[發(fā)明專利]具有環(huán)境友好的活化劑溶劑的多糖漿料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380020693.4
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104520372B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 阿米特·塞加爾;蘇布拉馬尼安·克薩萬;魯埃拉·帕巴蘭;查尓斯·艾姆
• 申請（專利權）人: 羅地亞管理公司
• 主分類號: C08L5/00
• 分類號: C08L5/00;C07C69/44
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司11112
• 代理人: 丁業(yè)平,金小芳

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年4月17日提交的美國臨時申請No.61/625,427的優(yōu)先權，該臨時申請通過引用的方式并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及組合物以及多糖漿料和懸浮劑組合物的使用方法，具體而言，涉及包含環(huán)境友好的溶劑和活化劑溶劑的漿料和懸浮劑組合物。

背景技術

二醇醚、尤其是乙二醇單丁基醚(EGMBE)的使用已日益受到來自于健康、安全和環(huán)境(HSE)方面的壓力。對于人類而言，EGMBE是疑似致癌物，能夠導致溶血作用，它在加利福尼亞州面臨嚴格的審查，并且在加拿大正逐步被淘汰。在大多數(shù)石油生產(chǎn)國管轄區(qū)內，規(guī)定要全面公開水力壓裂流體所采用的油氣化學品，因此越發(fā)急需在配制物中使用更為綠色環(huán)保的溶劑。油氣服務公司正在尋找具有良好性能和HSE屬性的可行的替代品。已經(jīng)使用一些溶劑來代替EGMBE，但是許多這類溶劑具有與EGMBE相同的缺陷，例如不是環(huán)境友好的，或者類似地具有毒性并且是危險的。這些溶劑為：其他的二醇醚，如PnB(丙二醇正丁基醚)、丁基卡必醇(二乙二醇丁基醚)、乙二醇單乙酸酯、三乙二醇單乙基醚、1,1'-氧代雙(2-丙醇)、三乙二醇單甲基醚、三甘醇二甲醚和二甘醇二甲醚，它們比許多“重點污染物”更為頻繁地被報道。

二醇醚通常被用作瓜爾膠-礦物油漿料(“瓜爾膠漿料”)中的活化劑溶劑。瓜爾膠漿料是干瓜爾膠顆粒分散在具有疏水改性的粘土(作為懸浮助劑)的礦物油中的分散液。通常添加二醇醚溶劑(例如，乙二醇單丁基醚(EGMBE))作為粘土的活化劑溶劑。該活化劑溶劑使層間(galleries)分開從而將粘土片層分散在礦物油中(即，將粘土“活化”)。如本文所用，術語“活化劑溶劑”是指被添加到懸浮劑組合物中以幫助其中的粘土組分產(chǎn)生粘度的化合物。活化的粘土用于使載體(通常為礦物油)稠化(即，增加粘度)，或者用于形成弱凝膠(weak gel)或預凝膠，從而有助于將瓜爾膠顆粒懸浮并制得穩(wěn)定的漿料。除了礦物油之外，所述載體也可包括聚醚、酯、高級醇或植物油，以及它們的混合物。在儲存和運輸?shù)膽弥校渲泄蠣柲z或多糖顆粒保持懸浮達足夠長的時間這樣的穩(wěn)定漿料是重要的。如果顆粒沉降并密實聚集成沉積物，那么漿料會變得難以操作，并且在現(xiàn)場難以從桶中泵出或流出。在一些常規(guī)實施方案中，漿料含有少量的表面活性劑和/或酸組分以有助于漿料的水合作用。這些附加的組分還能夠對漿料的粘度產(chǎn)生影響從而有利于操作。

發(fā)明內容

我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用二元酸的酯、其衍生物、其混合物、以及前述物質與其他溶劑的組合作為瓜爾膠漿料中的粘土的活化劑溶劑的組合物和方法。直接用以下物質代替EGMBE或PnB在分散粘土和提供穩(wěn)定的瓜爾膠漿料方面具有優(yōu)勢，所述物質為：a)至少一種二元甲基酯或二元乙基酯；b)至少一種式(IIa)的化合物：R₃OOC-A-CONR₄R₅(IIa)，其中R₃表示C₁-C₃₆烷基；其中R₄和R₅獨立地表示C₁-C₃₆烷基，其中R₄和R₅能夠任選地一起成環(huán)；并且其中A為直鏈或支鏈的二價C₂-C₆烷基；或者c)所述a)和b)的組合。其包括衍生物，如活化劑溶劑B(5-(二甲基氨基)-2-甲基-5-羰基-戊酸甲酯(pentanoic acid,5-(dimethylamino)-2-methyl-5-oxo-,methyl ester))。

將活化劑溶劑添加到礦物油中，并與粘土或改性粘土混合以分散粘土。在一個實施方案中，改性粘土是疏水改性的粘土。可通過小的或聚合的有機物的吸附、反應或絡合作用來使粘土改性，該小的或聚合的有機物包括從陽離子表面活性劑、陽離子聚合物、胺、氯硅烷到葉酸的范圍。在一個實施方案中，改性粘土為通常通過與陽離子表面活性劑的絡合作用而獲得的疏水改性的粘土。通常，在加入表面活性劑和瓜爾膠之前，加入溶劑或者使之與粘土或改性粘土接觸，從而制得完整的配制物。

通常，懸浮劑組合物或多糖漿料的性能由以下標準來衡量：1)在約24小時內的沉降少于約1體積％；和/或2)良好的水合性質(在少于約10分鐘內達到大于全粘度的約90％)。