[发明专利]用于油田维护液的无溶剂流体化聚合物悬浮体

说明书

相关申请

本申请主张2005年12月8日提出的美国临时申请序列第60/748,452 号的权益，其内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及在油田应用如完井液、钻井液和油井水泥浆中作为流变/粘 度调节剂和降滤失剂的、纤维素衍生物和/或聚乙烯醇(PVA)的无溶剂流 体化聚合物悬浮体的组合物和应用。该浆液组合物包含PLONOR(几乎不 对环境形成危险)目录的成分，尤其是适合用于北海地区。

背景技术

在各种添加剂当中，羟乙基纤维素(HEC)广泛被用于油田水基流体。 虽然高粘度类型的HEC因为流变和降滤失性能而通常应用在完井液中，但 低粘度HEC由于其降滤失性能而通常用在油井水泥浆和钻井液中。有时， 高粘度和低粘度的HEC可一起使用来更加优化总体特性，特别是在水泥浆 液中。尽管低重均分子量(Mw)的HEC对于中等温度的固井是优选的降 滤失添加剂，但PVA对低温条件则更为优选。

为了容易在尤其是海上的油井和气井钻探平台、油田操作中进行处理， 要求使用的流体物质/制剂从海上装置的排放不需要被严格地管制。在过去 的几年里，已经采用了基于环境可接受的溶剂的各种聚合物悬浮体。这些 悬浮体基于矿物油或乙二醇。然而，这类悬浮体由于不满足全部受规章限 制的有关水生生物毒性、可生物降解性和生物聚积的要求而仍面临一些应 用限制。对北海严格的环境保护法规要求油田服务公司重新配制其产品， 以便其对海洋环境的影响能减到最少，而且产品的组分包含许可的组分。

对于化学品在北海的应用，根据组分的生态毒物学特性其被划分为四 (4)类。各由颜色表明的所述四种类型如下：

黑色：禁止使用或排放；

红色：高优先级的经由替代逐渐淘汰；

黄色：环境可接受的；和

绿色：仅适于有关东北大西洋海洋环境保护的OSPAR协定中PLONAR (几乎不形成危险)数据库所列化学制品。

对于北海的油和气钻探作业，公司必需逐步淘汰产品中的黑色和红色 组分的使用，并且仅使用完全由“绿色”组分构成的新化学制品。

Burdick的美国专利5,268,466公开了选自HEC、CMHEC、HM-HEC、 HM-EHEC、MC、MHEC、MHPC、EC和瓜尔胶/瓜尔胶衍生物的水溶性多 糖的稳定悬浮体，其可以在12-40重量％的磷酸氢二钾的溶液中制备。所述 悬浮体包括15-30重量％的所述多糖。所述悬浮体还包括稳定量的黄原胶。 列举的这些稳定悬浮体的工业应用为在建筑和涂料中，如在接缝化合物和 乳胶漆上的使用。

从海上装置的排放对海洋环境不形成明显危险的流体物质/制剂存在 的需要是基于以下的事实：所述流体物质/制剂的组分包含被许可过的 PLONAR组分，同时保持了这些流体物质/制剂在油田维护液如钻井液、完 井液/修井液、压裂液和油井固井液中的功能。

发明内容

本发明涉及悬浮体组合物，其包含选自钻井液、完井液/修井液、压裂 液和油井固井液的油田维护液；并包含水溶性聚合物悬浮于磷酸钾化合物 的水溶液中的流体聚合物悬浮体。水溶性聚合物选自水溶性多糖和合成聚 合物。水溶性多糖可选自纤维素醚、瓜尔胶和瓜尔胶衍生物。合成聚合物 可以是聚乙烯醇。纤维素醚可以是羟乙基纤维素(HEC)、甲基纤维素(MC)、 羟丙基纤维素(HPC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟乙基纤维素 (MHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、疏水改性的乙基羟乙基 纤维素(HMEHEC)、疏水改性甲基羟乙基纤维素(HMMHEC)、乙基纤维 素(EC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、和羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)。 油田维护液包括钻井液、完井液/修井液、压裂液和油井固井液。

具体实施方式

人们已经意外地发现，环境可接受的磷酸钾化合物可用于油田维护液， 以在油田使用中提供有效的和较好的结果。本发明提供改进的基于描述于 美国专利5,268,466中的物质组成的水溶性聚合物在浓缩的磷酸钾盐水溶液 中的悬浮体，该专利的全部内容通过引用结合在此。本发明组合物的一个 优点在于，全部悬浮体组分可选自东北大西洋海洋环境保护的OSPAR协定 中批准用于北海地区的PLONOR目录中的添加剂。应当注意不是全部磷酸 钾盐都在该PLONOR目录上。