[發明專利]用于高壓和高溫鉆井操作的油基鉆井液

在審

• 申請號: 201880053201.4
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN111433315A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 木薩拉特·哈利瑪·穆罕默德;休·克里斯托弗·格林威爾;安德魯·懷廷;莫納·艾爾巴塔爾;約翰·阿德里安·霍爾;加桑·塞爾曼·阿拉貝迪;邁克爾·海沃德·霍德
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司;杜倫大學;M-I鉆井液英國有限公司
• 主分類號: C09K8/36
• 分類號: C09K8/36
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 胡少青;許媛媛

油基鉆井液組合物，其包含包含基礎油的油相、包含水的水相、至少一種乳化劑和一種或多種添加劑。所述至少一種乳化劑包含具有式R?CO?NH?R'?NH?R?NH₂的氨基酰胺，其中R是脂肪酸烷基，并且R'和R是烷基。所述一種或多種添加劑選自潤濕劑、流變改性劑、流體損失控制添加劑和增重添加劑。還提供了制備所述油基鉆井液組合物的方法和利用所述油基鉆井液組合物鉆探地下井的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年8月15日提交的美國臨時申請第62/545,516號的權益，其通過引用并入本文中。

技術領域

本公開的實施例總體上涉及用于高壓和高溫鉆井操作中的油基鉆井液。更具體地說，本公開的實施例涉及包含乳化劑的油基鉆井液。

背景技術

例如，為了烴提取而鉆探新井筒的鉆井操作包括在鉆井操作期間使鉆井液(或者稱為鉆井泥漿)連續循環通過井筒的常規做法。鉆井液被泵入鉆桿中，到鉆孔的底部，在鉆孔的底部鉆井液然后向上流過井筒壁和鉆桿之間的環形空間，并且最后從井筒流動，在那里將其回收以進行二次處理。具體地說，鉆井液進行機械或化學處理以從鉆井液中且在再循環回通過井筒之前去除捕獲的固體和鉆屑。

考慮到鉆井液的循環性質及其在鉆井操作期間捕獲固體和鉆屑的功能，鉆井液必須以相對低的粘度自由流動，以便于泵送同時具有足夠的物質來保留和運輸鉆屑和其他固體以及使增重材料懸浮，以便在靜態和循環條件期間在井筒中維持密度均勻的鉆井液柱。如果停止鉆井液的循環以防止固體在井筒底部積聚，則鉆井液還必須具有足以使固體和鉆屑懸浮的凝膠強度。積聚在井筒底部的固體可能潛在地導致鉆機堵塞以及鉆井液流動路徑的物理堵塞。

深井中的鉆井由于涉及高壓和高溫(HPHT)的地質條件而變得復雜。隨著井筒深度的增加，井筒基部的壓力和溫度也會升高。HPHT條件的行業定義通常包括大于300℉(149℃)的井筒溫度和大于10,000psi(68.9MPa)的井筒壓力。升高的溫度對鉆井液具有不利影響，使組分無法承受升高的溫度而分解。在升高的溫度下，一些鉆井液可能開始凝固或經歷可能阻礙循環的粘度增加。

發明內容

除了其他組成組分，已知的鉆井液通常含有不適合HPHT鉆井的乳化劑，因為它們在HPHT條件下分解。因此，對鉆井液和所包括的用于鉆井液的乳化劑存在持續的需要，所述乳化劑在HPHT條件下是熱穩定的并且同時提供合適的流變特性。

本公開的實施例涉及用于油基鉆井液的乳化劑、包含所述乳化劑的相關鉆井液組合物，以及制備所述油基鉆井液的方法。

根據一個或多個實施例，油基鉆井液包括：包括基礎油的油相；包括水的水相；至少一種乳化劑；和一種或多種添加劑，所述添加劑選自潤濕劑、流變改性劑、流體損失控制添加劑和增重添加劑。至少一種乳化劑包含具有式R-CO-NH-R'-NH-R-NH₂的氨基酰胺，其中R是脂肪酸烷基，并且R'和R是烷基。

根據另一方面，一種用于制備油基鉆井液的方法包括混合基礎油、至少一種乳化劑和任選地至少一種潤濕劑以形成第一混合物。乳化劑包括具有式R-CO-NH-R'-NH-R-NH₂的氨基酰胺，其中R是脂肪酸烷基，并且R'和R是烷基。另外，方法包括任選地，將至少一種流變改性劑和堿度調節劑混合到第一混合物中以形成第二混合物，任選地，將至少一種流體損失控制添加劑混合到第二混合物中以形成第三混合物，將鹽水溶液混合到第一混合物或第三混合物中以形成第四混合物，以及將增重添加劑混合到第四混合物中以形成油基鉆井液組合物。

根據另一方面，一種用于在地下井中鉆探的方法包括提供根據任一個其他方面的油基鉆井液組合物，以及在油基鉆井液組合物的存在下，在井筒中操作鉆機。