(57)【要約】  本発明は、モノエステル系掘削流体組成物、及び前記組成物を用いる掘削孔の掘削方法を対象とする。いくつかの実施形態において、かかるモノエステル系潤滑剤の製造方法は、バイオマス前駆体及び／又は低値のフィッシャー−トロプシュ（ＦＴ）オレフィン及び／又はアルコールを利用し、高値のモノエステル系掘削流体が得られるようにする。いくつかの実施形態において、かかるモノエステル系掘削流体は、ＦＴオレフィン及び脂肪酸から得られる。脂肪酸は、バイオ資源（すなわち、バイオマス、再生可能資源）由来であってもよく、又は酸化によってＦＴアルコールから得ることができる。
2016534198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ：
【化１】
2016534198.tif 000012
（式中、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜Ｃ８から選択され、Ｒ３はＣ５〜Ｃ１３である）
の所定量の少なくとも１つのモノエステルを含む掘削流体組成物。
【請求項２】
式Ｉのモノエステルが生物分解性で非毒性である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
式Ｉのモノエステルが異性化オレフィンに由来するものである、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ５から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ８である、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ３から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ６である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
式Ｉのモノエステルの温度１００℃での動粘度が約０．５ｃＳｔ〜２ｃＳｔの間であり、温度４０℃での動粘度が約２ｃＳｔ〜４ｃＳｔの間であり、温度０℃での動粘度が約４ｃＳｔ〜１２ｃＳｔの間である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
式Ｉのモノエステルが、３０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
式Ｉのモノエステルが、約−３０℃よりも低い流動点と、約−３０℃よりも低い曇り点を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
掘削流体が、約１０℃よりも低い流動点と、約１ｃＳｔ〜約１０ｃＳｔの間の４０℃での粘度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
掘削流体が、約２ポンド／１００平方フィート〜約１５ポンド／１００平方フィートの間の１０秒ゲル強度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
掘削流体が、約１ポンド／１００平方フィート〜約１７ポンド／１００平方フィートの間の１０分ゲル強度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
Ｒ３がＣ５である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ２である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ３である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、オクチルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、デシルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
掘削流体が、約２０重量％〜４０重量％の間の式Ｉのモノエステルを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】
掘削流体が、
ａ．約１．０重量％〜約３．０重量％の間の乳化剤及び湿潤剤；
ｂ．約０．１重量％〜約１．５重量％の間の親有機性クレイ；
ｃ．約５重量％〜約１２重量％の間の水；
ｄ．約１．０重量％〜約４．０重量％の間の塩；
ｅ．約０．１重量％〜約１．０重量％の間のラテックス濾過制御剤；
ｆ．約４０重量％〜約６０重量％の間の増量剤；及び、
ｇ．約３．０重量％〜約９．０重量％の間のシミュレートされた掘削固体をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１２年１１月２０日に出願した同時係属中の米国特許出願第１３／６８２，５４２号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、モノエステル系掘削流体組成物、それらの製造方法、並びに油及びガス回収操作において地下層で使用するための方法に関し、ここで、これらは、少なくとも１つのバイオ由来前駆体及び／又はフィッシャー−トロプシュ生成物（単数又は複数）から製造される。
【背景技術】
【０００３】
ベース流体として合成流体を使用する掘削流体（すなわち、モノエステル系掘削流体）は、１００，０００ｐｐｍよりも高い９６時間ＬＣ５０  Ｍｙｓｉｄ  ｓｈｒｉｍｐ（Ｍｙｓｉｄｏｐｓｉｓ  ｂａｈｉａ）バイオアッセイ試験結果を達成することができる。しかし、これらのバイオアッセイ試験の結果であっても、その商業的使用は厳しく制限されている。
【０００４】
したがって、ベース流体として安価で非毒性の合成流体を使用する掘削流体が必要とされている。本発明は、（ａ）少なくとも１つの掘削流体添加剤（例えば、乳化剤、増粘剤、増量剤及びオイル湿潤剤）と（ｂ）モノエステル（単数又は複数）を含む安価で非毒性ベース流体とを含む、掘削流体を提供することによりこの要求を満たす。
【０００５】
すでに、Ｃ１〜Ｃ５カルボン酸及び１つ以上のＣ３〜Ｃ２２オレフィンを含む第二級エステルを、インバート掘削泥水と共に使用することができることが報告されている（米国特許第６，１００，２２３号及び同第６，１９１，０７６号を参照）。さらに、２０１２年１１月２０日に出願されており、その全体を本明細書に援用する、関連米国特許出願第１３／６８２，５４２号（「モノエステル系潤滑剤及びその製造方法（Ｍｏｎｏｅｓｔｅｒ−Ｂａｓｅｄ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」）は、より簡単で、より効果的なモノエステルの製造方法を提供している。
【０００６】
かかる場合、生物分解性で非毒性のモノエステル系掘削流体を用いる、地下層における掘削孔の掘削方法の使用は、特に、こうした方法が、低値のフィッシャー−トロプシュ（ＦＴ）オレフィン及びアルコールから高値のモノエステル系掘削流体への転化と組み合わせて、再生可能な原材料を利用する場合、極めて有用であり望ましい。
【０００７】
この態様において、本発明のＣ６〜Ｃ４１カルボン酸及びＣ８〜Ｃ８４オレフィンから製造されるモノエステルは、掘削流体での使用において優れた特性を提供することが確認された。特に、本発明のモノエステルは、今日の市場で現在市販されているエステルよりも、高温及び高圧で低粘度と優れたゲル強度を有している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態において、本発明は、式Ｉ：
【化１】
2016534198.tif 000003
（式中、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜Ｃ８から選択され、Ｒ３はＣ５〜Ｃ１３である）
の所定量の（ａ  ｑｕａｎｔｉｔｙ  ｏｆ：所定量の）少なくとも１つのモノエステルを含む掘削流体組成物を対象とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】モノエステル系掘削流体組成物に含有させるためのモノエステルの製造方法を示すフローチャートである。
【図２（ａ）】一般的なモノエステルを示す図である。
【図２（ｂ）】オクチルヘキサノアートモノエステルを示す図である。
【図２（ｃ）】デシルヘキサノアートモノエステルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが生物分解性で非毒性である、掘削流体組成物を対象とする。
【００１１】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが異性化オレフィンに由来するものである、掘削流体組成物を対象とする。
【００１２】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ８から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ１２である、掘削流体組成物を対象とする。
【００１３】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ５から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ８である、掘削流体組成物を対象とする。
【００１４】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ３から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ６である、掘削流体組成物を対象とする。
【００１５】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルの温度１００℃での動粘度が約０．５ｃＳｔ〜２ｃＳｔの間であり、温度４０℃での動粘度が約２ｃＳｔ〜４ｃＳｔの間であり、温度０℃での動粘度が約４ｃＳｔ〜１２ｃＳｔの間である、掘削流体組成物を対象とする。
【００１６】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが３０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００１７】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが５０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００１８】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが６０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００１９】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが約−２０℃よりも低い流動点を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２０】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが約−６０℃よりも低い流動点を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２１】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、約１０℃よりも低い流動点と、約１ｃＳｔ〜約１０ｃＳｔの間の４０℃での粘度を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２２】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、約２ポンド／１００平方フィート〜約１５ポンド／１００平方フィートの間の１０秒ゲル強度を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２３】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、約９３．３℃及び約１０００ｐｓｉｇで約２ポンド／１００平方フィートの１０秒ゲル強度を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２４】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、約１２１．１℃及び約１５０００ｐｓｉｇで約１ポンド／１００平方フィートの１０秒ゲル強度を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２５】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、表２Ａに示したＦａｎｎ  ７７におけるレオロジー特性プロファイルをもたらす、掘削流体組成物を対象とする。
【００２６】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、表２Ｂに示したＦａｎｎ  ７７におけるレオロジー特性プロファイルをもたらす、掘削流体組成物を対象とする。
【００２７】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、約１ポンド／１００平方フィート〜約１７ポンド／１００平方フィートの間の１０分ゲル強度を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００２８】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、Ｒ３がＣ５である、掘削流体組成物を対象とする。
【００２９】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ２である、掘削流体組成物を対象とする。
【００３０】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ３である、掘削流体組成物を対象とする。
【００３１】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、オクチルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、掘削流体組成物を対象とする。
【００３２】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、デシルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、掘削流体組成物を対象とする。
【００３３】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、オクチルヘキサノアート、その異性体の混合物、デシルヘキサノアート、その異性体、及びそれらの混合物である、掘削流体組成物を対象とする。
【００３４】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、ステップ（ｂ）の掘削流体が、約２０重量％〜４０重量％の間の式Ｉのモノエステルを含む、掘削流体組成物を対象とする。
【００３５】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、
ａ．約１．０重量％〜約３．０重量％の間の乳化剤及び湿潤剤；
ｂ．約０．１重量％〜約１．５重量％の間の親有機性クレイ；
ｃ．約５重量％〜約１２重量％の間の水；
ｄ．約１．０重量％〜約４．０重量％の間の塩；
ｅ．約０．１重量％〜約１．０重量％の間のラテックス濾過制御剤；
ｆ．約４０重量％〜約６０重量％の間の増量剤；及び、
ｇ．約３．０重量％〜約９．０重量％の間のシミュレートされた掘削固体（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ  ｄｒｉｌｌ  ｓｏｌｉｄｓ）
をさらに含む、掘削流体組成物を対象とする。
【００３６】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、ヘキサニルヘキサノアート及び異性体、ヘキサニルオクタノアート及び異性体、ヘキサニルデカノアート及び異性体、ヘキサニルラウリアート及び異性体、ヘキサニルパルミタート及び異性体、ヘキサニルヘキサデカノアート及び異性体、ヘキサニルステアラート及び異性体、オクタニルヘキサノアート及び異性体、オクタニルオクタノアート及び異性体、オクタニルデカノアート及び異性体、オクタニルラウリアート及び異性体、オクタニルパルミタート及び異性体、オクタニルヘキサデカノアート及び異性体、オクタニルステアラート及び異性体、デカニルヘキサノアート及び異性体、デカニルオクタノアート及び異性体、デカニルデカノアート及び異性体、デカニルラウリアート及び異性体、デカニルパルミタート及び異性体、デカニルヘキサデカノアート及び異性体、デカニルステアラート及び異性体、ドデカニルヘキサノアート及び異性体、ドデカニルオクタノアート及び異性体、ドデカニルデカノアート及び異性体、ドデカニルラウリアート及び異性体、ドデカニルパルミタート及び異性体、ドデカニルヘキサデカノアート及び異性体、ドデカニルステアラート及び異性体、テトラデカニルヘキサノアート及び異性体、テトラデカニルオクタノアート及び異性体、テトラデカニルデカノアート及び異性体、テトラデカニルラウリアート及び異性体、テトラデカニルパルミタート及び異性体、テトラデカニルヘキサデカノアート及び異性体、テトラデカニルステアラート及び異性体、ヘキサデカニルヘキサノアート及び異性体、ヘキサデカニルオクタノアート及び異性体、ヘキサデカニルデカノアート及び異性体、ヘキサデカニルラウリアート及び異性体、ヘキサデカニルパルミタート及び異性体、ヘキサデカニルヘキサデカノアート及び異性体、ヘキサデカニルステアラート及び異性体、オクタデカニルヘキサノアート及び異性体、オクタデカニルオクタノアート及び異性体、オクタデカニルデカノアート及び異性体、オクタデカニルラウリアート及び異性体、オクタデカニルパルミタート及び異性体、オクタデカニルヘキサデカノアート及び異性体、オクタデカニルステアラート及び異性体、イコサニルヘキサノアート及び異性体、イコサニルオクタノアート及び異性体、イコサニルデカノアート及び異性体、イコサニルラウリアート及び異性体、イコサニルパルミタート及び異性体、イコサニルヘキサデカノアート及び異性体、イコサニルステアラート及び異性体、ドコサニルヘキサノアート及び異性体、ドコサニルオクタノアート及び異性体、ドコサニルデカノアート及び異性体、ドコサニルラウリアート及び異性体、ドコサニルパルミタート及び異性体、ドコサニルヘキサデカノアート及び異性体、ドコサニルステアラート及び異性体、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるモノエステルを含む、掘削流体組成物を対象とする。
【００３７】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、掘削流体が、成分：（ａ）石灰、（ｂ）流体損失制御剤、（ｃ）水及びシェール抑制塩（ｓｈａｌｅ  ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ  ｓａｌｔ）を含む水溶液、（ｄ）オイル湿潤剤、（ｅ）非スルホン化ポリマー、（ｆ）スルホン化ポリマー、並びに（ｇ）非親有機性クレイをさらに含む、掘削流体組成物を対象とする。
【００３８】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、少なくとも約１４４ａ．ｍ．ｕ〜最大約５９２ａ．ｍ．ｕの分子量を有する、掘削流体組成物を対象とする。
【００３９】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが内部オレフィンに由来するものである、掘削流体組成物を対象とする。
【００４０】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが第二級アルコールに由来するものである、掘削流体組成物を対象とする。
【００４１】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルが第二級モノエステルである、掘削流体組成物を対象とする。
【００４２】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉの−Ｏ（ＣＯ）Ｒ３基がＲ１又はＲ２の末端に結合されていない、掘削流体組成物を対象とする。
【００４３】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルがオリゴマー化から得られる生成物を含まない、掘削流体組成物を対象とする。
【００４４】
いくつかの実施形態において、本発明は、所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルを含み、式Ｉのモノエステルがアルファオレフィンに由来する生成物を含まない、掘削流体組成物を対象とする。
【００４５】
一実施形態において、本発明は、ａ）掘削孔の底部でドリル用ビットを回転させるステップと、ｂ）掘削流体を掘削孔に導入して、ドリル切削物をピックアップし且つ掘削孔からドリル切削物の少なくとも一部を運び出すステップとを含む、地下層における掘削孔の掘削方法であって、掘削流体が、ｉ）乳化剤、湿潤剤、増粘剤、増量剤及び流体損失制御剤からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤と、ｉｉ）式Ｉ：
【化２】
2016534198.tif 000004
（式中、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜Ｃ８から選択され、Ｒ３はＣ５〜Ｃ１３である）
の所定量の少なくとも１つのモノエステルとを含む、上記方法を対象とする。
【００４６】
いくつかの実施形態において、本発明は、ａ）掘削孔の底部にドリル用ビットを回転させるステップと、ｂ）掘削流体を掘削孔に導入して、ドリル切削物をピックアップし且つ掘削孔からドリル切削物の少なくとも一部を運び出すステップとを含む、地下層における掘削孔の掘削方法であって、掘削流体が、ｉ）乳化剤、湿潤剤、増粘剤、増量剤及び流体損失制御剤からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤と、ｉｉ）所定量の式Ｉの少なくとも１つのモノエステルとを含み、前記ステップが連続的に実施される、上記方法を対象とする。
【００４７】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが生物分解性で非毒性である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００４８】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが異性化オレフィンに由来するものである、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００４９】
いくつかの実施形態において、本発明は、Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ８から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ１２である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５０】
いくつかの実施形態において、本発明は、Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ５から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ８である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５１】
いくつかの実施形態において、本発明は、Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ３から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ６である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５２】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルの温度１００℃での動粘度が約０．５ｃＳｔ〜２ｃＳｔの間であり、温度４０℃での動粘度が約２ｃＳｔ〜４ｃＳｔの間であり、温度０℃での動粘度が約４ｃＳｔ〜１２ｃＳｔの間である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５３】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが３０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５４】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが５０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５５】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが６０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５６】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが約−２０℃よりも低い流動点を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５７】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが約−６０℃よりも低い流動点を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５８】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、約１０℃よりも低い流動点と、約１ｃＳｔ〜約１０ｃＳｔの間の４０℃での粘度を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００５９】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、約２ポンド／１００平方フィート〜約１５ポンド／１００平方フィートの間の１０秒ゲル強度を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６０】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、約９３．３℃及び約１０００ｐｓｉｇで約２ポンド／１００平方フィートの１０秒ゲル強度を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６１】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、約１２１．１℃及び約１５０００ｐｓｉｇで約１ポンド／１００平方フィートの１０秒ゲル強度を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６２】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、表２Ａに示したＦａｎｎ  ７７におけるレオロジー特性プロファイルをもたらす、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６３】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、表２Ｂに示したＦａｎｎ  ７７におけるレオロジー特性プロファイルをもたらす、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６４】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、約１ポンド／１００平方フィート〜約１７ポンド／１００平方フィートの間の１０分ゲル強度を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６５】
いくつかの実施形態において、本発明は、Ｒ３がＣ５である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６６】
いくつかの実施形態において、本発明は、Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ２である、地下層掘における削孔の掘削方法を対象とする。
【００６７】
いくつかの実施形態において、本発明は、Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ３である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６８】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、オクチルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００６９】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、デシルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７０】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、オクチルヘキサノアート、その異性体の混合物、デシルヘキサノアート、その異性体、及びそれらの混合物である、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７１】
いくつかの実施形態において、本発明は、ステップ（ｂ）の掘削流体が、約２０重量％〜４０重量％の間の式Ｉのモノエステルを含む、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７２】
いくつかの実施形態において、本発明は、ステップ（ｂ）の掘削流体が、
ａ．約１．０重量％〜約３．０重量％の間の乳化剤及び湿潤剤；
ｂ．約０．１重量％〜約１．５重量％の間の親有機性クレイ；
ｃ．約５重量％〜約１２重量％の間の水；
ｄ．約１．０重量％〜約４．０重量％の間の塩；
ｅ．約０．１重量％〜約１．０重量％の間のラテックス濾過制御剤；
ｆ．約４０重量％〜約６０重量％の間の増量剤；及び、
ｇ．約３．０重量％〜約９．０重量％の間のシミュレートされた掘削固体をさらに含む、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７３】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、ヘキサニルヘキサノアート及び異性体、ヘキサニルオクタノアート及び異性体、ヘキサニルデカノアート及び異性体、ヘキサニルラウリアート及び異性体、ヘキサニルパルミタート及び異性体、ヘキサニルヘキサデカノアート及び異性体、ヘキサニルステアラート及び異性体、オクタニルヘキサノアート及び異性体、オクタニルオクタノアート及び異性体、オクタニルデカノアート及び異性体、オクタニルラウリアート及び異性体、オクタニルパルミタート及び異性体、オクタニルヘキサデカノアート及び異性体、オクタニルステアラート及び異性体、デカニルヘキサノアート及び異性体、デカニルオクタノアート及び異性体、デカニルデカノアート及び異性体、デカニルラウリアート及び異性体、デカニルパルミタート及び異性体、デカニルヘキサデカノアート及び異性体、デカニルステアラート及び異性体、ドデカニルヘキサノアート及び異性体、ドデカニルオクタノアート及び異性体、ドデカニルデカノアート及び異性体、ドデカニルラウリアート及び異性体、ドデカニルパルミタート及び異性体、ドデカニルヘキサデカノアート及び異性体、ドデカニルステアラート及び異性体、テトラデカニルヘキサノアート及び異性体、テトラデカニルオクタノアート及び異性体、テトラデカニルデカノアート及び異性体、テトラデカニルラウリアート及び異性体、テトラデカニルパルミタート及び異性体、テトラデカニルヘキサデカノアート及び異性体、テトラデカニルステアラート及び異性体、ヘキサデカニルヘキサノアート及び異性体、ヘキサデカニルオクタノアート及び異性体、ヘキサデカニルデカノアート及び異性体、ヘキサデカニルラウリアート及び異性体、ヘキサデカニルパルミタート及び異性体、ヘキサデカニルヘキサデカノアート及び異性体、ヘキサデカニルステアラート及び異性体、オクタデカニルヘキサノアート及び異性体、オクタデカニルオクタノアート及び異性体、オクタデカニルデカノアート及び異性体、オクタデカニルラウリアート及び異性体、オクタデカニルパルミタート及び異性体、オクタデカニルヘキサデカノアート及び異性体、オクタデカニルステアラート及び異性体、イコサニルヘキサノアート及び異性体、イコサニルオクタノアート及び異性体、イコサニルデカノアート及び異性体、イコサニルラウリアート及び異性体、イコサニルパルミタート及び異性体、イコサニルヘキサデカノアート及び異性体、イコサニルステアラート及び異性体、ドコサニルヘキサノアート及び異性体、ドコサニルオクタノアート及び異性体、ドコサニルデカノアート及び異性体、ドコサニルラウリアート及び異性体、ドコサニルパルミタート及び異性体、ドコサニルヘキサデカノアート及び異性体、ドコサニルステアラート及び異性体、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるモノエステルを含む、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７４】
いくつかの実施形態において、本発明は、掘削流体が、成分：（ａ）石灰、（ｂ）流体損失制御剤、（ｃ）水及びシェール抑制塩を含む水溶液、（ｄ）オイル湿潤剤、（ｅ）非スルホン化ポリマー、（ｆ）スルホン化ポリマー、並びに（ｇ）非親有機性クレイをさらに含む、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７５】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、少なくとも約１４４ａ．ｍ．ｕ〜最大約５９２ａ．ｍ．ｕの分子量を有する、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７６】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが内部オレフィンに由来するものである、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７７】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが第二級アルコールに由来するものである、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７８】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルが第二級モノエステルである、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００７９】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉの−Ｏ（ＣＯ）Ｒ３基がＲ１又はＲ２の末端に結合されていない、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００８０】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルがオリゴマー化から得られる生成物を含まない、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００８１】
いくつかの実施形態において、本発明は、式Ｉのモノエステルがアルファオレフィンに由来する生成物を含まない、地下層における掘削孔の掘削方法を対象とする。
【００８２】
Ｉ．モノエステル系掘削流体組成物
本発明のモノエステル系掘削流体は、式Ｉ：
【化３】
2016534198.tif 000005
（式中、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜Ｃ４０から選択され、Ｒ３はＣ５〜Ｃ４０である）
の所定量の少なくとも１つのモノエステルのうちの１つ以上を含み得る。
【００８３】
また、界面活性剤（例えば、乳化剤、湿潤剤）、増粘剤、増量剤、流体損失制御剤、及びシェール抑制塩も本発明の掘削流体において任意選択で使用される。本発明の掘削流体は非毒性であることが意図されているので、これらの任意の成分は、モノエステルと同様に、非毒性であるのが好ましい。典型的な乳化剤としては、限定するものではないが、脂肪酸、脂肪酸の石鹸、及び脂肪酸誘導体、例えばアミド−アミン、ポリアミド、ポリアミン、エステル（例えば、ソルビタンモノオレアートポリエトキシラート、ソルビタンジオレアートポリエトキシラート）、イミダキソリン（ｉｍｉｄａｘｏｌｉｎｅｓ）、並びにアルコールが挙げられる。
【００８４】
典型的な湿潤剤としては、限定するものではないが、レシチン、脂肪酸、粗トール油、酸化粗トール油、有機リン酸エステル、変性イミダゾリン、変性アミドアミン、アルキル芳香族硫酸塩、アルキル芳香族スルホン酸塩、及び多価アルコールの有機エステルが挙げられる。
【００８５】
典型的な増量剤（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）としては、限定するものではないが、バライト、酸化鉄、ゲラナ（gelana）、シデライト、及び炭酸カルシウムが挙げられる。
【００８６】
一般的なシェール抑止塩は、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩である。塩化カルシウム及び塩化ナトリウムが好ましいシェール抑制塩である。
【００８７】
典型的な増粘剤としては、限定するものではないが、親有機性クレイ（例えば、ヘクトライト、ベントナイト及びアタパルジャイト）、非有機性クレイ（例えば、モンモリロナイト（ベントナイト）、ヘクトライト、サポナイト、アタパルジャイト及びイライト）、油溶性ポリマー、ポリアミド樹脂、並びに、ポリカルボン酸及び石鹸が挙げられる。
【００８８】
流体損失制御剤の例としては、限定するものではないが、アスファルト（例えば、アスファルテン及びスルホン化アスファルテン）、アミン処理リグナイト、並びにギルソナイトが挙げられる。高温環境（例えば、坑底温度が約２０４．４℃（４００°Ｆ）を超える場合）で使用するための掘削流体については、流体損失制御剤は、好ましくはポリマー系流体損失制御剤である。典型的なポリマー系流体損失制御剤としては、限定するものではないが、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソプレン、天然ゴム、ブチルゴムと、スチレン、ブタジエン、イソプレン、及びビニルカルボン酸からなる群から選択される少なくとも２つのモノマーからなるポリマーが挙げられる。ポリマー系流体損失制御剤の単体又は混合物が、本発明の掘削流体において使用され得る。
【００８９】
任意選択で、１つ以上の流動点降下剤が本発明の合成流体（すなわち、モノエステル系掘削流体）において使用され、それらの流動点を降下させる。典型的な流動点降下剤としては、限定するものではないが、エチレン共重合体、イソブチレン重合体、ポリアルキルナフタレン、ワックス芳香族縮合生成物（例えば、ワックス−ナフタレン縮合生成物、フェノール−ワックス縮合生成物）、ポリアルキルフェノールエステル、ポリアルキルメタクリラート、ポリメタクリラート、ポリアルキル化縮合芳香族化合物、アルキル芳香族ポリマー、イミノジイミド、及びポリアルキルスチレンが挙げられる（ポリアルキルナフタレン、ポリアルキルフェノールエステル及びポリアルキルメタクリラートに関する分子量は、約２，０００〜約１０，０００の範囲である）。エチレンコポリマー及びイソブチレンポリマーは、非毒性であるので、好ましい流動点降下剤である。
【００９０】
約１重量パーセント以下の流動点降下剤が使用される（明細書及び特許請求の範囲で使用する場合、流動点降下剤の重量パーセントはモノエステルの重量に基づいており、すなわち、それは、モノエステルの重量で割った流動点降下剤の重量で、その商に１００％を掛けたものである）。好ましくは、流動点降下剤は０．００５〜約０．５、より好ましくは約０．０１〜約０．４、最も好ましくは約０．０２〜約０．３重量パーセントの濃度で使用される。使用する場合、流動点降下剤はモノエステルと混合することが好ましく、次いで、得られた組成物は、本明細書に記載のいずれかのさらなる添加剤と組み合わせる。
【００９１】
本発明の掘削流体の特性（例えば、モノエステルと水の比率、密度、など）は、任意の掘削作業に合わせて調整することができる。例えば、掘削流体は、通常、モノエステルの水に対する体積比が約１００：０〜約４０：６０を有し、密度が約０．９ｋｇ／ｌ（１ガロン当たり７．５ポンド（ｐｐｇ））〜約２．４ｋｇ／ｌ（２０ｐｐｇ）を有するように調合される。より一般的には、掘削流体の密度は、約１．１ｋｇ／ｌ（９ｐｐｇ）〜約２．３ｋｇ／ｌ（１９ｐｐｇ）である。
【００９２】
掘削流体は、好ましくは、構成成分を以下の順で混合することにより製造される：（ａ）モノエステル、（ｂ）乳化剤、（ｃ）石灰（使用する場合）、（ｄ）流体損失制御剤（使用する場合）、（ｅ）水及びシェール抑制塩を含む水溶液、（ｆ）親有機性クレイ、（ｇ）オイル湿潤剤、（ｈ）増量剤、（ｉ）非スルホン化ポリマー（使用する場合）、（ｊ）スルホン化ポリマー（使用する場合）、並びに（ｋ）非親有機性クレイ（使用する場合）。
【００９３】
ＩＩ．モノエステルの製造方法
上述のように、本発明は、上記潤滑剤組成物の製造方法をさらに対象とする。
【００９４】
ここに開示したオレフィンは、ガスの液体燃料化法（ＧＴＬ）、精製プロセス、石油化学プロセス、プラスチック廃棄物の熱分解、及び他のプロセスによって生成されるアルファオレフィンであってよく、これは内部オレフィンへ異性化され、続いてモノエステルに転化される。アルファオレフィンは、モレキュラーシーブ、例えば、ＳＡＰＯ−３９、並びに中間細孔ゼオライト、例えばＳＳＺ−３２及びＺＳＭ−２３を含む、二重結合異性化触媒を使用して内部オレフィンへ異性化する。
【００９５】
図１に示したフローチャートを参照すると、いくつかの実施形態において、典型的には潤滑基油粘度及び流動点を有する上記のモノエステル種の製造方法は、（ステップ１０１）Ｃ６〜Ｃ８４の炭素数を有する内部オレフィン（又は所定量の複数種のオレフィン群）をエポキシ化してエポキシド又は複数種のエポキシドの混合物を形成させるステップと；（ステップ１０２）エポキシド環を還元法により開環して対応するモノ第二級アルコールを形成させるステップと；（ステップ１０３）第二級アルコールをＣ６〜Ｃ４１カルボン酸でエステル化させて（すなわち、エステル化に供して）内部モノエステル種を形成させるステップを含む。一般に、こうしたモノエステル種を含む潤滑剤組成物は、１００℃の温度で０．５センチストーク〜２センチストークの範囲の粘度を有する。
【００９６】
いくつかの実施形態において、所定量のかかるモノエステル種が形成される場合、その量のモノエステル種は実質的に均質であってもよく、又は、２種以上の異なるかかるモノエステル種の混合物であってもよい。
【００９７】
上記方法の実施形態のいくつかにおいて、使用されるオレフィンはフィッシャー−トロプシュ法の反応生成物である。これらの又は他の実施形態において、カルボン酸はフィッシャー−トロプシュ法によって生成されるアルコールに由来するものであってよく、且つ／又は、バイオ由来（ｂｉｏ−ｄｅｒｉｖｅｄ）脂肪酸であってよい。
【００９８】
いくつかの実施形態において、オレフィンは、α−オレフィン（すなわち、鎖末端に二重結合を有するオレフィン）である。これらの実施形態において、通常、二重結合を内部に取り込むようにオレフィンを異性化することが必要である。こうした異性化は、典型的には、限定するものではないが、結晶性アルミノケイ酸塩及び類似の材料並びにアルミノリン酸塩等の触媒を使用して、触媒作用によって実施される（例えば、米国特許第２，５３７，２８３号；第３，２１１，８０１号；第３，２７０，０８５号；第３，３２７，０１４号；第３，３０４，３４３号；第３，４４８，１６４号；第４，５９３，１４６号；第３，７２３，５６４号及び第６，２８１，４０４号を参照されたい）。このうち最後の特許のクレームには、３．８Å〜５Åの間のサイズの一次元細孔を有する結晶性アルミノリン酸塩系触媒が記載されている。
【００９９】
かかる上記異性化の例のように、またスキーム１（図３）に示したように、フィッシャー−トロプシュアルファオレフィン（α−オレフィン）は、対応する内部オレフィンに異性化し、続いてエポキシ化することができる。次いで、エポキシドはエポキシド環の還元により対応する第二級モノアルコールに変換され、続いて、適切なカルボン酸又はそれらのアシル化誘導体でエステル化（すなわち、ジエステル化）することができる。アルファオレフィン、特に短鎖アルファオレフィンのモノエステルは固体又はワックスになりやすいので、典型的には、アルファオレフィンの内部オレフィンへの転換が必要である。アルファオレフィンの「内部化」とその後のモノエステル官能基への変換によって、生成エステル中の鎖に沿って分枝が導入され、その結果、分子の対称性が低くなり、これによって、目的生成物の流動点が低くなる。また、エステルの内部化は、酸化安定性及び加水分解安定性を高めることもできる。内部エステルは、末端エステルに比べはるかに優れている、驚くべき加水分解安定性及び酸化安定性を示す。エステルの内部化によって立体的な障害性がより大きくなり、これが酸化安定性及び加水分解安定性に寄与し得る。
【０１００】
これらの極性を有するエステル基は、最終生成物の粘度をさらに高めることができる。エステル基を内部化することにより導入される分枝は、流動点及び曇り点などの低温特性を向上させる。粘度は、内部オレフィンの炭素数又はエステル化で使用される酸を増加させることにより高めることができる。
【０１０１】
エポキシ化するステップ（すなわち、エポキシ化ステップ）に関して、いくつかの実施形態において、上記オレフィン（好ましくは内部オレフィン）はパーオキシド（例えば、Ｈ２Ｏ２）又はペルオキシ酸（例えば、ペルオキシ酢酸）と反応させてエポキシドを生成させることができる。（例えば、Ｄ．  Ｓｗｅｒｎ、ｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｅｒｏｘｉｄｅｓ  ＩＩ巻、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９７１、３５５〜５３３頁；及びＢ．  Ｐｌｅｓｎｉｃａｒ、ｉｎ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｐａｒｔ  Ｃ、Ｗ．  Ｔｒａｈａｎｏｖｓｋｙ（編）、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  １９７８、２２１〜２５３頁を参照されたい。）オレフィンは、選択性の高い試薬、例えば、四酸化オスミウム（Ｍ．  Ｓｃｈｒｏｄｅｒ、Ｃｈｅｍ．  Ｒｅｖ．  ８０巻、１８７頁、１９８０参照）及び過マンガン酸カリウム（Ｓｈｅｌｄｏｎ及びＫｏｃｈｉ、ｉｎ  Ｍｅｔａｌ−Ｃａｔａｌｙｚｅｄ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１６２〜１７１頁及び２９４〜２９６頁、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９８１参照）によって対応するジオールに効率的に変換することができる。
【０１０２】
対応する第二級モノアルコールへのエポキシド開環のステップに関して、このステップは、金属水素化物の還元手順又は貴金属触媒による水素化方法を使用して、エポキシド環を還元することにより行われる。両手順は、内部エポキシドに必要な第二級アルコールの製造に非常に有効である。
【０１０３】
エステル化するステップ（エステル化）に関して、典型的には、酸を使用しアルコールとカルボン酸のエステル化反応を触媒する。エステル化に適した酸としては、限定するものではないが、（数あるものうち特に）硫酸（Ｍｕｎｃｈ−Ｐｅｔｅｒｓｏｎ、Ｏｒｇ．  Ｓｙｎｔｈ．、Ｖ巻、７６２頁、１９７３参照）、スルホン酸（Ａｌｌｅｎ及びＳｐｒａｎｇｌｅｒ、Ｏｒｇ  Ｓｙｎｔｈ．、ＩＩＩ巻、２０３頁、１９５５参照）、塩酸（Ｅｌｉｅｌら、Ｏｒｇ  Ｓｙｎｔｈ．、ＩＶ巻、１６９頁、１９６３参照）、及びリン酸が挙げられる。いくつかの実施形態において、このステップで使用されるカルボン酸は、まず、（例えば、塩化チオニル又はＰＣｌ３を用い）塩化アシルに転換される。或いは、塩化アシルを直接使用することができる。塩化アシルが使用される場合、酸触媒は必要なく、典型的には、塩基、例えば、ピリジン、４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）又はトリエチルアミン（ＴＥＡ）などを添加して生成されたＨＣｌと反応させる。ピリジン又はＤＭＡＰが使用される場合、これらのアミンは、より反応性のアシル化中間体を形成することにより触媒としても作用すると考えられる。（例えば、Ｆｅｒｓｈら、Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．、９２巻、５４３２〜５４４２頁、１９７０；及びＨｏｆｌｅら、Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  Ｅｎｇｌ．、１７巻、５６９頁、１９７８を参照されたい。）
【０１０４】
オレフィンの供給源にかかわらず、いくつかの実施形態において、上記方法で使用されるカルボン酸は、バイオマスから得られる。いくつかのこのような実施形態において、これは、バイオマスからのいくつかのオイル（例えば、トリグリセリド）成分の抽出と、そのオイル成分が含まれるトリグリセリドの加水分解による遊離カルボン酸の形成とを包含する。
【０１０５】
スキーム１、スキーム２及びスキーム３で概説したものに従った合成手法を使用した場合、内部オクテン混合物は、それぞれ、塩化ヘキサノイル及び塩化デカノイルでオクチルアルコール中間体をアシル化することによって、内部モノエステル誘導体、オクチルヘキサノアート及びオクチルデカノアートの対応する混合物に変換された。下記の実施例においてこの方法をより詳細に説明する。オクチルヘキサノアート及びデシルヘキサノアートは、掘削流体組成物で使用するに特に適している。
【０１０６】
定義及び用語
以下の用語が明細書全体にわたって使用され、別段の指示のない限り、以下の意味を有する。
【０１０７】
用語「掘削流体」（“Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ”）とは、土壌に掘削孔を掘削する操作の際に使用される多数の液体及びガス状液体並びに液体と固体の混合物（液体、ガス及び固体の固体懸濁液、混合物及びエマルションとして）のいずれかを意味する。一部ではより詳しく十分に定義される「泥水」（“ｍｕｄｓ”：マッド）について用語「掘削流体」を定めることが好まれるが、一般的な用法での「掘削泥水」（“ｄｒｉｌｌｉｎｇ  ｍｕｄ”：掘削マッド）と同義である。
【０１０８】
用語「レオロジー」（Ｒｈｅｏｌｏｇｙ：流動学）とは、物質の変形及び流動の調査を意味する。掘削流体のレオロジー測定としては、塑性粘度（ＰＶ）、降伏点（ＹＰ）及びゲル強度が挙げられる。これらの測定から得た情報を使用して、穴洗浄効率、システム圧損失、等価循環密度、サージ圧及びスワブ圧並びにビット液圧を決定することができる。
【０１０９】
用語「流体損失制御剤」（“Ｆｌｕｉｄ  Ｌｏｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｇｅｎｔ”）としては、限定するものではないが、アスファルト（例えば、アスファルテン及びスルホン化アスファルテン）、アミン処理リグナイト及びギルソナイトが挙げられる。高温環境（例えば、坑底温度が約２０４．４°Ｃ．（４００°Ｆ）を超える場合）で使用するための掘削流体に関しては、流体損失制御剤は、好ましくはポリマー系流体損失制御剤である。典型的なポリマー系流体損失制御剤としては、限定するものではないが、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソプレン、天然ゴム、ブチルゴムと、スチレン、ブタジエン、イソプレン及びビニルカルボン酸からなる群から選択される少なくとも２つのモノマーからなるポリマーが挙げられる。ポリマー系流体損失制御剤の単体又は混合物は、本発明の掘削流体において使用することができる。
【０１１０】
用語「親有機性クレイ」又は「増粘剤」とは、ＣＡＲＢＯ−ＧＥＬ（登録商標）ＩＩ（Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ）、親有機性ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト及びセピオライトを意味する。ベントナイト及びヘクトライトは、粘度、降伏点を上昇させ、薄い濾過ケーキを構築して流体損失の低減を促進する小板状クレイ（ｐｌａｔｅｌｅｔ  ｃｌａｙ）である。多くのポリマーは、非水性流体中での使用に利用することができる。これらのポリマーは流体担持能力を高め、流体損失制御添加剤としても機能し得る。これらには、以下のものが含まれる：エラストマー増粘剤、スルホン化ポリスチレンポリマー、スチレンアクリラート、脂肪酸及びダイマー−トリマー酸の組み合わせ。
【０１１１】
用語「乳化剤及び湿潤剤」は、一般に非常に強力な脂肪酸系界面活性剤である一次乳化剤を意味する。これらは、通常、活性化し、安定したエマルジョンを構築するのに石灰を必要とする。湿潤剤と呼ばれることが多い二次乳化剤は、典型的にはイミダゾリン又はアミドをベースとするが（例えば、ＯＭＮＩ−ＭＵＬ（登録商標）、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ）、活性化に石灰は必要ではない。これらはオイル湿潤固体となるよう作られ、またオイルを乳化する。オイル混合物中に安定性の水を配合するには、界面活性剤の使用が必要である。界面活性剤は表面張力を低下させ、内部水相と「オイル湿潤」固体を乳化する。実際、乳化剤は、所望の用途に応じて、「一次」又は「二次」として分類される。
【０１１２】
用語「塩」は、適度な密度を有する掘削流体又はブライン（ｂｒｉｎｅ：塩水）を製造するために使用されるＣａＣｌ２を意味する。ＣａＣｌ２は、他のブライン、例えば、ＮａＣｌ、ＣａＢＲ２及びＺｎＢＲ２と混合することができる。合成系泥水の内部相としてのＣａＣｌ２ブラインの乳化は主要用途である。なぜならば、ブラインは、水反応性シェール領域を掘削しながら、坑井の浸透安定性を提供するからである。
【０１１３】
用語「増量剤」は、掘削流体の密度を増加させるために使用するバライト（硫酸バリウム）（例えば、ＭＩＣＲＯＭＡＸ（商標））を意味する。他の増量剤は、ヘマタイト（酸化鉄）、四酸化マンガン及び炭酸カルシウムである。これらの増量材料は、流体の外部相の密度を増加させる。
【０１１４】
用語「ラテックス濾過制御剤」は、Ｐｌｉｏｌｉｔｅ（登録商標）（Ｇｏｏｄｙｅａｒ）ポリマーを意味する。
【０１１５】
用語「シミュレートされた掘削固体」は、掘削形成粒子をシミュレートするために使用される粉末化クレイを意味する。
【０１１６】
用語「非親有機性クレイ」は、水性から油性へ変換するようにアミン処置されていないクレイを意味する。
【０１１７】
用語「泥水重量」又は「密度」は、地面掘削穴の形成圧力を平衡化及び調節し、坑井の安定性を促進するための泥水流体の特性を意味する。泥水密度は、通常、１ガロン当たりのポンド（ポンド／カロン）で報告される。ほとんどの掘削流体は少なくとも少量の空気／ガスを含有しているので、密度を測定する最も正確な方法は加圧泥水平衡を伴うものである。
【０１１８】
用語「石灰」は、生石灰（ＣａＯ）、生石灰前駆体及び水和生石灰（例えば、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２））を意味する。
【０１１９】
用語「界面活性剤」は、系において低濃度で存在する場合、系の表面又は界面上に吸着する特性及びこれらの表面（又は界面）の表面自由エネルギー又は界面自由エネルギーを顕著に変化させる特性を有する物質を意味する。界面活性剤の前述の定義で使用する場合、用語「界面」は任意の２つの非混和性相の間の境界を示し、用語「表面」は１つの相がガス（通常、空気）である境界面を表す。
【０１２０】
用語「潤滑剤」は、２つの可動面の間に、それらの間の磨耗を低減するように導入される物質（通常、操作条件下で液体）を意味する。モーターオイルとして使用される基油は、一般に、鉱油（グループＩ、ＩＩ及びＩＩＩ）又は合成油（グループＩＶ及びＶ）として米国石油協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）によって分類されている。米国石油協会（ＡＰＩ）出版番号１５０９を参照されたい。
【０１２１】
用語「流動点」は、流体が流出又は流動する最低温度を意味する（例えば、ＡＳＴＭ国際基準試験方法（ＡＳＴＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ）Ｄ  ５９５０−９６、Ｄ  ６８９２−０３、及びＤ  ９７を参照されたい）。結果は摂氏度で報告される。多くの市販の基油は流動点に関する仕様を有する。基油が低流動点を有する場合、基油はまた、他の良好な低温特性、例えば、低曇り点、低冷却フィルター目詰まり点、及び低温クランキング粘度（ｃｒａｎｋｉｎｇ  ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）を有すると考えられる。
【０１２２】
用語「曇り点」とは、結晶形成により液体が相分離し始める温度を意味する。例えば、ＡＳＴＭ標準試験法Ｄ  ５７７３−９５、Ｄ  ２５００、Ｄ  ５５５１、及びＤ  ５７７１を参照されたい。
【０１２３】
「センチストーク」、略称「ｃＳｔ」は、流体（例えば、潤滑剤）の動粘度に関する単位であり、この場合、１センチストークは、１秒当たり１平方ミリメートルに等しい（１ｃＳｔ＝１ｍｍ２／ｓ）。例えば、ＡＳＴＭ標準ガイド及び試験方法Ｄ  ２２７０−０４、Ｄ  ４４５−０６、Ｄ  ６０７４、及びＤ  ２９８３を参照されたい。
【０１２４】
本明細書における分子及び／又は分子断片の記載に関して、「Ｒｎ」（式中、「ｎ」は添え字である）は炭化水素基を意味し、ここで、分子及び／又は分子断片は、直鎖及び／又は分枝鎖であってよい。
【０１２５】
用語「Ｃｎ」（式中、「ｎ」は整数である）は、炭化水素の分子又は断片（例えば、アルキル基）を示し、ここで、「ｎ」は、断片又は分子中の炭素原子の数を表す。
【０１２６】
接頭辞「バイオ」とは、生物起原の再生可能な資源、例えば、一般に化石燃料を除く資源との関連を意味する。
【０１２７】
用語「内部オレフィン」とは、非末端炭素−炭素二重結合（Ｃ＝Ｃ）を有するオレフィン（すなわち、アルケン）を意味する。これは、末端炭素−炭素二重結合を有する「α−オレフィン」とは対照的である。
【０１２８】
用語「グループＩ基油」は、米国石油協会刊行物１５０９の表Ｅ−１に規定されているＡＳＴＭ法を使用し、９０パーセント未満の飽和物及び／又は０．０３パーセントを超える硫黄を含み、８０以上１２０未満の粘度指数を有する基油を意味する。
【０１２９】
用語「グループＩＩ基油」は、米国石油協会刊行物１５０９の表Ｅ−１に規定されているＡＳＴＭ法を使用し、９０パーセント以上の飽和物及び０．０３パーセント以下の硫黄を含み、８０以上１２０未満の粘度指数を有する基油を意味する。
【０１３０】
用語「グループＩＩ＋基油」は、１１０以上１２０未満の粘度指数を有するグループＩＩ基油を意味する。
【０１３１】
用語「グループＩＩＩ基油」は、米国石油協会刊行物１５０９の表Ｅ−１に規定されているＡＳＴＭ法を使用し、９０パーセント以上の飽和物及び０．０３パーセント以下の硫黄を含み、１２０以上の粘度指数を有する基油を意味する。
【０１３２】
用語「フィッシャー−トロプシュ由来」とは、フィッシャー−トロプシュ法を起源とするか、又はフィッシャー−トロプシュ法によるある段階から生成される、生成物、留分又は供給物を意味する。
【０１３３】
用語「石油由来」とは、原油蒸留からの塔頂蒸気気流と、非揮発残留部分である残留燃料を起源とする、生成物、留分又は供給物を意味する。石油由来の製品、留分又は供給物の起源はガス田凝縮物からであってよい。
【０１３４】
用語「高パラフィン系ワックス」は、高含有量のｎ−パラフィンを有するワックスを意味し、ｎ−パラフィン含量は、一般に４０重量％超であるが、５０重量％を超えていてもよく、さらには７５重量％を超えていてもよく、また１００重量％未満又は９９重量％未満であってもよい。高パラフィン系ワックスの例としては、スラックワックス、脱油スラックワックス、精製蝋下油、ワックス状潤滑ラフィネート、ｎ−パラフィンワックス、ＮＡＯワックス、化学プラントのプロセスで生成されたワックス、脱油石油由来ワックス、微結晶性ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、及びそれらの混合物が挙げられる。
【０１３５】
「高パラフィン系ワックス由来」という句は、高パラフィン系ワックスを起源とするか、高パラフィン系ワックスからのある段階で生成される、生成物、留分又は供給物を意味する。
【０１３６】
用語「芳香族」とは、非局在化電子の連続したクラウドを共有する少なくとも１群の原子を含有する任意の炭化水素化合物であって、原子の群の非局在化電子の数が４ｎ＋２のヒュッケル則に対する解に対応する（例えば、６個の電子についてｎ＝１）ものを意味する。代表的例としては、限定するものではないが、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン等が挙げられる。
【０１３７】
「シクロパラフィン官能基を有する分子」という句は、単環式又は縮合多環式飽和炭化水素基であるか、１個以上の置換基として単環式又は縮合多環式飽和炭化水素基を含有する任意の分子を意味する。シクロパラフィン基は、任意選択で、１個以上の、例えば１〜３個の置換基で置換されていてもよい。代表的例としては、限定するものではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘプチル、デカヒドロナフタレン、オクタヒドロペンタレン、（ペンタデカン−６−イル）シクロヘキサン、３，７，１０−トリシクロヘキシルペンタデカン、デカヒドロ−１−（ペンタデカン−６−イル）ナフタレン等が挙げられる。
【０１３８】
「モノシクロパラフィン官能基を有する分子」は、３〜７個の環炭素の単環式飽和炭化水素基である任意の分子、又は３〜７個の環炭素の単一の単環式飽和炭化水素基で置換されている任意の分子を意味する。シクロパラフィン基は、任意選択で、１個以上の、例えば１〜３個の置換基で置換されていてもよい。代表的例としては、限定するものではないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘプチル、（ペンタデカン−６−イル）シクロヘキサン等が挙げられる。
【０１３９】
「マルチシクロパラフィン官能基を有する分子」という句は、２個以上の縮合環の多環式飽和炭化水素縮合環基である任意の分子、又は２個以上の縮合環の多環式飽和炭化水素縮合環基１個以上で置換されている任意の分子、又は３〜７個の環炭素の単環式飽和炭化水素基２個以上で置換されている任意の分子を意味する。多環式飽和炭化水素縮合環基は、多くの場合、２個の縮合環からなる。シクロパラフィン基は、任意選択で、１個以上の、例えば１〜３個の置換基で置換されていてもよい。代表的例としては、限定するものではないが、デカヒドロナフタレン、オクタヒドロペンタレン、３，７，１０−トリシクロヘキシルペンタデカン、デカヒドロ−１−（ペンタデカン−６−イル）ナフタレン等が挙げられる。
【０１４０】
用語「動粘度」とは、重力下での液体の流れに対する抵抗の測定値を意味する。多くの基油、それらから製造される潤滑剤組成物、及び装置の正確な操作は、使用されている流体の適切な粘度に依存する。動粘度は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５−０６によって決定される。結果はｍｍ２／ｓで報告される。
【０１４１】
用語「粘度指数」（ＶＩ）は、オイルの動粘度に対する温度変化の影響を示す経験的な、単位のない数値を意味する。粘度指数はＡＳＴＭ  Ｄ２２７０−０４によって決定される。
【０１４２】
用語「Ｏｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮ」は、シミュレートされた用途における基油の応答の測定値を意味する。高値、すなわち、酸素１リットルを吸収する時間が長いということは、良好な安定性を示している。Ｏｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮとは、３４０°Ｆでの純酸素１気圧下で、Ｄｏｒｎｔｅ型酸素吸収装置により測定することができる（Ｒ．  Ｗ．  Ｄｏｒｎｔｅ  「ホワイトオイルの酸化（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｈｉｔｅ  Ｏｉｌｓ）」  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２８巻、２６頁、１９３６を参照）。１００ｇのオイルが１０００ｍｌのＯ２を吸収する期間を時間で報告する。Ｏｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮ試験において、１００グラムのオイル当たり０．８ｍｌの触媒が使用される。触媒は、使用されるクランクケースオイルの平均金属分析をシミュレートする、可溶性金属−ナフテナートの混合物である。添加剤パッケージは、１００グラムのオイル当たり８０ミリモルの亜鉛ビスポリプロピレンフェニルジチオホスファートである。
【０１４３】
本明細書において別段の指示がない限り、本発明に関連して使用される科学用語及び技術用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有するものとする。また文脈によって別段必要とされない限り、単数形の用語は複数を含むものとし、複数形の用語は単数形を含むものとする。より詳しくは、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、特に断りのない限り、複数の指示語を包含する。したがって、例えば、「脂肪酸」という記載は、複数の脂肪酸を包含する。さらに、本明細書及び添付の特許請求の範囲において記載されている範囲は、両方の端点と、それら両端点の間のすべての点を包含する。したがって、２．０〜３．０の範囲は、２．０、３．０と、２．０から３．０の間のすべての点を包含する。さらに、本明細書及び特許請求の範囲で使用されている数量、パーセンテージ又は割合を表すすべての数字及び他の数値は、すべての場合において用語「約」により修飾されているものと理解されたい。本明細書で使用する場合、用語「包含する（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及びその文法的変化形は、リスト内の項目群（ｉｔｅｍｓ）の記述が、列挙された項目群に置換又は追加することができる他の同様の項目群を除外しないように、非限定であるものとする。本明細書で使用する場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、その用語に続いて明確にされている要素又はステップを含むことを意味するが、こうした任意の要素又はステップは網羅的ではなく、実施形態は、他の要素又はステップを包含し得る。
【０１４４】
実施例
以下の実施例は、本発明の特定の実施形態を示すために提供する。以下の実施例で開示した方法が単に本発明の例示的な実施形態を表わすものであるということは、当業者によって認識されるはずである。しかし、当業者は、本開示に照らして、記載されている特定の実施形態において多くの変更がなされ、さらに、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく同様の又は類似の結果を得ることができることを理解されたい。
【０１４５】
（例１）
オクテンのエポキシオクタンへのエポキシ化
Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から購入した、２−オクテン、３−オクテン及び４−オクテンの混合物（１：１：１混合物）は、以下に記載の一般的手順（スキーム１）を用いてエポキシ化した。氷浴中で２０００ｍＬのｎ−ヘキサン中５０９グラム（２．９５ｍｏｌ）の７７％ｍＣＰＢＡ（メタ−クロロペルオキシ安息香酸）の撹拌溶液に、２６５グラム（２．３６ｍｏｌ）の２−オクテン、３−オクテン及び４−オクテン（１：１：１）混合物を６０分かけて添加漏斗を介して滴下添加した。得られた反応混合物を２時間、０℃超で撹拌した。次いで、氷浴を取り除き、反応物を一晩撹拌した。続いて、得られた乳白色の溶液を濾過し、その中に形成されたメタクロロ安息香酸を除去した。次いで、濾液を重炭酸ナトリウムの１０％水溶液で洗浄した。有機層は、１時間撹拌しながら無水硫酸マグネシウムで乾燥した。有機溶媒（ｎ−ヘキサン）は、大気圧及び６７〜７１℃で蒸留により除去した。残りの溶液に対するＩＲ及びＮＭＲ分析並びにＧＣＭＳ分光法によって、残留ｎ−ヘキサンがほとんどないエポキシド混合物の存在を確認した。この溶液は、残留ヘキサンの除去をそれ以上試みることなく、次のステップ（対応する第二級アルコールへのエポキシドの還元）のためにそのまま使用した。エポキシドは少し揮発性であるため、ロータリーエバポレータでの蒸留又は濃縮による感知され得るいかなる損失をも防ぐように注意しなければならない。またエポキシ化は、１：１．５部のギ酸／水素エポキシド溶液を使用して行われた。
【化４】
2016534198.tif 000006
【０１４６】
（例２）
２，３−エポキシオクタンの第二級オクタノールへの還元
例１に従って生成された、残留ヘキサンのほとんど存在しないエポキシオクタンは、下記の手順に従って、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）中の水素化アルミニウムリチウムで還元した。例１から得た生成物を２つの等しい部分に分割し、それぞれの部分を、無水ＴＨＦ中の水素化アルミニウムリチウムで個別に還元した。例１でオクテンがエポキシドへ完全転換されたと仮定すると、それぞれの部分は、１．１８モル（１５１．３グラム）のエポキシオクタンを含有すると考えられた。したがって、オーバーヘッドスターラーと還流冷却器を装備した３リットルの３つ口反応フラスコに入れた１０００ｍＬ無水ＴＨＦ中の５６グラム（１．４８ｍｏｌ）の水素化アルミニウムリチウム懸濁液を氷浴中で０℃まで冷却した。撹拌しながらこの懸濁液に、エポキシオクタン混合物の２つの部分のうちの１つ（１５１．３グラム：１．１８ｍｏｌと推定）を密閉式滴下漏斗によって滴下添加した。添加が完了したら、さらに１００ｍｌのＴＨＦを滴下漏斗によって添加した。反応混合物を２時間、０℃で撹拌した。次いで、氷浴を取り除き、反応物を一晩撹拌した。次いで、反応物を１時間ほど加熱還流して、還元を確実に完了した。反応の進行は、少量のアリコートの後処理の際にＮＭＲ及びＩＲ分析によりモニターした。完了したら、熱源を氷浴と置き換え、まず５００ｍｌのＴＨＦで希釈し、次いで、反応物の温度が室温よりも高くならないように激しく撹拌しながら滴下漏斗を介して１５％ＮａＯＨ溶液を５５０ｍｌ添加することによって（極めてゆっくりと添加）、反応物を後処理した。添加は、灰色のすべての溶液が乳白色の溶液に変換されるまで継続し、追加で３０分間撹拌を続けた。撹拌を停止し、溶液を透明な液相と微細な白色沈殿物に首尾良く分離した。混合物を濾過し、濾液を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させ、次いで、ロータリーエバポレータで濃縮して溶媒ＴＨＦを除去し、無色の粘性油状物として２−オクタノール、３−オクタノール及び４−オクタノールの混合物を取得し、これを数日間、室温で放置しながら非常に軟質のワックス状物質に変化させた。例１及び例２に記載した２つの反応において、還元によって１３２グラムのアルコール又は８６％の収率が得られた。エポキシオクタンの第２の部分の還元では、全収率が８４％の同様の結果が得られた。また還元は、小スケールのＰｄ／Ｃ触媒上での穏やかな水素化によっても達成された。
【化５】
2016534198.tif 000007
【０１４７】
（例３）
塩化ヘキサノイルによるオクタノールのエステル化：オクチルヘキサノアートの合成
例２で製造された２−オクタノール、３−オクタノール及び４−オクタノールの混合物は、スキーム３に示したようにエステル化剤として塩化ヘキサノイルを使用して下記の手順によってエステル化された。オーバーヘッドスターラーと還流冷却器を装備した３リットルの３つ口反応容器に入れたシクロヘキサン１０００ｍｌ中の１３０．５グラム（１ｍｏｌ）のオクタノール混合物の溶液に、１２６．５グラム（１．２５ｍｏｌ）のトリエチルアミンと６．５グラム（０．０５ｍｏｌ）の４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）を加えた。この混合物を氷浴によって冷却し、約０℃で１５分間撹拌した。撹拌冷却溶液に、４５分間かけて滴下漏斗を介して１４８グラム（１．１ｍｏｌ）の塩化ヘキサノイルを滴下添加した。塩化ヘキサノイルをすべて添加したら、反応物を撹拌し、室温までゆっくりと加温した。次いで、反応物を還流し、ＮＭＲ及びＩＲ分析によってモニターした。反応が完了したら、すべての固形物が消失し透明な溶液（２相溶液）が形成されるまで、得られた乳白色のクリーム状の溶液に水を添加することにより後処理した。二相溶液を分液漏斗で分離させ、有機相を水及びブライン（ｂｒｉｎｅ：塩水）で洗浄し、保存した。水相を酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル抽出物をブラインで洗浄し、有機相と合わせた。エステルを含有する有機相を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレータで濃縮し、わずかにオレンジ色の油状物として２１８グラム（９６％収率）のエステル混合物を得た。生成物を１５ｃｍ×５ｃｍのシリカゲルプラグに通し、ヘキサンでフラッシングを行った。ヘキサンをロータリーエバポレータで除去し、無色油状物として生成物を得た（２１４グラムが回収された）。
【化６】
2016534198.tif 000008
【０１４８】
（例４）
触媒としてＨ３ＰＯ４を使用するヘキサン酸によるエステル化
オクタノールの混合物もまた、下記の手順に従って、触媒としてリン酸を使用し、トルエン中のヘキサン酸によりエステル化した。反応装置は、オーバーヘッドスターラー、ディーン−スターク管付きの還流冷却器及び加熱マントルを装備した１Ｌの３つ口反応フラスコから構成されていた。反応容器に、５０グラム（０．３８ｍｏｌ）のオクタノール混合物、６６グラム（０．５７ｍｏｌ）のヘキサン酸、５グラムの８５％リン酸、及び２５０ｍｌのトルエンを充填した。混合物を６時間、（約１１０℃で）加熱還流し、一晩還流下で撹拌した。もう１グラムの８５％のＨ３ＰＯ４を添加し、（ディーン−スターク管に回収される水のレベルによって示される）水の形成がそれ以上観察されなくなるまで、反応物を還流下で継続して撹拌した。すべてにおいて、反応物は約３６時間撹拌した。次いで、反応物を冷却し、ロータリーエバポレータでトルエンを除去し、続いてジエチルエーテルで抽出し、温水（４×５００ｍｌ）で十分に洗浄し、その後、残留する（有機及び無機の）酸の全てを除去するために３００ｍｌの飽和重炭酸ナトリウム溶液とブライン（３００ｍｌ）ですすぐことにより後処理した。エーテル抽出物を無水ＭｇＳＯ４で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレータで濃縮し、エーテルを除去した。この反応により７６グラムの淡黄色油状物が得られた。次いで、油状物を１０ｃｍ×４ｃｍのシリカゲルプラグに通し、残留するすべての酸を除去した。最終精製ステップの後、７３グラムの所望のエステル（オクチルヘキサノアート）が甘い臭気のある無色油状物として回収された。同一の合成手順を用いて、デシルヘキサノアートが同様の収率で合成された。
【０１４９】
（例５）
オクチルヘキサノアートとデシルヘキサノアートの潤滑特性
下記の表は、オクチルヘキサノアートとデシルヘキサノアートの潤滑特性を示す。
【表１】
2016534198.tif 000009
【０１５０】
（例６）
Ｏｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮ試験
オクチルヘキサノアート混合物の酸化安定性について、Ｏｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮ試験を使用して、所定量のエステルに関し、酸素１リットルを吸収するのにどの程度の時間がかかるのかを測定することにより評価した。オクチルヘキサノアートは、６４時間で優れた酸化安定性を示した（上記表１を参照）。
【０１５１】
（例７）
例４から得た掘削流体の製造
インバートエマルジョン掘削流体は、（ａ）まず、例４から得た１６６．０グラムのエステル（オクチルヘキサノアート）をブレンダーを使用して約１分間撹拌し、（ｂ）次いで、連続して以下の成分：（ｉ）１６．０グラムの乳化湿潤剤（ＯＭＮＩ−ＭＵＬ（登録商標）、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ）；（ｉｉ）３．０グラムの親有機性クレイ（ＣＡＲＢＯ−ＧＥＬ（登録商標）ＩＩ、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ）を添加し（それぞれの材料を添加した後、約１分間連続混合する）ことにより製造した。続いて、４６．０グラムの水を上記混合物に添加し、約１０分間混合した。次に、以下の材料を順に添加し、それぞれの材料を添加した後、約５分間混合した：（ｉ）３００．３グラムの粉末バライト（非毒性増量剤）；（ｉｉ）１７．２グラムの塩化カルシウム二水和物（バライトへの水の湿潤なく水相に塩分を提供するため）；（ｉｉｉ）４．０グラムのラテックス濾過制御剤（Ｐｌｉｏｌｉｔｅ（登録商標）、Ｇｏｏｄｙｅａｒ）；及び（ｉｖ）掘削形成粒子をシミュレートするための４０．０グラムの粉末クレイ。掘削流体の最終密度は、１ガロン当たり１４ポンド（約１．７ｋｇ／ｌ）であった。
【０１５２】
（例８）
例４から得た掘削流体の製造
インバートエマルジョン掘削流体は、（ａ）まず、例４から得た１６８．０７６グラムのエステル（オクチルヘキサノアート）をブレンダーを使用して約１分間撹拌し、（ｂ）次いで、連続して以下の成分：（ｉ）１２．０グラムの乳化湿潤剤（ＯＭＮＩ−ＭＵＬ（登録商標）、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ）；（ｉｉ）２．５グラムの親有機性クレイ（ＣＡＲＢＯ−ＧＥＬ（登録商標）ＩＩ、Ｂａｋｅｒ−Ｈｕｇｈｅｓ）を添加し（それぞれの材料を添加した後、約１分間連続混合する）ことにより製造した。続いて、４８．３グラムの水を上記混合物に添加し、約１０分間混合した。次に、以下の材料を順に添加し、それぞれの材料を添加した後、約５分間混合した：（ｉ）３００．３グラムの粉末バライト（非毒性増量剤）；（ｉｉ）１７．２グラムの塩化カルシウム二水和物（バライトへの水の湿潤なく水相に塩分を提供するため）；（ｉｉｉ）２．０グラムのラテックス濾過制御剤（Ｐｌｉｏｌｉｔｅ（登録商標）、Ｇｏｏｄｙｅａｒ）；及び（ｉｖ）掘削形成粒子をシミュレートするための４０．０グラムの粉末クレイ。掘削流体の最終密度は、１ガロン当たり１４ポンド（約１．７ｋｇ／ｌ）であった。
【０１５３】
（例９）
例７から得た掘削流体のレオロジー
例７の掘削流体のレオロジーは、Ｆａｎｎ  ｉＸ７７装置（Ｆａｎｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）において、「掘削流体フィールド試験用推奨業務、標準手順（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ）」、ＡＰＩ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  １３Ｂ−２（ＲＰ  １３Ｂ−２）、第二版、１９９１年１２月１日、米国石油協会、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，  Ｄ．Ｃに記載されている手順に従って評価した。測定結果を表２Ａに示す。これらの結果から、例４のエステルを使用して許容可能な掘削流体を製造することができること、また、高温（２００°Ｆ以上）で極めて低いゲル強度を有していることが明らかである。
【表２】
2016534198.tif 000010
【０１５４】
（例１０）
例８から得た掘削流体のレオロジー
例８の掘削流体のレオロジーは、Ｆａｎｎ  ｉＸ７７装置（Ｆａｎｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ）において、「掘削流体フィールド試験用推奨業務、標準手順（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｄｒｉｌｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ）」、ＡＰＩ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  １３Ｂ−２  （ＲＰ  １３Ｂ−２）、第二版、１９９１年１２月１日、米国石油協会、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，  Ｄ．Ｃに記載されている手順に従って、評価した。測定結果を表２Ｂに示す。これらの結果から、例４のエステルを使用して許容可能な掘削流体を製造することができること、また、高温（２００°Ｆ以上）で極めて低いゲル強度を有していることが明らかである。
【表３】
2016534198.tif 000011
【０１５５】
モノエステルは、Ｆａｎｎ  ７７試験において、特有で異なるレオロジー特性プロファイルを生じた。差異（及び特異性）は、２００°Ｆ及び２５０°Ｆ並びに高圧で低ゲル強度であるというところにある。この処方は、装置内沈降の兆候を示さなかった。さらに、ゲル強度は非常に均一で変化しない。効果そのものは、長時間掘削を停止した後の循環開始に必要なポンプ圧の減少である。
【０１５６】
すべての特許、特許出願及び公開文書は、それぞれ個々の特許、特許出願又は公開文書が具体的且つ個別に参照により組み込まれることを示すのと同程度に本明細書に参照により援用される。
【０１５７】
本発明は、本発明の個々の態様の単なる例示として意図される本明細書に記載の特定の実施形態によって範囲が限定されるものではなく、機能的に同等な方法及び構成要素は本発明の範囲内である。実際、本発明の様々な変更は、本明細書に示し記載したものに加えて、前述の説明及び添付の図面から当業者には明らかであろう。こうした変更は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるものとする。
【図１】
2016534198.tif 000013
【図２Ａ】
2016534198.tif 000014
【図２Ｂ】
2016534198.tif 000015
【図２Ｃ】
2016534198.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月20日(2016.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量のモノエステル異性体を含む掘削流体組成物であって、
このモノエステル異性体が、第二級モノエステルであり、独立に、
式Ｉ：
【化１】
2016534198.tif 000017
（式中、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜Ｃ８アルキルから選択され、Ｒ３はＣ５〜Ｃ１３アルキルである）
を有し、
式Ｉのモノエステル異性体が、３０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、掘削流体組成物。
【請求項２】
式Ｉのモノエステル異性体が生物分解性で非毒性である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
式Ｉのモノエステル異性体が異性化オレフィンに由来するものである、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ５アルキルから選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ８アルキルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ３アルキルから選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ６アルキルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
式Ｉのモノエステル異性体の温度１００℃での動粘度が約０．５ｃＳｔと２ｃＳｔの間であり、温度４０℃での動粘度が約２ｃＳｔと４ｃＳｔの間であり、温度０℃での動粘度が約４ｃＳｔと１２ｃＳｔの間である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
式Ｉのモノエステル異性体が、約−３０℃よりも低い流動点と、約−３０℃よりも低い曇り点を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
掘削流体組成物が、約１０℃よりも低い流動点と、約１ｃＳｔと約１０ｃＳｔの間の４０℃での粘度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
掘削流体組成物が、約２ポンド／１００平方フィートと約１５ポンド／１００平方フィートの間の１０秒ゲル強度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
掘削流体組成物が、約１ポンド／１００平方フィートと約１７ポンド／１００平方フィートの間の１０分ゲル強度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
Ｒ３がＣ５アルキルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
Ｒ３がＣ５アルキルであり、Ｒ１及びＲ２がＣ２アルキルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
Ｒ３がＣ５アルキルであり、Ｒ１及びＲ２がＣ３アルキルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
約２０重量％と４０重量％の間の式Ｉのモノエステル異性体を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
モノエステル異性体が、式Ｉのモノエステル群の混合物の異性体である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
モノエステル異性体が、式Ｉの単一のモノエステルの異性体である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
式Ｉのモノエステル異性体が、６０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】
乳化剤、湿潤剤、増粘剤、増量剤及び流体損失制御剤からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を更に含む、請求項１に記載の組成物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
本発明は、本発明の個々の態様の単なる例示として意図される本明細書に記載の特定の実施形態によって範囲が限定されるものではなく、機能的に同等な方法及び構成要素は本発明の範囲内である。実際、本発明の様々な変更は、本明細書に示し記載したものに加えて、前述の説明及び添付の図面から当業者には明らかであろう。こうした変更は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるものとする。
本発明に包含され得る諸態様は、以下のとおり要約される。
［態様１］
式Ｉ：
［化１］
2016534198.tif 000018
（式中、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜Ｃ８から選択され、Ｒ３はＣ５〜Ｃ１３である）
の所定量の少なくとも１つのモノエステルを含む掘削流体組成物。
［態様２］
式Ｉのモノエステルが生物分解性で非毒性である、上記態様１に記載の組成物。
［態様３］
式Ｉのモノエステルが異性化オレフィンに由来するものである、上記態様１に記載の組成物。
［態様４］
Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ５から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ８である、上記態様１に記載の組成物。
［態様５］
Ｒ１及びＲ２が独立してＣ１〜Ｃ３から選択され、Ｒ３がＣ５〜Ｃ６である、上記態様１に記載の組成物。
［態様６］
式Ｉのモノエステルの温度１００℃での動粘度が約０．５ｃＳｔ〜２ｃＳｔの間であり、温度４０℃での動粘度が約２ｃＳｔ〜４ｃＳｔの間であり、温度０℃での動粘度が約４ｃＳｔ〜１２ｃＳｔの間である、上記態様１に記載の組成物。
［態様７］
式Ｉのモノエステルが、３０時間よりも長いＯｘｉｄａｔｏｒ  ＢＮを有する、上記態様１に記載の組成物。
［態様８］
式Ｉのモノエステルが、約−３０℃よりも低い流動点と、約−３０℃よりも低い曇り点を有する、上記態様１に記載の組成物。
［態様９］
掘削流体が、約１０℃よりも低い流動点と、約１ｃＳｔ〜約１０ｃＳｔの間の４０℃での粘度を有する、上記態様１に記載の組成物。
［態様１０］
掘削流体が、約２ポンド／１００平方フィート〜約１５ポンド／１００平方フィートの間の１０秒ゲル強度を有する、上記態様１に記載の組成物。
［態様１１］
掘削流体が、約１ポンド／１００平方フィート〜約１７ポンド／１００平方フィートの間の１０分ゲル強度を有する、上記態様１に記載の組成物。
［態様１２］
Ｒ３がＣ５である、上記態様１に記載の組成物。
［態様１３］
Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ２である、上記態様１に記載の組成物。
［態様１４］
Ｒ３がＣ５であり、Ｒ１及びＲ２がＣ３である、上記態様１に記載の組成物。
［態様１５］
式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、オクチルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、上記態様１に記載の組成物。
［態様１６］
式Ｉの少なくとも１つのモノエステルが、デシルヘキサノアート、その異性体及びそれらの混合物である、上記態様１に記載の組成物。
［態様１７］
掘削流体が、約２０重量％〜４０重量％の間の式Ｉのモノエステルを含む、上記態様１に記載の組成物。
［態様１８］
掘削流体が、
ａ．約１．０重量％〜約３．０重量％の間の乳化剤及び湿潤剤；
ｂ．約０．１重量％〜約１．５重量％の間の親有機性クレイ；
ｃ．約５重量％〜約１２重量％の間の水；
ｄ．約１．０重量％〜約４．０重量％の間の塩；
ｅ．約０．１重量％〜約１．０重量％の間のラテックス濾過制御剤；
ｆ．約４０重量％〜約６０重量％の間の増量剤；及び、
ｇ．約３．０重量％〜約９．０重量％の間のシミュレートされた掘削固体をさらに含む、上記態様１に記載の組成物。
【国際調査報告】
2016534198.tif 000019
2016534198.tif 000020
2016534198.tif 000021
2016534198.tif 000022