Модифицированные многокомпонентные смеси, используемые при вскрытии грунта

Модифицированные многокомпонентные смеси, используемые при вскрытии грунта

Реферат

 

Изобретение относится к текучим и прокачиваемым средствам, используемым при вскрытии грунта, в частности при обработке призабойной зоны буровых скважин. Техническим результатом является обеспечение возможности оптимизации требований по технической производительности, экологической совместимости и соотношению затрат к получаемому эффекту. 12 з.п.ф-лы, 18 табл.

Настоящее изобретение касается новых текучих и прокачиваемых многокомпонентных смесей, используемых при вскрытии грунта, в частности при обработке призабойной зоны буровых скважин, которые при использовании эмульгаторов содержат как масляную, так и водную фазы. В качестве многокомпонентных смесей такого вида в последующем описывается смесь по изобретению для промывки скважин и полученных на их основе буровых растворов. Область применения заявленной смеси этим, однако, не ограничивается. Родственными и затрагиваемыми настоящим изобретением областями являются, например, жидкости, используемые как индикаторные для обнаружения мест утечек, а также в качестве буферных, разделяющих, используемых в качестве гидравлических жидкостей при капитальном ремонте и интенсификации скважин, а также используемых для разрыва пласта.

Использование новых многокомпонентных смесей в качестве текучих средств для призабойной обработки скважин имеет особое значение для разработки месторождений нефти и газа, в частности, морских, но не ограничивается этим. Новые смеси могут, в общем, найти применение и при материковом бурении, например, при геотермическом бурении или при бурении на воду, при бурении в научных целях и при горнопромышленном бурении.

Жидкие промывочные системы, используемые для проходки скважин с выносом породы, представляют собой, как известно, ограниченно загущенные текучие системы, которые могут относиться к одному из следующих трех классов.

Чисто водные промывочные жидкости, промывочные смеси на основе масла, используемые, как правило, в виде так называемых инвертных эмульсионных растворов, а также эмульсии типа "масло в воде" (М/В) на основе воды, содержащие в дисперсионной водной фазе гетерогенную мелкодисперсную масляную фазу.

Используемые для промывки скважин жидкости на дисперсионной масляной основе выполнены в общем в виде трехфазной системы: масло, вода и мелкозернистые твердые вещества. При этом водная фаза распределена в виде гетерогенной мелкодисперсной в дисперсионной масляной фазе. Предусмотрено использование большого количества присадок, в частности эмульгаторов, утяжелителей, добавок для снижения фильтрации, веществ, обеспечивающих резерв щелочности, регуляторов вязкости и тому подобное. Подробности указаны, например, в публикации П.А. Бойда и других (Р.A. Boyd et al. New Base Oil Used in Low-Toxicity Oil Muds. Journal of Petroleum Technology, 1985, с.137 - 142) и Р. Б. Беннета (R. B. Bennet. New Drilling Fluid Technology - Mineral Oil Mud. Journal of Petroleum Technology, 1984, с. 975 - 981), а также в источниках, указанных в этих публикациях.

Промывочные жидкости на основе эмульсионных систем типа "масло в воде" (М/В), базирующихся на воде, занимают по своим пользовательским свойствам промежуточное положение между чисто водными системами и промывочными инвертными эмульсиями на основе масла. Подробная техническая информация по этому вопросу имеется в специальной литературе, например, в учебнике Джорджа Р. Грея и Х. К. Х. Дарлея (George R. Gray and H.C.H. Darley. Composition in Properties of Oil Well Drilling Fluids, 4-е издание, 1980/81, Gulf Publishing Company, Хьюстон) и в обширной цитируемой в этих публикациях технической и патентной литературе, а также в справочнике Applied Drilling Engineering. Adam Т. Borgoyne, Jr. и др. First Printing Society of Petroleum Engineers, Richardson, Техас (США).

Бесспорно, что еще и по настоящее время инвертные системы типа "вода в масле" (В/М) на основе масла являются наиболее надежным средством, в частности при бурении водочувствительных слоев глины. Дисперсионная масляная фаза инвертной эмульсии типа М/В образует на поверхности пробуренных слоев породы и в обломках выбуренной породы, поступающих в буровой раствор, закрытую полупроницаемую мембрану, в результате чего обеспечивается возможность контроля и регулирования направления возможной диффузии воды. Никакой другой тип промывочных жидкостей не обеспечивает и по настоящее время такую оптимизацию рабочих результатов, которая возможна при использовании инвертных промывочных жидкостей типа В/М.

В промывочных жидкостях последнего описанного вида и в других средствах призабойной обработки скважин, взятых для сравнения, первоначально использовались в качестве масляной фазы фракции минерального масла. А это связано с немалой нагрузкой на окружающую среду, когда, например, буровые растворы будут попадать в нее непосредственно или через выбуренную породу. Минеральные масла только с трудом поддаются разложению, а в анаэробных условиях являются практически неразложимыми и поэтому должны рассматриваться как долгосрочные загрязнения. Особенно за последнее десятилетие специалистами подано большое количество предложений о замене фракций минерального масла экологически более чистыми и легче разлагаемыми масляными фазами. Заявитель описывает в большом количестве патентов возможные альтернативы для масляной фазы, при этом могут использоваться также и смеси таких заменяющих масел. В частности, подробно описаны специально выбранные липофильные сложные эфиры монокарбоновой и поликарбоновой кислот, в значительной степени нерастворимые в воде и текучие при рабочих условиях спирты, соответствующие простые и некоторые сложные эфиры угольной кислоты. В целом в данном случае можно указать на следующие публикации: европейские заявки на патент ЕР 0374671; ЕР 0374672; ЕР 0386638; ЕР 0386636; ЕР 0382070; ЕР 0382071; ЕР 0391252; ЕР 0391251; ЕР 0532570; ЕР 0535074.

Да и третьими лицами было сделано большое количество предложений по использованию альтернативных масляных фаз для рассматриваемой в настоящем случае области. Так, например, были предложены следующие классы веществ для замены фазы минерального масла в инвертных промывочных жидкостях типа В/М: ацетали, -олефины, поли--олефины, олефины с внутренними связями, (олиго)амиды, (олиго)имиды и (олиго)кетоны; см. по этому вопросу следующую публикацию: европейские заявки на патент ЕР 0512501; ЕР 0627481; патент Великобритании 2258258; патенты США 5068041 и 5189012; международные заявки WO 95/30643 и WO 95/32260.

В настоящее время в рассматриваемой области практически используется большое количество конкретных альтернативных масляных фаз. И тем не менее, как и прежде, для технической целесообразности существует потребность в еще более четком согласовании трех решающих факторов: оптимальных технологических результатов работы, оптимального решения проблем защиты окружающей среды и, наконец, оптимального соотношения затрат и получаемого эффекта.

Наличие состава текучей и прокачиваемой многокомпонентной смеси на основе воды и масла, что обеспечивает в конкретных условиях эксплуатации, в частности в зоне опасных формаций пород внутри скважины, образование инвертной промывочной жидкости с дисперсной водной фазой в дисперсионной масляной фазе.

Наличие возможности фазовой инверсии с образованием основанной на воде эмульсии типа "масло/вода" вне зоны опасных формаций пород и, в частности, в рамках переработки и утилизации покрытого остатками промывочной жидкости бурового шлама.

Таким образом, становится возможной комбинация указанных ниже требуемых рабочих результатов.

- В рабочей зоне и особенно в пределах зон опасных формаций пород текучее рабочее средство представлено в виде инвертной эмульсии типа "вода в масле", образующей известным образом на поверхности пород требуемый затвор в виде полупроницаемой мембраны, в результате чего может быть обеспечена стабильность скважины в оптимальной для настоящего времени форме.

- При помощи поясняемого далее элемента изобретения, предназначенного для целенаправленной инверсии в эмульсию типа М/В с дисперсионной водной и дисперсной масляной фазами, становятся понятными известные специалистам упрощения при переработке и утилизации бурового шлама, извлеченного и отделяемого от промывочной жидкости, находящейся в контуре циркуляции. Имеющаяся в данном случае в диспергированной форме масляная фаза может быть по крайней мере в большей своей части легко отмыта от бурового шлама, при этом в зависимости от ее экологической совместимости может быть предусмотрен отдельный процесс промывки или же просто сброс в море при работе на морских скважинах. Дисперсная масляная фаза по меньшей мере частично всплывет в промывочной жидкости и в этом случае сможет быть отделена или же стать доступной на поверхности морской воды для более легкого аэробного разложения.

Заявленное изобретение реализует в данном случае этот принцип фазовой инверсии благодаря использованию рабочего параметра, заданного для находящейся в режиме циркуляции промывочной жидкости, а именно температуры промывочной жидкости в соответствующей точке ее использования. Внутри скважины заданы температуры, резко возрастающие с увеличением ее глубины. Промывочная жидкость, насыщенная буровым шламом, выходит из скважины также с сильно повышенными температурами. Благодаря возможности управления и установки заранее определенных температур фазовой инверсии теперь представляется возможным воздействовать за пределами скважины на требуемое обращение инвертной фазы В/М в эмульсионную фазу типа М/В. Подробности по этому вопросу смотри ниже. Согласно изобретению в результате действия выбранного и установленного в соответствующей промывочной жидкости параметра температуры фазовой инверсии (ТФИ) обеспечивается выполнение требования, чтобы находящаяся в контуре циркуляции промывочная жидкость при бурении по месту ее использования имела необходимое в этом случае состояние инвертной эмульсии типа "вода в масле".

Для гомогенизации несмешиваемых фаз масла и воды при помощи эмульгирования используются, как известно, эмульгаторы или системы эмульгаторов. При этом действует общее правило: эмульгаторы являются соединениями, связывающими в своей молекулярной структуре друг с другом гидрофильные и липофильные структурные звенья. Выбор и количество таких структурных звеньев в соответствующей молекуле эмульгатора и/или системы эмульгаторов зачастую характеризуется показателем гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), определяющим баланс гидрофильности и липофильности. При этом обычно исходят из следующего положения.

Эмульгаторы или системы эмульгаторов со сравнительно высоким содержанием гидрофильных составляющих дают высокие показатели ГЛБ и приводят при практическом использовании, как правило, к образованию эмульсий типа М/В на основе воды с дисперсной масляной фазой. Эмульгаторы или системы эмульгаторов со сравнительно высоким содержанием липофильных составляющих приводят к сравнительно низким показателям ГЛБ и тем самым к инвертным эмульсиям типа В/М с дисперсионной масляной и дисперсной водной фазами.

Это представление является, правда, сильно упрощенным по следующим причинам.

Действие используемых эмульгаторов или систем эмульгаторов может испытывать влияние большого количества сопутствующих факторов в общей смеси и, таким образом, может быть изменено. В качестве известных параметров для этих модификаций в связи с заявленным изобретением следует назвать следующее: насыщение водной фазы растворимыми органическими и/или неорганическими компонентами, например, водорастворимыми, в частности многоатомными низшими спиртами и/или их олигомерами, растворимыми неорганическими и/или органическими солями, количественное отношение эмульгатора/системы эмульгаторов к количеству масла и, наконец, структурное согласование в строении эмульгатора/системы эмульгаторов, с одной стороны, и молекулярной структурой масляной фазы, с другой стороны.

Особенно важным параметром согласно изобретению для указанного в данном конкретном случае действия эмульгатора относительно обеспечения состояния эмульсии типа М/В или В/М может быть соответствующая температура многокомпонентной системы. В частности, такой эффект выраженной температурной зависимости в смесях нерастворимых друг в друге масляной и водной фаз проявляют по крайней мере частично неионогенные эмульгаторы/системы эмульгаторов.

Таким образом, уже упомянутый ранее параметр системы в виде температуры фазовой инверсии (ТФИ) приобретает решающее значение - при взаимодействии с другими указанными ранее параметрами системы используемые эмульгаторы/системы эмульгаторов приводят к получению следующих типов эмульсий.

Температуры ниже ТФИ обуславливают состояние эмульсии типа М/В. Температуры выше ТФИ обуславливают образование инвертных эмульсий типа В/М. Смещение температуры в соответственно противоположный температурный диапазон обуславливает фазовое обращение системы.

Согласно заявленному изобретению эту естественную вариацию данного рабочего параметра используют следующим образом.

За счет соответствующего выбора эмульгатора/системы эмульгаторов, согласованного с другими учитываемыми в данном случае переменными, в горячей скважине обеспечивают инвертное состояние эмульсии типа В/М с дисперсионной масляной фазой. В сравнительно холодной наружной зоне фазовая инверсия промывочной жидкости и связанная с этим упрощенная переработка отделяемых компонентов могут быть выполнены в результате снижения температуры ниже температуры фазовой инверсии системы более простым образом. Постоянно связанный с движением промывочной жидкости в контуре циркуляции ее подогрев внутри скважины обеспечивает требуемый высокий уровень температур на поверхности породы выше температуры фазовой инверсии и тем самым предотвращает появление дисперсной воды в промывочной жидкости в этом месте.

Прежде чем заявленное изобретение будет рассмотрено подробно, следовало бы указать основную специальную литературу и информацию по вопросу зависящего от температуры фазового обращения и соответствующего параметра - температуре фазовой инверсии (ТФИ), поскольку в свете этих доступных основ раскрывается понимание и возможность реализации заявленного изобретения.

Очень подробное изложение условий фазового равновесия трехкомпонентных систем, состоящих из водной фазы, масляной фазы и поверхностно-активного вещества (в частности, неионогенных эмульгаторов/систем эмульгаторов), находится в публикации К. Шиноды и X. Куниеды (К. SHINODA and H. KUNIEDA. Phase Properties of Emulsions: PIT and HLB в источнике Enciclopedia of Emulsion Technology, 1983, том 1, с. 337-367). В частности, авторы также используют в своей публикации обширный специальный материал по описанию технического уровня, при этом особенно важным для понимания описываемого ниже изобретения является знание температурной зависимости фазового обращения таких систем "масло в воде", содержащих эмульгаторы. Указанная публикация Шиноды и других подробно рассматривает этот температурный параметр и эффект, возникающий во многофазных системах при его вариациях. Но при этом, в частности, также делаются ссылки на более ранние сведения, например, более ранние публикации К. Шиноды и сотрудников, по пунктам 7 и 8 перечня литературы (с. 366-367 вышеупомянутого источника). Здесь Шинода описывает параметр температуры фазового обращения (температуру фазовой инверсии, температуру гидрофильно-липофильного баланса), при этом эффект температурной зависимости соответствующей системы с использованием неионогенных эмульгаторов особенно наглядно представлен в более ранних публикациях Шиноды и других. Для текучих смесей веществ на основе трехкомпонентных систем (масло/вода/эмульгатор) представлена, в частности, зависимость соответственно устанавливающихся состояний фазового равновесия от температуры многокомпонентной системы. Стабильное в сравнительно более низком температурном диапазоне состояние эмульсии типа М/В с дисперсной масляной фазой в дисперсионной водной фазе переходит при повышении температур в зону фазового обращения - в зону температуры фазовой инверсии или в диапазон "средней фазы". При дальнейшем повышении температуры многокомпонентная система приобретает стабильное инвертное состояние системы "вода в масле", при котором в дисперсионной масляной фазе теперь представлена дисперсная водная фаза.

Шинода ссылается в своем перечне литературы (вышеупомянутый источник, пункты 31 и 32) на более ранние работы, выполненные П.А. Винзором (Р.А. WINSOR). В тексте его указанной ранее публикации (с. 344-345) принятые Винзором обозначения фазового равновесия ВИНЗОР I, ВИНЗОР III и ВИНЗОР II выстроены в систему по зависящим от температуры стабильным диапазонам фаз "масло-вода/средняя фаза/вода-масло": ВИНЗОР I представляет собой диапазон стабильной фазы М/В на основе воды, ВИНЗОР II соответствует диапазону стабильной инвертной фазы типа В/М, ВИНЗОР III обозначает среднюю фазу и соответствует таким образом температурному диапазону фазовой инверсии в понимании используемой в настоящее время терминологии и заявленного изобретения.

Определение этих различных диапазонов фаз, указанных в последнем абзаце, и, в частности, также определение имеющейся в соответствующей системе (микроэмульсионной) средней фазы (ВИНЗОР III) возможно двояким образом, при этом обе эти возможности разумно увязываются друг с другом: а) определение температурной зависимости и связанного с этим смещения фаз путем экспериментальной проверки соответствующей системы, в частности, при помощи определения электропроводимости; б) возможность предварительного расчетного определения температуры фазовой инверсии соответствующей системы на основании имеющейся в настоящее время специальной информации.

Но сначала принципиальным является следующее положение. Феномен фазовой инверсии и соответствующей температуры фазовой инверсии (ТФИ) имеют место в рамках температурного диапазона, который ограничен своим нижним пределом состоянием эмульсии типа М/В, а верхним пределом - инвертным состоянием эмульсии типа В/М. Экспериментальная проверка соответствующей системы, в частности, при помощи определения электропроводимости, представляет цифровые данные по нижнему и верхнему пределам температуры фазовой инверсии, при этом могут опять же встретиться незначительные смещения, если определение электропроводимости выполняется в одном случае по возрастанию температуры, а в другом - по снижению. Температура фазовой инверсии (ТФИ), а лучше сказать, диапазон ТФИ, в значительной степени соответствует объясненному ранее определению (микроэмульсионной) средней фазы ВИНЗОР III. Но при этом действительным является следующее.

Перепад между нижним пределом ТФИ (относительно состояния М/В) и верхним (относительно инвертного состояния В/М) является, как правило, регулируемым и зависит от выбора эмульгирующих компонентов или систем эмульгаторов. Зачастую в этих случаях указывают температурные диапазоны, дающие перепады не более, чем 20-30^oС, преимущественно не более, чем 10-15^oС. Согласно изобретению это может быть использовано при желании однозначной трансформации инвертной промывочной жидкости - или отделенных из нее частей - в эмульсионное состояние типа М/В. В результате этого для определенных форм исполнения, которые будут рассмотрены ниже, может представлять интерес работа со сравнительно широкими диапазонами фазовой инверсии до тех пор, пока будет гарантировано, что в пределах рабочего температурного диапазона при использовании промывочной жидкости в скважине верхний предел этого диапазона ТФИ - установление инвертного состояния типа В/М - не только достигнут, но и, что является предпочтительным, в достаточной мере превышен.

Расчетное определение ТФИ соответствующей системы по пункту б) не ведет, в противоположность этому, к точному определению упомянутых ранее температурных пределов соответствующего диапазона ТФИ, а направлено на определение реального числового значения, находящегося в пределах диапазона ТФИ. Таким образом, становится понятным, что для практики может представлять интерес комбинация определений смещения фаз в соответствии с пунктами а) и б). В частности, в данном случае принимается следующее.

Экспериментальное определение электропроводимости системы показывает ее оптимальное значение в диапазоне состояния промывочной жидкости типа М/В, выполненной на основе воды; в диапазоне инвертной фазы типа В/М электропроводимость, как правило, не показывается. Если измерение электропроводимости производится на образце эмульсии в диапазоне температуры фазовой инверсии с использованием вариаций температур (по восходящей и/или по нисходящей), то в этом случае можно очень точно измерить числовые значения предельных температур между указанными тремя диапазонами (М/В-средняя фаза-В/М). По наличию электропроводимости или же по ее отсутствию для обоих предельных диапазонов принимается вышесказанное, между этими пределами находится температурный участок рассматриваемой в данном случае фазовой инверсии соответствующей системы, который может быть точно измерен по своим предельным значениям вниз (наличие электропроводимости) и вверх (отсутствие электропроводимости).

Такое экспериментальное определение температурного диапазона фазовой инверсии при помощи измерения электропроводимости подробно описано в указанных в настоящей работе специальных технических публикациях, на которые могут быть сделаны ссылки. Так, например, дается ссылка на европейские заявки на патенты ЕР 0354586 и ЕР 0521981. Охлажденные ниже температурного диапазона фазовой инверсии эмульсии типа М/В показывают при определении электропроводимости значения выше 1 микросименса на сантиметр (С/см). При медленном нагревании в заданных условиях программы составляется диаграмма электропроводимости. Температурный диапазон, в пределах которого значение электропроводимости опускается ниже 0,1 C/см, фиксируется как температурный диапазон фазовой инверсии. Для заявленного изобретения целесообразно составить соответствующую диаграмму электропроводимости и для нисходящего отрезка температур, на котором определяется электропроводимость многокомпонентной смеси, которая сначала нагревается до температур выше диапазона фазовой инверсии, а затем определенным образом охлаждается. Определяемые при этом верхние и нижние пределы температурного диапазона фазовой инверсии не должны быть полностью идентичными соответствующим значениям описанного ранее участка с повышающейся температурой многокомпонентной смеси. Правда, как правило, соответствующие пределы стоят так близко друг к другу, что можно работать при выполнении крупных технических работ с унифицированными числами, в частности за счет усреднения соответствующих относящихся друг к другу пределов. И даже если будут зафиксированы увеличенные расхождения пределов температурного диапазона фазовой инверсии при определении в одном случае при повышающейся температуре, а в другом случае - при снижающейся, гарантируется реализуемость подробно описываемого далее изобретения по рабочим принципам, указанным в настоящей публикации. Многокомпонентная система должна быть согласована по своим рабочим и действующим параметрам таким образом, чтобы могла быть осуществлена установка уже описанного заявленного рабочего принципа: обеспечение внутри горячей скважины инвертного состояния типа В/М с дисперсионной масляной фазой. В сравнительно холодной наружной зоне обращение фаз промывочной жидкости и соответственно упрощенная переработка отделяемых частей могут быть выполнены более простым образом за счет выхода температуры ниже температуры фазовой инверсии этой системы.

Для снижения экспериментальных затрат может быть целесообразным расчетное определение ТФИ соответствующей многокомпонентной системы. В частности, это касается также и возможной оптимизации выбора эмульгаторов или системы эмульгаторов и их согласования с заданным выбором, предусмотренным на основании прочих соображений по технической реализации, и смесевым составом водной фазы, с одной стороны, и типом масляной фазы, с другой стороны. Специальная информация получена в последнее время как раз из совсем других областей, в частности из области изготовления косметических средств. Настоящее изобретение предусматривает также и в данном случае использование этих общих сведений непосредственно для связанной с заявленным изобретением сферой бурения и обслуживания имеющихся скважин оптимальными системами, содержащими масляные и водные фазы.

В связи с этим указывается, в частности, на публикацию , В. фон Рубински, X. Тесмана и А. Вальде ( ТН. FOERSTER, W. VON RYBINSKI, H. TESMANN and A. WALDE. Calculation of optimum emulsifier mixtures for phase inversion emulsification. International Journal of Cosmetic Science, выпуск 16, с. 84-92 (1994)). В этой работе подробно указано, как для заданной трехкомпонентной системы, состоящей из масляной фазы, водной фазы и эмульгатора, можно определить расчетным путем на основе характеризующего масляную фазу значения эквивалентного показателя углеродного ряда предельных углеводородов температурный диапазон фазовой инверсии (ТФИ) по методике расчета фазового обращения в концентратах. Эта публикация и др., в частности, вновь использует основную литературу по затронутому в настоящей работе комплексу тем, см. перечень литературы в упомянутой публикации, с. 91-92. Затем на основании многочисленных примеров подробно представляется, каким образом при помощи методики расчета фазового обращения в концентратах в рамках концепции использования эквивалентного показателя углеродного ряда предельных углеводородов можно сделать доступным выбор и оптимизацию эмульгаторов/систем эмульгаторов для оптимальной установки заданных значений температурного диапазона фазовой инверсии.

На основе этих сведений становится возможным предварительное определение смесей, включая соотношения смешения, с температурой фазовой инверсии в диапазоне настоящей заявки для практически используемых компонентов (в частности, по виду и количеству масляной фазы и соответствующих эмульгаторов/систем эмульгаторов). Это дает серьезную целесообразную исходную точку для выполнения экспериментальных работ с точки зрения методики определения по пункту а). Кроме расчетного определения ТФИ могут быть определены, в частности, диапазон образования средней фазы с ее нижним и, что особенно важно, с ее верхним температурными пределами. Таким образом, совершенно однозначно определяются температурные пределы, выше которых находится диапазон инверсии В/М для промывочных смесей, имеющих непосредственный контакт с горячей поверхностью стенок скважины, необходимый для образования закрытой полупроницаемой мембраны. Как правило, для этого целесообразно выбирать при практическом использовании эти верхние пределы диапазона фазовой инверсии с достаточным запасом, чтобы гарантировать требуемую для горячего диапазона инвертную фазу В/М (см. по этому вопросу приведенные ниже пояснения к заявленному изобретению).

С другой же стороны, выход в низкотемпературном диапазоне за границу инвертного состояния В/М должен быть возможным в такой степени, чтобы можно было использовать преимущества инверсии до образования фазы М/В и, таким образом, связанной с этим упрощенной переработки отделяемых компонентов промывочной жидкости.

Для полного представления специальной информации необходимо указать на следующее. В недалеком прошлом были затрачены существенные средства на проведение исследований по улучшению так называемого третичного метода добычи нефти за счет заводнения нефтеносных слоев эмульсиями типа "масло в воде", содержащими эмульгаторы/системы эмульгаторов. Поставленная при этом цель предусматривает использование в пластах соответствующих систем в диапазоне средней фазы эмульсий (ВИНЗОР III). Это становится сразу же понятным из обратной постановки цели, отклоняющейся от заявленного изобретения: оптимизация равновесия фаз М/В - В/М с образованием микроэмульсионной фазы в многокомпонентной системе ведет к повышению эффективности требуемого при заводнении процесса вымывания и тем самым к повышению вымывания нефтяной фазы из пород. Решающим фактором при этом на основании микроэмульсионного состояния является возможность надежного предотвращения забивки пор в породе более крупными капельками нефти.

Задача изобретения целенаправлена - с учетом работы с инвертными эмульсиями типа В/М - на запирание пор породы в скважине при помощи дисперсионного масляного слоя. Но одновременно вне скважины за счет инверсии фаз должна обеспечиваться упрощенная утилизация промывочной жидкости или ее компонентов.

Задача изобретения состоит в обеспечении высокой технической производительности при соответствующем соотношении затрат и результата и одновременно оптимальной реализации существующих в настоящее время требований по охране окружающей среды.

Задача решается предложенной текучей и прокачиваемой многокомпонентной смесью на основе многофазной смеси, состоящей из воды и масла, предназначенной для вскрытия грунта путем бурения и/или для последующей обработки, эмульгатор и вспомогательные вещества, отличием которой является то, что в качестве эмульгатора она содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей олигоалкоксилаты, алкоксилаты - в частности этоксилаты и пропоксилаты - структурных единиц естественного и синтетического происхождения, содержащих липофильные остатки и обеспечивающих возможность алкоксилирования, при этом эти алкоксилаты могут также иметь закрытые концевые группы, неполные сложные и простые эфиры полифункциональных спиртов, содержащих, в частности, от 2 до 6 атомов углерода и от 2 до 6 гидроксильных групп, и их олигомеры с содержащими липофильные остатки кислотами и спиртами, которые могут также иметь интегрированные в структуру молекулы остатки олигоалкоксилатов и алкоксилатов, в частности олигоэпоксилатов, алкилполигликозиды и алкилгликозиды длинноцепных спиртов, жирные спирты естественного и синтетического происхождения, алкилоламиды, аминоксиды, приводящие соответствующую многокомпонентную смесь к регулируемому по температуре обращению фаз при достижении температуры фазовой инверсии ТФИ в пределах температурного диапазона, верхняя граница которого составляет максимально 100^oС, чтобы водная фаза смеси была представлена в качестве дисперсной инвертной фазы в дисперсионной масляной фазе, а нижняя граница этого температурного диапазона лежит от 0 до ^oС, чтобы обеспечивала возможность превращения этой эмульсии В/М в эмульсию М/В с дисперсионной водной фазой, при этом водная фаза и масляная фаза взяты в объемном соотношении, равном (85-20):(15-80).

Желательно, чтобы ТФИ этой многокомпонентной смеси находился в температурном диапазоне от 5^o до 80^oС, предпочтительно в диапазоне от 10 до 60^oС и особенно предпочтительно в диапазоне от 15 до 50^oС, многокомпонентная смесь являлась текучей и прокачиваемой также и при комнатной температуре, а также ее эмульгатор имел неионогенную структуру и/или связан друг с другом в структурной единице как в виде неионогенных, так и в виде анионных структурных элементов.

Предпочтительно, чтобы в многокомпонентной смеси применялся эмульгатор со значением ГЛБ в диапазоне от 6 до 20, преимущественно от 7 до 18, который используют в предпочитаемой форме совместно с по меньшей мере одним более ярко выраженным липофильным эмульгатором, имеющим более низкое значение ГЛБ относительно вышеуказанной области, эмульгатор был согласован по его количеству в этой многокомпонентной смеси с количеством имеющейся в ней масляной фазы, и при этом предпочтительным является количество, равное или большее 1 мас.%, преимущественно от 5 до 60 мас.% (относительно масляной фазы), причем особенно предпочтительными количественными диапазонами для эмульгатора (относительно масляной фазы) являются следующие: от 10 до 50 мас.%, от 15 до 40 мас.% и особенно предпочтительно от 20 до 35 мас.%, а также не содержащая эмульгатор масляная фаза являлась нерастворимой в водной эмульсионной фазе, а также оставалась текучей и прокачиваемой предпочтительно и при комнатной температуре и имела при этом температуру вспышки выше 60^oС, предпочтительно равную или больше 80-100^oС и особенно предпочтительно равную или больше 120^oС.

Желательно, чтобы масляная фаза имела в диапазоне температур от 0 до 10^oС вязкость по Брукфилду не более 55 мПас, предпочтительно не более 45 мПас, многокомпонентная смесь содержала масляную фазу, которая относится по меньшей мере к следующему классу веществ: неразветвленные, разветвленные и циклические насыщенные углеводороды, олефиновые ненасыщенные углеводороды, в частности, типа линейных -олефинов, полимерных -олефинов, олефинов с внутренними концевыми связями, ароматические соединения, нафтены, сложные эфиры карбоновой кислоты с одно- и многоатомными спиртами, простые эфиры, ацетали, сложные эфиры угольной кислоты, жирные спирты, силиконовые масла, олигоамиды, амиды, олигоимиды, имиды, олигокетоны, кетоны.

Предпочтительно, чтобы количество водной фазы в объемных процентах было равно или больше 30-35%, предпочтительно равное или больше 40%, особенно предпочтительно равное или больше 50%, от смеси воды и масла, многокомпонентная смесь была выполнена в качестве бурового раствора, используемого при материковом и/или предпочтительно морском бурении грунта, в частности при разработке нефтяных и/или газовых месторождений, при этом предпочтительными являются буровые растворы с температурой фазовой инверсии в диапазоне, равном или меньше 50^oС, и особенно в диапазоне от 20 до 35^o.

Желательно, чтобы ТФИ всей системы согласовалась с условиями эксплуатации бурового раствора таким образом, что насыщенная буровым раствором выбуренная порода после ее отделения от бурового раствора может быть очищена при помощи промывки холодной водой, в частности морской, и предпочтительно при выполнении фазовой инверсии от В/М до М/В, выполненная в виде бурового раствора смесь имела в температурном диапазоне от 10 до 15 С выше температурного предела между средней фазой эмульсии и диапазоном инверсии В/М пластическую вязкость ПВ не более 100 мПас, предпочтительно не более 80 мПас, особенно предпочтительно в диапазоне от 30 до 45 мПас, и предел текучести ПТ не более 80 фунтов на 100 квадратных футов, преимущественно не более 50 фунтов на 100 квадратных футов, особенно предпочтительно в диапазоне от 10 до 25 фунтов на 100 квадратных футов.

Настоящее изобретение отличается в данном случае использованием эмульгаторов и/или систем эмульгаторов, обуславливающих в соответственно рассматриваемой многокомпонентной смеси регулируемое по температуре обращение фаз при температуре фазовой инверсии (ТФИ) в рамках температурного диапазона, верхняя граница которого настолько ниже рабочей температуры многокомпонентной смеси в зоне геологического вскрытия породы, чтобы основанная на воде часть этой многокомпонентной смеси была представлена в качестве дисперсной (инвертной) фазы в дисперсионной масляной фазе (эмульсия типа В/М), а нижняя граница этого температурного диапазона обеспечивала возможность превращения этой многокомпонентной смеси в эмульсию типа М/В с дисперсионной водной фазой.

Особо важная форма исполнения настоящего изобретения касается использования таких многокомпонентных систем в рамках применения инвертных промывочных жидкостей типа В/М (буровых растворов) при бурении грунта для ограничения требуемого количества масляной фазы при одновременном обеспечении состояния инвертной эмульсии типа В/М, а также для инертизации промывочной жидкости, содержащей воду, при непосре