专利名称：具有高内相浓度的反相乳化流体的制作方法
技术领域：
本文公 开的实施方案通常涉及反相乳化井眼流体。具体地讲，本文公开的实施方案涉及具有高内相浓度的反相乳化流体。
背景技术：
在井眼钻进中，各种流体通常出于各种功能而用于井中。这些流体可经钻管和钻头循环到井眼中，且随后可接着向上经井眼流到地面上。在该循环期间，钻井流体可用以从井孔底部将钻屑移除到地面上，在中断循环时使碎屑和增重材料悬浮，控制地下压力，维持井眼的完整性直至将井断面下套管(cased)并固井(cemented)，通过提供足够的流体静压而使流体与地层分离以防止地层流体进入井眼中，冷却并润滑钻柱和钻头和/或使机械钻速最大化。在大多数旋转钻井方法中，钻井流体采取“泥浆”(即其中具有悬浮固体的液体)形式。固体用以赋予钻井流体所需流变性质以及增加其密度以在井底提供合适的流体静压。钻井泥浆可为水基泥浆或油基泥浆。在井眼中、尤其涉及油气井的钻进已经使用了许多类型的流体。油基井眼流体的选择包括在特定应用中谨慎平衡这类流体的优良特性和不良特性。选择油基钻井流体的基本益处包括优异的井孔稳定性，特别是在页岩地层中；形成比用水基泥浆获得的滤饼薄的滤饼；对钻柱和井下工具的优良润滑；穿透盐床而不使井孔坍塌或扩张；以及本领域技术人员应该已知的其他益处。油基泥浆的特别有益的性质为优良的润滑品质。这些润滑性质容许井钻进具有显著的垂线偏差，这是海上或深水钻井操作所特有的或水平井所需要的。在这类高度倾斜的井孔中，钻柱的转矩和阻力是一个显著问题，因为钻管靠着井孔的低侧平放且在使用水基泥浆时卡钻的危险很高。相比之下，油基泥浆提供薄的光滑的滤饼，其有助于防止卡钻且因此可证明油基泥浆的使用是恰当的。油基钻井流体通常以反相乳化泥浆形式使用。反相乳化流体的组分包括油质液体，诸如烃油，其充当连续相；非油质液体，诸如水或盐水溶液，其充当不连续相；和乳化齐U。反相乳化流体的油/水比传统上在65/45至85/15范围内。本文使用的乳化剂和表面活性剂可互换使用。乳化剂用来降低液体的界面张力以使得非油质液体可在油质液体中形成微滴的稳定分散体。这类反相乳液的全面描述可在《钻井和完井流体的组成和性质(Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids)》，第五版，C. H.Darley, George R. Gray, Gulf Publishing Company, 1988,第 328-332 页中见到，其内容通过引用结合到本文中。另外，这类反相乳化泥浆通常含有一种或多种增重剂、表面活性剂、增粘剂、防滤失剂和桥堵齐Li (bridging agent)。关于反相乳化流体使用的缺点在于其成本和与废物和处置相关的环境担忧(较大的含油率可与更多钻屑上的油保留相关)。然而，随着油水比降低(内水相增加)，流体粘度常增加到超出可使用的范围。另外，随着水含量增加，也变得更加难以使反相乳液(油包水)稳定。因此，继续需要其中内相的存在量大于外部油质流体的反相乳化井眼流体。发明概述
一方面，本文公开的实施方案涉及反相乳化井眼流体，其可包含油质外相；非油质内相，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于50:50 ;和使所述油质外相和所述非油质内相稳定的乳化剂，其中所述非油质内相的平均直径为O. 5-5微米。另一方面，本文公开的实施方案涉及反相乳化井眼流体，其可包含油质外相；非油质内相，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于50:50 ;和使所述油质外相和所述非油质内相稳定的乳化剂，其中所述反相乳化井眼流体具有在600rpm下测量的小于200的粘度计读数以及在6rpm和3rpm下测量的小于40的粘度计读数。在又一方面，本文公开的实施方案涉及反相乳化井眼流体，其可包含油质外相；非油质内相，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于50:50 ;和使所述油质外相和 所述非油质内相稳定的烷氧基化醚酸乳化剂。在又一方面，本文公开的实施方案涉及反相乳化井眼流体，其可包含油质外相；非油质内相；和使所述油质外相和所述非油质内相稳定的烷氧基化醚酸乳化剂，其中所述烷氧基化醚酸由下式表示
权利要求
1.反相乳化井眼流体，其包含 油质外相； 非油质内相，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于50:50 ;和使所述油质外相与所述非油质内相稳定的乳化剂，其中所述非油质内相的平均直径为O. 5-5微米。
2.权利要求I的反相乳化流体，其中所述平均直径为1-3微米。
3.权利要求I的反相乳化流体，其中所述乳化剂为烷氧基化醚酸。
4.权利要求I的反相乳化流体，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于40:60。
5.权利要求I的反相乳化流体，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于30:70。
6.反相乳化井眼流体，其包含 油质外相； 非油质内相，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于50:50 ;和使所述油质外相和所述非油质内相稳定的乳化剂，其中所述反相乳化井眼流体具有在600rpm下测量的小于200的粘度计读数以及在6rpm和3rpm下测量的小于40的粘度计读数。
7.权利要求6的反相乳化流体，其中所述流体具有至少50v的电稳定性。
8.权利要求6的反相乳化流体，其中所述乳化剂为烷氧基化醚酸。
9.权利要求6的反相乳化流体，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于40:60。
10.权利要求6的反相乳化流体，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于30:70。
11.反相乳化井眼流体，其包含 油质外相； 非油质内相，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于50:50 ;和 使所述油质外相和所述非油质内相稳定的烷氧基化醚酸乳化剂。
12.权利要求11的反相乳化流体，其中所述烷氧基化醚酸为用乙酸封端的烷氧基化脂肪醇。
13.权利要求11的反相乳化流体，其中所述烷氧基化醚酸由下式表示
14.权利要求13的反相乳化流体，其中，当R1为H时，η为高至10的值。
15.权利要求14的反相乳化流体，其中η为2-5。
16.权利要求13的反相乳化流体，其中，当R1为-CH3时，η为高至20的值。
17.权利要求11的反相乳化流体，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于40:60。
18.权利要求17的反相乳化流体，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于.30:70。
19.权利要求11的反相乳化流体，其中乳化剂以2-10磅/桶的量使用。
20.权利要求11的反相乳化流体，其中所述流体具有在600rpm下测量的小于200的粘度计读数以及在6rpm和3rpm下测量的小于40的粘度计读数。
21.权利要求11的反相乳化流体，其中所述流体具有至少50v的电稳定性。
22.权利要求11的反相乳化流体，其中所述非油质内相的平均直径为O.5-5微米。
23.权利要求11的反相乳化流体，其中所述平均直径为1-3微米。
24.反相乳化井眼流体，其包含 油质外相； 非油质内相；和 使所述油质外相和所述非油质内相稳定的烷氧基化醚酸乳化剂，其中所述烷氧基化醚酸由下式表示
25.权利要求24的反相乳化井眼流体，其中所述油质外相与非油质内相的比率小于.50:50。
26.用反相乳化钻井流体钻进地下井孔的方法，其包括 混合油质流体、非油质流体、乳化剂以形成权利要求1、6、11或24的反相乳液；和 使用所述反相乳液作为钻井流体钻进所述地下井孔。
全文摘要
反相乳化井眼流体可包含油质外相；非油质内相，其中所述油质外相与所述非油质内相的比率小于50:50；和使所述油质外相和所述非油质内相稳定的乳化剂，其中所述非油质内相的平均直径为0.5-5微米。
文档编号C09K8/58GK102725376SQ201080052816
公开日2012年10月10日 申请日期2010年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者A.D.佩特尔, J.布鲁顿, S.杨 申请人:M－I 有限公司