[发明专利]包含润滑组分的井液－控制井液润滑性的方法－高pH液体的应用

说明书

发明领域

本发明涉及用于钻井、使油井完善或油井维修(workover)的液体。更具体地说，本发明揭示了一种包含润滑化合物的以水为基的液体，和控制放在钻孔里的以水为基液体的润滑能力的方法。在应用中，以水为基的井液的pH高于9。

发明背景

钻油井或非油井的常规方法包括以旋转的方式驱动固定在钻管柱末端的齿状钻头，一般通过表层上的一个装置来旋转地驱动所述的柱。称为钻井液或钻井浆的液体通过钻井管的内部空间注入到和钻头呈水平面的位置上，该液体的主要功能是通过将碎片驱向表面来清洁钻头和井，稳定井壁，抑制与液体接触的地质构成的反应等等。

本发明不仅涉及称为钻井液的液体，而且也涉及称为完善液和称为维修液的液体。完善(completion)是当钻井达到了能供生产时的继续钻井操作过程。完善特别包括钻入井内岩石，试验井的形成，装备油井准备生产，使之投入生产。对于这些操作，完善对井内岩石和所生成的流出物特别有针对性。维修操作包括在生产井里工作以进行钻井、再钻、清洁井或改变井装备的操作。

井液必须具备根据各种应用、它们的粘度、它们的密度或它们的过滤控制能力而被调节过的特点。对于严重偏斜的井、水平的井洞，或更通常的是在井下的钻管产生广泛磨擦的井，液体的润滑能力是一个重要的特性。

有时使用了高pH液体，即pH高于9或一般高于约10的液体，如以硅酸盐为基的钻井浆，在《油地化学国际讨论会，1997年2月18-21，美国德克萨斯州休斯敦》里的SPE 37,266公开物中加以揭示，这些浆状物由于对钻出的陶土的溶涨抑制作用而被特别地使用。

发明综述

本发明涉及以水为基的液体，包括含有至少一种通过使至少一种植物油或脂肪酸在至少一种氨基醇上反应得到的非离子两性化合物。

所有的植物油或从植物提取的脂肪酸(植物脂肪酸)是合适的。植物油或脂肪酸可选自亚麻子油、红花油、葡萄子油、桐油(wood oil)、葵花油或它们的混合物，脂肪酸衍生自这些植物油。

在一个变化方案里，植物油或脂肪酸可被聚合，聚合后，其在20℃下的粘度范围为5-60Pa.s。

所用的氨基醇可为二乙醇胺。

润滑化合物可调制成一种或多种溶剂和可能的其它化合物的混合物形式。

混合物的溶剂可为植物油衍生物。

混合物(润滑化合物和溶剂)可含有0一80％重量溶剂，优选地为20-40％。

井液包含0.1-5％重量，优选的是0.5-2％重量的润滑化合物。

本发明液体的pH值高于9，优选地高于10。    

本发明也涉及控制以水为基的井液体的润滑能力的方法，包括向液体里掺入如上所述的润滑化合物。

本发明包括pH高于9，优选地高于10的井液在上述方法中的应用。

虽然所有的植物油或植物脂肪酸是合适的，优选的是使用不饱和油，如亚麻子油、红花油、葡萄子油、桐油、葵花油或它们的混合物。可使用这些植物油或脂肪酸的本身或其聚合物。通过在不使其氧化的条件下加热处理前述高度不饱和植物油可得到聚合的植物油(载体油)。一般使用亚麻子油或脂肪酸(优选的是精炼过的)，但也可使用红花油、葡萄子油、桐油、葵花油或其脂肪酸或它们的混合物。为了制备本发明的润滑化合物，可使用20℃下粘度范围为5-60Pa.s的聚合的植物油或脂肪酸。举例来说，在290-300℃下热处理精炼的亚麻子油，6-12小时后得到25℃下粘度为10Pa.s的产物。

用于制备本发明化合物的氨基醇是包含一个或多个醇基团，可能有一个或多个醚基团的胺类或多胺类，

例如，氨基醇相应于下式：

HO-CmH_2m-NH₂

HO-CmH_2m-NH-CkH_(2k+1)

(HO-CmH_2m)₂-NH

(HO-CmH_2m)₃-N

(HO-CmH_2m)p-CH_(3-p)-NH₂

HO-(CmH_2m-O)n-NH-CkH_(2k+1)

HO-(CmH_2m-O)n-C_kH_2k-NH₂