[发明专利]用于钻井固井的添加剂

说明书

本发明涉及一种基于聚亚烷基亚胺和磺化的含甲醛缩合物的添加剂及其用途。

聚亚烷基亚胺、特别是聚乙烯亚胺在建筑化学组合物中的用途、在本文中特别是作为所称的降滤失剂的用途是充分熟知的。在本文中，重要的是将各聚亚烷基亚胺与另一种组分一起使用来实现足够低的滤失值，因为特别是聚乙烯亚胺自身无法显示这样的效果。

降滤失剂应理解为意指一种用于控制液体、特别是含水液体从有关矿物油和天然气矿床钻探的地下岩层中漏出(损失)的化学组合物。所述滤失是一个严重的问题，特别是在固井中，因为钻井液中的含水相可能会不利地影响该浆体的特征和性能以及所使用的含水泥组合物的固化性能。而且，液体不受控制地进入地下岩层中或从地下岩层中漏出通常会导致对岩层的明显破坏，从而使其渗透性出现显著的负面变化。

例如，美国专利3,491,049描述了使用聚乙烯亚胺与一种阴离子表面活性物质一起作为降滤失剂的用途。磺化萘是一种此处使用的表面活性物质的典型代表。

聚乙烯亚胺与高分子量磺化聚合物的反应产物也是一种降滤失剂，根据US 4,469,518，所述高分子量磺化聚合物优选为一种磺化聚苯乙烯。

基于聚乙烯亚胺的降滤失剂也在US 4,742,094和US 4,791,989中被公开。根据US 4,742,094，聚乙烯亚胺与一种磺化有机化合物一起使用，所述磺化有机化合物为一种木素磺酸盐或一种磺化的萘-甲醛缩合物。根据4,791,989，所述组合物在固井方法中使用。

US 5,340,860教导了聚乙烯亚胺、磺化的萘/甲醛缩合物及一种烷基苯磺酸盐的结合物作为降滤失剂的用途。

因此，现有技术仅公开了含有聚乙烯亚胺与磺化萘、磺化聚苯乙烯、磺化的萘/甲醛树脂或木素磺酸盐的结合物的降滤失剂。

如已述及的，在矿物油和天然气矿床的开采中，地下岩层中液体不受控制的漏出构成了一个重大问题，该问题在一定程度上可通过现有的降滤失剂良好地控制，但是在一些情况下仍可能出现无法预计的风险。因此，本发明的一个目的是提供基于聚亚烷基亚胺和磺化的含甲醛缩合物的其他降滤失剂。这些新的添加剂与已知混合物相比，将理想地具有显著改进的效果，同时还可使成本效益最佳化。而且，它们还将易得到，而不具有使用常规适用原料所带来的问题。

该目的可通过一种相应的含有磺化的酮/甲醛树脂作为缩合物的添加剂而实现。

令人惊讶的是，已发现，使用该新的添加剂不仅可完全实现所述目的，而且与迄今所用组合物相比，其还能进一步显著降低滤失，还可通过所述添加剂的放置时间或通过使其熟化来控制滤失效果。

已发现，如果聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺和聚丁烯亚胺中的至少一种化合物在所述添加剂中作为亚烷基亚胺组分的典型代表存在，则总体上是有利的。特别是，聚乙烯亚胺——其也可是被取代的——已被证明特别适宜。此处可提及N-甲基聚乙烯亚胺、N-乙酰基聚乙烯亚胺和N-丁基聚乙烯亚胺。

根据本发明，优选分子量Mw为10 000-3 500 000g/mol的具有通式(C₂-H₅N)_n的聚乙烯亚胺特别适宜。分子量Mw为1 000 000-3 000 000g/mol、特别是1 500 000-2 500 000g/mol被认为是特别有利的。

其中缩合物含有以下中的至少一个作为酮组分的添加剂被认为在本发明的上下文中是优选的：单酮和二酮，优选丙酮、丁酮、戊酮、己酮，和环状酮，例如环己酮。特别适宜的为酸/甲醛树脂。

一般而言，本发明添加剂对于其中存在的各组分的分布完全没有任何限制。但是，特别有利的是，聚乙烯亚胺和所述缩合物以20至1∶1、优选15至5∶1、特别是11至9∶1的质量比存在。

此外，对于添加剂中存在的缩合物而言，所要求保护的添加剂可在宽范围内变化，这一点特别是对于上文已提及的酮成员也成立。但是，在某些应用中，已证明，如果至少一种酮/甲醛树脂和一种磺化的萘或三聚氰胺/甲醛缩合物和/或一种聚羧酸酯醚的混合物作为缩合物而存在，则是特别有利的。酮/甲醛树脂的比例应该在40-90重量％范围内，在50-80重量％范围内，特别优选在60-70重量％范围内。聚羧酸酯醚组分优选为一种由两种单体单元组成的共聚物，单元a)代表一种烯属不饱和一元羧酸共聚单体、或一种酯、或其盐，或一种烯属不饱和硫酸共聚单体、或其盐，并且单元b)代表一种以下通式(I)的共聚单体

其中R₁代表