[發明專利]用于鉆井液的環保溶劑體系/表面活性劑體系

在審

• 申請號: 201380045198.9
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104870598A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 馬尼拉爾·S·達哈納亞克;薩布拉馬尼安·科薩萬;戴維·弗盧克
• 申請（專利權）人: 羅地亞經營管理公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/584;E21B43/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;徐厚才

對相關申請的交叉引用

本申請要求2012年6月28日提交的美國臨時申請序號No.?61/665,369的權益，其并入本文作為參考。

發明領域

本發明涉及環保乳液體系和組合物用于油田生產、油井處理和相關的油田用途，特別是在鉆井液，如鉆井泥漿等中的用途。

發明背景

通常通過在地層或油藏內鉆至適當深度的油井從地層或油藏中采收油/石油。在這樣的采收中，使用各種輔助流體，如解卡液、鉆井液、隔離液(spacers)、封隔液、修井液、增產液（stimulation?fluids）和壓裂液。在井眼中需要例如鉆井液，如鉆井泥漿潤滑鉆頭以及除去巖屑以將它們運往地表。鉆井液也可用于平衡地層壓力以防止地層流體（例如地層水、油和氣體）過早進入井并防止井眼塌陷。

鉆井液，特別是鉆井泥漿可以是油基的，即用連續油相運行，或是水基的，即油相在連續水相中乳化。水基鉆井泥漿可具有通常最多50%的乳化油相含量，也被稱作O/W乳化泥漿。但是，油基鉆井泥漿組合物——其中油構成可流動/連續相或構成連續油相形式的可流動相的至少極大部分——可含有5重量%至10重量%至20重量%，最多大約40重量%至50重量%至60重量%的分散水相的量。這樣的鉆井泥漿體系的非水相由所謂的載液形成。

但是，這樣的鉆井泥漿面臨缺點，如缺乏可用的良好的乳化劑/表面活性劑，這使鉆井泥漿中的油分離到水相上。油分離到水相表面上被稱作“輝光(sheen)”。這樣的輝光對環境和活生物體有害，例如當沉積在海洋生物的鰓上時常常造成中毒和死亡。

所用的典型乳化劑與環保基礎油，包括但不限于植物油、芥花籽油（canola?oil）、菜籽油、合成烴溶劑，如二聚合成潤滑劑等不合，它們通常比傳統基礎油更親脂。傳統基礎油由于它們對海洋生物的毒性而正在被淘汰。在另一實施方案中，環保基礎油或基礎油組分包括棕櫚油、大豆油、菜籽油、高芥酸菜籽油、葵花籽油、花生油、棉籽油、棕櫚仁油、亞麻籽油、椰子油、橄欖油、紅花油、芝麻油、桐油、芥花籽油、蓖麻油、白芒花籽油、大麻油中的至少一種。

通常通過生物試驗測定泥漿的毒性，其中使海洋微生物暴露在不同濃度的泥漿成分下。目的是找出在對環境毒性最低的同時滿足物理、技術要求的泥漿體系。

在使用中，鉆井液，包括鉆井泥漿在大深度下加熱至最多250℃或更高的高溫；以高壓為主，同時鉆井泥漿中的化合物都必須保持化學穩定并且絕不能表現出粘度行為的任何嚴重變化，同時仍繼續形成穩定的乳液。

因此希望提供比傳統組合物更環保、同時也保持傳統組合物的高性能的鉆井液，特別是鉆井泥漿組合物。

發明概述

本發明包括油田生產和注入液，特別是鉆井液，如鉆井泥漿，其含有一種或多種支鏈或直鏈二元酯，其中該油田具有改進的性質，包括但不限于潤滑性、乳化、相對改進的環境狀況以及改進的流變性質。本文所述的所用二元酯表現出改進的健康、安全和環境（HSE）狀況。它們容易生物降解，不可燃（具有高閃點）、無毒、無刺激并且不致敏。它們還具有極低的蒸氣壓（根據CARB?310和EU?1999/13/EC，非VOC）和高沸點，同時保持低粘度。

從下列詳述和實施例中可看出本發明，其一方面包括一種油田生產液，其包含下列成分的混合物：(a)?至少基礎油組分；和(b)?包含二元酯的共混物的添加劑組分。基礎油組分在一個實施方案中是環保基礎組分或比工業中目前使用的油更環保的基礎組分。該油田生產液通常是鉆井液。在一些實施方案中，該鉆井液是鉆井泥漿、潤滑液、載液等。該基礎油組分通常是一種或多種環保基礎油、植物油、芥花籽油、菜籽油、合成烴溶劑，如二聚合成潤滑劑。該油田生產液還可包含一種或多種附加基礎油組分。該油田生產液還可包含一種或多種附加添加劑組分，如乳化劑等。

該二元酯可衍生自己二酸、戊二酸和丁二酸或它們的異構體。在一個具體實施方案中，該二元酯共混物由混合物甲基戊二酸二烷基酯、乙基丁二酸二烷基酯和任選己二酸二烷基酯構成，其中烷基獨立地包括C₁-C₁₂烴基。在另一具體實施方案中，該二元酯共混物由混合物戊二酸二烷基酯、丁二酸二烷基酯和己二酸二烷基酯構成，其中烷基獨立地包括C₁-C₁₂烴基。在再一具體實施方案中，該二元酯共混物由甲基戊二酸二烷基酯、乙基丁二酸二烷基酯、戊二酸二烷基酯、丁二酸二烷基酯和己二酸二烷基酯中的兩種或更多種構成，其中烷基獨立地包括C₁-C₁₂烴基。