CN103370391A - 用于产生平滑温度流变谱的非水性钻井添加剂 - Google Patents

Abstract

提供钻井液在约120°F至约40°F的温度范围基本上恒定的当量循环密度的方法，包括向钻井液加入钻井液添加剂，其中所述钻井液添加剂包括具有单个羧基的羧酸与具有至少两个伯氨官能团和任选的至少一个叔氨官能团的聚胺的反应产物。

Description

用于产生平滑温度流变谱的非水性钻井添加剂

背景技术

在美国，油井钻井操作一开始就使用了钻井液，并且钻井液和它们的化学性质是科学和化学研究的重要领域。钻井液的某些用途和所需性质在美国专利申请第2004/0110642号和第2009/0227478号，和授权给本申请的受让人的美国专利第7,345,010号，第6,339,048号和第6,462,096号综述，通过引用将其全部公开并入本文。

尽管如此，油井钻井环境的要求需要在宽范围温度下流变学控制的增加的改善。例如，在搜索新油源更需要探索深水区域和利用水平钻井技术时，情况尤为如此。

发明内容

本公开提供了提供基于油的钻井液在约120°F至约40°F的温度范围基本上的当量循环密度的方法。该方法包括向钻井液加入钻井液添加剂的步骤，其中所述钻井液添加剂包括具有以下组成单元的双酰胺：具有单个羧基的羧酸单元和具有至少两个伯氨基团和任选的至少一个叔氨基团的聚胺单元。

本公开提供了提供基于油的钻井液在约120°F至约40°F的温度范围基本上的当量循环密度的方法。该方法包括向钻井液加入钻井液添加剂的步骤，其中所述钻井液添加剂基本上由具有以下结构单元的双酰胺组成：具有单个羧基的羧酸单元和具有至少两个伯氨基团和任选的至少一个叔氨基团的聚胺单元。

在这类实施方案中，羧酸可以具有单个羧基，并且可以包括通式R¹-COOH的一种或多种化合物，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的饱和或不饱和烃。在另一实施方案中，R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的不饱和烃，并且其中R¹任选地被一个或多个羟基取代。还在这类实施方案中，聚胺可以具有两个或更多个胺基官能团并且可以包括具有2至36个碳原子的直链或支链脂肪族或芳香族二胺。

具体实施方式

本发明提供了通过向基于油的钻井液加入钻井液添加剂来赋予所述基于油的钻井液在约120°F至约40°F的温度范围基本上恒定的当量循环密度(“ECD”)的方法。在一些实施方案中，钻井液添加剂包括以下物质的反应产物：(i)具有单个羧基的羧酸，和(ii)具有两个或更多个胺基官能团的聚胺。在其他实施方案中，钻井液添加剂由以下物质的反应产物组成：(i)具有单个羧基的羧酸，和(ii)具有两个或更多个胺基官能团的聚胺。在其他实施方案中，钻井液添加剂包括具有以下组成单元的双酰胺：具有单个羧基的羧酸单元和具有至少2个伯氨基团和任选的至少一个叔氨基团的聚胺单元。在其他实施方案中，钻井液添加剂包括由以下组成单元组成的双酰胺：具有单个羧基的羧酸单元和具有至少2个伯氨基团和任选的至少一个叔氨基团的聚胺单元。

可以用于产生多种反应产物实施方案或组成单元所来源的羧酸和聚胺在下文描述。

羧酸

根据一些实施方案，羧酸反应剂和/或羧酸单元所来源的羧酸(在本文中单独地或统称为“羧酸”)包括多种具有单个羧基的羧酸。在一实施方案中，所述羧酸包括通式R¹-COOH的一种或多种化合物，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的饱和或不饱和烃。在另一实施方案中，R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的不饱和烃，并且其中R¹任选地被一个或多个羟基取代。在另一实施方案中，所述羧酸包括一种或多种以下的一元羧酸：十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、12-羟基-十八烷酸和12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸，以及它们的混合物。在其他实施方案中，所述羧酸包括一种或多种以下的一元羧酸：十二烷酸、十八烷酸、二十二烷酸、12-羟基-十八烷酸和12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸、以及它们的混合物。在一实施方案中，所述羧酸为十二烷酸。在另一实施方案中，所述羧酸为二十二烷酸。在另一实施方案中，所述羧酸为12-羟基-十八烷酸。

根据一些实施方案，所述羧酸可以包括两种或更多种羧酸的混合物，其中第一羧酸包括通式R¹-COOH的一种或多种化合物，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的饱和或不饱和烃，并且第二羧酸包括通式R²-COOH的一种或多种化合物，其中R²为具有6个碳原子至10个碳原子的饱和或不饱和烃。羧酸的示例性的混合物包括：十二烷酸/己酸、12-羟基-十八烷酸/己酸和12-羟基-十八烷酸/癸酸。

聚胺

根据一些实施方案，聚胺反应剂和/或获得聚胺单元的聚胺(在本文中单独地或统称为“聚胺”)包括具有两个或更多个胺基官能团的聚胺。在一实施方案中，聚胺包括具有2至36个碳原子的直链或支链脂肪族或芳香族二胺。二胺、三胺和聚胺以及它们的组合可以是合适的。这类胺的实例包括一种或多种以下的二胺或三胺：乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺、二聚体二胺和它们的混合物。在另一实施方案中，聚胺包括以下的一种或多种：乙二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺、二聚体二胺和它们的混合物。在另一实施方案中，聚胺包括以下的一种或多种的聚乙烯聚胺：乙二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺和它们的混合物。

在一些实施方案中，二胺、三胺和聚胺以及它们的组合适用于本发明。在这类实施方案中，聚胺包括乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和该系列的其他成员。在一个这类实施方案中，合适的三胺是二亚乙基三胺(DETA)。DETA被指定为CAS号111-40-0并且可从Huntsman International商购。

在其他实施方案中，合适的聚胺包括脂肪族二聚体二胺、脂环族二聚体二胺、芳香族二聚体二胺和它们的混合物，和来自Croda Coatings andPolymers的

示例性的钻井液添加剂组合物

在一实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括基于聚乙烯聚胺的组合物。在一个这类实施方案中，双酰胺钻井液包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：十二烷酸和二亚乙基三胺。在另一这类实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：二十二烷酸和二亚乙基三胺。在另一这类实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：12-羟基-十八烷酸和二亚乙基三胺。在另一这类实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：12-羟基-十八烷酸、己酸和乙二胺。在又一这类实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：12-羟基-十八烷酸、癸酸和乙二胺。

在一实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括基于二聚体二胺的组合物。在一个这类实施方案中，双酰胺钻井液包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：二十二烷酸和二聚体二胺。在另一这类实施方案中，双酰胺钻井液添加剂包括具有来源于以下物质的组成单元的组合物：12-羟基-十八烷酸和二聚体二胺。

制备钻井液添加剂

处理聚胺和羧酸的细节是公知的，并可用于制备用于加入钻井液添加剂的反应产物。在一些实施方案中，胺基官能团与羧基官能团之间的摩尔比为约4:1至约1:0.5。在一些实施方案中，胺基官能团与羧基官能团的摩尔比为约3:1至约1:1。在一些实施方案中，胺基官能团与羧基官能团的摩尔比为约3:1、约2:1和约1:1。在一些实施方案中，胺基官能团与羧基官能团的摩尔比为约1:1。在一些实施方案中，可以使用多于一种羧酸和/或多于一种聚胺的混合物。

钻井液的制备

在一些实施方案中，本发明的组合物可以用作基于油的或基于合成的钻井液的添加剂。在一些实施方案中，本发明的组合物可以用作在多种钻井应用中利用的基于油的或基于合成的反相乳化钻井液的添加剂。

术语基于油的或基于合成的钻井液被定义为其中的连续相为基于烃的钻井液。配制为具有超过5%的水或卤水的基于油的或基于合成的钻井液可以被归类为基于油的或基于合成的反相乳化钻井液。在一些实施方案中，基于油的或基于合成的反相乳化钻井液可以包含最高达约50%的任何比例的水或盐水作为不连续相。油泥可以包括反相乳化钻井液以及使用合成的、精炼的或天然的烃源作为外相的基于油的钻井液。

根据一些实施方案，制备反相乳化钻井液(油泥)的方法涉及使用混合装置将各组分混合，制备该钻井液。在一些实施方案中，在中度搅拌下向基油(连续相)加入主乳化剂和辅助乳化剂和/或润湿剂(表面活性剂混合物)。水相，特别是盐水，可以与碱度控制剂和酸性气体清除剂一起加入基油/表面活性剂混合物。在一些实施方案中，还可以包括流变助剂以及钻井液漏失控制材料，增重剂和腐蚀抑制化合物。然后继续进行搅拌以确保每种成分的分散，并使所得的流化混合物均匀。

基油/连续相

根据一些实施方案，柴油、矿物油、合成油、植物油、鱼油、石蜡和/或基于酯的油全都可以作为单独组分或作为调合物使用。

盐水含量

在一些实施方案中，盐水形式的水经常用于形成钻井液的内相。根据一些实施方案，水可以被定义为可以包含约10至350,000ppm的金属盐的水溶液，所述金属盐如锂、钠、钾、镁、铯或钙的盐。在一些实施方案中，用于形成本发明的钻井液的内相的盐水还可以包含约5重量%至约35重量%的氯化钙，并可以包含不同量的其他可溶性盐，例如碳酸氢钠、硫酸钠、醋酸钠、硼酸钠、氯化钾、氯化钠或蚁酸盐(例如，蚁酸钠、蚁酸钙或蚁酸铯)。在一些实施方案中，乙二醇或甘油可用于代替盐水，或除了盐水以外，还可以使用乙二醇或甘油。

在一些实施方案，本发明的乳液中水(盐水)与油的比例可以提供尽可能高的盐水含量，但依然保持为稳定的乳液。在一些实施方案中，合适的油/盐水比可以为约97:3至约50:50。在一些实施方案中，合适的油/盐水比可以为约90:10至约60:40、或约80:20至约70:30。在一些实施方案中，优选的油/盐水比可以取决于具体的油和油泥的重量。根据一些实施方案，根据本发明的教导制备的钻井液的水含量可以具有约0至50体积百分比的水分(水)含量。

有机粘土/除了有机粘土之外的流变助剂

在一些实施方案中，钻井液添加剂包括有机粘土。根据一些实施方案，向钻井液添加剂中加入由膨润土、锂蒙脱石和凹凸棒土粘土中的至少一种制备的有机粘土。在一实施方案中，有机粘土基于用具有以下通式的季铵盐交换的膨润土、锂蒙脱石和凹凸棒土：

其中R₁、R₂、R₃或R₄选自(a)苄基或甲基基团；(b)具有10至22个碳原子直链或支链的长链烷基基团；(c)芳烷基，如苄基和包含稠环部分、在其结构的烷基部分具有直链或支链的1至22个碳原子的取代的苄基基团；(d)芳基基团，如苯基和包含稠环芳族取代基的取代的苯基；(e)β，γ-不饱和基团；及(f)氢。

在另一实施方案中，有机粘土基于用季铵离子交换的膨润土、锂蒙脱石和凹凸棒土，所述季铵离子包括二甲基双[氢化牛脂]氯化铵(dimethylbis[hydrogenated tallow]ammonium chloride,“2M2HT”)、苄基二甲基氢化牛脂氯化铵(benzyl dimethyl hydrogenated tallow ammonium chloride,“B2MHT”)、三甲基氢化牛脂氯化铵(trimethyl hydrogenated tallowammonium chloride,“3MHT”)和甲基苄基双[氢化牛脂]氯化铵(methylbenzyl bis[hydrogenated tallow]ammonium chloride,“MB2HT”)。

除了Elementis Specialties'产品线之外，还有大量的这类粘土的供应商，包括Rockwood Specialties,Inc.和Sud Chemie GmbH。除了有机粘土外，还可以将聚合物流变助剂如

DW加入到钻井液中，或者将所述聚合物流变助剂如

DW加入到钻井液中来替代有机粘土。合适的聚合物流变助剂的实例描述于美国专利申请第2004-0110642号中，通过引用将其整体并入本文。

乳化剂

根据一些实施方案，还可以向钻井液中加入乳化剂从而形成更稳定的乳液。乳化剂可以包括有机酸，包括但不限于，包含3至20个碳原子的单羧基的链烷脂肪酸、链烯脂肪酸或链炔脂肪酸、和它们的混合物。这组酸的实例包括硬脂酸、油酸、己酸、癸酸和丁酸。在一些实施方案中，还可以使用己二酸——脂肪族二元羧酸的一员。根据一些实施方案，合适的表面活性剂或乳化剂包括脂肪酸钙盐和卵磷脂。在其他实施方案中，合适的表面活性剂或乳化剂包括氧化的妥尔油、聚胺化的脂肪酸和部分酰胺化的脂肪酸。

在一些实施方案中，杂环添加剂例如咪唑啉化合物可以用作钻井油泥中的乳化剂和/或润湿剂。在其他实施方案中，烷基吡啶可以用作钻井油泥中的乳化剂和/或润湿剂。

使烯式不饱和烃化物环氧化，然后通过将N官能团添加到环氧化物基团上而引入该N官能团，由此可以得到用作乳化剂的工业可获得的胺类化合物。环氧化的中间组分与伯胺或叔胺反应形成相应的链烷醇胺在这点上可能是重要的。在一些实施方案中，聚胺，特别是相应的亚烷二胺类型的低级聚胺，也适合打开环氧化物的环。

可以适合用作乳化剂的另一类亲油性胺类化合物是这样的氨基酰胺，其来源于优选的长链羧酸和上文所述类型的多官能胺类，特别是低级胺类。在一些实施方案中，至少一个氨基官能团未以酰胺形式结合，而作为潜在的成盐碱性氨基基团保持完整。所述碱性氨基基团，在其形成仲氨或者叔氨基团时，可以包含羟烷基取代基，具体而言，可以包含如下的低级羟烷基取代基：除了分子的亲油性部分之外，所述低级羟烷基取代基还包含最高至5个碳原子，并且在一些实施方案中，包含最高至3个碳原子。

根据一些实施方案，用于制备这类包含长链亲油性分子组成的加合物的合适的N基起始组分可以包括，但不限于，单乙醇胺或二乙醇胺。

增重剂

在一些实施方案中，还使用增重材料将钻井液添加剂增重至所需密度。在一些实施方案中，钻井液被增重至约8至约18磅/加仑或更高的密度。合适的增重材料可以包括重晶石、钛铁矿、碳酸钙、氧化铁和硫化铅。在一些实施方案中，可商购的重晶石被用作增重材料。

降滤失剂

在一些实施方案中，将钻井液漏失控制材料加入到钻井液中以控制钻井液渗入地岩层。在一些实施方案中，钻井液漏失控制材料是基于褐煤或基于沥青的。合适的降滤失剂可以包括胺处理的褐煤、硬沥青和/或弹性体如苯乙烯-丁二烯。

调合方法

在一些实施方案中，钻井液可以包含约0.1磅至约15磅的钻井液添加剂/桶钻井液。在其他实施方案中，钻井液可以包含约0.1磅至约10磅的钻井液添加剂/桶钻井液，在其他实施方案中，钻井液可以包含约0.1磅至约5磅的钻井液添加剂/桶钻井液。

如上文所示，本领域技术人员将容易地认识到其他添加剂如增重剂、乳化剂、润湿剂、增粘剂（viscosifier）、钻井液漏失控制剂和其他试剂可以与本发明的组合物一起使用。除了流变助剂之外，多种其他调节粘度和防沉性质的添加剂也可以用在钻井液中，从而获得所需的应用性质，例如，防沉剂和钻井液漏失预防添加剂。

在一些实施方案中，钻井液添加剂可以用溶剂溶解或稀释以改变倾点或产品粘度。可以使用任何合适的溶剂或溶剂组合。合适的溶剂可以包括，但不限于：柴油、矿物油、合成油、EO/PO和/或苯乙烯/异戊二烯的嵌段共聚物、二醇（包括聚亚烷基二醇）、醇（包括聚乙氧基化醇）、聚乙氧基化的烷基酚或聚乙氧基化的脂肪酸、各种醚、酮类、胺类、酰胺类、萜类和酯类。

使用方法

在一些实施方案中，可以将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，可以将钻井液添加剂与其他添加剂如上文讨论的有机粘土一起加入到钻井液中。

在一些实施方案中，以约0.1ppb至约30ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在其他实施方案中，以约0.25ppb至约15.0ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在其他实施方案中，以约0.25ppb至约5ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，以约0.5ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，以约0.75ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，以约1.0ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，以约1.5ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，以约2.0ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，以约5.0ppb的量将钻井液添加剂加入到钻井液中。在一些实施方案中，需要更少量的本发明的钻井液添加剂以实现与已知的钻井液添加剂相当的流变稳定性结果。

钻井液添加剂和钻井液可以由多种流变学或水力学特征来表征，即钻井液的ECD、高剪切率粘度、低剪切率粘度、塑性粘度、调节特性粘度和动切力。可以使用Fann粘度计根据API RP13B-2“Standard Proceduresfor Field Testing Oil-based Drilling Fluids(现场测试基于油的钻井液的标准操作规程)”中的标准操作规程确定流变学特征。可以在600rpm、300rpm、200rpm、100rpm、6rpm和3rpm测量粘度读数。ECD可以通过以下方法确定：在API RP13D“Rheology and Hydraulics of Oil-well DrillingFluids(油井钻井液的流变学和水力学)”中的标准水力学计算法。为本发明的目的，高剪切率粘度(“HSR”)对应于根据API RP13B-2操作规程在600rpm测量的粘度。为本发明的目的，低剪切率粘度(“LSR”)对应于根据APIRP13B-2操作规程在6rpm测量的粘度。塑性粘度(“PV”)对应于600rpm读数减去300rpm读数。动切力(“YP”)对应于300rpm读数减去塑性粘度。

在一些实施方案中，向基于油的钻井液中加入钻井液添加剂导致随温度从约120°F至约40°F变化时基本上恒定的ECD。显著地改变基于油的钻井液的新特征——基本上恒定的ECD——的任何其他成分，均被排除在钻井液添加剂或基于油的钻井液之外。为了本发明的目的，基本上恒定的ECD可以包括在这种温度变化间ECD的减少或增加。在一实施方案中，ECD的增加可包括：最高达0.5%、最高达1%、最高达2%、最高达3%、最高达4%、最高达5%、最高达10%、最高达20%、最高达30%、和最高达40%。在一实施方案中，ECD的减少可包括：最高达0.5%、最高达1%、最高达2%、最高达3%、最高达4%、最高达5%、最高达10%、最高达20%、最高达30%、和最高达40%。在一实施方案中，ECD的增加可从1%至最高达10%。在一实施方案中，ECD的增加可从1%至最高达5%。

在一些实施方案中，本发明的钻井液在40°F可以具有比用足量的有机粘土配制的常规油泥更低的粘度，以在井底温度提供悬浮。当用于钻井操作时，本发明的钻井液可以允许使用较低泵唧功率将钻井油泥泵运穿过长距离，从而降低井下压力。因此，在一些实施方案中，整个油泥漏失、地岩层断裂和损害均被最小化。在一些实施方案中，本发明的钻井液可以维持更高水平的有机粘土在更高温度下所特有的悬浮特征。这类悬浮特征可以降低油泥的下沉倾向。下沉可以包括增重材料的迁移，这导致在较低钻井液部分的油泥密度更高和在较高钻井液部分的油泥密度更低。下沉的降低在深水钻井和常规(非深水)钻井中都是有价值的。本发明特别有用于油泥会在立管中冷却时的深水钻井。与包含常规流变助剂的钻井液相比，使用本发明的钻井液添加剂的油泥将在立管中维持降低的粘度增加。

调合方法

钻井液制剂优选地包含1/4至15磅的本发明混合物/桶钻井液，更优选的浓度为1/4至10磅/桶，最优选地为1/4至5磅/桶。

如上文所示，本领域技术人员将容易地认识到其他添加剂：增重剂、乳化剂、润湿剂、增粘剂、钻井液漏失控制剂和其他试剂可以与本发明一起使用。除了流变助剂之外，多种其他调节粘度和防沉性质、提供其他性质的添加剂也可以用在钻井液中，从而获得所需的应用性质，例如，防沉剂和钻井液漏失预防添加剂。

本发明的钻井液在40°F通常具有比用足量的有机粘土配制的常规油泥更低的高剪切率粘度，以在井底温度提供悬浮。当用于钻井操作时，本发明的钻井液允许使用较低泵唧功率将钻井油泥泵运穿过长距离，从而降低井下压力。因此，钻井液漏失、地岩层断裂和损害均被最小化。本发明的钻井液在更高温度下也有利地维持更高水平的有机粘土在更高温度下所特有的悬浮特征。本发明特别有用于油泥会在立管中冷却时的深水钻井。与包含常规流变助剂的钻井液相比，使用本发明的油泥将在立管中维持降低的粘度增加。一个优点是稳定的流变谱，其对应于在约120°F至约40°F的温度范围里基本上恒定的当量循环密度。

为了本申请的目的，术语“约”是指±10%。

实施例

以下实施例进一步描述和证明本发明范围内的示例性实施方案。给出实施例仅用于示例，而不应被解释为对本发明构成限制，因为在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以有很多变化方案。

实施例1

按如下制备钻井液添加剂：向装备有氮气入口、搅拌器、迪安-斯塔克汽水阀和冷凝器的500ml的反应釜中装入一元羧酸，并在350rpm搅拌下加热，直至获得熔融固体。以一元羧酸基团：胺基基团的3:1至1:1的摩尔比加入具有两个胺基官能团的聚胺，混合5分钟，然后加入磷酸。将反应系在200°C加热6小时或直至酸值和胺值低于5。将反应混合物冷却至135°C，然后排放至冷却盘。

实施例2

按如下制备钻井液添加剂：向装备有氮气入口、搅拌器、迪安-斯塔克汽水阀和冷凝器的500ml的反应釜中装入二十二酸(山嵛酸)(MW=340.58)，并在350rpm搅拌下加热，直至获得熔融固体。加入二亚乙基三胺(MW=103)并混合5分钟，然后加入磷酸。将反应系在200°C加热6小时。将反应混合物冷却至135°C，然后排放至冷却盘。样品号3168-10。

实施例3

按如下制备钻井液添加剂：向装备有氮气入口、搅拌器、迪安-斯塔克汽水阀和冷凝器的500ml的反应釜中装入12-羟基硬脂酸(MW=300.48)，并在350rpm搅拌下加热，直至获得熔融固体。加入二亚乙基三胺(MW=103)并混合5分钟，然后加入磷酸。将反应系在200°C加热6小时。将反应混合物冷却至135°C，然后排放至冷却盘。样品号3168-03。

实施例4

按如下制备钻井液添加剂：向装备有氮气入口、搅拌器、迪安-斯塔克汽水阀和冷凝器的500ml的反应釜中装入12-羟基硬脂酸(MW=201.02)，并在350rpm搅拌下加热，直至获得熔融固体。加入Priamine1074并混合5分钟，然后加入磷酸。将反应系在200°C加热6小时。将反应混合物冷却至135°C，然后排放至冷却盘。样品号3180-86。

实施例5

按如下制备钻井液添加剂：向装备有氮气入口、搅拌器、迪安-斯塔克汽水阀和冷凝器的500ml的反应釜中装入二十二酸(山嵛酸)(MW=340.58)，并在350rpm搅拌下加热，直至获得熔融固体。加入Priamine1074并混合5分钟，然后加入磷酸。将反应系在200°C加热6小时。将反应混合物冷却至135°C，然后排放至冷却盘。样品号3173-28-1。

实施例6

根据美国专利第RE41,588号的实施例1制备加入的钻井液。

测试双酰胺组合物

制备包含双酰胺组合物的钻井液，用于基于配方1进行评价，配方1包含合成的IAO作为基油，并增重至14ppg，油：水比为85:15。根据每种双酰胺组合物与6ppb的二烷基季铵-膨润土（dialky quat-bentone）有机粘土(“有机粘土”)结合的效率，在不同负载水平评价双酰胺组合物。

表1

配方1

根据每种双酰胺组合物的激活温度，使用滚子炉将钻井液在150°F、200°F和250°F动态老化16小时，然后在40°F静态老化16小时。用水冷却钻井液1小时后，将钻井液在Hamilton Beach多用混合器上混合10分钟。在每次热循环后，使用测试操作规程API RP13B利用Fann OFI-900在120°F测量钻井液的粘度测量，所述测试操作规程使用标准不锈钢杯和5轴Hamilton Beach多用混合器，除了在40°F的静态老化，其中在40°F进行粘度测量。

实施例7

使用上文所讨论的配方1测试由十二烷酸和二亚乙基三胺制成的双酰胺组合物3180-94。流变谱在下文表2中示出。

表2

浓度

实施例8

使用上文所讨论的配方1测试从十二烷酸和二亚乙基三胺制成的双酰胺组合物3180-95。流变谱在下文表3中示出。

表3

浓度

实施例9

使用上文所讨论的配方1测试由二十二烷酸和二亚乙基三胺制成的双酰胺组合物3168-11。流变谱在下文表4中示出。

表4

浓度

实施例10

使用上文所讨论的配方1测试双酰胺组合物3168-10。流变谱在下文表5中示出。

表5

浓度

实施例11

使用上文所讨论的配方1测试双酰胺组合物3180-86。流变谱在下文表6中示出。

表6

浓度

实施例12

使用上文所讨论的配方1测试双酰胺组合物3168-03。流变谱在下文表7中示出。

表7

浓度

实施例13

使用上文所讨论的配方1测试来自实施例6的双酰胺组合物。流变谱在下文表8中示出。

表8

浓度

在配方1中测试的多种双酰胺组合物的流变学性质的总结在表9中示出。ECD从40°F至120°F的变化为2.5%至11.9%。

表9

用在配方2中不同的双酰胺组合物测试多种有机粘土组合物，配方2包含合成IAO作为基油并增重至14ppg，(油：水)(85:15)。根据每种双酰胺组合物与不同量的有机粘土结合的效率，在不同的负载水平评价双酰胺组合物。

配方2

表10

表10中的结果表明当与多种有机粘土一起使用时，所述双酰胺组合物是有效的。

在不偏离本公开的精神或本质属性的情况下，本公开可以以其他特定方式具体体现。因此，应参考随附权利要求书而非前述说明书，作为指示本公开的范围。尽管以上的说明针对的是本公开的优选实施方案，但应注意的是其他变化方案和修改方案对本领域技术人员而言是显而易见的，并可以在不偏离本公开的精神或范围的情况下做出。

Claims (17)

1.提供基于油的钻井液在约120°F至约40°F的温度范围基本上的当量循环密度的方法，包括向所述钻井液加入钻井液添加剂，其中所述钻井液添加剂包括包含以下组成单元的双酰胺：

(a)具有单个羧基的羧酸单元；和

(b)具有至少两个伯氨基团和任选的至少一个叔氨基团的聚胺单元。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述羧酸单元来源于通式R¹-COOH的一种或者多种化合物，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的饱和或不饱和烃。

3.如权利要求2所述的方法，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的不饱和烃，并且其中R¹任选地被一个或多个羟基取代。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述羧酸单元来源于选自以下的一元羧酸：十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、12-羟基-十八烷酸和12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸、以及它们的混合物。

5.如权利要求1或4所述的方法，其中所述聚胺单元来源于具有2至36个碳原子的直链或支链脂肪族或芳香族二胺。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述聚胺单元来源于选自以下的聚胺：乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺和它们的混合物。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其还包括向所述基于油的钻井液加入一种或多种乳化剂。

8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其还包括向所述基于油的钻井液加入有机粘土。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其还包括向所述基于油的钻井液加入非有机粘土的流变助剂。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其还包括向所述基于油的钻井液加入钻井液漏失降低添加剂。

11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其包括向所述基于油的钻井液加入少于约2ppb的钻井液添加剂。

12.提供基于油的钻井液在约120°F至约40°F的温度范围基本上恒定的当量循环密度的方法，包括向所述钻井液加入钻井液添加剂，其中所述钻井液添加剂包括以下物质的反应产物：

(a)具有单个羧基的羧酸；和

(b)具有至少两个伯氨基团和任选的至少一个叔氨基团的聚胺。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述羧酸具有通式R¹-COOH，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的饱和或不饱和烃。

14.如权利要求13所述的方法，其中R¹为具有12个碳原子至22个碳原子的不饱和烃，并且其中R¹任选地被一个或多个羟基基团取代。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述羧酸单元选自：十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、12-羟基-十八烷酸和12-羟基-9-顺式-十八碳烯酸、以及它们的混合物。

16.如权利要求12或15所述的方法，其中所述聚胺包括具有2至36个碳原子的直链或支链脂肪族或芳香族二胺。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述聚胺选自：乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺和它们的混合物。