Снижающие трение композиции для применения в бурильных операциях - RU2019123012A

1. Способ, включающий следующие стадии:

а) обеспечение по меньшей мере одной буровой композиции на нефтяной основе для бурильной операции,

б) проведение бурильной операции в течение периода времени с использованием буровой композиции на нефтяной основе и

с) добавление снижающей трение композиции для бурильной операции, причем снижающая трение композиция включает

одно или более соединений, представленных формулой I:

где Аr означает моно- или полициклический ароматический фрагмент, каждая группа X означает полярную функциональную группу, каждую группу R независимо выбирают из разветвленной или неразветвленной, насыщенной или ненасыщенной, замещенной или незамещенной С₁-С₅₀углеводородной группы, где n означает целое число, превышающее или равное 1, и где m означает целое число, превышающее или равное 0, если по меньшей мере одна группа R замещена функциональной группой и/или группа Аr содержит гетероатом, и в других случаях означает целое число, превышающее или равное 1.

2. Способ по п. 1, где снижающая трение композиция по меньшей мере частично диспергируется в буровой композиции на нефтяной основе в условиях проведения объемной бурильной операции.

3. Способ по п. 1 или 2, где снижающая трение композиция находится в жидком состоянии в условиях проведения объемной бурильной операции.

4. Способ по любому из пп. 1-3, где стадия обеспечения по меньшей мере одной буровой композиции на нефтяной основе включает введение по меньшей мере одной буровой композиции на нефтяной основе в ствол скважины и где стадия добавления снижающей трение композиции включает введение снижающей трение композиции в ствол скважины.

5. Способ по любому из пп. 1-4, где стадия добавления снижающей трение композиции дополнительно включает стадии смешивания снижающей трение композиции с буровой композицией на нефтяной основе, при этом получают смазочную композицию, и обеспечение смазочной композиции для бурильной операции, где необязательно снижающую трение композицию смешивают с буровой композицией на нефтяной основе до такой степени, чтобы обеспечить концентрацию снижающей трение композиции в смазочной композиции на уровне от приблизительно 0,1 мас. % до приблизительно 20 мас. % в расчете на массу смазочной композиции.

6. Способ по любому из пп. 1-5, где одно или более соединений, представленных формулой I, не содержат эпоксидную группу.

7. Способ по любому из пп. 1-6, где стадия добавления снижающей трение композиции включает периодическое добавление снижающей трение композиции для поддерживания требуемого крутящего момента.

8. Способ по любому из пп. 1-7, дополнительно включающий стадию определения ограничителя крутящего момента для бурильной операции, и где стадию добавления снижающей трение композиции для бурильной операции проводят при крутящем моменте бурильной операции, составляющем ≥ приблизительно 90% ограничителя крутящего момента.

9. Способ по любому из пп. 1-8, где бурильная операция характеризуется рабочим крутящим моментом < 95% крутящего момента на той же самой бурильной операции, которую проводят с использованием буровой композиции на нефтяной основе, но не содержащей снижающую трение композицию.

10. Способ по любому из пп. 1-9, где Аr выбирают из группы, состоящей из арильной группы, гетероарильной группы, бифенильной группы, депротонированных циклических С₅ диолефинов и многоядерной ароматической группы, и их комбинаций, и/или каждую группу X независимо выбирают из группы, состоящей из -ОН, -OCH₃, -NH₂, -NO₂, -СНО, -СН₃ОН, -SO₂R, полиаминов, полиолов, оксазолидинов, металлов групп 1-2, NR₄⁺групп, PR₄⁺групп и гликозильной группы и их комбинаций.

11. Способ по любому из пп. 1-10, где по меньшей мере одна группа R содержит цепь, включающую по меньшей мере 10 атомов углерода и/или где по меньшей мере одна группа R содержит четвертичный атом углерода, напрямую присоединенный к группе Аr.

12. Способ по любому из пп. 1-11, где по меньшей мере один m или n превышает или равен 2.

13. Способ по любому из пп. 1-12, где снижающая трение композиция включает одно или более соединений, представленных по меньшей мере одной из формул Ia, Ib или Iс:

где каждый R, X, m и n имеют значения, определенные в п. 1.

14. Способ по п. 13, где снижающая трение композиция включает одно или более соединений, представленных по меньшей мере одной из формул Iа, или Iс, и где по меньшей мере одна группа R расположена в мета- или пара-положении по отношению к группе X.

15. Способ по п. 13 или 14, где одно или более соединений, представленных по меньшей мере одной из формул Ia, Ib или Iс, выбирают из группы, состоящей из алкилфенолов, алкиланизолов, алкилнафтолов, компонентов жидкости из скорлупы орехов кешью (ЖСОК), тиоалкилфенолов, алкилбензамидов, алкиланилинов и любых их производных и смесей.

16. Способ по п. 15, где одно или более соединений, представленных по меньшей мере одной из формул Ia, Ib или Iс, включает функционализированные ароматические соединения, алкилированные линейным альфа-олефином и/или поли-альфа-олефином.

17. Способ по п. 15, где одно или более соединений, представленных по меньшей мере одной из формул Ia, Ib или Iс, включает алкилфенол и/или производное алкилфенола.

18. Способ по п. 17, где одно или более соединений, представленных по меньшей мере одной из формул Ia, Ib или Iс, включает карданол.

19. Способ по п. 17, где производное алкилфенола выбирают из группы, состоящей из феналкаминов, полиолов-предшественников основания Манниха, карданола, модифицированного гликозилом или их смесей.

20. Способ по любому из пп. 1-19, где бурильная операция включает одну или более операций: введение бурильной колонны, введение свернутых труб, введение обсадных труб, введение фильтров, введение устройств для очистки, гидроразрыва и перфорирования, вращение бурильной колонны, освоение ствола скважины, удаление бурильной колонны и/или удаление свернутых труб.

21. Применение снижающей трение композиции для снижения крутящего момента бурильной операции, где снижающая трение композиция включает

одно или более соединений, представленных формулой I:

где Аr означает моно- или полициклический ароматический фрагмент, каждая группа X означает полярную функциональную группу, каждую группу R независимо выбирают из разветвленной или неразветвленной, насыщенной или ненасыщенной, замещенной или незамещенной С₁-С₅₀углеводородной группы, где n означает целое число, превышающее или равное 1, и где m означает целое число, превышающее или равное 0, если по меньшей мере одна группа R замещена функциональной группой и/или группа Аr содержит гетероатом, и в других случаях означает целое число, превышающее или равное 1,

где бурильная операция необязательно характеризуется рабочим крутящим моментом < 99% крутящего момента в ходе той же самой бурильной операции, которую проводят с использованием буровой композиции на нефтяной основе, но не содержащей снижающую трение композицию.

22. Смазочная композиция, пригодная для применения при бурильных операциях, включающая:

а) ≥ приблизительно 80 мас. % по меньшей мере одной буровой композиции на нефтяной основе в расчете на массу смазочной композиции, при этом буровая композиция на нефтяной основе включает от приблизительно 1,0 до приблизительно 15,0 мас. % воды, и

б) от приблизительно 0,1 до приблизительно 20,0 мас. % снижающей трение композиции в расчете на массу смазочной композиции, причем снижающая трение композиция включает одно или более соединений, представленных формулой I:

где Аr означает моно- или многоядерный полициклический ароматический фрагмент, каждая группа X означает полярную функциональную группу, каждую группу R независимо выбирают из разветвленной или неразветвленной, насыщенной или ненасыщенной, замещенной или незамещенной C₁-С₅₀углеводородной группы, где n означает целое число, превышающее или равное 1, и где m означает целое число, превышающее или равное 0, если по меньшей мере одна группа R замещена функциональной группой и/или группа Аr содержит гетероатом, и в других случаях m означает целое число, превышающее или равное 1, и в ином случае означает целое число, превышающее или равное 1, при условии, что если Аr означает фрагмент нафталина, каждая группа X не означает -ОН.

23. Композиция по п. 22, где снижающая трение композиция включает одно или более соединений, представленных формулой Iа:

где каждый R, X, m и n имеют значения, определенные в п. 23.

24. Смазочная композиция по п. 23, где одно или более соединений, представленных формулой Iа, выбирают из группы, состоящей из алкилфенолов, алкиланизолов, компонентов жидкости из скорлупы орехов кешью (ЖСОК), тиоалкилфенолов, алкилбензамидов, алкиланилинов и любых их производных и смесей.

25. Смазочная композиция по любому из пп. 22-24, где смазочная композиция не содержит или в основном не содержит желирующих и/или сшивающих агентов.