[發明專利]包含二嵌段共聚物的鉆井流體組合物

有效

• 申請號: 201580016542.0
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN106164157B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: E·墨菲;R·本寧
• 申請（專利權）人: 科騰聚合物美國有限責任公司
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L25/16;C09K8/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 張欽

發明領域

本發明涉及一種包含選擇性氫化的異戊二烯-苯乙烯二嵌段共聚物的鉆井流體組合物，其當加入油基泥組合物時，明顯降低了流體損失。此外，該鉆井流體組合物在300°F老化后具有平衡的流變性例如粘度和凝膠強度。本發明進一步涉及一種選擇性氫化的異戊二烯-苯乙烯二嵌段共聚物。所述二嵌段中的聚苯乙烯的聚苯乙烯含量是至少40wt％，聚苯乙烯嵌段的真實分子量大于60kg/mol和所述二嵌段共聚物的總表觀分子量是至少160kg/mol。

發明背景

鉆井泥被用于在地下儲集層中鉆井孔方法中以用于氣和/或油的生產。該鉆井是通過鉆井工具和鉆井流體來完成的。鉆井泥用于冷卻和潤滑鉆頭，以在鉆井流體從井中循環進入和出來時將鉆屑帶到地面、支撐至少部分的鉆井管和鉆頭的重量、提供水靜壓頭以防止井孔壁的塌陷、在井孔壁的表面上沉積濾餅(其充當薄的半透層以防止鉆井泥不適當的通過其中)、和發揮鉆井領域公知的其他功能。重要的是，除了具有期望的流變性例如粘度和凝膠強度之外，該鉆井流體表現出相對低的過濾速度或者流體損失。

鉆井泥包含添加劑和調節劑，其在決定鉆井流體的流體損失性能以及抑制頁巖和粘土崩解方面是重要的。美國專利No.5909779公開了這樣的添加劑或者試劑包括改性褐煤、聚合物、氧化瀝青、黑瀝青、通過腐殖酸與酰胺或者聚烷基多胺反應所制備的腐殖酸鹽。加入鉆井泥組合物中的流體損失劑的量通常小于鉆井泥的10重量％，和優選小于5重量％。

美國專利No.5883054公開了將平均分子量大于約500,000g/mol的無規苯乙烯-丁二烯(SBR)共聚物加入油基鉆井流體中來制備熱穩定的鉆井流體體系。SBR的濃度是約1-6磅/桶。根據該專利，所得鉆井泥體系表現出在高溫和高壓條件下的流體損失控制。該文獻對比了嵌段苯乙烯-丁二烯共聚物(30wt％聚苯乙烯)與無規SBR共聚物的流體損失(mL/30min)。無規SBR的流體損失性能據公開明顯優于苯乙烯嵌段共聚物。

美國專利No.5925182公開了將油溶性嵌段或無規共聚物加入水基鉆井泥中。該共聚物包含苯乙烯-異戊二烯和苯乙烯-丁二烯，并且可以在流體中以約0.1-10wt％的量存在。該共聚物提供了用于水基鉆井流體的穩定的液體組合物。但是，該文獻沒有公開苯乙烯和丁二烯的徑向嵌段共聚物顯著降低了鉆井泥中的流體損失。

美國專利No.6034037公開了一種合成油基鉆井流體，其含有最多20磅/桶的聚合物流體損失控制劑，該控制劑包含由選自苯乙烯、丁二烯和異戊二烯的至少兩種單體組成的聚合物。表A公開了一種典型地鉆井流體，其含有合成油、石灰、流體損失控制劑、親有機性粘土、鹽水、增重劑和苯乙烯-丁二烯共聚物。

美國專利No.6017854公開了一種非含水的鉆井流體，其含有苯乙烯嵌段共聚物來幫助防止流體損失。如美國專利No.6017854所公開的，使用了選擇性氫化的異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物作為流體損失劑，用于低毒性合成鉆井流體。該專利的實施例公開了使用線性苯乙烯-乙烯/丙烯(SEP)，其包含28％的苯乙烯和72％的乙烯/丙烯。該鉆井泥中的總嵌段共聚物濃度是約0.01-10wt％。

WO2004/022668要求保護一種油基泥，其含有最多10wt％的徑向苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(其具有25wt％或更多的聚苯乙烯)來通過降低高溫高壓流體損失值改進鉆井泥的流體損失。說明書中還公開了苯乙烯-乙烯/丙烯共聚物(一種選擇性氫化的異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。

我們已發現一種含有至少40wt％或更多的聚苯乙烯的選擇性氫化的異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，與不含該共聚物的鉆井流體相比，所述共聚物改進了鉆井流體的流體損失性能。

發明概述

本發明的目的是提供一種具有改進的流體損失性能的油基鉆井流體組合物，其包含具有至少40wt％聚苯乙烯含量的二嵌段共聚物。

本發明的另一目的是提供一種鉆井流體組合物，其包含最多約10wt％的二嵌段共聚物，該二嵌段共聚物含有至少40wt％或更多的聚苯乙烯。

本發明仍然的另一目的是提供一種鉆井系統，其使用了所述具有改進的流體損失性能的鉆井流體組合物，特別是鉆井泥，其包含約0.5磅/桶(42加侖)-10磅/桶的聚苯乙烯含量為至少40wt％的選擇性氫化的異戊二烯-苯乙烯二嵌段共聚物。對于密度約12磅/加侖(ppg)的泥，這對應于約0.1wt％-2wt％的嵌段共聚物。