[發明專利]用于鉆井液中的聚合物涂覆的暫堵劑固體和加重劑

有效

• 申請號: 200680007464.9
• 申請日: 2006-03-07
• 公開（公告）號: CN101137697A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: D·巴拉德
• 申請（專利權）人: M－I有限公司
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08G65/325
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;范赤

背景技術

使用鉆頭和鉆桿的旋轉鉆探方法被長期用來鉆探地下地層的井眼(well?bore)。在這樣的鉆探過程中鉆井液(drilling?fluid)或者泥漿通常在該井中進行循環來冷卻和潤滑鉆探設備，將鉆探切削物運出該井眼，并平衡地下地層所遭受的壓力。當穿過一個多孔的地層(例如疏松的沙地)時，公知的大量的流體可能被壓力擠入該地層中。這個循環流體量的減少通常稱為濾失(fluid?loss)。

本領域熟練的技術人員知道廣泛的多種材料(包括天然和合成材料)已經被提出并用來防止濾失。在某些場合，這些材料在鉆井液中具有雙重作用(例如作為暫堵劑(bridging)或加重劑)。這些濾失材料結合在一起成為濾餅，該濾餅的形成貫穿于整個鉆探過程中。問題是將所述的濾餅從某些地層(尤其是當井已經開始生產后)中的除去是有問題的并可能對地層產生無法恢復的損害。因此日益存在著對可以用來控制濾失的改進的方法和材料的需要。

發明內容

一種具有至少兩相的鉆井液，其包括流體相和固體相。所述的固體相是涂覆有聚合物的粉末固體材料，該聚合物為聚醚胺和二醛交聯劑的反應產物。優選的聚醚胺是二胺，更優選的是該化合物充當頁巖水合抑制劑。所述的二醛交聯劑和所述的聚醚胺化合物進行反應并形成涂覆所述固體的聚合材料。當流體具有小于大約7的pH值時，所述的聚合物是基本上溶解的。其他可以包括或者可以不包括在防濾失流體中的組分包括加重劑、增粘劑、和其他本領域熟練技術人員公知的常規鉆井液組分。

在一個優選的和說明性的實施方案中，所述的聚醚胺具有式：

其中R₁、R₂和R₃是可獨立選擇的包含支鏈或者直鏈脂肪族基團的C₂到C₄碳，m+n為大約1到大約50范圍內的值。可選擇的，所述的聚醚胺可以選自或者可以不選自a)具有如下通式的化合物：

其中x為大約1到大約50的值；b)具有如下通式的化合物：

其中R可以是H或者C₁到C₆碳基團，x+y+z具有3到大約25的值；和c)具有如下通式的化合物：

其中a+b為大于2的數值；及其組合以及本領域熟練技術人員應該公知的其他類似化合物。

所述的二醛交聯劑可以選自或者可以不選自化合物甲醛、戊二醛、丁二醛(succinic?dialdehyde)、乙二醛；乙醛酰三聚體、低聚甲醛、雙(二甲基)乙縮醛、雙(二乙基)乙縮醛、??聚合二醛例如氧化淀粉、和這些化合物的組合以及本領域熟練技術人員應該公知的其他類似化合物。

所公開的主題還涉及一種對粉末固體材料表面改性的方法。在一個這樣的說明性的方法中，所述的過程包括：使粉末固體材料和包括聚醚胺的溶液相接觸；并使該聚醚胺化合物和二醛交聯劑進行反應。還落入本發明范圍內的是用在鉆井液中的聚合物涂覆的固體。這樣的示例性的聚合物涂覆的固體材料可以包括：粉末固體材料和在所述的固體材料表面的聚合物涂層，其中該聚合物為聚醚胺和二醛交聯劑的反應產物。

涉及所公開主題的進一步詳細內容和信息可以在下面的說明書中找到。

具體實施方式

本發明通常涉及油田使用的由聚醚胺化合物和二醛交聯劑反應形成的聚合物化合物。所形成的聚合物是在具有大于7的pH值的水性流體中(即堿性或堿條件下)的固體不溶材料。但是，所形成的聚合物在具有小于7的pH值的水性流體中(即酸性條件下)是可溶的。該聚合材料基于pH變化的溶解能力值對本領域熟練技術人員來說是顯而易見的。例如對于用在地下井鉆探過程中的鉆井液而言，典型的是保持在弱堿性條件下。因此，本發明的聚合物可以在處于典型的這樣的堿性條件下在井眼里向下打孔中形成。但是，該聚合材料可以被從該井眼向上循環的酸性清洗流體溶解，并由此除去，并且典型的是在該地下井投入生產之前。

在所公開的主題中有用的聚醚胺化合物應當具有一個或多個，并且優選的是兩個或者更多個胺官能團，其將與下述的二醛交聯劑進行反應來形成聚合材料。在一個說明性的實施方案中，使用聚(烯化氧)二胺，其中該聚(烯化氧)鏈在一端或者兩端用胺基團封端。許多這些化合物是市場上的可以從Huntsman?Chemicals的商標名JEFFAMINE下獲得。衍生自氧化丙烯的烯化氧基團是優選的，但是，使用環氧乙烷，氧化丁烯或者三者混合的基團可以以無規或嵌段共聚物的形式來使用。一種這樣基團的化合物具有通式：