[發明專利]用于水基鉆井液的可生物降解的接枝共聚物防粘附添加劑

有效

• 申請號: 201380035842.4
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104428387B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: A·阿斯曼;R·賴歇貝奇-克林科;J·K·朗洛茨
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C09K8/08
• 分類號: C09K8/08;C09K8/20;C09K8/528
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 侯婧;鐘守期

提出使用含有由烯鍵式不飽和化合物形成的至少一個接枝側鏈的明膠基共聚物作為防粘附添加劑用于水基鉆井液在地下礦物油和天然氣礦床的開發、開采和完井中以及在深井中的用途。這些共聚物是水溶性的，且具有良好的可生物降解性。

本發明涉及含有由烯鍵式不飽和化合物形成的至少一個接枝側鏈的明膠基共聚物作為水基鉆井液的防粘附(anti-accretion)添加劑在地下礦物油和天然氣礦床的開發、開采和完井中以及在深井中的用途。

頁巖是由粘土和其他礦物組成的精細防滲沉積巖。其為在油田中必須鉆透以接近油層的最常見的巖石之一。由于其中存在高比例的離子帶電粘土，頁巖在水存在下極易溶脹。這使得其在含有水基鉆井液的深井中成為帶來極大問題的巖石。“頁巖抑制劑”具有防止頁巖在水存在下溶脹的作用。

我們于2012年6月15日提交的優先權為2011年7月28日的PCT/EP2012/061408申請記載了超支化聚賴氨酸在水基鉆井液中作為頁巖抑制劑的用途。在EP 0634468 A1中，季銨化三羥基烷基胺用作頁巖抑制劑。US 6,484,821 B1記載了用于相同目的的胺改性的聚環氧烷。WO 2008/031806 A1記載了由C_4-10二羧酸與烷醇胺、二胺或聚亞烷基胺形成的不帶電或鹽類縮聚產物作為頁巖抑制劑。最后，US5,149,690記載了聚酰胺和聚氨基酸作為頁巖抑制劑。

粘土在鉆頭和鉆柱上的粘附是一個問題，這尤其在使用水基液來鉆透粘土巖石時會發生。含粘土的被鉆材料可在鉆柱和鉆頭的切割面上附聚和累積。逐步地，形成了大塊粘土粘附物，這阻止了鉆井液的循環和鉆井的進行。

此處存在關于粘土稠度的“危險地帶”，由水含量表征。在“干燥地帶”，含有粘土的被鉆材料具有太少的水而不會凝結。其具有疏松、易碎的稠度。在“潮濕地帶”，所述材料基本上懸浮并且易被沖走。在這些地帶之間，即在“危險地帶”中，粘土是粘性大大提升的可成形的組合物。

當被鉆材料暴露于常規的水基鉆井液時，它快速吸水并且快速穿過不同的“地帶”，最終被完全分散。然而，高度抑制鉆井液的可減少含粘土被鉆材料的完全水合(借助于上述的頁巖抑制劑)的作用擴展了這種“危險地帶”。結果，這些鉆井液促成了更高的粘附。

然而，除了鉆井液添加劑的功能性之外，環境相容性變得愈加重要。用于離岸應用的化學品必須滿足嚴格的環保法規。其必須是無毒的，必須可生物降解，并且不應是可生物積累的。關于這方面，還參見http://www.cefas.defra.gov.uk，特別是http://www.cefas.defra.gov.uk/industry-information/offshore-chemical-notification-scheme.aspx、http://www.cefas.defra.gov.uk/industry-information/offshore-chemical-notification-scheme/ocns-ecotoxicology-testing.aspx和http://www.cefas.defra.gov.uk/industry-information/offshore-chemical-notification-scheme/hazard-assessment.aspx(檢索于2012年3月7日)。

US 2011/0166048 A1公開了烷醇胺與不飽和、多不飽和或飽和的C_8-36單羧酸的酯作為防粘附添加劑。US 6,803,346 B1提出膦酸酯作為防粘附添加劑。然而，所述烷醇胺酯和膦酸酯屬于對水體有毒或有害的類別。

通過烯鍵式不飽和單體聚合制備的水溶性聚合物作為添加劑在結構化學應用及地下礦物油和天然氣礦床的開發、開采和完井中具有各種用途。