专利名称：井眼流体添加剂及其制备方法
技术领域：
本公开涉及井眼流体的产生，例如制备井眼流体的聚合物添加剂的方法。背景本申请涉及低流体损耗水基井眼流体，例如钻井液、完井液、修井液或封隔液。通常地，通过旋转钻井技术向地里钻井涉及钻井液由地表沿着在其下端具有钻头的钻柱向下，并通过钻头上提供的水眼到井底且由此通过在钻柱周围形成的环空返回至地表的循环。钻井液用来冷却钻头、运输钻屑至地表并稳定井眼。在钻井中常常遇到的一个问题是不可接受的大量钻井液损失至井穿过的地层。该问题一般常常称为“井漏”，并且钻井液损失至的岩层常常被称为“井漏区”或“漏失层”。各种原因可对钻井中遇到的井漏负责。例如，井穿过的岩层可展示出异乎寻常高的渗透性或在其中可含有裂缝或裂隙；另外，岩层可能只是没有足够的能力支撑钻井液施加的压力并且可能在该压力下破裂并使钻井液流入其中。与使用附连在钻柱下端的钻头钻通高渗透岩层有关的另一个问题是偶尔地钻柱会卡住并且不能被抬升、降低或旋转。该问题有许多原因，最常见之一是压差卡钻。当钻通井眼压力比岩层压力大的可渗透岩层时和当钻杆保持静止靠着井眼壁足够时间以使由钻井液固体组成的滤饼在杆周围积聚时，压差卡钻经常发生。然后由钻井液施加的压力保持杆靠着滤饼。钻井液失水量的减少将降低滤饼的厚度， 从而降低压差卡钻的发生率。通过流体侵入与钻井液和其它类型井眼流体如完井液、修井液和封隔液的滤出液损失有关的生产层引起了损害(生产力损失)。因此需要减少井眼流体至地层的失水量，特别是钻井液至地层的失水量。井眼流体组分，特别是钻井液组分，众所周知为通常变稠至有限程度的可流动系统。可将井眼流体分为三种下列类别中的一种基于油的井眼流体，其通常以所谓的逆乳状液的形式使用，并且代表油包水乳状液类型的制剂，其中水相作为不同种类细微分散体分布在连续油相中；纯水基井眼流体；和水包油乳状液类型的水基井眼流体，其中油相作为不同种类细微分散体分布在连续水相中。基于油的井眼流体的缺点是油倾向于涂在钻屑上，当丢弃钻屑时引起环境问题，特别是在海上钻井操作中。为了避免严重的污染，在倾倒钻屑之前必须将油从钻屑清除。减少油污染至目前允许的水平是困难和昂贵的，但是即使这些少量的残留油也是生态上不期望的，并且以水基井眼流体替代油基井眼流体是有压力的。但是，水基流体的技术性能和属性显著不同于油基流体的技术性能和属性，并且开发水基流体的挑战值是相当大的。本发明涉及改进的水基系统，即具有连续水相的系统，即纯水基流体或水包油乳状液。井眼流体常常含有执行各种功能的聚合物。通常地，加入聚合物以改变流体的各种性能，例如增加流体粘度。例如，W02005/105949公开了包括非水基液、一种或多种共聚物的混合物和聚乙烯的钻井液组分。聚乙烯和共聚物的结合使用引起改善的流动性和凝胶强度。该技术仅可应用于非水基流体。发明概述在一个方面，提供了形成井眼流体添加剂的方法，该方法包括使任选取代的c2_4氨基烷基磺酸与含有式I和式II重复单元的聚合物反应
权利要求
1.形成井眼流体添加剂的方法，所述方法包括使任选取代的C2_4氨基烷基磺酸与含有下列两种类型重复单元的聚合物反应
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂混合物包括按重量计大约至大约 12%的所述质子溶剂和按重量计大约99%至大约88%的所述偶极非质子溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述溶剂混合物包括水和二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜或η-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中将所述氨基烷基磺酸加至聚合物发生在大约60°C至大约100°C范围的温度下。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中将氨基烷基磺酸加至聚合物发生在大约75°C至大约85 °C范围的温度下。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，进一步包括在反应容器内以苛性碱处理所述反应步骤的产物。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中所述反应步骤进一步包括将所述聚合物溶解在二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜和η-甲基吡咯烷酮的至少一种中，以及将形成的聚合物溶液逐渐加入在水和二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜和η-甲基吡咯烷酮的至少一种的混合物中的所述氨基烷基磺酸中。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，进一步包括在所述溶剂混合物中产生含有沉淀聚合物颗粒的反应产物。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，进一步包括获得反应产物聚合物并干燥所述反应产物聚合物，其中在没有应用任何外部机械作用的情况下，按重量计至少90 %干燥的反应产物聚合物具有小于500微米的颗粒大小。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其中所述反应产生含有所述氨基烷基磺酸的至少一种酰胺的产物，其中所述聚合物的所有酰胺部分具有在所述聚合物质量的大约 10%至大约40%范围的总质量。
11.形成井眼流体添加剂的方法，所述方法包括使任选取代的C2_4氨基烷基磺酸与含有下列两种类型重复单元的聚合物反应
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述氨基烷基磺酸和所述聚合物的反应发生在所述第一溶剂和第二溶剂的溶剂混合物中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述溶剂混合物包括按重量计以大约至大约12%存在的所述第一溶剂和按重量计以大约99%至大约88%存在的所述第二溶剂。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一溶剂是水而所述第二溶剂是二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一溶剂是水而所述第二溶剂是二甲亚砜或η-甲基吡咯烷酮。
16.根据权利要求11至15任一项所述的方法，其中将所述氨基烷基磺酸加至聚合物发生在大约60°C至大约100°C范围的温度下。
17.根据权利要求11至15任一项所述的方法，其中将所述氨基烷基磺酸加至聚合物发生在大约75°C至大约85 °C范围的温度下。
18.根据权利要求11至17任一项所述的方法，进一步包括在反应容器中以苛性碱处理反应步骤的产物。
19.根据权利要求11至18任一项所述的方法，其中将溶解在所述第二溶剂中的所述聚合物逐步加入在所述第一溶剂和第二溶剂的混合物中的所述氨基烷基磺酸中。
20.根据权利要求11至19任一项所述的方法，进一步包括在混合溶剂中产生含有沉淀聚合物颗粒的反应产物。
21.根据权利要求11至20任一项所述的方法，进一步包括获得反应产物聚合物和干燥所述反应产物聚合物，其中按重量计至少90%干燥的反应产物聚合物具有小于500微米的颗粒大小。
22.根据权利要求11至20任一项所述的方法，其中所述反应产生含有所述氨基烷基磺酸的至少一种酰胺的产物，其中所述聚合物的所有酰胺部分具有在所述聚合物重量的大约 12%至大约27%范围的总重量。
23.—种井眼流体组分，其包括包括下列两种类型重复单元的聚合物
24.根据权利要求23所述的井眼流体组分，其中所述聚合物具有在大约30，000至大约 70，000道尔顿范围的分子量。
25.根据权利要求23或M所述的井眼流体组分，其中所述聚合物进一步包括重复单
26.根据权利要求25所述的井眼流体组分，其中所述重复单元
27.一种井眼流体组分，其包括 含有重复单元A和重复单元B的聚合物 其中重复单元A是
28.根据权利要求27所述的井眼流体组分，其中每一个&和民独立地是氢、CH3、C2H5、 C3H7 或 C4H90
29.根据权利要求28所述的井眼流体组分，其中基本上所有&和民是氢。
30.根据权利要求27至四任一项所述的井眼流体组分，其中队是C14_18直链烷基。
31.根据权利要求27至30任一项所述的井眼流体组分，其中所述聚合物中基本上所有-50#基团作为-S03_存在。
32.根据权利要求27至31任一项所述的井眼流体组分，其基本上由重复单元A和重复单元B以及终止聚合物链的任何必需氢原子组成，其中重复单元A与重复单元B的所述摩尔比是大约0.4 0.6至大约0.6 0.4。
33.根据权利要求32所述的井眼流体组分，其中重复单元A与重复单元B的所述摩尔比是大约1 1。
34.根据权利要求27至33任一项所述的井眼流体组分，其中当所述聚合物加至所述井眼流体组分时所述聚合物中至少大约90%的-⑶疋基团作为-C02_存在。
35.提取油的方法，包括使权利要求23所述的井眼流体组分和至少部分土地之间接触的同时或接触后钻凿所述土地以形成孔； 禾口从所述孔移出油。
36.为了移出油目的的钻凿土地方法，包括使权利要求23所述的井眼流体组分和至少部分所述土地之间接触的同时或接触后钻凿土地以形成孔。
37.为了提取油目的在钻井期间减少钻井液井漏的方法，包括使权利要求23所述的井眼流体组分与至少部分土地之间接触，为了移出油目的，所述至少部分土地将被钻井或正在被钻井。
全文摘要
本文公开的是用于形成井眼流体添加剂方法中的聚合物。该聚合物包括含有侧链氨基烷基磺酸酰胺的聚乙烯主链，其中侧链氨基烷基磺酸酰胺包括直接连接至主链碳上的羰基和由氨基烷基磺酸的胺基形成的酰胺。公开了通过添加氨基烷基磺酸至聚合酸酐制备这些聚合物的方法。也公开了涉及使用具有添加剂的井眼流体提取油的方法。
文档编号C09K8/035GK102459502SQ201080024685
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者C·E·史都华, J·C·吉, J·R·哈里斯, M·D·毕夏普 申请人:切弗朗菲利浦化学公司