CN101855312B - 用于水基钻探流体的添加剂 - Google Patents

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Abstract

描述了低聚甘油脂肪酸酯作为水基钻探流体的添加剂以增强这些钻探泥浆体系的润滑性的用途，所述低聚甘油脂肪酸酯由以下组分制备：(a)酸组分，选自(a1)通式(I)的脂肪酸：R-COOH(I)，其中R为具有7-21个C原子的饱和或不饱和支链或直链烷基或链烯基，和/或(a2)二羧酸和/或(a3)二聚脂肪酸和/或(a4)低聚脂肪酸和/或(a5)羟基脂肪酸，和(b)多元醇组分，选自低聚甘油或低聚甘油的烷氧化物。

Description

用于水基钻探流体的添加剂
本发明涉及某些酯在水基钻探泥浆组合物中作为添加剂的用途，并且涉及含有这些添加剂的水基钻探泥浆组合物。在本发明上下文中，根据本发明的添加剂特别用于改善钻探泥浆的润滑作用。
用于挖掘岩石钻孔并同时提升分离的岩屑的液体泥浆体系(以下通称作钻探泥浆)是基于水或油的任选稠化的可流动体系。在历史发展中，纯水基泥浆体系类追溯到过去最远。然而，它们的用途伴随有不足之处，泥浆的润滑作用过低被强调为缺点。因此用纯水基体系工作必须共同使用具有润滑剂作用的组分。许多添加剂作为实际使用的润滑剂是已知的。这些包括例如矿物油或者动物和植物油，即脂肪酸的甘油三酯和一元醇的羧酸酯。在实际中进一步使用植物油的磺酸酯，特别是豆油磺酸酯作为润滑剂。豆油磺酸酯可用于水基或油基体系，但显示出明显的起泡，尤其是在水基泥浆中，这限制了使用性能。
关于钻探泥浆体系及其成分的可生物降解能力的日益严格的规定使本来特别适合的矿物油的使用越来越少。同时，对具有较好可生物降解能力的替代物，特别是酯的关注逐渐增加。EP 0 770 661描述了单羧酸的酯与一元醇作为用于水基钻探泥浆体系的合适润滑剂。具体公开了油酸2-乙基己酯作为用于含硅酸盐的含水泥浆的合适润滑剂。DE 196 47 598描述了C12-30脂肪醇及其混合物与脂肪酸酯作为用于纯水基含硅酸盐钻探泥浆的合适润滑剂。作为酯还提及脂肪酸的甘油三酯。已知对于地面勘探的目的，羧酸酯特别具有在许多方面得以利用的特别显著的润滑剂作用。然而，它们在水基体系中和尤其在相当高碱性水玻璃体系中的使用可导致相当大的困难。实际上，可通过酯断裂形成作为次级产物的具有显著起泡倾向的组分，然后将不合意的问题引入到冲洗系统中。
DE 10 2005 060 549A1描述了含有与脂肪酸甘油三酯混合的醚羧酸的添加剂作为用于水基钻探泥浆组合物的润滑剂添加剂。
目前已发现通过使用某些酯可同样实现水基钻探泥浆润滑作用的改善。
本发明提供了由以下组分制备的低聚甘油脂肪酸酯在水基钻探泥浆组合物中作为添加剂，优选在改善泥浆润滑性中的用途：
(a)酸组分，选自(a1)通式(I)R-COOH(I)的脂肪酸，其中R表示具有7-21个C原子的饱和或不饱和、支链或直链烷基或链烯基，和/或(a2)二羧酸和/或(a3)二聚脂肪酸和/或(a4)低聚脂肪酸和/或(a5)羟基脂肪酸，和
(b)多元醇组分，选自低聚甘油或低聚甘油烷氧化物。
根据本发明的低聚甘油酯是本身已知并且可例如通过酸或碱催化酯化直接由低聚甘油与脂肪酸获得的化合物。所述低聚甘油酯还称作低聚甘油脂肪酸酯或低聚甘油酯。EP 064 697A1描述了作为PVC的润滑剂的各种低聚甘油酯。在该说明书中还描述了通过碱催化从脂肪酸和聚-或低聚甘油制备低聚甘油酯。在该发明上下文中低聚甘油酯(或缩写为“低聚甘油酯”)通常为在室温下为液体的化合物并且由各种低聚甘油酯的混合物组成，其中它们还可含有起始物质，特别是甘油。可用于制备根据本发明的低聚甘油酯的工业级低聚甘油典型地含有二-和三甘油与四-和五甘油以及甘油的混合物。取决于低聚甘油的品质，这些可含有20-45重量％的甘油、20-40重量％的二甘油、10-20重量％的三甘油和1-10重量％的四甘油以及0.5-5重量％的五甘油。
由DE 102 52 973A1已知将低聚甘油脂肪酸酯与选定的烷基酚树脂一起使用来改善燃料油的润滑性。US 2003/0114316A1公开了反相(invert)钻探泥浆体系，即含有乳化形式的并排式水相和油相并且实际上仅作为油包水乳液的组合物，其中油相是连续的而水相是不连续相，其中这些反相体系必须含有作为乳化剂的二-或三甘油的脂肪酸酯或聚甘油的酯(在各种情形中是与C10-C20部分的脂肪酸的酯)。该说明书中的酯必然是这些C10-C20脂肪酸与二-或三甘油或聚甘油的二酯，其中仅通过名称公开了聚甘油-2二异硬脂酸酯和聚甘油-3二异硬脂酸酯。根据US 2003/0114316的教导，这些酯充当制备所需反相乳液的乳化剂。
根据本发明的酯的可能酸组分(a)特别是符合式(I)的(a1)类型脂肪酸。此处可优选提及的是己酸、辛酸、2-乙基己酸、癸酸、月桂酸、异十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、岩芹酸、亚油酸、亚麻酸、桐酸、花生酸、顺9二十碳烯酸、山萮酸和芥酸及其混合物，其例如由于技术环境而在天然脂肪和油的高压裂解期间或者在来自Roelen羰基合成的醛的还原期间获得。
优选具有12-18个碳原子的工业级脂肪酸，例如椰子、棕榈、棕榈仁或动物脂脂肪酸。
特别优选其中脂肪酸组分(a1)选自单-或多不饱和，优选直链脂肪酸和优选直链不饱和单羧酸的低聚甘油酯，其中特别优选也为工业级品质的油酸。
同样优选其组分(a1)选自妥尔油脂肪酸的低聚甘油酯。妥尔油脂肪酸特别含有亚油酸和共轭C18脂肪酸(45-65重量％)、油酸(25-45重量％)、十八碳-5，9，12-三烯酸(5-12重量％)和饱和脂肪酸(1-3重量％)的混合物。除(a1)类型的单羧酸外，二羧酸(a2)和/或(a3)或(a4)类型的二聚脂肪酸或低聚脂肪酸分别也是合适的。
二羧酸(a2)同样表示合适的酸组分。这些是分子中含有两个-COOH官能团的那些羧酸，其中特别优选饱和二羧酸。二羧酸(a2)优选含有4-22个C原子，特别是6-18个C原子。例如可提及乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸。还可为不饱和二羧酸，例如富马酸或马来酸。(a2)组的二羧酸不包括根据(a3)组的二聚脂肪酸。
二聚脂肪酸(a3)是氧化稳定的二羧酸，其在室温(21℃)下为液体并且例如通过将不饱和脂肪酸如油酸、脱水蓖麻油(ricinene)脂肪酸或妥尔油脂肪酸在排除氧气的情况下催化二聚获得。该连接取决于所用脂肪酸产生直链、单环或芳族结构。该反应主要通过Diels-Alder类型的加成随着孤立双键的异构化而进行。可商购的二聚脂肪酸通过蒸馏进行后处理并且由例如除低含量的直链和支链C18单羧酸(单体脂肪酸)外，还主要含有除痕量高级聚合脂肪酸外的C36二羧酸和不同含量(取决于后处理费用)的C54三羧酸(三聚脂肪酸)的混合物组成。工业制备二羧酸含量＞97重量％的高纯度二聚脂肪酸和完全不发黄的氢化类型。
低聚脂肪酸(a4)是不饱和脂肪酸彼此的反应产物，其中必须是大于2个且不大于5个脂肪酸分子彼此反应。这些酸组分同样是各种低聚物彼此的混合物。
在各种脂肪酸源存在下制备或通过混合获得的低聚甘油酯的混合物优选作为用于酯化的多元醇组分。还优选的低聚甘油酯尤其是通过式(II)的低聚甘油与脂肪酸混合物，优选饱和和不饱和脂肪酸((a1)类型)和/或二羧酸(a2)和/或二聚和/或低聚脂肪酸((a3)和(a4)类型)的混合物的反应制备的那些。
羟基脂肪酸也可用作组分(a5)，其中例如蓖麻油酸和特别优选的羟基硬脂酸是这类脂肪酸的代表。
组分(b)(即本发明教导上下文中的低聚甘油)在分子中取决于制备方法(例如反应温度或时间或所用催化剂)含有2-10个甘油单体，其中各种低聚物的混合物并排存在。具有大于10个甘油单体的分子称作聚甘油。
根据本发明的酯的多元醇组分(b)，即低聚甘油，可优选用以下通式(II)描述：
Figure GPA00001137415900041
其中n表示2-10的数。含有4-10个甘油单体的那些低聚甘油可优选用作多元醇组分(b)。此时所述酯优选符合通式(III)：
Figure GPA00001137415900042
其中n表示2-10的数，R表示氢原子或基团CO-R′，其中R′则表示具有7-21个C原子的饱和或不饱和烷基或链烯基，其中必须将低聚甘油的至少一个OH官能团酯化。然而，优选使用每分子低聚甘油含有4-10个甘油单体的那些低聚甘油。在式(II)和(III)中，这表示4-10的指数。
上示式(III)再现了具有酸组分(a1)的低聚甘油酯。如果将羟基脂肪酸(a5)用于酯化，则基团R当然还可包括具有一个或多个游离羟基官能团的烷基或链烯基。
除低聚甘油外，其烷氧化物即低聚甘油与环氧乙烷和/或烷氧化甘油的低聚物与环氧乙烷和/或环氧丙烷的反应产物也可用作用于根据本发明的酯的醇组分。此处优选乙氧化低聚甘油。
酯化中脂肪酸与低聚甘油的摩尔比优选为5∶1-1∶1，优选为4∶1-1∶1，特别为4∶1-1.5∶1。然而，如果二聚脂肪酸(a2)或低聚脂肪酸(a3)用作脂肪酸组分，特别优选脂肪酸与低聚甘油的摩尔比为1∶1-1∶2。
此外，在优选实施方案中，为了制备低聚甘油脂肪酸酯，酯化中酸组分的羧基数目与多元醇组分的羟基数目的摩尔比为5∶1-1∶1，优选为4∶1-1∶1，特别为4∶1-1.5∶1。如果选择二聚脂肪酸(a2)或低聚脂肪酸(a3)作为酸组分，则酸组分的羧基数目与多元醇组分的羟基数目的摩尔比特别优选为1∶1-1∶2。如果使用几种酸组分的混合物，则羧基的数目为所有酸组分的羧基的和。如果使用几种多元醇组分的混合物，则羟基的数目为所有多元醇组分的羟基的和。
全酯或各种偏酯的混合物(任选与全酯混合)取决于酯化的反应条件可并排存在。本发明技术教导上下文中的低聚甘油酯主要为偏酯，其中优选低聚甘油三酯和/或四-和/或五酯。
本发明的低聚甘油酯在水基泥浆中用作添加剂，特别是用于润滑。此处优选根据本发明的低聚甘油酯作为润滑剂的作用。在本发明上下文中，作为润滑剂，特别是用于润滑的用途定义为指通过加入所述试剂显著降低了泥浆与例如钻杆和/或地层的摩擦。
因此本发明还提供了根据本发明的低聚甘油脂肪酸酯作为用于水基钻探泥浆组合物的润滑剂的用途，其优选用于润滑，优选用于基于在室温(21℃)下为液体的相含有至少70重量％，优选至少80重量％，非常特别至少90重量％的水的水基钻探泥浆组合物。还优选在外相由水形成的那些乳液钻探泥浆中的用途。
在本发明上下文中，水基钻探泥浆(WBM)在下文理解为指基于在室温(21℃)下为液体的组合物相优选含有大于60重量％的水，优选含有大于70重量％，特别大于80重量％，特别优选大于90重量％的作为液相的水的那些体系。可另外特别优选纯水基泥浆(100重量％的液相为水)。除新鲜水外，合适的水还为人造或天然海水。
如上文已述，本发明教导还明确地包括形成乳液的那些水基泥浆，但仅水包油(O/W)型即水形成外相的那些在根据本发明在这些体系中。
在本发明教导上下文中的乳液基于总液相优选还仅含有少量例如小于20重量％，优选小于10重量％或特别小于5重量％的油相。在本发明上下文中的水基泥浆中的此类油相例如由水不溶性并且需要溶解或分散添加剂的油形成。
除作为载液的水外，水基钻探泥浆通常还含有至少另一种用于产生提高的粘度的试剂，为此可使用无机或有机化合物。在含水钻探泥浆的情况下用于控制流变能力的无机粘度形成剂为天然和/或合成来源的可溶胀粘土。可以提及的实例为合适的绿土如蒙脱石、膨润土、贝得石、锂蒙脱石、滑石粉和硅镁石。绿坡缕石是本发明所述类型的其它重要的水溶胀性辅助物质。许多提议涉及细碎粘土样矿物，特别是锂蒙脱石和/或滑石粉类型的相应化合物的合成制备。有机化合物，优选聚合物也是合适的。此处可提及例如黄原酸胶或各种纤维素衍生物。特别优选膨润土。
根据上文描述的低聚甘油酯可以其本身或者与在水基钻探泥浆组合物中作为添加剂的其它优选油溶性组分混合使用，特别是用于润滑，通过加入该试剂显著降低了泥浆与例如钻杆和/或地层的摩擦。在本发明上下文中合适和优选的组分为烃、脂肪酸酯、脂肪酸、脂肪醇、表面活性剂、甘油、甘油三酯、二醇或这些化合物的任何所需混合物。
根据本发明，特别使用具有5-22个C原子的直链或支链石蜡作为烃。内烯烃(在下文缩写为IO)是另外合适的烃。在本发明上下文中，IO同样是本身已知并且可通过本领域熟练技术人员已知用于此的所有方法制备的化合物。EP 0 787 706A1描述了例如通过在磺酸或过磺酸上将α-烯烃异构化合成IO的方法。其特征在于以该方式获得的IO为直链并且含有至少一个不在烷基链α位的烯属双键。根据本发明优选使用分子中具有12-30个C原子，优选具有14-24个C原子，分子中特别具有至多20个C原子的那些IO或包含IO的IO混合物。根据本发明所用烯烃优选仅含有一个烯属双键。
通式R′-COO-R″的酯(其中R′表示具有15-25个C原子的直链或支链饱和或不饱和烷基，R″表示具有6-22个C原子的饱和直链或支链烷基)另外是本发明组合物的成分。这类酯也是已知的化合物。其在钻探泥浆中的主要用途是例如EP 0 374 672A1和EP 0 374 671A1的主题。特别优选使用基团R′表示具有15-25个C原子的饱和或不饱和烷基以及R″表示具有3-10个C原子的饱和烷基的那些酯。在本发明上下文中特别优选饱和化合物。特别选择的酯含有支链醇，此处特别为2-乙基己基。2-乙基己基月桂基酯特别优选与低聚甘油酯一起作为混合物组分。
脂肪醇也是合适的混合物组分。脂肪醇符合通式R″′-OH，其中R″′表示具有4-22个C原子的饱和或不饱和支链或非支链烷基或链烯基。优选具有16-22，特别是16-18个C原子的脂肪醇。同样优选直链和独立于其饱和的脂肪醇。特别优选具有16-18C原子的直链不饱和脂肪醇。
表面活性剂同样是用于低聚甘油酯的合适混合组分。在本发明上下文中，原则上可使用所有类型的表面活性剂，无论阴离子、非离子、两性离子或阳离子表面活性剂。然而，优选非离子和阴离子表面活性剂。
阴离子表面活性剂的典型实例为皂类、烷基苯磺酸盐、烷烃磺酸盐、烯烃磺酸盐、烷基醚磺酸盐、甘油醚磺酸盐、甲基酯磺酸盐、硫代脂肪酸、烷基硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、甘油醚硫酸盐、脂肪酸醚硫酸盐、羟基混合醚硫酸盐、单甘油酯(醚)硫酸盐、脂肪酸酰胺(醚)硫酸盐、单-和二烷基磺基琥珀酸盐、单-和二烷基磺基琥珀酰胺酸盐、磺基三甘油酯、酰胺皂类和醚羧酸及其盐。在本发明技术教导的上下文中后者是特别优选的表面活性剂组分。
非离子表面活性剂的典型实例为脂肪醇聚二醇醚、烷基酚聚二醇醚、脂肪酸聚二醇酯、脂肪酸酰胺聚二醇醚、脂肪胺聚二醇醚、烷氧化甘油三酯、混合醚或混合甲缩醛、任选部分氧化的烷(链烯)基低聚苷或葡糖醛酸衍生物、脂肪酸N-烷基葡糖酰胺、多元醇脂肪酸酯、糖酯、脱水山梨糖醇酯、聚山梨酸酯和胺氧化物。如果非离子表面活性剂含有聚二醇醚链，则这些可具有常规，但优选窄同系物分布。
表面活性剂是添加剂中的任选成分。它们优选以0.05-5重量％，特别0.1-3重量％，优选1-2.5重量％的量使用，在每种情形中基于总泥浆。
除这些组分外，其它水不溶性成分也可与低聚甘油酯一起使用，特别具体为：
(i)C1-5单羧酸与1-和/或多官能醇的酯，其中1元醇的基团具有至少6个，优选至少8个C原子，多元醇分子中优选具有2-6个C原子，
(ii)选自以下的酯或酯的混合物：羧酸丙酯、羧酸丁酯、羧酸戊酯、羧酸己酯、羧酸庚酯、羧酸辛酯、羧酸壬酯、羧酸癸酯、羧酸十一烷基酯、羧酸十二烷基酯、羧酸十三烷基酯、羧酸十四烷基酯、羧酸十五烷基酯、羧酸十六烷基酯、羧酸十七烷基酯、羧酸十八烷基酯、羧酸十九烷基酯、羧酸二十烷基酯、羧酸二十一烷基酯、羧酸二十二烷基酯及其异构体，其中在每种情形中这些酯具有C原子数为1-5的羧酸酯基团，
(iii)具有6-24个C原子的一元醇的水不溶性醚，
(iv)具有8-36个C原子的水不溶性醇，
(v)聚α-烯烃(PAO)和α-烯烃，
(vi)碳酸酯，
(vii)组分(i)-(vi)的混合物。
如果低聚甘油酯与其它组分一起用作添加剂，则低聚甘油酯和其它组分优选以20∶1-1∶1，优选8∶1-6∶1，特别5∶1-1∶1的重量比一起使用。
在本发明上下文中，添加剂(在合适时即仅仅为低聚甘油酯或各种低聚甘油酯的混合物)优选以基于泥浆总重量为10-0.1重量％的量使用。有利的范围为5-1重量％，特别为3-1.5重量％。
除了上述成分外，本发明组合物还任选含有其它添加剂，例如增重剂、降滤失剂、粘度调节添加剂、润湿剂、盐、生物杀伤剂、缓蚀剂和/或碱藏。
添加剂可以是水溶性、油溶性和/或水或油可分散的。常规添加剂可为：降滤失剂、增加结构粘度的可溶和/或不溶物质、碱藏、用于抑制在钻探地层如水可溶胀粘土和/或盐床与例如水基流体之间不希望的水交换的试剂，用于更好地吸收固体表面上的乳化油相的润湿剂，以例如改善润滑作用而且还改善暴露岩石地层或岩石面的亲油闭合，生物杀伤剂以例如抑制对O/W乳液的细菌侵蚀，等等。仅以举例方式相应地引述如下：细分散添加剂以提高泥浆的密度：广泛使用硫酸钡(重晶石)，但也使用碳酸钙(方解石)或者钙和镁的混合碳酸盐(白云石)。
用于增加结构粘度同时还充当降滤失剂的试剂：此处首先提及的是膨润土或疏水化膨润土。对于盐水泥浆，其它类似的粘土，特别是绿坡缕石和海泡石实际上是相当重要的。
天然和/或合成来源的有机聚合物化合物的共同使用在这方面可具有相当的重要性。此处特别提及的是淀粉或化学改性淀粉、纤维素衍生物如羧甲基纤维素、瓜尔胶、synthan胶或者纯合成的水溶性和/或水可分散性聚合物化合物，特别是具有或不具有阴离子或阳离子改性的高分子量聚丙烯酰胺化合物类型。用于调节粘度的稀释剂：所谓的稀释剂可以是有机或无机性质，有机稀释剂的实例为单宁和/或白雀木提取物。这些的其它实例为褐煤和褐煤衍生物，特别是木素磺酸盐。
本发明还提供了水基钻探泥浆，该水基钻探泥浆基于总泥浆含有1-10重量％量的包含根据上文描述的低聚甘油酯或由其组成的添加剂、水、增重剂、无机盐、增稠剂和pH调节剂。此外它们还可含有钻探泥浆中常规的其它添加剂。本发明技术教导还包括改善水基钻探泥浆的润滑作用，优选润滑钻探泥浆的方法，其中基于总泥浆以0.1-10重量％的量将低聚甘油酯作为添加剂加入到泥浆中。
优选向纯含水钻探泥浆提供添加剂。另外优选基于人造或天然海水的WBM。该水基泥浆还可优选含有硅酸盐。该水基泥浆的pH优选为8-13，特别优选为9-11。
本发明还提供了上述低聚甘油酯作为润滑剂的用途，优选在上述水基钻探泥浆组合物中。在这种用途中，与不具有根据本发明的低聚甘油酯的钻探泥浆组合物相比，优选通过加入该试剂显著降低钻探泥浆组合物与例如钻杆和/或地层的摩擦。通过加入根据本发明的低聚甘油酯，这经常伴有泥浆组合物粘度的降低。
实施例
低聚甘油酯的制备
在釜中将924g(77重量％)的工业级油酸(酸值201.2)与276g(23重量％)低聚甘油(OH值：1,178)混合(重量比3.3∶1)，然后在氮气气氛下将该混合物加热至240℃。通过蒸馏除去反应释放的水。当反应混合物的酸值小于5时，将压力降低至22毫巴。然后，使该混合物冷却至90℃。接着加入1g(1重量％)漂白土然后搅拌该混合物另外约0.5小时。获得1,080g棕红色透明液体。
以不同的脂肪酸和低聚甘油重量比总共制得5种不同的甘油酯：
用途测试
实施例1
为了测试润滑性，制备以下水基钻探泥浆。在Silverson混合器中进行混合：
Figure GPA00001137415900103
＊滤灰(filter ash)
然后用
Figure GPA00001137415900104
Pin&Vee Block测试机，F 1500标准，根据ASTM D2670和ASTM D 3233测试所述泥浆的润滑性。在本发明上下文中，一方面在不具有添加剂下测试泥浆和然后在具有3重量％的添加剂(1)-(5)下测试泥浆。
为了对比，还测量具有3重量％称作添加剂(6)的商购添加剂OMC1037(甘油脂肪酸单酯(妥尔油脂肪酸单甘油酯)，制造商CognisOleochemicals GmbH)的泥浆的摩擦系数。
这些测量的结果见图1。在图中，相对于横坐标上逐渐增加的载荷(以[lbf]计)，将以[lb in]计的扭矩绘制在纵坐标上。如在本技术领域中其它出版物中所常见，测量结果以Anglo-Saxon单位说明。在本发明上下文中，适用用于转换成SI系统的以下因数：1lbf＝4.448m kg s；1lb in＝0.015m kg
可看出与具有添加剂的泥浆相比，不具有添加剂的泥浆随着增加的载荷需要更高的扭矩。
对比产物(6)的确产生良好的值，但通过加入根据本发明的添加剂(1)-(5)可再次超过这些。
实施例2
在其它实验中，测试含有与石蜡油混合的低聚甘油酯(在各种情形中重量比为1∶1)的那些配方。具体地，研究添加剂(1)和(5)并且将其与不具有添加剂的泥浆对比。图2的图表明含有根据本发明添加剂的泥浆比不具有添加剂的泥浆取得了显著更好的值。
实施例3
图3示出了其中将不具有添加剂的对比泥浆与含有低聚甘油酯的那些泥浆对比的测试，其中所述低聚甘油酯以其本身或者作为与饱和的脂肪酸部分C8-C14的2-乙基己基酯一起的添加剂混合物(重量比为1∶1)使用。
可看出根据本发明提供有添加剂的泥浆比不具有添加剂的泥浆具有更好的润滑作用，并且如果以其本身加入3重量％的酯，仍看到了更好的值。
实施例4
图4示出了与实施例3类似的实验的润滑剂测试结果。然而，此处选择具有18个C原子的脂肪醇作为对比。脂肪醇和低聚甘油酯的混合物产生特别良好的润滑作用。
在图5中，将三种商购产品的摩擦系数与不具有添加剂的泥浆和具有根据本发明添加剂(添加剂(3))的泥浆进行了对比。可看出根据本发明产品的优越性。

Claims (18)

1.低聚甘油脂肪酸酯在水基钻探泥浆组合物中作为润滑剂的用途，所述低聚甘油脂肪酸酯由以下组分制备：
(a)酸组分，选自：
(a1)通式(I)的脂肪酸
R-COOH   (I)
其中R表示具有7-21个C原子的饱和或不饱和支链或直链烷基，和／或
(a2)二羧酸和／或
(a3)二聚脂肪酸和／或
(a4)低聚脂肪酸，其是大于2个且不大于5个不饱和脂肪酸分子彼此的反应产物，和／或
(a5)羟基脂肪酸
(b)多元醇组分，选自低聚甘油或低聚甘油的烷氧化物。
2.根据权利要求1的用途，其特征在于式(I)的脂肪酸选自不饱和直链脂肪酸。
3.根据权利要求1的用途，其特征在于R表示具有7-21个C原子的链烯基。
4.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于选择通过使通式(II)的低聚甘油与脂肪酸混合物反应制备的低聚甘油脂肪酸酯：
其中n表示2-10的数值。
5.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于选择通过使通式(II)的低聚甘油与饱和和不饱和脂肪酸和／或二聚和／或低聚脂肪酸的混合物反应制备的低聚甘油脂肪酸酯。
6.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于使用低聚甘油的三酯、四酯和／或五酯。
7.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于选择油酸或妥尔油脂肪酸或其混合物作为用于酯化的脂肪酸。
8.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于酯化中脂肪酸：低聚甘油的摩尔比为5∶1-1∶1。
9.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于酯化中脂肪酸：低聚甘油的摩尔比为4∶1-1∶1。
10.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于酯化中脂肪酸：低聚甘油的摩尔比为4∶1-1.5∶1。
11.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于酯化中二聚脂肪酸或低聚脂肪酸与低聚甘油的摩尔比为1∶1-1∶2。
12.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于将低聚甘油酯与表面活性剂、烃、脂肪醇、脂肪酸酯和／或脂肪酸或甘油、甘油三酯或二醇混合用作润滑剂。
13.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于低聚甘油脂肪酸酯用作基于在室温(21℃)下为液体的相含有至少70重量％的水的钻探泥浆组合物的润滑剂。
14.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于低聚甘油脂肪酸酯用作基于在室温(21℃)下为液体的相含有至少80重量％的水的钻探泥浆组合物的润滑剂。
15.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于低聚甘油脂肪酸酯用作基于在室温(21℃)下为液体的相含有至少90重量％的水的钻探泥浆组合物的润滑剂。
16.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于低聚甘油脂肪酸酯在其外相由水构成的乳液钻探泥浆组合物中用作润滑剂。
17.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于低聚甘油酯以基于泥浆总重量为1-10重量％的量使用。
18.一种水基钻探泥浆组合物，所述组合物含有水、增重剂、无机盐、增稠剂、pH调节剂和基于总泥浆重量为1-10重量％的由如权利要求1中所述低聚甘油酯组成的润滑剂。
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