as fracções de óleos minerais isentos de compostos aromáticos e ainda os óleos ésteres de origem vegetal e animal. No caso dos referi dos óleos de ésteres trata-se de triglicéridos de ácidos gor dos naturais, que, como se sabe revelam uma elevada compatibilidade com 0 meio ambiente e possuem uma nítida superioridade em relação às fracções de hidrocarbonetos, por motivos ecológicos. A depositante descreve, num grande número de pedidos de patente anteriores, propostas para a substituição das fracções de óleos minerais por fases oleosas facilmente de-componíveis e ecologicamente compatíveis. Neste caso iiustram--se três diferentes tipos de óleos de substituição, que também se podem utilizar em mistura duns com os outros, frata--se neste caso, de ésteres de ácido carbónico oleofílico se-leccionados, pelo menos trata-se de álcoois escoáveis, ampla mente insolúveis em água nas condições operacionais e dos res pectivos éteres. Sumariamente, refere-se neste caso os pedidos alemães de patente mais antigos; P 38 42 659*5, (D 8523)» P 38 42 703*6 (D 8524), P 39 07 391*2 (D 8606), P 39 07 392.' (D 8607), P 39 03 785*1 (D 8543), P 39 03 784.3 (D 8549), P 39 11 238.1 (D 8511) e P 39 11 299*3 (D 8539)* Todos os pe didos de patente mais antigos, aqui citados, referem-se ao sector técnico de sistemas de lavagem de furos de sondagens à base de óleo, em especial do tipo inverso, tipo água-em--óleo. As composições de emulsões para furos à base de água, com utilização de fases oleosas de maior car>acidade de decog encontram-se descritas nos seguintes pedidos de patente anteriores:- P 39 15 876.4- (D 8704.), P 39 15 875-6 (D 8705) e P 39 16 550.7 (D 8714·). 0 objectivo da invenção e a sua solução técnica A invenção parte do objectivo de aplicar, nas composições de tratamento dos furos de sondagens, do tipo aqui mencionado, como fase oleosa, peló menos parcialmente uma cias se de substâncias, cuja utilização não foi ainda descrita pa ra este sector técnico de utilização. Neste caso, a invenção pretende pôr à disposição, simultaneamente, no sentido das ideias do objectivo dos referidos numerosos pedidos de paten te anteriores, uma fase oleosa, que se distingue por uma excs lente compatibilidade ecológica e também boas propriedades d uso (eventualmente, em relação ãsfases oleosas convencionais até mesmo propriedades aperfeiçoadas) nos respectivos casos de utilização. O ensinamento de acordo com a invenção parte do co nhecimento de que os diésteres escolhidos do ácido carbónico são óleos de substituição excelentes, no sentido do objecti-vo consoante a presente invenção. Peste caso, os mencionados diésteres do ácido carbónico podem formar, como um todo, a respectiva fase oleosa; no entanto, também se podem empregar em mistura com outros óleos, em especial da classe dos assim chamados óleos não poluentes. Como componentes de mistura sã especialmente apropriados os óleos de ésteres do ácido carbjS nico, álcoois oleofílicos e/ou os éteres mencionados nos pedidos de patente anteriores da depositante, acima citados.

Consequentemente, o objectivo da invenção numa pri meira forma de realização consiste na utilização de diéstere|s oleofílicos do ácido carbónico, com os mesmos álcoois ou ál ooois diferentes, soláveis em óleo e ecologicamente aceitáveis.

monofuncionais e, eventualmente, polifuncionais, como componente das composições de lavagem dos furos de sondagens à ba se de óleo ou à base de água, e doutros agentes de tratamento dos furos de sondagens, escoáveis. TJma primeira forma de realização deste conceito da invenção ó caracterizada pelo facto de se utilizar os diéste res oleofílicos de ácido carbónico na fase oleosa de cobixjosí ções de lavagem à base de óleo, em especial composições de lavagem invertidas do tipo ágiia-em-óleo e, neste caso, existem, ou como aditivo com uma concentração mais reduzida na fase oleosa fechada, ou então, pelo menos, e de preferência como parte predominante da citada fase oleosa.

Suma segunda forma de realização utilizam-se os di-ésteres oleofílicos de ácido carbónico em composições de lavagem sob a forma de emulsões baseadas em água, do tipo de óleo-em-água. Sambérn neste caso eles existem, na fase oleosa dispersa, pelo menos numa concentração reduzida; todavia, nu ma forma de realização especialmente adequada, eles constituem a proporção pelo menos predominante da referida fase. J.uma outra forma de realização, a invenção refere--se às comj)Osições de tratamento dos furos de sondagens que são escoáveis e bombeáveis em temperaturas compreendidas no intervalo entre 5° e 20°0, em especial composições de lavagem dos furos de sondagens à base - ou duma fase oleosa fechada, se assim se desejar em mistura com uma quantidade limitada duma fase aquosa dispersa (do tipo invertido água-em-óleo) - ou duma fase oleosa dispersa numa fase aquosa fechada (do tipo de emulsão óleo-em-água); em que a característica desta forma de realização da invenção reside no facto de os mencionados agentes de tratamento dos - 9 -

furos de sondagens na sua fase oleosa conterem dilsteres olejo fílicos do ácido carbónico à base de álcoois monofuncionais, soláveis em óleo e ecologicamente compatíveis e, se assim se desejar, álcoois polifuncionais soláveis em água e/ou soláveis em óleo. A estas formas de realização, aqui ilustradas, do ensinamento consoante a invenção aplica-se ainda o facto de, nos agentes de tratamento dos furos de sondagens poderem estar incluídas as usuais substâncias auxiliares dissolvidas e/ou dispersas, tais como agentes reguladores da viscosidade, emulsionantes, aditivos de reposição do fluído, agentes mo-lhantes, cargas em partículas finas, sais, reservas de produ tos alcalinos e/ou composições biocidas. De acordo com a invenção aplica-se, neste caso, a medida adicional preferida que consiste em empregar simultaneamente, de forma predominante, as substâncias auxiliares e aditivos orgânicos e/ou inorgânicos, que são largamente inofensivos, pelo menos nos sectores ecológico e toxicológico. A realização da invenção nos seus pormenores e formas de realização preferidas

Diésteres do ácido carbónico oleofílicos, soláveis em óleo, sua preparação e sua utilização em diversos sectores técnicos constituem o objeeto de numerosas publicações escritas. Assim descrevem-se, na patente europeia 0 089 709 misturas de agentes lubrificantes à base de diésteres de álcoois superiores, em que os pesos molares preferidos dos álcoois utilizados para a esterificação estão compreendidos no intervalo entre cerca de 100 e 270. Besta obra de literatura técnica descrevem-se também possibilidades para a preparação de correspondentes diésteres de ácido carbónico, com referên cia à literatura técnica inclusa (patente italiana 89 50 77 e patente britânica 157 4188). A preparação de diésteres do - 10 -

ácido carbónico de álcoois monofuncionais partindo de carbonatos de alquileno encontra-se descrita por exemplo na paten te norte-americana 3 642 858. Os carbonatos de alquileno uti ^ DM* lizados como material de partida são os ésteres de ácido car bónico de dióis inferiores com grupos hidroxilo vizinhos. A patente alemã Dl-AS 12 42 569 descreve o emprego de ésteres neutros de ácido carbónico de álcoois monofuncionais, tendo cada um 4 a 22 átomos de carbono no radical álcool com agente redutor da espuma. Para a preparação dos citados diéste-res de ácido carbónico recorre-se a processos conhecidos na literatura técnica, como por exemplo em Eouben-Yíeyl, "Metho den der organischen Obemie11, 0. fhieme Yerlag, Istugarda, vo luma 8, página 104 (4ã. edição, 1952). Por outro lado, também se sabe, no entanto, que se modificam os ésteres do ácido carbónico através da formação de grupos hidrofílicos e hi drofóbicos nas moléculas, de forma tal que os compostos decorrentes podem ser empregados como componentes tensioacti-vos não iónicos, biologicamente decomponíveisj ve^a-se a este respeito, por exemplo, a patente norte-americana US-P8 4 504 418. Pão foi descrita e não é conhecida a utilização ou a coutilização dos ésteres seleccionados de acordo com a invenção à base de ácido carbónico, durante a formação da fase oleosa nas composições para tratamento dos furos de sondagem do tipo descrito. Conforme foi determinado pela depositante, esta classe de substâncias I apropriada, no entanto, muito especialmente para a finalidade de uso aqui referida. Os di-ésteres de ácido carbónico possuem uma extraordinária relação entre a estabilidade da hidrólise e a instabilidade da hidrólise, para os fins de utilização aqui citados. Os compostos são suficientemente estáveis para poderem ser utiliza dos com êxito no quadro da condição dos agentes operacionais aqui mencionados. Durante a armazenagem sob influência do meio ambiente - em especial no ecossistema marinho - os diés teres, contudo, são submetidos à decomposição biológica, em que a compatibilidade do éster I determinada pelos álcoois utilizados neste caso. Oonsequentemente, é possível, de acor do coa a invenção, conseguir uma avaliação óptima das propris dades de uso e da compatibilidade biológica.

Ho sentido da definição de acordo com a invenção, o conceito de diêsteres do ácido carbónico abrange tanto os correspondentes compostos no sentido mais restrito, que possuem um radical de ácido carbónico, ao qual estão ligados dois radicais de álcool com a forma semelhante à de áster. Ho âmbito da definição, de acordo com a invenção, de tais diéste-res de ácido carbónico enquadram-se igualmente, porém, os co,? respondentes compostos oligoméricos, nos quais uma pluralidade de radicais de ácido carbónico estão ligados numa molécula? neste caso, cada radical de ácido carbónico está ligado na forma de diéster. Obtêm-se os correspondentes compostos oligoméricos quando se aplicam, em conjunto coa álcoois mono funcionais, álcoois polifuncionais, e, neste caso pelo menos dois grupos hidromilo dos referidos álcoois polifuncionais entram numa interacção com diferentes moléculas de ácido car bónico. Para esta forma de realização é também essencial a utilização simultânea de álcoois monofuncionais, de forma que, finalmente, para cada radical de ácido carbónico seja garantida a ligação como diéster. Os dilsteres de ácido carbónico oligoméricos oleofílicos do tipo aqui descrito em último lugar contêm, para a finalidade de uso de acordo com a presente invenção, não mais de 10 radicais de ácido carbónico por cada molécula, em que o limite superior preferido ê, em média, de cerca de 5 radicais de ácido carbónico por molécula. Diés teres do ácido carbónico oligoméricos especialmente apropria dos no sentido da invenção contêm, em média, 2 ou 3 radicais de ácido carbónico. 4 *

0 conceito de diêsteres do ácido carbónico abrange no sentido da definição de acordo com a invenção, além disso determinados diêsteres simétricos seleccionados - por exemplo como produtos de reacção entre ácido carbónico e um determinado álcool monofuncional seleecionado, solúvel em óleo - ta como, também os correspondentes esteres assimétricos, que contêm diversos álcoois ligados ao radical de ácido carbónico. líieste conceito ficam abrangidos também, finalmente, quai quer misturas de diêsteres de ácido carbónico, simétrico e/ou assimétricos - monomêricos e/ou oligomêricos, tal como ercis tem, por exemplo, como mistura estatística durante a reacç.ão com uma mistura de pelo menos 2 álcoois monofuncionais, even tualmente com a utilização simultânea de álcoois polivalentes.

Oonsequentemente, aplica-se a todos os compostos ou misturas de compostos da definição aqui apresentada, que se trata de diêsteres do ácido carbónico oleofílicos, que possuem sómente uma reduzida solubilidade em água. m regra, a solubilidade dos referidos diêsteres fica, no intervalo de temperaturas entre 0 e 20°G, no máximo em 1%> em peso; de pre ferência a solubilidade é nitidamente inferior, por exemplo I de, no máximo, 0,5% ou até mesmo no máximo de 0,1/ em peso. Por conseguinte, os diêsteres de ácido carbónico a serem uti lizados de acordo com a invenção caracterizam-se por seu res pectivo ponto de inflamação. 0 ponto de inflamação dos diés-teres oleofílicos empregados de acordo com a invenção deve ser de, pelo menos 80°0, de preferência pelo menos de 100°C. Pode ser desejável, por motivos de segurança operacional na prática, aplicar valores limite ruais elevados do ponto de in flamação para a fase oleosa, de forma que os pontos de infla mação pelo menos de cerca de 135°0 e em especial pelo menos de cerca de 15Q°C podem ter uma especial importância prática.

Um outro elemento concordante quanto à natureza

Ο* dos diésteres de ácido carbónico a serem utilizados de acordo com a invenção e a exigência da compatibilidade ecológica. Esta exigência tem sido satisfeita ultimamente devido aos álcoois utilizados para a esterificação. ITeste aspecto, o caso e o seguinte; 0 conceito da compatibilidade ecológica abrange, por um lado, a capacidade de decomposição biológica no res-pectivo ecossistema em questão, nos furos de sondagem efectuji dos no mar, em especial, portanto, no ecossistema marinho. Alem disso, merece uma reflexão mais detalhada em especial a escolha dos álcoois monofuncionais adequados. Leste caso dev -se atender ao facto de que, na aplicação prática das fases oleosas de acordo com a invenção em mistura com fases aquosa em especial nas temperaturas elevadas que surgem nos furos das sondagens, ocorrem eliminações parciais dos Isteres, com formação das correspondentes proporções dos álcoois livres. 0 álcool livre existe então em mistura com os restantes compb nentes da fase oleosa. ITeste caso pode ser importante que os álcoois livres sejam escolhidos de tal maneira que as x>ertur bações do pessoal de serviço devidas â inalação das substâncias tóxicas no local do furo de sondagem sejam excluídas coio. segurança. 0 conjunto de problemas aqui focados refere-se prjL cipalmente aos álcoois monofuncionais simultaneamente utiliz dos, todavia os álcoois polifuncionais, nos seus elementos mais inferiores, apresentam também valores de volatibilidade tão reduzidos que, para os trabalhos práticos, garante-se an tecipadamente a necessária segurança.

Os álcoois monofuncionais apropriados para a forma ção dos diésteres de ácido carbónico são, em especial, os com postos solúveis em óleo, deste tipo, tendo pelo menos 5, de preferência pelo menos 6 átomos de carbono. Um limite superio: de átomos de carbono deriva praticamente apenas das considera

ções quanto à acessibilidade dos correspondentes monoálcoois Por motivos práticos, o citado número de átomos de carbono é de cerca de 40 átomos de 0. Podem ser particularmente adequa dos os álcoois monofuncionais da gama comureendida entre S e 5ô átomos de carbono e, em especial entre 8 e 24 átomos de carbono. Os referidos componentes de álcool estão de preferência isentos de componentes moleculares aromáticos e possuem em especial cadeias de hidrocarbonetos de cadeias linea res e/ou ramificadas, de origem natural e/ou sintética. Os correspondentes álcoois e, em especial, aqueles álcoois com um maior número de átomos de carbono, por exemplo, entre 16 e 24 átomos de carbono, podem neste caso também, pelo menos era parte, ser uma vez ou também várias vezes olefinicamente insaturados. A formação de ligações duplas olefínicas influência, de maneira conhecida, a reologia dos respectivos diés teres no sentido de uma mais elevada escoabilidade mesmo em temperaturas mais baixas. Deste aspecto se pode fazer uso de acordo com a invenção. Eelaeionada com isto está, em todo o caso, uma certa ocorrência de oxidação nos trabalhos prático que exige eventualmente a utilização simultânea de agentes an tioxidantes estabilizadores e, eventualmente, de substâncias auxiliares com actividade sinérgica suplementar. 0 decréscimo duma reologia elevada, também nos intervalos de temperatu ras mais baixas I exigido em especial devido ao emprego de cadeias ramificadas de hidrocarbonetos. peste caso, mediante uma determinação apropriada, pode-se conseguir um nível opti mo de compatibilidade ecológica e de dados reologicos da fas oleosa para a finalidade de uso respectivamente desejada. I,e te caso, a reologia dos diésteres de ácido carbónico pode se adicionalmente controlada mediante a aplicação de misturas de álcoois. Desta maneira e intairamente possível empregar então diésteres do ácido carbónico exclusivamente de cadeias lineares de origem natural, da gama de 6 a 18 átomos de carb - 15 -

no, em especial da gama de, pelo menos predominantemente, 8 a 14 átomos de carbono, quando ao material à base de diêste-res do ácido carbónico se fazem muitas exigências a respeito duma boa reologia, mesmo em temperaturas mais bailas.

Mediante a utilização, pelo menos parcial de álcoois monofuncionais de cadeias ramificadas, por exemplo dos corres pondentes álcoois sintéticos ou provenientes da oligomeização de materiais de aplicação de cadeias lineares de origem natu ral podem-se obter diésteres de ácido carbónico de grande mo bilidade com um número de átomos de carbono muito elevado deu tro da gama indicada. 30 lambem os álcoois polifuncionais eventualmente uti lizados simultaneamente abrangem uma ampla gama de números d átomos de carbono na molécula. São especialmente apropriados os correspondentes álcoois polifuncionais com 2 a 40 átomos de carbono. Os álcoois polifuncionais co-empregues durante a formação dos diésteres de ácido carbónico podem ser solúveis em água e/ou solúveis em óleo. também na forma dos seus elementos mais inferiores, por exemplo no caso do etilenoglicol eles não possuem nenhuma volatibilidade elevada, liles são, em geral, inofensivos sob o r>onto de vista toxicológicos ou tóxicos por inalação. Preferem-se os álcoois polifuncionais com até 5 grupos hidroxilo, de preferencia 2 e/ou 3 grupos hidroxilo, como componentes formadores de esteres da fase ol sa à base de diésteres do ácido carbónico. leste caso,, os álcoois polifuncionais podem ligar--se, de forma diversa na estrutura especial da fase oleosa, empregada de acordo com a invenção, à base de diésteres do ácido carbónico. Interessam em especial três tipos de estruturas : 0 álcool polifuncional pode existir como radical éster terminado com grupos hidroxilo, e ligado ao ácido car-

/ / ________ 'J* cq; ·ηι bónico. ITo entanto, o álcool poli funcional, também com forma ção de grupos éter como prolongamento das cadeias, pode ser um membro de ligação entre o radical de ácido carbónico e os álcoois monofuncionais a serem esterificados. Finalmente, o emprego dos álcoois polifuncionais pode originar a formação dos diêsteres de ácido carbónico oligomêricos. Isto é então possível em especial quando os grupos Mdroxilo de álcool po lifuncional estão tão afastados uns dos outros, que não é po sível a formação de 5 ou 6 anéis com apenas um radical de ác do carbónico.

Justamente no sector dos diêsteres de ácido carbónico oligomêricos comprova-se que podem ser conseguidas boas propriedades reológicas também com pesos moleculares relati-vamentê elevados. Assim, ocorre uma mistura complexa de diés teres do ácido carbónico, líquida na temperatura ambiente, quando se faz reagir um diol obtido a partir de ácidos gordos dímeros com 2 equivalentes de álcool isotridecílico tendo estatisticamente J6 átomos de carbono, como componente mo nofuncional, e 2 equivalentes de ácido carbónico.

Obtêm-se bons dados reológicos, especialmente também em temperaturas mais baixas, não apenas mediante as misturas complexas de álcoois ou substâncias, mas também a utilização de álcoois monofuncionais definidos pode originar di ésteres de ácido carbónico oleofílicos que respondem muito bem às exigências de múltiplas formas, de acordo com a inven ção. Gomo exemplos citam-se os álcoois sintéticos: álcool 2--etil-hexílico e álcool isotridecílico. 0 carbonato de di-2--etil-liexilo possui, por exemplo, um ponto de fluidez de -56,6°G e um ponto de inflamabilidade de 15>4-°C. 0 receio de uma intoxicação por inalação durante a aplicação do menciona do diéster de ácido carbónico é tão pequeno quanto o do caso dos diêsteres de ácido carbónico simétricos similares com álcoois tendo um maior número de átomos de carbono, por exemplo - 17 -

carbonato de iso-trideeilo. mspecialmente no caso da utilização em temperaturas operacionais relativamente elevadas - por exemplo no caso de emprego em perfurações bastante profundas, nas quais as temperaturas dos furos são reguladas pelo menos no intervalo entre 120 e 150°G - a utilização dos dieateres do ácido carbónico como fase oleosa pode acarretar vantagens importan tes. Os compostos deste tipo revelam geralmente uma elevada estabilidade de temperatura que por exemplo ate 300 0 apresenta valores satisfatórios. Duma forma em si conhecida neste caso, por meio de escolha dos componentes de álcool adequja dos, pode-se ter influência sobre a estabilidade da temperatura.

Faz-se expressamente referência à seguinte particu laridade relacionada com o emprego simultâneo de álcoois po-lifuncionais: mediante a formação específica de álcoois bifun cionais e/ou trifuncionais, especialmente inferiores, pode-s ter influência sobre o valor de HLB da fase oleosa e, consequentemente, sobre a sua capacidade para receber e estabilizar uma fase aquosa dispersa, por um lado, ou para a sua dis persão como fase oleosa dispersa numa fase aquosa fechada.

Por esta via torna-se possível comandar e reduzir a utilização dos emulsionantes até agora necessários, consoante o tipo e/ou a quantidade, de forma que, se assim se desejar, até mesmo se pode dispensar totalmente o co-emprego de emulsionantes. A invenção proporciona neste caso importantes possibilidades para a utilização de agentes operacionais que são nitidamente aperfeiçoados sob o ponto de vista ecológico. A respectiva natureza determinada dos diésteres de ácido carbónico utilizada e, em especial, a sua reologia podem variar dentro dum grande intervalo. Isso I visível com a seguinte consideração? Se se utilizar o diêster do ácido car

bónico como componente principal em sistemas "baseados em óleo, então e necessária uma garantia simultânea de boas proprieda des reológicas, mesmo nas temperaturas "baixas. ITeste caso os pontos de fluidez e de solidificação deveriam ser inferiores a 0°0 e, de preferência, inferiores a ~5°0, em que valores inferiores - por exemplo, os valores abaixo de -10°0, ou tam bém inferiores a -15°C, podem ser especialmente vantajosos. A viscosidade segundo Brook-field (RUT) numa temperatura com preendida entre 0 e 5°0, neste caso, não deve ser superior a 55 mPa.s e, de preferência, não superior a 45 mPa.s.

Por outro lado, se se utilizar o dióster de ácido carbónico como fase dispersa em sistemas de emulsões à base de água, então podem-se fazer exigências muito mais rigorosa quanto à escoabilidade do dilster especial do ácido carbóni co. Então os pontos de fluidez e de solidificação podem estac acima de Q°0. mm todo o caso, x^ode ser conveniente prever aqui os respectivos valores pelo menos no intervalo próximo da teja peratura ambiente. Reste caso, a viscosidade segundo Brook-field (R7Í0) na temperatura de 2G°C pode ser de cerca de 2.000.000 mPa.s ou também acima desse valor, de preferência no intervalo de cerca de 1.OCO.000 mPa.s. 0 facto de que, neste forma de realização de diésteres do ácido carbónico, móveis, relativamente x:esados, podem ser agentes auxiliares cheios de actividade, deduz-se, X30r exemplo, da seguinte consideração: A fase de óleo dispersa, em sistemas de emulsão â base de água tem que desempenhar uma pluralidade de funções técnicas; entre outras funções, ela serve para lubrificação. Assim, quantidades relativamente pequenas duna respectiva fa se de óleo dispersa - por Θχβηχοίο cerca de 1 a 8em x^eso de fase oleosa dispersa - podem já aperfeiçoar substancialmente as referidas composições de lavagem em emulsões baseadas em

água. iãnquadra-se no âmbito da presente invenção o emprego dos correspondentes compostos à base de diésteres do ácido carbónico - que já são de facto conhecidos justamente como agentes de lubrificação, entre outros - na forma aqui descrita . A questão da viscosidade específica do material de diésteres de ácido carbónico respectivamente utilizado perde então também significado, quando estes imateriais definidos de acordo com a presente invenção são utilizados em mistura com outras fases oleosas. Isto aplica-se especialmente quando os diésteres de ácido carbónico são quantidades menores na mistura que vai formar a fase oleosa e, neste caso, configuram determinadas propriedades duma maneira determinada, por exemplo garantem uma elevada capacidade lubrificante, sem influenciar de forma decisiva a reologia de todo o sistema.

Possíveis Componentes de mistura para a fase oleosa

Cs componentes oleosos apropriados -ara a mistura no âmbito da invenção são, por um lado, primeiramente, os óleos minerais utilizados na prática actual das composições de lavagem dos furos de sondagens e, neste caso, de preferêr. cia as fracções de liidrocarbonetos alifáticas e/ou cicloali-fáticas, essencialmente isentas de compostos aromáticos. A este respeito faz-se referência ao estado da técnica em documento escritos aqui incluídos e aos produtos comerciais existentes no mercado.

Componentes de mistura g>articularmente importantes são, em qualquer caso, no sentido do tratamento de acordo ccm a invenção, os álcoois oleofílicos compatíveis com o meio aa. biente, os respectivos éteres e/ou óleos de ésteres, conforme se encontram descritos com pormenores nos pedidos de pa- - 20 - tente anteriores da depositante, mencionados no iníoio da pr sente memória. 0 objecto dos referidos pedidos de patente an teriores torna-se, assim, também expressamente o conteúdo da descrição da presente invenção, de forma que em seguida faz -se referência sómente a alguns pontos de vista essenciais desse ensinamento técnico anterior.

Os componentes oleofílicos da mistura, à base de álcoois, éteres e/ou ésteres do ácido carboxílico Xmodem cons tituir a proporção predominante da fase oleosa. Os diésteres do ácido carbónico, no sentido segundo a invenção, são então co-utilizados para o ajustamento de determinadas propriedades da matéria. Oeralmente, neste caso, a quantidade do diés ter de ácido carbónico representa sempre, no entanto, uma certa percentagem em peso da fase oleosa, por exemplo pelo menos cerca de em peso. Os álcoois oleofílicos podem ter interesse, como componentes principais da fase oleosa, estáveis na hidrólise, para numerosas finalidades de uso; no entanto, tais álcoois revelam frequentemente uma insuficiente capacidade de lubrificação. Os diésteres do ácido carbónico da definição de acordo com a invenção são conhecidos no esta do da técnica aqui incluído, pelo contrário, como lubrifican tes eficazes. Assim pode ser vantajoso, por exemplo, emprega fases oleosas mistas com um teor de pelo menos cerca de 10% em peso do diéstsr de ácido carbónico, em especial com cerca de 15 a 50χ· em peso 6.0 dilster de ácido carbónico. Im. especial nas condições operacionais que exigem um ataque Mdrolítico reduzido, portanto por exemplo nos casos de composições de lavagem â base de óleos e neste caso também as composições cie lavagem inversas do tipo água-em-óleo, pode ser especial-mente conveniente uma utilização predominante ou até mesmo única dos diésteres do ácido carbónico. As proporções quantifcati vas entre cerca de 50 e 95x em peso da fase oleosa são carac terísticas para as fases oleosas mistas do tipo aqui ilustra do. i 21 // /) A cerca da natureza química dos componentes de mis tura utilizados, à base de álcoois oleofílicos, éteres e/ou ésteres de ácidos carbozílicos faz-se referência aos dados contidos nos pedidos de patente anteriores e, neste caso, es pecialmsnte aos álcoois oleofílicos mencionados no pedido le patente mencionados no início P 39 11 238.1 (D 8511), assim como aos éteres oleofílicos descritos no pedido de patente anterior P 33 H 299.3 (D 8539)·

Os ésteres de ácidos carbozílicos apropriados como componentes de mistura estão descritos com pormenores nos pe didos de patente anteriores P 38 42 659*5 (3 8523), P 38 42 703*6 (3 8524), P 39 07 391*2 (3 8606) e P 39 07 392.0 (3 8607). É importante que também todos estes aditivos possuíam, pontos de inflamabilidade de pelo menos 80u0 e de preferênciia pelo menos 10C°0, em que podem ser particularmente adequados os valores substancialmente superiores aos mencionados, por exemplo acima de 150°0. para uma utilização óptima do ob^ec-to de acordo com a invenção, ê ainda importante que os menci nados álcoois, éteres e-/ou óleos de ésteres possuam uma cons tituição biologicamente ou ecologicamente aceitável e em especial também, tendo em. conta uma hidrólise parcial, se^am inofensivos no aspecto de toxidade por inalação. Em pormenor aplicam-se, respectivamente, as considerações apresentadas anteriormente a respeito dos dilsteres de ácido carbónico ou cerca dos componentes alcoólicos aqui utilizados. razbêm a respeito dos ácidos carbozílicos formados pela hidrólise parcial dos óleos de ésteres dos ácidos carbó ricos co-utilizados, e necessário fazer algumas observações. Testes casos podem-se distinguir 2 tipos fundamentais, depen dendo da constituição especial dos ácidos carbozílicos utili zados - com uma transição fluída; ácidos carbozílicos que originam sais de ácidos carbozílicos -2^- -2^- s com efeito emulsionante ou sais inertes. Neste caso e decisi vo, em especial, o respectivo comprimento da cadeia da molécula de ácido carboxílico que se vai tornar livre. Deve-se atender, além disso, ao habitual catião formador de sal, exi tente na reserva de compostos alcalinos da composição de· lavagem dos furos de sondagem. Sm geral aplicam-se neste caso as seguintes regras:

Icidos carboxílicos inferiores, por exemplo aqueles que possuem 1 a 5 átomos de carbono, levam à formação de sais inertes, por exemplo à formação dos correspondentes acetatos ou propionatos. Cs ácidos gordos com comprimentos de cadeia mais elevados e em especial aqueles da gama de 12 a 24 átomo s de carbono originam compostos com actividade de emulsionan-te. Lais pormenores encontram-se nos referidos pedidos de pa tente anteriores, para se obterem oleos de ésteres de ácidos carboxílicos como fase oleosa nas composições para lavagem dos furos de sondagens do tipo água-em-éleo ou do tipo óleo--em-água. ÍP icn

Se se utilizarem simultaneamente os éleos de ésteres de ácidos carboxílicos oleofílicos como componente de ai tura, eles enquadram-se, de acordo com a invenção, e prefere cialmente em, pelo menos, uma das seguintes subclasses: a a) ésteres a partir de ácidos monocarboxílicos com 1 a 5 átomos de carbono e de álcoois monofuncionais e/ou álcoois polifuncionais, que possuem pelo menos 6, de preferencia pelo menos 8 átomos de carbono, e os álcoois polifuncionais tê de preferencia, 2 a 6 átomos de carbono na molécula; b) ésteres obtidos a partir de ácidos monocarboxílicos de origem sintética e/ou natural, tendo 6 a 16 átomos de car bono, era especial ésteres dos correspondentes ácidos monocar boxílicos alifaticamente saturados e álcoois monofuncionais e polifuncionais do tipo mencionado em a);

c) ésteres de ácidos monocarboxílicos olefinicamente um vez e/ou várias vezes insaturados, tendo pelo menos 16, em especial de 16 a 24 átomos de carbono e, em especial, álcooi^ monofuncionais, de cadeias lineares e/ou ramificadas.

Os materiais de partida para a obtenção de numerosos ácidos monocarboxílicos, que pertencem às mencionadas su bolasses, especialmente aqueles que possuem um número mais elevado de átomos de carbono são óleos vegetais e/ou animais. Devem-se mencionar o óleo de coco, óleo de noz de palmeira e/ou óleo de palmeira babaçu, especialmente como materiais de emprego para a obtenção de ácidos monocarboxílicos âa gama predominante de 18 átomos de carbono e de componentes essencialmente saturados. Os óleos de ésteres vegetais, em especial para os ácidos carboxílicos olefinicamente uma vez e eventualnente várias vezes insaturados, da gama dos ácidos com 16 a 24 átomos de carbono são, por exemplo, óleo de palmeira, óleo de amendoim, óleo de rícino, óleo de virassol e em especial óleo de colza. Os ácidos carboxílicos de origem animal deste tipo são, em especial, as correspondentes mistu ras de peixes, como o óleo de arenque.

Aditivos na composição de lavagem à,base Ae óleos ou à base de água:____ festo caso aplicam-se as regras gerais para a composição das respectivas composições líquidas de tratamento, das quais se apresentam dados a título exemplicativo, a seguia? na base das correspondentes lamas de lavagem dos furos de scn dagens.

As lamas invertidas para lavagem dos furos de sondagens contêm, geralmente, em conjunto com. a fase oleosa fechada, a fase aquosa dispersa em quantidades compreendidas entre cerca de 5 a 45/ em peso, e de preferência em quantias.

des compreendidas entre cerca de 5 e 25/ em peso.

Quanto à reologia das composições invertidas para lavagem dos furos de sondagem no sentido da presente invenção, aplicam-se os seguintes dados reolégicos:- viscosidade plástica (PV) compreendida no intervalo entre 10 e 60 mPas, de preferência entre cerca de 15 e 40 mPas; índice de escoabilidade (ponto de fluidez PP) compreendido no intervalo entre cerca de 5 e 40 libras/100 pis quadrados (2265 g e 18120 g/9,29 m2), de preferência entre Cerca de 10 e 25 libras/100 pés quadrados (4550 g e 11525 g/ p /9,29 m ), respectivaaente determinados na temperatura de 5C°0. Para a determinação dos referidos parâmetros, para os processos de medição aplicados nestes casos, assim como para a composição, aliás convencional, das composições líquidas de lavagem invertidas para os furos de sondagem são adequados em pormenor os dados do estado da técnica, que foram men cionados inicialmente e foram pormenorizadamente descritos, por exemplo, no manual "I .anual of Drilling Fluide Technology" da firma EL-Baroid, Londres, G-ra-Bretanlia, em especial no ca pítulo "Aud iíesting - Tools and 2ecliniques", e ainda "Oil Aui fecimology", o qual manual I livremente acessível aos técnicos interessados.

Iras composições em emulsão para lavagem, a fase oleosa dispersa existe, geralmente, em quantidades compreendidas pelo menos entre 1 e 2% em peso, frequentemente nas quantidades mínimas de cerca de % em pesoj preferencialmen-te, em quantidades mínimas entre cerca de 7 e em peso» no âmbito duma emulsão do tipo óleo-em-água. ITeste caso, a proporção de ôleo não deveria exceder, de preferencia, cerca de 50/ em peso e, em especial, não mais de cerca de 40/ em peso. As percentagens em peso reportam-se respectivamente à soma :Ί das proporções líquidas sem carga, do tipo óleo-em-água.

Alem do teor de água, interessam todos os aditivos previstos para os tipos semeliiantes de composições de lavage cuja adição está ligada, de modo convencional, com uma imagem específica, inteiramente procurada de forma determinada, da composição de lavagem. Os aditivos podem ser soláveis em águ soláveis em óleo e/ou dispersáveis em água ou em óleo.

Os aditivos clássicos podem ser; emulsionantes; ad tivos de reposição da perda de fluído; substâncias soláveis e/ou insoláveis que formam a viscosidade estrutural; reserva de compostos alcalinos; meios para a inibição da indesejável permuta de água entre as formações perfuradas - por exemplo argilas incháveis com água e/ou camadas de sal - e do líquido de lavagem à base de água; agentes molhantes para a melho extracção da fase oleosa sobre as superfícies sólidas, por exemplo para aperfeiçoamento da acção de lubrificação, mas também para aperfeiçoamento da exploração oleofílica de formações de rochas livres ou de superfícies rochosas; agentes biocidas, por exemplo para a prevenção dum ataque bacteriano nas emulsões do tipo óleo-em-água, e outros compostos semelhantes. hm pormenor faz-se referência neste caso ao estado da técnica aqui incluído, tal como se encontra pormenorizada mente descrito, por exemplo, na literatura técnica mencionada no início; veja-se a este respeito, por exemplo, em especial Gray e Darley na obra acima referida capítulo 11, "Dril ling. Flui d Oomponents". Oitam-se, apenas para salientar, o seguinte:

Aditivos finamente dispersos para aumentarem a den sidade da composição de lavagem;- está largamente disseminado o uso do sulfato de bário (barite), mas também se utilizai o carbonato de cálcio (calcite) ou o carbonato misto de cálcio e magnésio (dolomite).

liei os para a formação da viscosidade estrutural, que também actuam simultaneamente como aditivos de reposição do fluído;- - em primeira linha devô-se mencionar neste caso a betonite, ou a bentonite hidrofóbica. Para as composições de lavagem à base de água com sal interessam muito na prática outras argilas semelhantes, em especial a atapulgite e a sepioli-te. À este respeito também pode ter uma importância cojn siderável a co-utilização de compostos poliméricos orgânicos de origem natural e/ou sintética. Deve-se mencionar neste ca so em especial os amidos ou os amidos quimicamente modificados, os derivados de celulose, tais como a carboximetilcelu-lose, a goma de guar, a goma de sintano ou ainda os compostos poliméricos dispersáveis e/ou solúveis em água, especialmente do tipo de compostos de poliacrilanida com elevados pesos moleculares, com ou sem modificação aniénica ou catiónica.

Diluentes para a regulação da viscosidade:- os assim chamados diluentes podem ser de natureza orgânica ou inor gânica; exemplos de diluentes orgânicos sãos tanino e/ou ex-tracto de quebraco. Outros exemeplos para estes casos são a lenhite e os derivados de linhite, em especial os lignossul-fonatos. hm qualquer caso, conforme já se indicou anteriormen te, numa forma de realização preferida da invenção dispensa-—se a co-utilização de componentes tóxicos justamente nestes casos, de formaque, em primeira linha, devem- ser mencionados os correspondentes sais com metais pesados tóxicos, tais como cromo e/ou cobre. Um exemplo de diluentes inorgânicos são os compostos de polifosfato. hmlsionantes:- íTeste caso interessa decisivamente saber qual o tipo da composição de lavagem. Cs emulsionantes aplicáveis na prática, para a formação das emulsões do tipo

água-em-óleo, são em especial os sais de ácidos gordos oleo-fílicos seleccionados, por exemplo aqueles à base de compostos de aminoamida. templos deste caso encontram-se descritos na já referida patente norte-americana '33-PS 4 374· 737 e na literatura técnica mencionada nesta patente norte-americana.

Para a preparação das emulsões do tipo óleo-en-água são necessários, duma maneira em si conhecida, outros eiaulsio nantes. Comprovou-se, em todo o caso, que pode ser possível, com muito mais facilidade, obter uma dispersão estável no se(n tido de uma dispersão do tipo óleo-em-água, do que a correspondente dispersão de óleos minerais puros, conforme são uti lizados no estado da técnica. Aqui existe uma primeira facilidade. Além disso, deve-se levar em conta que, no caso de co-utilização de óleos de ésteres devido a uma saponificação parcial sob o efeito simultâneo das reservas adequadas de com postos alcalinos durante o emprego de ésteres de ácidos car-boxílicos com cadeias mais longas, formam-se emulsionantes do tipo óleo-em-água muito activos e, consequentemente, contribuem para a estabilização do sistema.

Aditivos que inibem a indesejável troca de água po exemplo com as argilas;- Interessam neste caso os aditivos conhecidos no estado da técnica para as composições de lavagem dos furos de sondagens à base de óleo ou à base de água •prata-se neste caso, em especial, de Iialogenetôs e/ou carbonatos de metais alcalinos e/ou metais alcalinos-terrosos, em que os respectivos sais de potássio, eventualmente em combinação com calcário, podem ter uma importância particular. Pa -se referência, por exemplo, às correspondentes publicações em "Petroleum Engineer International", Setembro de 1937, páginas 323-40 e "World Oil", ilovembro de 1983, páginas 93-97.

Aeservas de compostos alcalinos:- Interessa, neste caso, a actuação global da composição de lavagem que determi 28 -

28 - A

na as "bases orgânicas e/ou inorgânicas, em especial os sais "básicos ou hidróxidos correspondentes de metais alcalinos e/ /ou metais alcalino-terrosos, assim como bases orgânicas. 0 tipo e a quantidade destes componentes básicos são, neste ca so, escolhidos de maneira convencional e condizente uns com os outros de tal forma que, nas composições para tratamento dos furos de sondagens, o valor de pii e regulado para um intervalo entre neutro e moderadamente básico, em especial no intervalo entre cerca de 7»5 © 11· no sector técnico das bases orgânicas, é lógico di tinguir entre bases orgânicas so3.uveis em água - por exemplo compostos do tipo de dietanolamina - e bases praticamente in solúveis em água de carácter acentuadamente oleofílico, conforme se encontram ilustradas no pedido de patente anterior da presente depositante P 39 03 785*1 (D 8543), como aditivo nas lamas invertidas para lavagem dos furos de sondagens à base de óleo de éster. Justamente a co-utilização também de tais bases soláveis em óleo no âmbito da presente invenção inclui-se no novo ensinamento. As bases oleofílicas deste ti po, que se caracterizam especialmente por pelo menos um radi cal de hidrocarboneto de cadeia mais comprida tendo pelo menos 8 a 36 átomos de carbono, sao, em todo o caso, soláveis não na fase aquosa, mas antes na fase oleosa. Os mencionados componentes básicos têm uma importância múltipla. Por outro lado, eles podem actuar directamente como reservas de compos tos alcalinos. Por outro lado, eles comunicam, à gotícula de óleo dispersa, uma determinada condição de carga positiva e causam, portanto, uma maior interacção com as cargas superfi ciais negativas, como se encontram especialmente nas argilas hidrofílicas e com capacidade para a troca de iões. De acor do com a invenção pode-se, por conseguinte, exercer uma influência sobre a eliminação liidrolítica e a obturação oleofí lica de camadas de rochas reactivas à água. A quantidade das substâncias auxiliares e aditivos a serem respectivamente utilizados varia basicamente no intervalo usual e pode, portanto, ser deduzida da literatura técnica mencionada. nxemulos 27os seguintes exemplos 1 a 4, conservando uma formulação convencional para so sistemas de lavagem dos furos d sondagens a case de oleo, do tipo oleo-em-agua, estão reunidos os correspondentes sistemas áe lavagem dos furos, em que a fase oleosa fechada é formada, respectivamente, por diéste res oleofílicos do ácido carbónico no sentido da definição de acordo com a invenção. Io material não envelhecido e enve lhecido determinaram-se os índices de viscosidade da forma seguinte:- iledição da viscosidade na temperatura de 50°0, num viscosímetro de Fann 35 da firma Baroid Drilling Bluids Inc. Determinaram-se, de maneira convencional, a viscosidade piás tica (PV), o limiar da escoabilidade (II?), assim como a densidade do gel (libras/100 pés quadrad.os), depois de 10 segun dos e depois de 10 minutos. Além disso, determina-se o valor da perda de fluído (Hfn?). C envelhecimento da respectiva composição de lavagem dos furos de sondagem é efectuado por tratamento em auto claves, durante um período de 16 horas, na temperatura de 125°0 - o assim chamado "roller-oven".

Cs sistemas de lavagem dos furos de sondagem são constituídos, de forma em si conhecida, de acordo com a seguinte formulação básica 25C ml de óleo de diéster do ácido carbónico; 36 ml de água; 6 - .30 - 2 a· 6 g 346 g áv t de bentonite organofila (GSL20E1 da firma Baroid Dril-ling Fluids Inc.); de lenhite organófila (BUidIGhB, da firma Baroid úril-ling Fluids, Inc.) ; de calcário; de um emulsionante do tipo água-em-óleo (EZ-mul, da fi aa Baroid Drilling Fluids, Inc.)$ de um emulsionante do tipo água-em-óleo (IFVhLuIÍJL lã? da firma Baroid Drilling Fluids, Inc.)» de barite; i,2 g de Ga01n x 2 H-,0 mzeaplo 1 A fase oleosa e formada por um díéster le ácido cab bónico, cujos radicais de álcool derivam de um álcool gordo de origem natural da gama predominante de 12 a 14 átomos de carbono (produto comercial "Lorol Spezial", da depositante). 0 correspondente diéster do ácido carbónico possui una visco sidade (segundo Brookfield, na temperatura de 25°G) de 12 cp Gs valores característicos, determinados no material não envelhecido e no material envelhecido, conforme já se indicou anteriormente - estão indicados no resumo apresentado na la-bela a seguir . haterial não Envelhecido iaterial •nvelhecido

Viscosidade plástica (FV) índice de escoabilidade (IP) densidade do gel (lb/lGO ft^) 10 segundos 10 minutos hlhP 3 ml $6 32 14 30 71 43 18 32 ~7

1 •f Jácemplo 2

Oomo fase oleosa fechada emprega-se um diester do ácido carbónico à base duma mistura 1:1 (partes em peso) de álcool isotridecílico e uma mistura de álcool gordo com 12 a 18 átomos de carbono (produto comercial "Lorol Eeclm.'*, da depositante). A viscosidade da mistura de diêster do ácido carbónico (segundo Brookfield, na temperatura de 25°0) era de 23,5 cp.

Determinaram-se os seguintes valores no material não envelhecido e envelhecido

Aaterial não Material Envelhecido Envelhecido

Yiscosidade plástica (rY) 74 m índice de escoabilidade (IP) p Densidade do gel (lb/lOOft ) 29 28 10 segundos 11 11 10 minutos 22 19 ATAP 3 ml Exemplo 3 Oomo fase oleosa fec liada empregou- se, neste caso, um diester simétrico de ácido carbónico, à base de 2-etil-he xanol, como álcool solúvel em óleo, A viscosidade do meneio-nado ester (segundo Brookfielâ, na temperatura de 25 0) era de 8 cp.

Os valores característicos, determinados no material não envelhecido e no material envelhecido são os seguir. tes:~

res a partir de ácidos gordos essencialmente saturados, à ba se de óleo de palma e 2-etil-hezanol. Prata-se, numa proporção largamente predominante, de ácidos gordos com 12 a 14 át mos de carbono e corresponde à seguinte especificação:

Oqí 5,5 bis 4,5 Gev/.-g Cio: ^»5 ^»5 Gew.-£ C12s 65 bis 70 Ge?/.-# G^: 20 bis 24 Ge?/.-#

Ci6í ca. 2 Ge?/.-#

Ciqί 0,3 bis 1 Gew.-# A mistura de ésteres existe como uin líquido amarelo claro, com um ponto de inflamabilidade superior a 165°0 e uma viscosidade (segundo Brookfield, na temperatura de 20°0) compreendida entre 7 e 9 cp,

Cs dados característicos avaliados na composição de lavagem envelhecida e não envelhecida são os seguintes:- material não material Envelhecido Envelhecido

Viscosidade plástica (PY) 34- 34 índice de escoabilidade (IP) 10 8 Densidade do gel (lb/100 ft^) 1C segundos 6 5 10 minutos 10 10 iííEP 4 ml A comparação dos dados característicos obtidos com a utilização do referido óleo de éster - cu^o emprego consti tui o objecto do pedido de patente anterior P 38 42 703·6 (I) 8524), com os dados característicos do Exemplo 3 da presente - í)L'r - í)L'r #.

,,,v , "V >7 /1 irr''' “ jí à *‘" 4»'·' ij invenção revela quase uma igualdade de recobrimento. 3e se prepararem, como fase oleosa, misturas de su bstâncias a partir dos dois óleos de ésteres aqui referidos - o diéster do ácido carbónico secundo o ^xer.plo $ e o éster do ácido carboxílico de acordo com o mxemplo Comparativo A -e se se utilizarem e avaliarem no âmbito da formulação iri-cíalmente indicada, então determinam-se, práticamente com quaisquer proporções de mistura, valores similares tanto no material não envelhecido, como no material envelhecido.

Exemplos 5 e 6 ITos seguintes Exemplos 5 s 6 prepararam-se composi ções de lavagem em emulsão baseadas em água, com utilização do diéster oleofílico do ácido carbónico como fase oleosa di persa, de acordo com a seguinte instrução operacional

Inicialmente preparou-se uma lama de bentonite lio-íEogeneizada a 6>j em peso com a utilização duma bentonite usual no comércio (nao hidrofóbica) com água corrente e ajustamento do valor do pH que fica compreendido no intervalo entre 9»2 e 953, por meio de lixívia sódica. Ã partir desta fase aquoso de bentonite, previamen te inchada, trabalha-se em fases operacionais sequenciais no processo - respectivamente com uma mistura intensa, os compo nentes individuais da emulsão de óleo de diéster do ácido ca bórico, baseada em água, de acordo com a seguinte formulação 550 g b du 1,5 e* b de 55 b de 70 CP o de 1,7 £* o de 550 g duma solução de bentonite a &jí em peso; 1,5 g de carboximetilcelulose técnica pouco viscosa; (hela-tin U 300 3 g) cloreto de sódio; 70 g de óleo de diéster do ácido carbónico; 1,7 g de emulsionante (óleo de rícino sulf. "-liirkiachrot Cl11)»

y y ..- Λ < I ο ir ,Α ϋ 219 g <5Le ‘barita.

Ias composições de lavagem em emulsão, do tipo óleo -em-água, determinaram-se as viscosidades conforme se segue:- mrimeiramente, na composição de lavagem em emulsão na temperatura de 50°0, no material não envelhecido, determi na-se a viscosidade plástica (PY), 0 índice de escoabilidade (PP), assim como a densidade do gel consoante 10 segundos e consoante 10 minutos. mm seguida envelhece-se a composição de lavagem em emulsão durante 16 horas na temperatura de 125°0, numa auto-clave - no assim chamado "roller-oven” -, a fim de ensaiar a influência da temperatura sobre a estabilidade da emulsão, lim seguida, determinam-se novamente os valores da viscosidade na temperatura de 50°0. da pormenor aplica-se o seguinte;-

Exemplo 5 s

Gomo fase oleosa dispersa empregou-se o diester do ácido carbónico - isotridecilo do Exemplo 4. determinaram-se os seguintes valores no material não envelhecido e no material envelhecido;

daterial não *..aterial Envelhecido Envelhecido Yisocsidade plástica (?Y) 9 14 índice de escoabilidade (PP) densidade do gel (lb/lGO ft*") 38 28 10 segundos 28 21 10 minutos -7 r- 47 Exemplo 6 millimMIlWlíllini 1 1 II illllM

Gomo fase oleosa dispersa processa-se, neste caso,

Claims (20)

1. Ia - Processo para a preparação de composições escoáveis à base de diésteres de ácido carbónico, para o tratamento de furos de sondagens, caracterizado pelo facto de, na respectiva formulação, se empregarem diésteres olefilicos-derivados do ácido carbónico e de álcoois monofuncionais e eventualmente polifuncionais, iguais ou diferentes, solúveis em óleo e ecologicamente aceitáveis como componentes de composições de lavagem e outras composições para o tratamento de furos de sondagem, baseadas em óleo ou em água.
2. 2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se empregarem os diésteres do ácido carbónico oleofilicos na fase oleosa de composições de lavagem à base de óleo, em especial, composições inversas do tipo de água-em-óleo e, neste caso, ou existir como aditivo numa concentração de pelo menos cerca de 5% em peso da fase oleosa continua ou, de preferencia, constituir pelo menos a maior parte da fase oleosa. 3
3. 3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se empregarem os diésteres do ácido carbónico nas composições sob a forma de emulsão do tipo óleo-em-água baseadas em água neste caso os referidos diésteres existirem na fase oleosa dispersa e constituírem pelo menos 5% em peso desta mas, de preferencia a maior parte de desta fase.
4. 4 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de os diésteres do ácido carbónico oleofilico terem o ponto de inflamação pelo menos igual a 80°C mas, de preferencia pelo menos igual a 135°C. Q
5. 5 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de se empregarem diésteres do ácido carbónico escoáveis à temperatura ambiente, sendo preferida a utilização de diésteres do ácido carbónico compostos de solidificação/escoamento inferior a 0°C, de preferencia, inferior a cerca de -5°C. a
6. 6 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de se empregarem diésteres do ácido carbónico simétricos ou mistos e/ou misturas de diferentes diésteres do ácido carbonico que derivam, pelo menos parcialmente, de álcoois monofuncionais ecologicamente aceitáveis com pelo menos 6 átomos de C, de preferencia, com pelo menos 8 átomos de c e eventualmente também contém condensados radicais de álcoois polifuncionais solúveis em água e/ou em óleo com, de preferencia, 2 a 5 e, em especial, com 2 e/ou 3 grupos hidroxilo. 7a - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de os radicais alcoólicos derivarem de compostos toxicologicamente inofensivos e, em especial, toxicologicamente inofensivos por inalação, preferindo-se os radicais de álcoois monofuncionais com 8 a 40 átomos de C e os radicais dos álcoois polifuncionais com 2 a 40 átomos de C eventualmente existentes. a
7. 8 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de, no caso de se empregarem conjuntamente álcoois monofuncionais e polifuncionais nos

   steres do ácido carbónico, os radicais dos álcoois polifuncionais formarem - grupos éster terminados por hidroxilo; - radicais de álcoois monofuncionais com cadeias prolongadas por formação de grupos éter e/ou - ésteres de ácido oligocarbónico mediante ligação de pelo menos 2 grupos hidroxilo sob a forma de éster a diferentes radicais de ácido carbónico.
8. 9 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de, se empregarem diésteres do ácido carbónico cujos radicais alcoólicos estão isentos de componentes moleculares aromáticos e derivam especialmente de cadeias de hidrocarbonetos lineares e/ou ramificados, eventualmente não saturados de origem natural e/ou sintética.
9. 10 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de, se empregarem diésteres do ácido carbónico em conjunto com outros óleos insolúveis em água ecologicamente aceitáveis, preferindo-se para o efeito correspondentes álcoois, éteres e/ou óleos de ésteres de ácidos carboxilicos oleofilicos cujos componentes alcoolicos que formam ésteres derivam de álcoois monofuncionais e/ou polifuncionais e, nesse caso, os álcoois serem de preferencia escolhidos de tal maneira que, também no caso da utilização na prática sob saponificação parcial dos ésteres, não se verifiquem perigos toxicologicos, especialmente, perigos toxicológicos por inalação. Q
10. 11 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de, como óleos de ésteres de ácidos carboxilicos utilizados simultaneamente, se empregarem correspondentes ésteres de álcoois monofuncionais de origem natural e/ou sintética e de carácter manifestamente .3

    oleofilico com, de preferencia pelo menos 6, especialmente pelo menos 8 átomos de C.
11. 12 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo facto de, no caso de se utilizarem misturas dos diésteres oleofilicos do ácido carbónico com outras fases oleosas solúveis, se empregarem componentes da mistura de tal maneira que os pontos de inflamação da fase da mistura oleosa serem pelo menos iguais a cerca de 100°C e, de preferencia, maiores do que cerca de 135°C. g
12. 13 - Processo de acordo com as reivindicações la 12, caracterizado pelo facto de se empregarem diésteres do ácido carbónico ou as suas misturas com óleos ecologicamente aceitáveis e homogeneamente misciveis que, no caso das composições de lavagem do tipo de água-em-óleo inversas presentes na fase oleosa continua, os valores das propriedades de solidificação (ponto de escoamento e ponto de solidificação) serem inferiores a 0°C, de preferencia, inferiores a -5°C e a viscosidade determinada com o viscosimetro de Brookfield (RVT) no intervalo de temperatura de 0 a 5°C não ser maior do que 55 mPas, de preferencia, não ser maior do que 45 mPas; enquanto no caso das composições de lavagem do tipo de óleo--em-água, a fase oleosa a 20°C podem possuir uma viscosidade, determinada com o viscosimetro de Brookfield (RVT) máxima igual a cerca de 2 milhões de mPas, de preferencia, inferior a cerca de 1 milhão de mPas.
13. 14 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo facto de a fase oleosa ou dispersa conter diésteres de ácido carbónico em mistura com ésteres de ácidos carboxilicos de pelo menos uma das seguintes subclasses;

    a) ésteres derivados de ácidos monocarboxilicos em C^-C^ e cie álcoois monofuncionais e/ou polifuncionais, em que os radicais dos álcoois monofuncionais possuem pelo menos 6, de preferencia, pelo menos 8 átomos de C e os álcoois polifuncionais possuem 2 a 6 átomos de C na molécula; b) ésteres de ácidos monocarboxilicos de origem sintética e/ou natural com 6 a 16 átomos de C, em especial, ésteres derivados de correspondentes ácidos monocarboxilicos alifáticos saturados e de álcoois monofuncionais e/ou polifuncionais do tipo mencionado na alinea a) e c) ésteres derivados de ácidos monocarboxilicos uma e/ou' várias vezes olefinicamente insaturados com pelo menos 16, em especial, 16 a 24 átomos de C e especialmente álcoois monofuncionais de cadeia linear e/ou ramificada.
14. 15 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo facto de se empregarem simultaneamente agentes auxiliares e aditivos correntes das composições para o tratamento de furos de sondagens à base de óleo ou à base de água os quais, por sua vez, são ecologica e toxicologicamente pelo menos preponderantemente inofensivos, por exemplo, isentos de compostos derivados de metais pesados tóxicos solúveis.
15. 16 - Processo para a preparação de composições para o tratamento de furos de sondagens, escoáveis e bombeáveis no intervalo de temperatura de 5 a 20°C, especialmente de composições para a lavagem de poços de sondagens - ou à base de uma fase oleosa continua, caso assim se pretenda, em mistura com uma quantidade limitada de uma fase aquosa dispersa (do tipo inverso de óleo-em-água) - ou a base de uma fase oleosa dispersa numa fase aquosa continua (de emulsão do tipo de óleo-em-água), caso assim se pretenda contendo substancias auxiliares usuais dissolvidas /f . /jâ t&~ %

    e/ou dispersas, tais como agentes de aumento da viscosidade, agentes emulsionantes, aditivos para compensar a perda de fluido, agentes molhantes, agentes para aumento da massa volumica finamente moidos, sais, reservas de alcalinidade e/ou agentes biocidas, caracterizado pelo facto de na sua fase oleosa, se empregarem diésteres do ácido carbónico oleofilicos à base de álcoois monofuncionais solúveis em óleo e ecologicamente aceitáveis e, caso assim sa pretenda, álcoois polifuncionais solúveis em água e/ou óleo.
16. 17 - Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de, na fase oleosa, existirem dos diésteres de ácido carbónico oleofilicos com componentes de mistura de óleo ecologicamente aceitáveis ou a fase oleosa ser constituída exclusivamente à base dos diésteres do ácido carbónico, podendo existir respectivamente diésteres do ácido carbónico simétricos e/ou mistos ou misturas de diversos diésteres de ácido carbónico.
17. 18 - Processo de acordo com as reivindicações 16 e 17, caracterizado pelo facto de os diésteres do ácido carbónico serem formados à base de álcoois monofuncionais toxicologicamente inofensivos por inalação que possuem pelo menos 6 átomos de C, de preferencia, 8 a 40 átomos de C, isentos de radicais aromáticos e são de cadeia linear e/ou ramificada e eventualmente também podem ser pelo menos parcialmente insaturados, podendo ser empregados conjuntamente com os álcoois monofuncionais também álcoois polifuncionais com especialmente 2 a 5 grupos hidroxilo e 2 a 40 átomos de C.
18. 19 - Processo de acordo com as reivindicações 16 e 18, caracterizado pelo facto de se empregarem diésteres do ácido carbónico oligoméricos com, de preferencia, 2 ou 3 radicais de ácido carbónico completamente esterifiçados na molécula. 20 a //

    Processo de acordo com as reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo facto de se empregarem, como componentes da mistura de óleos ecologicamente aceitáveis, óleos de ésteres de ácidos carboxilicos, álcoois oleofilicos e/ou éteres, possuindo os diésteres de ácido carbónico e os componentes da mistura de óleo pontos de inflamação maiores do que 80°C, de preferencia, maiores do que 135°C. 21a - Processo de acordo com as reivindicações 16 a 20, caracterizado pelo facto de, no caso de se co-utilizarem óleos de ésteres de ácidos carboxilicos como componentes da' mistura se escolherem os álcoois monofuncionais presentes no óleo de éster de ácido carboxilico de tal maneira que, no caso de no emprego na prática, se verificar uma hidrólise parcial se formam toxicologicamente inofensivos por inalação.
19. 22 - Processo de acordo com as reivindicações 16 a 21, caracterizado pelo facto de se escolherem os aditivos e as substancias auxiliares usuais co-utilizados de maneira a obedecerem também aos critérios da aceitabilidade ecológica e serem, por exemplo, isentos de compostos de metais pesados tóxicos sóluveis.
20. 23 - Processo de acordo com as reivindicações 16 a 22, caracterizado pelo facto de se regular o pH da composição de maneira a ficar compreendida entre o valor aproximadamente neutro e moderadamente básico, em especial, dentro do intervalo de cerca de 7,5 a 11. Lisboa, 6 de Junho de 1991

    MARIA S1LV1NA VIEIRA PEREIRA FERREIRA Industrial Adjunto AMÉiUCO DA SILVA CARVALHO Ajents Cfisia! de Propriedade Industria* Rua Castilho, 201, 3°-E 1000 LISBOA