[發明專利]包含烷氧基化的胺化合物和羧酸化合物的組合物，其在油包水乳狀液中的用途以及使用所述組合物作為鉆井液或作為鉆井液的部分的方法

有效

• 申請號: 201380010129.4
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN104169391B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: H·納皮耶臘拉;L·伯辛
• 申請（專利權）人: 沙索烯烴和表面活性劑有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/36;C09K8/28
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,唐瑞庭

技術領域

本發明涉及一種作為水包油乳化劑體系的含有胺和羧酸化合物的組合物，其在油基鉆井液中的用途，以及使用鉆井液的方法。

背景技術

也稱為鉆井泥漿的鉆井液為在進行鉆井時泵送通過鉆孔，以使鉆井過程容易的流體。鉆井液的各種功能包括去除鉆井頭(drill head)下方的鉆井材料、將鉆井材料(鉆屑)輸送出鉆孔、冷卻和潤滑鉆頭、支撐鉆管和鉆頭(drill bit)、穩定鉆孔壁、當循環停止時懸浮鉆屑、提供液柱以調節表面處的液體靜壓并防止“井噴”。鉆井液的組成通常適應于給定地質地層的性質，以使鉆井過程最優化。鉆井液通常為具有水或油基的增稠的可流動體系。油基鉆井液用于例如近海鉆井應用中和用于鉆探通過水敏層和/或含水層。

油基鉆井液通常分為可逆乳狀液鉆井液或常規不可逆鉆井液。兩者包含三相體系：連續油相、分散水相和細顆粒固體。這些組成為油包水乳狀液類型。這意味著構成內部相的水相細微分布于油相中，且油相形成外部相。

油基鉆井液含有基礎油、水溶液和乳化劑或乳化劑體系，所述基礎油形成外部相；所述水溶液含有鹽，并作為內部相；所述乳化劑或乳化劑體系作用于內部相與外部相之間的界面。使用其他添加劑穩定和調節功能特性。

油基鉆井液的優點在于其優良的潤滑性質。這些潤滑性質使得鉆井能夠以顯著的垂直位移進行，例如如在近海或深水鉆井操作中所特有的。在水平和幾乎水平的井筒中，鉆管位于鉆孔的下側，這在鉆井時和在拖拉鉆管時產生高轉矩。在這些條件下，當使用水基鉆井液時，被卡住的管的風險更大。相反，油基鉆井液在鉆孔的壁上形成薄的平坦濾餅，并且也相比于水基鉆井液就通常存在于地層巖石中的白堊的溶脹而言具有更好的特性。

除了它們的潤滑性質之外，油基鉆井液的重要功能特性也包括粘度、密度和過濾控制。過濾控制在疏松可滲透的地層中特別重要。在這種條件下，在液體靜壓下，鉆井材料在鉆孔的壁上形成半滲透的不透流體的層(例如以濾餅的形式)，由此降低流體損失，穩定地層壓力，并降低鉆孔中的壁坍塌的風險。

當使用常規乳化劑時，可能必要的是使用溶劑和其他表面活性添加劑，以滲透濾餅并改變濾餅粒子的可潤濕性。經水潤濕的固體對于隨后的酸洗是必要的，以例如溶解或分散濾餅的粒子。

用于可由水包油乳狀液轉化為油包水乳狀液的逆乳狀液鉆井液的胺基乳化劑描述于WO 98/05733中。

外部條件的復雜性和不可預期性以及流體組分彼此之間和流體組分與鉆井過程中的條件之間的相互作用意味著鉆井液必須能夠保持顯著的負載，這為開發者提出了挑戰。持續需要新的鉆井液，且因此整個工業對新的鉆井液興趣不減，所述新的鉆井液提供改進的性能，并同時提供改進的生態和經濟接受性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種包含用于油包水鉆井液(在下文也簡稱為鉆井液)中或用作油包水鉆井液的油包水乳化劑體系的組合物，其用途，以及方法，如在獨立權利要求中所描述。也要求保護乳化劑組合物用于油包水乳狀液的用途。優選的實施方案在從屬權利要求或下文中描述。

出乎意料地，發現了用于“乳狀液鉆井液”中的油包水乳化劑體系。根據本發明的基于乳化劑體系的鉆井液由于它們出乎意料地良好的穩定性和其他有利的功能特性而是引人注目的。特別地，在諸如改變水和鹽含量(鹽度)的影響以及在廣泛溫度范圍內的可用性而言，觀察到增加的穩定性。所述油包水乳化劑體系也適用于其他應用，如將重油中的水或鹽水乳化、降低粘度和改進重油級分的流動性質。

鉆井液的重要應用領域是用于開發油氣田的井孔、地熱孔或水鉆孔，或鉆探地理科學孔或采礦鉆孔。

根據本發明的鉆井液包含油(也稱為油相)、包含至少兩種乳化劑的乳化劑體系、任選為鹽水形式的水、增稠劑和另外的添加劑。

用于根據本發明的組合物中的添加劑的例子為用于潤濕的添加劑、用以增加重量或密度的增重劑、用以使流體損失達到最小的“流體損失”添加劑、用于產生堿度儲備的添加劑、用于過濾控制和/或控制流變學性質的添加劑。

當根據本發明的組合物的單獨的組分彼此混合時，形成在4至10之間，優選3至11之間的pH范圍內穩定的鹽狀化合物。

包含于所述組合物中的乳化劑體系由于在分子中的正的和負的局部電荷而具有降低界面張力的作用。可通過合適的選擇乳化劑體系的組分的烷氧基化程度而以目標方式調節界面活性。

通過混合包含烷氧基化的胺和羧酸化合物的乳化劑體系的組分，可調節適當的HLB(親水親油平衡)值以產生穩定的可逆油包水乳狀液鉆井液。