CN105874153B - 作为降滤失剂的改性的烃树脂 - Google Patents
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Abstract
一种用包括一种或多种烃树脂的降滤失剂处理油基钻井液的方法。油基钻井液和烃树脂可以合并来生产处理的油基钻井液。该烃树脂可以包括反应混合物的聚合产物,所述反应混合物可以包括二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体、具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体、单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环、C5‑烯烃、脱丁烷化的芳族浓缩物及其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物。
Description
交叉参考的相关申请
本申请要求2013年11月19日提交的美国临时专利申请系列No.61/906088的优先权,其在此引入作为参考。
发明背景
发明领域
所述实施方案通常涉及处理油基钻井液的方法。更具体的,所述实施方案涉及用包括一种或多种烃树脂的降滤失剂处理油基钻井液的方法。
相关现有技术的说明
天然来源的地下沉积物例如气体,水和原油通常是通过钻井井筒回收来从含有这样的沉积物的地下地层或者区域中流出的。各种流体被用于井筒钻探和井筒制备中,用于回收天然资源。例如钻井液可以循环通过井筒,其可以用于许多目的,包括:润滑钻井工具和钻井管,将地层切割物悬浮和传输到地面来过滤和处置,在钻井作业停机的事件中将该切割物保持在悬浮液中,和平衡地下地层压力来防止气体,油或者水流入可透过的岩石地层中。钻井液,也称作“钻井泥”,可以是水基或者有机基的,例如油基和所谓的合成基钻井液。有机基钻井液经常用作反乳液,其具有高浓度的有机基流体,并且在乳化剂存在下与水混合。
为了使得钻井液发挥它的作用,钻井液必须保持在井筒中。通常,在钻井过程中遇到不期望的地下地层条件,这会使得大量的钻井液损失到地层。钻井液的静水压力必须大于地层中流体的压力,来防止地层流体进入井筒中。结果,存在着钻井液进入可渗透的地下地层的倾向。钻井液可以通过地层中或大或小的裂沟或裂缝离开井筒,其可以是预先存在的或者钻探引起的。通常,钻井液的固体被滤出到井筒壁上,形成滤饼,其充当了隔离物。钻井液应当配制来使得沉积的滤饼的渗透性尽可能低,来保持稳定的钻孔和使得滤出液对于地下地层中潜在的生产性地层的侵入和损坏最小化。降滤失剂可以加入钻井液中,来降低钻井液到周围地层的损失。但是,仍然会发生钻井液到周围地下地层的不可接受的损失,而不管所用的钻井液和所用的降滤失剂的类型。
所以需要改进的降滤失剂,其能够降低钻井时钻井液到地层的损失。
发明内容
提供了用降滤失剂处理油基钻井液的方法。在至少一种具体实施方案中,油基钻井液和烃树脂可以合并来生产处理的油基钻井液。该烃树脂可以包括反应混合物的聚合产物,所述反应混合物可以包括二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃,二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料,含松香酸的材料及其混合物。
在另一具体实施方案中,油基钻井液可以与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸(或酸酐)的反应产物合并。该烃树脂可以包括反应混合物的聚合产物,所述反应混合物可以包括二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃,二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料,含松香酸的材料及其混合物。
在另一具体实施方案中,油基钻井液可以与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并,来生产处理的油基钻井液。该烃树脂可以包括反应混合物的聚合产物,所述反应混合物可以包括二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃,二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物及其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料,含松香酸的材料及其混合物。该方法可以进一步包括将该处理的油基钻井液引入井筒中。
详细说明
已经令人惊讶和出人意料的发现烃树脂可以用作油基钻井液的降滤失剂。该烃树脂可以通过聚合至少三种组分来制备:(1)二环戊二烯;(2)选自下面的至少一种:(a)每个具有5个碳原子的一种或多种脂肪族成环二烯的一种或多种二聚体,每个具有5个碳原子的一种或多种脂肪族非成环二烯的一种或多种二聚体或者其混合物,(b)一种或多种C5-烯烃,(c)一种或多种具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃,一种或多种具有大于5个碳原子和没有芳环的二烯烃,一种或多种具有大于5个碳原子和没有芳环的多烯烃,或者其任意混合物,(d)一种或多种脱丁烷化的芳族浓缩物,和(e)其任意混合物;和(3)选自下面的至少一种:一种或多种含脂肪酸的材料,一种或多种含松香酸的材料及其混合物。该烃树脂还可以通过与一种或多种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸,一种或多种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸酐或者二者反应来改性。
该油基钻井液可以包括一种或多种油质流体,一种或多种非油质流体,一种或多种乳化剂和一种或多种添加剂。该油基钻井液可以是乳液,悬浮液和/或分散体。例如该油基钻井液可以是反乳液,这里油质流体可以是连续相和非油质流体可以是不连续相。作为此处使用的,术语“油质”指的是烃或者油。
该钻井液的组分可以使用任何合适的方法来彼此混合,共混,接触或者合并。该钻井液的组分也可以以任何次序或顺序加入或者彼此合并。例如,期望量的油质流体和合适量的乳化剂可以在连续混合下与依次加入的其余组分一起混合。该烃树脂可以与油基钻井液混合,共混,接触或者合并,来生产处理的油基钻井液。该烃树脂可以与一种或多种组分例如油质流体混合,来生产中间混合物,并且该中间混合物可以与钻井液的其余组分例如非油质流体、乳化剂和添加剂混合,来生产处理的油基钻井液。
该烃树脂的二环戊二烯(“第一组分”)可以处于任何形式和来自于任何来源。该二环戊二烯可以外二环戊二烯(exo-DCPD),内二环戊二烯(endo-DCPD)或者其混合物。可以使用基本纯净的,例如95wt%到基本上100wt%纯度的二环戊二烯给料。在另一例子中,可以使用富含二环戊二烯的烃馏分。这样的富含二环戊二烯的烃馏分可以包括至少40wt%,至少60wt%,或者至少70wt%的二环戊二烯,和较少量的例如约1wt%-约30wt%的甲基二环戊二烯和环戊二烯与甲基环戊二烯的共聚二聚体。还可能的是使用基本上100wt%的甲基二环戊二烯或者二甲基-二环戊二烯作为第一组分。其他材料可以以这样的量存在于富含二环戊二烯的烃馏分中,即,其不实质性影响该富含二环戊二烯的烃馏分的性能;但是,它们可以包括在烃树脂生产过程中的一些副反应中。这样的材料可以包括但不限于乙烯基甲苯,苯乙烯,α-甲基苯乙烯,茚,香豆酮,甲基香豆酮,二甲基苯乙烯,甲基茚,苯,甲苯,C8芳烃,枯烯,乙基甲苯,1,2,4-三甲基苯,1,2,3-三甲基苯,1,3,5-三甲基苯,二氢化茚,萘,非芳族烃,二烯烃的成环烃例如C5共聚二聚体和C4-C5共聚二聚体,或者其任意混合物。这些材料在该富含二环戊二烯的烃供料流中的存在量可以小于35wt%,小于20wt%,小于15wt%,或者小于10wt%,基于该烃树脂的总重量。
该二环戊二烯组分在反应混合物中可以以占优量存在,即,这样的量,其大于组分(2)和组分(3)的每个。例如该二环戊二烯的存在量可以大于35wt%,大于40wt%,大于45wt%,大于50wt%,大于55wt%,大于60wt%,大于65wt%,大于70wt%,大于75wt%或者大于85wt%,这里组分(2)和组分(3)每个的存在量小于35wt%,基于二环戊二烯、组分(2)和组分(3)的合计重量。在另一例子中,该二环戊二烯的存在量可以是约40wt%-约60wt%,约40wt%-约85wt%,约50wt%-约85wt%,约50wt%-约75wt%,约60wt%-约85wt%,约60wt%-约85wt%,或者约70wt%-约99wt%,基于二环戊二烯,组分(2)和组分(3)的合计重量。
该烃树脂的示例性的脂肪族成环二烯二聚体和非成环二烯二聚体,每个二烯具有5个碳原子(任选的“第二组分”)可以包括但不限于异戊二烯的二聚体,顺式戊间二烯的二聚体,反式戊间二烯的二聚体,其共聚二聚体,其三聚体,其共聚三聚体或者其任意混合物。脂肪族成环二烯的二聚体和/或非成环二烯二聚体在存在时,可以从低到约60wt%,约70wt%或者约75wt%到高到约80wt%,约90wt%或者约98wt%,基于脂肪族成环二烯的二聚体和非成环二烯的二聚体的总重量。例如脂肪族成环二烯的二聚体和非成环二烯的二聚体可以是约60wt%-约70wt%,约70wt%-约85wt%,或者约80wt%-约98wt%,基于脂肪族成环二烯的二聚体和非成环二烯的二聚体的总重量。脂肪族成环二烯的二聚体和非成环二烯的二聚体还可以包括异戊二烯,顺式戊间二烯,反式戊间二烯,环戊二烯或者其任意混合物的高级聚合物。例如异戊二烯,顺式戊间二烯,反式戊间二烯和/或环戊二烯的高级聚合物的量可以是从低到约2wt%,约5wt%或者约10wt%到高到约20wt%,约30wt%或者约40wt%。在另一例子中,异戊二烯,顺式戊间二烯,反式戊间二烯和/或环戊二烯的高级聚合物的存在量可以是约2wt%-约10wt%,约10wt%-约20wt%,或者约20wt%-约40wt%,基于脂肪族成环二烯的二聚体和非成环二烯的二聚体的总重量。这种类型的给料可以包括在美国专利No.3290275和3478005中所讨论和所述的那些。
该烃树脂的一种或多种单烯烃(任选的“第二组分”,具有大于5个碳原子和没有芳环)可以包括非环α-烯烃,这里双键在端碳和相邻的碳之间。非环α-烯烃可以包括但不限于:1-辛烯,2-乙基-1-己烯,2-叔丁基-3,3-二甲基-1-丁烯,1-癸烯,4-环己基-1-丁烯,1-十二碳烯,1-十四碳烯,1-十五碳烯,1-十六碳烯,1-十七碳烯,1-十八碳烯,1-十九碳烯,1-二十碳烯,3-叔丁基-1-十六碳烯,3,7,11,15-四甲基-1-十六碳烯,1-二十一碳烯,19-甲基-1-二十碳烯,1-二十二碳烯,1-二十四碳烯,1-二十六碳烯,1-二十八碳烯,1-二十九碳烯,1-三十碳烯,2-乙基-1-二十九碳烯,1-三十二碳烯或者其任意混合物。α-烯烃可以通过乙烯低聚构建方法(使用齐格勒或者非齐格勒催化剂体系)或者通过蜡裂化和石蜡脱氢方法来商业制备。前者方法产生了高纯度α-烯烃。用于生产α-烯烃的示例性方法可以包括在美国专利No.3482000;3689584;和3391318所讨论和所述的那些。
具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃还可以包括非环的非α-烯烃,这里双键不处在端碳和相邻的碳之间。非环的非α-烯烃可以包括但不限于:2-辛烯,2,4,4-三甲基-2-戊烯,2,3,4-三甲基-3-己烯,1-环己基-2-丁烯,7-十四碳烯,7-十五碳烯,2-十六碳烯,4-十六碳烯,8-十七碳烯,2-十八碳烯,3-十八碳烯,7-十八碳烯,7,8-二乙基-7-十四碳烯,9-十九碳烯,5-乙基-7-甲基-6-十六碳烯,5-二十碳烯,3,7,11,15-四甲基-2-十六碳烯,3-二十一碳烯,9-二十五碳烯,13-二十六碳烯,14-二十八碳烯,2,25-二甲基-13-二十七碳烯,或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃可以包括成环单烯烃。成环单烯烃可以包括但不限于:环己烯,甲基环戊烯,甲基环己烯,甲基环庚烯,环戊基环戊烯,环己基环己烯,环十五碳烯,二丁基环庚烯,环十六碳烯,1,2,3-三丁基环丁烯,环十八碳烯,1-癸基环辛烯,二环己基环己烯,二环己基环己烯-1-基甲烷,环二十二碳烯,环二十四碳烯,环二十六碳烯,亚甲基环己烷,亚甲基环庚烷,1,1,4,4-四甲基-7-亚甲基环壬烷,环亚戊基环戊烷,环亚己基环己烷,二环己基环亚己基甲烷,或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃可以包括双环单烯烃。双环单烯烃可以包括但不限于:双环[3.2.2]壬-2-烯,双环[12.1.0]十五碳-1-烯,14-甲基双环[10.3.0]十五碳-1(12)-烯,3-丁基-2-异丙基-1,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚-2-烯,5-癸基双环[2.2.1]庚-2-烯,2,3-二丁基-1,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚-2-烯,双环[12.3.1]十八碳-14-烯,双环[10.8.0]二十碳-1(12)-烯,5-十四烷基双环[2.2.1]庚-2-烯,双环[12.8.0]二十二碳-1(14)-烯,双环[26.10.0]三十八碳-1(28)-烯,2-亚甲基双环-[3.2.0]庚烷,5-亚乙基-6-甲基双环[2.1.1]己烷,1,2,2-三甲基-3-亚甲基双环[2.2.1]庚烷,螺[2.5]辛-5-烯,螺[3.4]辛-5-烯,5-甲基螺[2.4]庚-4-烯,螺[4.4]壬-1-烯,螺[4.5]癸-6-烯,螺[5.5]十一碳-1-烯,螺[5.5]十一碳-2-烯,螺[4.11]十六碳-6-烯,螺[10.11]二十二-12-烯,1-亚甲基螺[2.4]庚烷,1-亚甲基螺[4.4]壬烷。
具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃可以包括多环的单烯烃。多环的单烯烃可以包括但不限于:1,2,3,4,4a,5,6,7,8,9,9a,10-十二氢蒽;1,2,3,4,4a,5,6,7,8,8a-十氢-5,5,8a-三甲基环丁烷[a]萘;9,9-二甲基-1,2,3,4,4a,5,6,7,8,9,10,10a-十二氢菲;1,2,3,4,4a,4b,5,6,7,8,8a,9,10,12a,12b-十六氢三亚苯基;1,2,3,4,4a,4b,5,6,7,8,8a,8b,9,12,12a,12b-十六氢三亚苯基;6,6-二甲基-1,2,3,4,5,5a,6,7,7a,8,9,10,11,12-十四氢苯并[1,2:3,4]二环庚烯;7-乙基-1,2,3,4,4a,4b,5,6,7,8,8a,9-十二氢-1,1,4b,7-四甲基菲;1,4:5,8-二甲烷十二氢蒽;2,3,4,4a,5,6,7,8,9,10,11,11b-十二氢-7,10-甲烷-4,4,11b,12-四甲基-1H-环庚烷[a]萘,八氢苊;十氢非那烯;3,7-二甲基-3a,3b,4,5,6,7-六氢-4-异丙基-1H-环戊烷-[1,3]环丙烷[1,2]苯;1,2,4-三-丁基三环[3.1.0.0,6]-己-3-烯;1,2,3,4,4a,5,6,7,8,9,10,11,12,12a-十四氢-2,9-乙烷二苯并[a,e]环辛烯;三环[3.3.1.1,7]亚癸基三环[3.3.1.1,7]癸烷;7-环亚丙基二螺[2.0.2.1]庚烷;7-亚甲基二螺[2.1.4.1]癸烷;10-亚甲基三螺[2.0.2.0.2.1]癸烯;3,11-二甲基二螺[5.1.5.2]十五碳-14-烯;螺[环丙烷-1,8'-三环[3.2.1.0,4]辛[6]烯];2a,2b,2c,4,5,6,7,7a,7b,7c-十氢-2,7c-二乙基-3H-环庚烷[a]环丙烷[c,d]并环戊二烯;4-叔丁基-5',5'-二甲基螺[环己烷-1,7',双环[2.2.1]庚[2]烯];或者其任意混合物。
该烃树脂的具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃(任选的“第二组分”)可以包括非环共轭二烯。非环共轭二烯可以包括但不限于:1,3-己二烯;2,4-庚二烯;2,4-二甲基-2,4-己二烯;2,5-二甲基-2,4-己二烯;2-甲基-2,4-辛二烯;7-甲基-2,4-辛二烯;1,3-十六碳二烯;7,9-十六碳二烯;1,4-二环己基-1,3-丁二烯;8-亚甲基-6-十八碳烯;3,7,11,15-四甲基-1,3-十六碳二烯;7,11,15-三甲基-3-亚甲基-1-十六碳烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括非环非共轭二烯。非环非共轭二烯可以包括但不限于:1,5-己二烯;2-异丙基-1,4-己二烯;2-异丙基-1,5-己二烯;1,9-癸二烯;2,6-二甲基-2,6-辛二烯;1,13-十四碳二烯;4,4,7,7-四甲基-1,9-癸二烯;2,6,10-三甲基-2,6-十二碳二烯;2,6,10-三甲基-2,8-十二碳二烯;1,9-十八碳二烯;6,9-十八碳二烯;1,17-十八碳二烯;1,19-二十碳二烯;1,20-二十一碳二烯;1,22-三十一碳二烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括成环共轭二烯烃。成环共轭二烯烃可以包括但不限于:1,3-环己二烯;甲基环戊二烯;1,2,4-三甲基-1,3-环己二烯;2,6,6-三甲基-1,3-环己二烯;1,3,5,5-四甲基-1,3-环己二烯;1,5,5,6-四甲基-1,3-环己二烯;1,3-环十二碳二烯;1,3-环十四碳二烯;1,2,3-三-叔丁基-1,3-环丁二烯;1,5-二甲基-3-亚甲基环己烯;5,5-二甲基-3-亚甲基环己烯;6,6-二甲基-1-乙烯基环己烯;1,2-二亚甲基环己烷;1-亚烯丙基-2,2-二甲基环丙烷;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括双环共轭二烯烃。双环共轭二烯烃可以包括但不限于:2,3,3a,7a-四氢茚;双环[4.2.1]壬-2,4-二烯;螺[4.4]壬-1,3-二烯;7-异丙基双环[4.1.0]庚-2,4-二烯;5-甲基-1,2,3,4,4a,8a-六氢萘;7,7,8,8-四甲基双环[4.2.0]辛-2,4-二烯;3a,6-二甲基-1,2,3,3a,4,8a-六氢-1-异丙基甘菊环;4,5,6,7-四氢茚;6,6-二甲基-2-乙烯基双环[3.1.1]庚-2-烯;3a,7a-二甲基-1-(1,5-二甲基己基)-3a,6,7,7a-四氢-4-乙烯基二氢化茚;2-亚烯丙基双环[2.2.1]庚烷;2,3-二亚甲基双环[2.2.1]庚烷;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括多环共轭二烯烃。多环共轭二烯烃可以包括但不限于:1,4a-二甲基-1,2,3,4,4a,4b,5,6,10,10a-十氢菲;1,2,3,4,5,6,9,10,11,12,13,14,14a,14b-十四氢环丁烷[1,2,3,4]二环壬烯;1,2,3,4,4a,4b,5,6,10,10a-十氢-7-异丙基-1,1,4a-三甲基菲;1,2,3,4,4a,4b,5,8,8a,9,10,10a-十二氢-8-亚甲基-1,1,4a,7,8a-五甲基菲;1,2,3,4,5,6,7,8,9,10-十氢-1,1,5,5,6,6,10,10-八甲基环丁烷[1,2,3,4]二环庚烯;三环[4.3.1.0,16]癸-2,4-二烯;三环[4.3.1.07,9]癸-2-4-二烯;其混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括成环非共轭二烯烃。成环非共轭二烯烃可以包括但不限于:1,5-环辛二烯;1,2,4-三甲基-1,4-环己二烯;1,3,5-三甲基-1,4-环己二烯;2,6,6-三甲基-1,4-环庚二烯;1,9-环十六碳二烯;1,10-环十八碳二烯;1,12-环二十二碳二烯;1,13-环二十四碳二烯;1,4-二甲基-4-乙烯基环己烯;1,10-双(3-环己烯-1-基)癸烷;及其混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括双环非共轭二烯烃。双环非共轭二烯烃可以包括但不限于:双环[3.3.1]壬-2,6-二烯;双环[3.2.2]壬-2,6-二烯;4-乙基双环[3.2.1]辛-2,6-二烯;1,4,4a,5,6,9,10,10a-八氢苯并环辛烯;双环[8.2.2]十四碳-11,13-二烯;4,11,11-三甲基-8-亚甲基双环[7.2.0]十一碳-4-烯;2,4a,5,6,7,9a-六氢-3,5,5,9-四甲基-1H-苯并环庚烯;1,2,3,3a,4,7,8,11,12,12a-十氢-1-异丙基-3a,6,10-三甲基环五环十一碳烯;1,6-二甲基-2-异丙基-1,2,3,5,6,7,8,8a-八氢-1-丙基-6-乙烯基萘;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种二烯烃可以包括多环非共轭二烯烃。多环非共轭二烯烃可以包括但不限于:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10-十氢蒽;1,2,4,4a,5,6,8,8a-八氢-4,4,8,8-四甲基-S-引达省;1,2,3,4,6a,6b,9,10,11,12,12a,12b-十二氢环丁烷[1,2:3,4]二环辛烯;1,2,3,4,4a,6,7,8,8a,9-十氢-1,1,4a,8a-四甲基菲;1,2,3,4,4b,5,8,8a,9,10-十氢-7-异丙基-1,1,4b-三甲基菲;1,3,4,8-四-叔丁基三环[4.2.0.0,5]辛-3,7-二烯;三环[4.2.2.0,5]癸-7,9-二烯;9,10-二异亚丙基三环[4.2.1.1,5]癸烷;1,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a-十氢-5-甲基-1,4:9,10-二甲烷蒽;1,2,3,4,4,a,5,6,9,10,13,14,14a-十二氢-1,4-甲烷苯并环十二碳烯;15,16-二甲基三环[9.3.1.1,8]十六碳-1(15),8(16)-二烯;1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12-十二氢-2,9-乙烷二苯并[a,e]环辛烯;二螺[2.2.2.2]癸-4,9-二烯;7,14-二亚甲基二螺[5.1.5.1]四癸烷;7-叔丁基二螺[2.2.4.2]癸-4,11-二烯;3,3”-二甲基二螺[双环[2.2.1]庚-5-烯-2,1'-环丁烷-3',2”-双环[2.2.1]庚[5]烯];或者其任意混合物。
该烃树脂的具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃(任选的“第二组分”)可以包括非环共轭多烯烃。示例性的非环共轭多烯烃可以包括但不限于:1,3,5-己三烯;1,3,5,7-辛四烯;3-乙基-1,3,5-己三烯;2,4-二甲基-1,3,5-己三烯;2,5-二甲基-1,3,5-己三烯;3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯;3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳四烯;9-异丙基-6,10,10-三甲基-2,4,6,8-十一碳四烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括非环非共轭多烯烃。示例性成环非共轭多烯烃可以包括但不限于:5-乙基-1,4,8-壬三烯;2,6-二甲基-1,5,8-十一碳三烯;2,8-二甲基-1,4,9-十一碳三烯;1,6,10,14-十六碳四烯;2,6,10-三甲基-2,6,10-四癸三烯;1,6,11,17-十八碳四烯;1,8,11-十八碳三烯;3,6,9,12,15-十九碳五烯;4,7,10,13-十九碳四烯;4,7-二-(异丁烯-1-基)-2,9-二甲基癸-2,8-二烯;1,5,9,13,17-二十一碳五烯;1,6,9,12,15-二十一碳五烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括成环共轭多烯烃。示例性成环共轭多烯烃可以包括但不限于:1,3,5-环辛三烯-2,3,7,7-四甲基-1,3,5-环庚三烯;1,3,10,12-环十八碳四烯;1,3,11,13-环二十碳四烯;14-异丙基-3,7,11-三甲基-1,3,6,10-环十四碳四烯;4-异丙基-1,7,11-三甲基-1,3,7,11-环十四碳四烯;5-亚甲基-1,2,3,4-四甲基-1,3-环戊二烯;2-(2,2-二甲基丙基)-6-亚甲基-1,3,4,5,5-五甲基-1,3-环己二烯;1,2,3,3,4,5-六乙基-6-亚乙基-1,4-环己二烯;1,5-二甲基-4-异丙烯基-1,3-环戊二烯;1,1,2-三甲基-5-乙烯基-2,4-环戊二烯;4-异丙烯基-1,2-二甲基-1,4-环己二烯;1,3,3-三甲基-2-(1,3-丁二烯基)-环己烯;3-甲基-1-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-1,3,5-己三烯;1-[3-(庚烯基)-3-环己烯-1-基]-1,3-壬二烯;双-1,3,5-环庚三烯-1-基;1,8-双(1,3-环戊二烯-1-基)辛烷;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括双环共轭多烯烃。示例性双环共轭多烯烃可以包括但不限于:2-甲基双环[3.2.0]庚-1,4,6-三烯;双环[4.2.0]辛-2,4,7-三烯;双环[4.2.2]癸-2,4,7,9-四烯;4,5,6,7-四氢-1H-苯并环庚烯;2,3,4,7-四氢-1H-苯并环庚烯;3,5,5-三甲基-4a,5,8,8a-四氢萘;2,4-二-叔丁基双环[4.2.0]辛-2,4,7-三烯;6-(1,3-环戊二烯-1-基)双环[5.4.1]十二碳-2,4,7,9,11-五烯;1,2,6,7,8,8a-六氢-8a-甲基-3-乙烯基萘;3,4,4a,5,8,8a-六氢-8a-甲基-1-乙烯基萘;4,8-二甲基-2-异亚丙基-1,2,3,3a,4,8a-六氢甘菊环;9,10-二亚烯丙基双环[6.2.0]癸-1(8),2,6-三烯;1,1-二甲基-2-(4-甲基-1,3-戊二烯基)-4,5,6,7-四氢-1H-茚;1-(2-亚甲基环亚己基)-2-(双环[4.4.0]亚癸基)乙烷;2,3,4,6,7,8-六氢-1,1,4,4,8,8-六甲基-5-异丙烯基-1H-苯并环庚烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括多环共轭多烯烃。示例性多环共轭多烯烃可以包括但不限于:1,4a-二甲基-7-异丙基-1,2,3,4,4a,4b,5,10a-八氢菲;1,2,3,4,4a,4b,5,6,10,10a-十氢-7-异丙基-1-亚甲基-4a-甲基菲;三环[8.4.2.0,9]十六碳-3,5,7,11,13,16-六烯;1,2,3,5,5a,6,7,8,10,10a-十氢芘;螺[环己烯-1,10'(2'H)-[5,9]甲烷苯并环辛烯];或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括成环非共轭多烯烃。示例性成环非共轭多烯烃可以包括但不限于:1,5,9-环十二碳三烯;1,5,9,13-环十六碳四烯;1,5,9,13,17-环二十碳五烯;1,9,17-环二十四碳三烯;1,9,17,25-环三十二碳四烯;1,3,3-三甲基-6-乙烯基-1,4-环己二烯;1-甲基-3-(1,1,2-三甲基-2-丙烯基)-1,4-环己二烯;12-乙烯基-1,5,9-环十四碳三烯;3-(2-丁烯基)-1,5,9-环十二碳三烯;16-乙烯基-1,5,9,13-环十八碳四烯;1,4,7,10-四(亚甲基)环十二烷;环己烯基二环己烯基;6-甲基-2-[3-(4-甲基-3-戊烯基)-3-环己烯-1-基]-1,5-庚二烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括双环非共轭多烯烃。示例性双环非共轭多烯烃可以包括但不限于:双环[2.2.2]辛-2,5,7-三烯;螺[4.5]癸-2,6,9-三烯;3,7,11,15,15-五甲基双环[12.1.0]-十五碳-2,6,10-三烯;或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括多环非共轭多烯烃。示例性多环非共轭多烯烃可以包括但不限于:3,4,4a,4b,7,8,8a,10a-八氢菲;三环[20.8.0.0,16]三十碳-1(22),7(16),9,13,24,28-六烯;1,4,4a,5,6,9,10,13,14,14a-十氢-1,4-甲烷苯并环十二碳烯;三环[3.3.2.8]癸-3,6,9-三烯;二螺[双环[2.2.1]庚-2,5-二烯-7,1'-环丙烷-2',7”-双环-[2.2.1]庚[2,5]二烯];或者其任意混合物。
具有大于5个碳原子和没有芳环的一种或多种多烯烃可以包括萜烯。示例性萜烯可以包括但不限于:月桂烯,罗勒烯,同分异构罗勒烯,对薄荷-3-烯,d,l-二戊烯,α-萜烯,α-蒎烯,β-蒎烯,莰烯,长叶烯,α-雪松烯或者其任意混合物。
在它们的结构具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃,二烯烃和多烯烃可以通过一种或多种烃材料的热或者催化裂化来生产。这样的裂化方法的供料材料可以是芳族、环烷烃或者链烷烃属性的石油粗产物以及混合的粗产物。此外,供料材料可以是气态,液态或者焦油状烃材料。由这样的裂化方法所形成的产物可以是气态,液态或者焦油状属性的或者其混合物。该裂化的产物可以通过本领域公知的不同的方法例如蒸馏,压缩-吸收方法,吸附和解吸分离和分开成更窄碳数和某些结构类型的更多的离散馏分。
众多的这样的裂化方法(其可以用于生产单烯烃)可以包括被称作UOP脱氢方法,Houdry脱氢方法,新泽西标准油方法,菲利普石油砾石加热器方法,Socony Vacuum OilCo.的T.P.C.方法,Koppers-Hasche-Wulff方法,Kel logg蒸汽热解方法,Lurgi-Ruhrgas砂裂化器方法,Ruhrgas油热解和Ugite方法的方法。许多的这些裂化方法是在“MONOOLEFINS,Chemistry and Technology”,F.Asinger,Pergamon Press(由B.J.Hazzard在1968年翻译校正)中讨论和描述的。
在它们的结构具有大于5个碳原子和没有芳环的单烯烃,二烯烃和多烯烃可以通过Diels-Alder反应来生产,例如1,3共轭二烯烃和任何烯烃,二烯烃和/或多烯烃之间的Diels-Alder反应。不饱和烃的Diels-Alder合成更深入的讨论包含在“The Chemistry ofAlkenes”,Saul Patai,Interscience Publishers,1964,特别是第11章,第V部,TheDiels-Alder反应,第878-953页中。
该烃树脂的一种或多种C5烯烃(任选的“第二组分”)可以包括但不限于1-戊烯,2-甲基-1-丁烯,2-甲基-2-丁烯,环戊烯,顺式2-戊烯,反式2-戊烯或者其任意混合物。
该烃树脂的脱丁烷化的芳族浓缩物(任选的“第二组分”)可以包括但不限于脱丁烷化的芳族浓缩物-B(DAC-B),脱丁烷化的芳族浓缩物-C(DAC-C)或者其混合物。DAC-B可以包括饱和的、不饱和的和芳族烃的混合物,并且初始沸点可以大于约60℃。DAC-B可以包括约87%-约91%的碳和约9%-约13%的氢,并且碘值可以是约195-约350。DAC-B可以包括甲苯,一种或多种二甲苯类,苯乙烯,5-甲基-双环庚-2-烯,6-亚甲基-5-甲基-双环庚-2-烯或者其任意混合物。DAC-B可以通过包括丙烷或者丙烷-乙烷混合物的天然气流的热解来制备。DAC-B的组成可以广泛变化,这取决于天然气裂化供料和在制备方法过程中所保持的不同的运行条件例如加工温度,加工压力和加工驻留时间。DAC-C可以包括甲苯,一种或多种C9-C15成环,C9-C15双环,C9-C15三环和/或C9-C15多环烯烃和/或二烯烃。DAC-C的比重在约15.6℃可以是约0.921,和Gardner颜色是约1,其是根据ASTM D-1544测量的。DAC-B更详细的描述,并且可以根据美国专利No.3357914;3437629;3467615;和3701760所讨论和所述的程序来制造。
该第二组分在反应混合物中的存在量可以从低到约1wt%,约5wt%,约7wt%或者约10wt%到高到约20wt%,约25wt%或者约35wt%,基于该第一组分,第二组分和第三组分的合计重量。例如,第二组分在反应混合物中的存在量可以是约5wt%-约10wt%,约10wt%-约15wt%,约15wt%-约20wt%,约20wt%-约25wt%,约25wt%-约30wt%,或者约30wt%-约35wt%,基于反应混合物中三种组分的总重量。
该烃树脂的一种或多种含脂肪酸的材料(任选的“第三组分)可以包括但不限于一种或多种含饱和的脂肪酸的材料,一种或多种含不饱和脂肪酸的材料和其任意混合物。含脂肪酸的材料中的脂肪酸可以具有6-24个碳原子/分子或者其混合物。该脂肪酸可以是烯烃脂肪酸,二烯烃脂肪酸,共轭二烯烃酸,多烯烃脂肪酸和脂环族脂肪酸。饱和脂肪酸可以包括但不限于,月桂酸,肉豆蔻酸,棕榈酸,十七烷酸,硬脂酸,花生酸或者其任意混合物。烯烃脂肪酸可以包括但不限于十一碳烯酸,月桂烯酸,抹香鲸酸,肉豆蔻烯酸,棕榈烯酸,大风子酸,岩芹酸,油酸,反油酸,大风子油酸,芥(顺式)酸或者其任意混合物。二烯烃酸可以包括α-亚油酸。共轭二烯烃酸可以包括但不限于α-桐油酸,β-桐油酸或者其任意混合物。多烯烃酸可以包括但不限于α-亚油酸,亚麻油酸或者其任意混合物。脂环族脂肪酸可以包括但不限于大风子酸,大风子油酸或者其任意混合物。
含脂肪酸的材料可以包括但不限于:植物酸和/或油;动物酸和/或油例如鱼酸和/或油;妥尔油例如粗妥尔油和蒸馏妥尔油;妥尔油脂肪酸;用α,β不饱和羧酸和/或酸酐改性的脂肪酸;及其任意混合物。植物油可以包括但不限于椰油,棕榈仁油,玉米油,棉籽油,橄榄油,棕榈油,花生油,芝麻油,葵花籽油,亚麻籽油,大豆油,油菜籽(菜籽)油,桐(中国树)油,蓖麻油或者其任意混合物。动物油可以包括但不限于猪油和牛油。鱼油可以包括但不限于鲸油,灰海豹油,鲱鱼油,鳕鱼肝油,日本沙丁鱼油,青鱼油和加州沙丁鱼(沙丁鱼)油或者其任意混合物。
在一种实施方案中,该含脂肪酸的材料可以是基本上纯的,例如95wt%到基本上100wt%的脂肪酸,基于该含脂肪酸的材料的总重量。在另一实施方案中,该含脂肪酸的材料可以包含至少50wt%,至少60wt%,至少70wt%,至少80wt%,至少90wt%,至少95wt%或者至少95wt%100wt%的脂肪酸,基于该含脂肪酸的材料的总重量。例如该含脂肪酸的材料可以包含约10wt%-约20wt%,约20wt%-约30wt%,约30wt%-约40wt%,约40wt%-约50wt%,约50wt%-约60wt%,约60wt%-约70wt%,约70wt%-约80wt%,约80wt%-约90wt%,或者约90wt%-约100wt%的脂肪酸,基于该含脂肪酸的材料的总重量。
一种或多种含松香酸的材料(任选的“第三组分”)可以包括但不限于:松香;木松香;妥尔油例如粗妥尔油和蒸馏的妥尔油;妥尔油松香;用α,β不饱和羧酸和/或酸酐反应改性的松香酸;或者其任意混合物。松香酸可以具有用式C20H30O2表示的分子。示例性松香酸可以包括但不限于松香酸,脱氢松香酸,长叶松酸,新松香酸,异海松酸,二氢松香酸,四氢松香酸,异右旋海松酸,右旋海松酸,海松酸,Δ8,9-异海松酸,山达-海松酸,左旋海松酸,湿地松酸,二氢异海松酸,二氢海松酸,四氢异海松酸,四氢海松酸或者其任意混合物。
在一种实施方案中,该含松香酸的材料可以是基本上纯的,例如95wt%到基本上100wt%的松香酸,基于该含松香酸的材料的总重量。在另一实施方案中,该含松香酸的材料可以包含至少50wt%,至少60wt%,至少70wt%,至少80wt%,至少90wt%,至少95wt%,或者至少95wt%到100wt%的松香酸,基于该含松香酸的材料的总重量。例如该含松香酸的材料可以包含约10wt%-约20wt%,约20wt%-约30wt%,约30wt%-约40wt%,约40wt%-约50wt%,约50wt%-约60wt%,约60wt%-约70wt%,约70wt%-约80wt%,约80wt%-约90wt%,或者约90wt%-约100wt%的松香酸,基于该含松香酸的材料的总重量。
不同的含脂肪酸的材料和含松香酸的材料可以包括在Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology,第1卷,第224-240页(1963),第8卷,第811-856页(1965)和第17卷第475-508页(1968)中所讨论和所述的那些。
作为本领域已知的,粗妥尔油指的是含树脂的黄色-黑色油状液体,其是作为木材的牛皮纸或硫酸盐加工中的酸化副产物而获得的。粗妥尔油(CTO)在精制之前可以包括松香酸,脂肪酸,甾醇,高分子量醇和其他烷基链材料的混合物。粗妥尔油的组分可以至少部分的取决于多种因素,例如加工的木材的具体松类物质(木材类型),木材来源的地理位置,木材的树龄,收割木材的具体季节和其他因素。因此,取决于具体来源,粗妥尔油可以包含约20-75wt%的脂肪酸(更通常的30-60%),约20-65wt%的松香酸,并且平衡量是中性和不可皂化的组分。粗妥尔油可以包含至少10重量%的中性材料或者不可皂化的组分。
粗妥尔油的蒸馏经常用于回收C16-C20范围的脂肪酸的混合物。妥尔油中存在的脂肪酸可以包括但不限于油酸,亚油酸,硬脂酸和棕榈酸。妥尔油中存在的松香酸可以包括但不限于松香酸,脱氢松香酸,异海松酸和海松酸。妥尔油蒸馏产物(其可以用作脂肪酸和/或松香酸,或者其可以构成此处所讨论和所述的脂肪酸和/或松香酸的至少一部分)可以包括但不限于妥尔油脂肪酸(TOFA),蒸馏的妥尔油(DTO),妥尔油沥青或者其任意混合物。
该蒸馏的妥尔油馏分的脂肪酸和脂肪酸酯的浓度可以从低到约55wt%,约60wt%或者约65wt%到高到约85wt%,约90wt%或者约95wt%。该蒸馏的妥尔油馏分的松香酸或者松香浓度可以从低到约5wt%,约10wt%或者约15wt%到高到约30wt%,约35wt%或者约40wt%。该蒸馏的妥尔油馏分的中性物浓度可以从低到约0.1wt%,约1wt%或者约1.5wt%到高到约2wt%,约3.5wt%或者约5wt%。该蒸馏的妥尔油馏分的酸值可以从低到约20,约25或者约30到高到约40,约45或者约50。该蒸馏的妥尔油馏分的粘度(厘泊,85℃)可以从低到约10cP,约20cP,约30cP或者约40cP到高到约100cP,约120cP,约135cP或者约150cP。该蒸馏的妥尔油的密度可以从低到约840g/L,约860g/L或者约880g/L到高到约900g/L,约920g/L或者约935g/L。该蒸馏的妥尔油馏分的皂化值可以从低到约180,约185或者约190到高到约200,约205或者约210。该蒸馏的妥尔油馏分的碘值可以从低到约115,约117或者约120到高到约130,约135或者约140。
衍生自粗妥尔油的松香酸也可以是中间体馏分,其可以从粗妥尔油的蒸馏来生产。妥尔油松香的松香酸浓度可以从低到约80wt%,约85wt%或者约90wt%到高到约93wt%,约95wt%或者约99wt%。妥尔油松香的松香酸浓度可以从从低到约35wt%,约40wt%或者约43wt%到高到约50wt%,约55wt%或者约60wt%。该妥尔油松香的脱氢松香酸浓度可以从低到约10wt%,约13wt%或者约15wt%到高到约20wt%,约23wt%或者约25wt%。该妥尔油松香的异海松酸浓度可以是约10wt%或者更低,约8wt%或者更低,约5wt%或者更低,或者约3wt%或者更低。该妥尔油松香的海松酸浓度可以是约10wt%或者更低,约8wt%或者更低,约5wt%或者更低,或者约3wt%或者更低。该妥尔油松香的脂肪酸浓度浓度可以从低到约0.5wt%,约1wt%或者约2wt%到高到约3wt%,约5wt%或者约10wt%。该妥尔油松香的中性材料浓度可以从低到约0.5wt%,约1wt%或者约2wt%到高到约3wt%,约5wt%或者约10wt%。该妥尔油松香的密度可以从低到约960g/L,约970g/L或者约980g/L到高到约1000g/L,约1010g/L或者约1020g/L。该妥尔油松香的酸值可以从低到约150,约160或者约165到高到约170,约175或者约180。
市售妥尔油产品100,100,300,304和520DTO(全部来自于Georgia-Pacific Chemicals LLC,Atlanta,Ga.),例如全部包含在C16-C18范围的饱和的和不饱和脂肪酸,以及少量松香酸。100包括约1.6wt%的棕榈酸,约2.5wt%的硬脂酸,约37.9wt%的油酸,约26.3wt%的亚油酸,约0.3wt%的亚麻油酸,约2.9wt%的亚油酸异构体,约0.2wt%的花生酸,约3.6wt%的二十碳三烯酸,约1.4wt%的海松酸,<0.16wt%的山达海松,<0.16wt%的异海松酸,<0.16wt%的脱氢松香酸,约0.2wt%的松香酸,并且平衡量是中性和高分子量物质。100包括<0.16wt%的棕榈酸,<0.16wt%的硬脂酸,约0.2wt%的油酸,约0.2wt%的花生酸,约0.2wt%的二十碳三烯酸,约2.2wt%的海松酸,约0.6wt%的山达海松,约8.5wt%的长叶松酸,约1.6wt%的左旋海松酸,约2.8wt%的异海松酸,约15.3wt%的脱氢松香酸,约51.4wt%的松香酸,约2.4wt%的新松香酸,并且平衡量是中性和高分子量物质。520DTO包括约0.2wt%的棕榈酸,约3.3wt%的硬脂酸,约37.9wt%的油酸,约26.3wt%的亚油酸,约0.3wt%的亚麻油酸,约2.9wt%的亚油酸异构体,约0.2wt%的花生酸,约3.6wt%的二十碳三烯酸,约1.4wt%的海松酸,<0.16wt%wt%的山达海松,<0.16wt%的异海松酸,<0.16wt%的脱氢松香酸,约0.2wt%的松香酸,并且平衡量是中性和高分子量物质。这样的妥尔油产物可以用于与多胺或者多胺混合物的反应中。还可以使用其他脂肪酸和脂肪酸混合物,包括氧化的和/或二聚的妥尔油,如下述的那些。
松香酸或者脂肪酸可以与α,β不饱和羧酸和/或酸酐经由烯反应或者Diels-Alder反应来反应。可以进行的代表性反应的非限定性例子可以包括美国专利No.:4927669;8133970;和8334363中所讨论和所述的那些。烯反应和Diels-Alder反应在Jerry March&Michael B.Smith,March's Advanced Orangnic Chemistry:Reactions,Mechanisms,和结构(第7版.John Wiley&Sons Inc.2013)(1985)中进一步详细解释。
可以与松香酸或者脂肪酸反应的α,β不饱和羧酸或者酸酐的非限定性例子可以包括但不限于马来酸,马来酸酐,衣康酸,衣康酸酐,乌头酸,乌头酸酐,丙烯酸,甲基丙烯酸,柠康酸,柠康酸酐,中康酸,粘康酸,戊烯二酸,甲基戊烯二酸,创伤酸和富马酸。该酸和酸酐可以包括任何异构体(例如对映异构体,非对映异构体,和顺式/反式异构体)和盐。
与松香酸或者脂肪酸反应的α,β不饱和羧酸和/或酸酐的量可以至少部分的基于要反应的具体含松香酸的材料或者含脂肪酸的材料而变化。与松香酸反应的羧酸和/或酸酐合适的量可以是从低到约1wt%,约2wt%,约3wt%,约5wt%,约10wt%或者约15wt%到高到约30wt%,约35wt%,约40wt%,约45wt%或者约50wt%,基于松香酸或者脂肪酸和羧酸和/或酸酐的合计重量。
松香酸和/或脂肪酸和α,β不饱和羧酸和/或酸酐的反应可以在约150℃-约250℃的反应温度进行。该反应可以在约1小时-约36小时的反应时间后停止。松香酸和/或脂肪酸可以用α,β不饱和羧酸或酸酐从低到约1wt%,约3wt%或者约5wt%到高到约20wt%,约25wt%或者约30wt%来取代,基于通过与α,β不饱和羧酸和/或酸酐反应而改性的松香酸或者脂肪酸的总重量。例如妥尔油可以具有用α,β不饱和羧酸或者酸酐以约2wt%-约7wt%,约5wt%-约10wt%,约10wt%-约20wt%,约18wt%-约22wt%,约20wt%-约27wt%取代的妥尔油,基于通过与α,β不饱和羧酸和/或酸酐反应而改性的松香酸或者脂肪酸的总重量。
第三组分在所述反应混合物中的存在量可以从低到约1wt%,约5wt%,约7wt%或者约10wt%到高到约20wt%,约25wt%或者约35wt%,基于该第一组分、第二组分和第三组分的总重量。例如该第三组分在反应混合物中的存在量可以是约5wt%-约7wt%,约7wt%-约12wt%,约12wt%-约17wt%,约17wt%-约25wt%,约20wt%-约27wt%,约20wt%-约35wt%,基于该第一组分、第二组分和第三组分的总重量。该第一组分、第二组分和第三组分可以是所述反应混合物中可聚合组分的总量的至少70wt%,至少75wt%,至少80wt%,至少85wt%,至少90wt%或者至少95wt%。
在至少一种具体实施方案中,该第三组分可以不存在于用于制造烃树脂的反应物混合物中。换言之,在一种或多种实施方案中,该烃树脂可以是通过聚合至少两种组分的反应混合物来制造的:(1)二环戊二烯;和(2)选自下面的至少一种:(a)具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体;(b)C5-烯烃;(c)单烯烃,二烯烃和/或多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环;(d)脱丁烷化的芳族浓缩物;和(e)其任意混合物。同样,该一种或多种含脂肪酸的材料和/或一种或多种含松香酸的材料可以是用于制造该烃树脂的反应物混合物的任选的组分。
一种或多种溶剂或者稀释剂可以存在于所述反应混合物中。示例性溶剂或者稀释剂可以包括但不限于正庚烷,甲基环己烷,正己烷,正癸烷,甲苯,苯或者其任意混合物。该溶剂在反应混合物中的存在量可以高到约30wt%,基于该第一组分,第二组分,第三组分和溶剂或者稀释剂的合计重量。例如该溶剂在反应混合物中的存在量可以是约2wt%-约7wt%,约4wt%-约12wt%,约7wt%-约17wt%,约10wt%-约19wt%,约20wt%-约28wt%,或者约17wt%-约30wt%,基于该第一组分,第二组分,第三组分和溶剂的合计重量。
该第一组分,第二组分和第三组分或者第一组分和第二组分的聚合可以表征为热聚合,并且可以在不存在任何催化剂时进行。聚合温度可以是约200℃-约290℃,优选约230℃-约270℃。聚合的反应时间可以是约4小时-约15小时,约12小时-约36小时,或者约16-约24小时。
可选择的,催化剂或者自由基引发剂可以用于聚合该第一组分,第二组分和第三组分或者第一组分和第二组分。催化剂或者自由基引发剂可以包括但不限于:过氧化物例如过氧化二叔丁基;过氧化二月桂酰,过氧化二枯基,2,5-双(叔丁基过氧化)己烷,2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烯,过氧化二苯甲酰和氢过氧化枯烯;和Friedel-Crafts金属盐催化剂例如氯化铝,氯化锡,三氟化硼,三氟化硼乙醚,和三氟化硼酚。如果使用催化剂或者自由基引发剂,则该反应温度可以是约-20℃到约270℃,约60℃-约220℃,或者约40℃-约250℃。
反应压力可以足以防止反应组分通过蒸发的显著损失。该反应可以在基本上无氧条件下进行,来防止所形成的树脂的颜色变黑。该反应可以在惰性气氛下进行,例如将氮气或者二氧化碳气体送过反应器容器和送过反应混合物。
任何常规的反应容器可以用于该聚合反应。该聚合反应可以通过分批,半连续或者连续方式进行。该聚合反应可以在搅动或者搅拌下进行。例如第一组分,第二组分和第三组分或者第一组分和第二组分可以彼此混合,共混,接触或者合并来生产反应混合物,并且所述组分可以聚合来生产该烃树脂。该烃树脂可以通过蒸馏或者其他常规回收方法来从所述反应混合物中回收。该聚合可以根据美国专利No.4056498和4189410所讨论和所述的方法进行。
所述反应混合物可以加热,直到聚合产物或者烃树脂具有一种或多种期望的性能例如期望的环球软化点,酸值,对应于碘值的不饱和度,重均分子量和/或数均分子量。该烃树脂的环球软化点可以从低到约110℃,约115℃或者约120℃到高到约170℃,约175℃,约180℃,其是根据ASTM E-28测量的。例如,该烃树脂的环球软化点可以是约110℃-约125℃,约125℃-约150℃,约150℃-约165℃,或者约165℃-约180℃,其是根据ASTM E-28测量的。
该烃树脂的酸值可以从低到约1,约1.5或者约2到高到约6,约7或者约8。例如该烃树脂的酸值可以是约1-约3,约3-约5,约4-约6,或者约3-约7。作为此处使用的,措词“酸值”指的是一种比色方法,这里约1g的树脂溶解在50mL的由两份分的工业级甲苯、1份工业级异丙醇和几滴酚酞指示剂组成酸值溶液中。该树脂溶液然后可以用0.1N氢氧化钾醇溶液(甲基)滴定淡粉色。
该烃树脂的对应于碘值的不饱和度可以从低到约120,约125或者约130到高到约180,约190或者约200,其是根据ASTM D-1959,Wijs测量的。例如该烃树脂的碘值可以是约120-约150,约150-约180,或者约180-约200。在另一例子中,该烃树脂的对应于碘值的不饱和度可以是至少120,至少125,至少130,至少135,至少140,至少145,至少150,至少155,至少160或者至少165到高到约185,约190,约195或者约200。
该烃树脂的数均分子量可以从低到约800,约900,约1000到高到约1200,约1400或者约1600。例如该烃树脂的数均分子量可以是约800-约1000,约1000-约1200,约1200-约1400,和约1400-约1600。如本领域技术人员已知的,树脂分子量例如重均分子量,数均分子量和z-平均分子量可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)来测定。合适的GPC方法可以使用四氢呋喃作为溶剂/稀释剂和两个混合C色谱柱,然后是500埃PL凝胶柱的系统,全部获自ResinLaboratories(现在是Varian,Inc.的一部分)。该色谱柱排列可以使用一定范围的聚苯乙烯标准物来校正。为了测定具体树脂样品的分子量,可以将所述样品与分子量为250000的聚苯乙烯标准物和作为内部标准物的甲苯一起注入。来自于Applied Biosystems的759A型Absorbance Detector可以用于监控色谱柱输出和帮助测定分子量。该测定树脂样品分子量的方法是本领域技术人员公知的,并且可以方便的使用其他结构和参考材料。
可以用作降滤失剂的烃树脂可以包括下面讨论和描述的那些:The Chemistry ofAlkenes(Jacob Zabicky ed.,Interscience Publishers)(1964);Rolf Mildenberg,Mechthild Zander,&Gerd Collin,Hydrocarbon Resins(Wiley-VCH)(1997);和Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology(Wiley-Interscience第5版)(2007)。
该烃树脂可以与至少一种烯属不饱和低级脂肪族酸和/或酸酐反应来生产改性的烃树脂。该烯属不饱和低级脂肪族酸可以包括但不限于马来酸,甲基四氢邻苯二甲酸,富马酸,戊烯二酸,柠康酸,中康酸,四氢邻苯二甲酸,甲基四氢邻苯二甲酸,衣康酸,戊烯二酸或者其任意混合物。该烯属不饱和低级脂肪族酸酐可以包括但不限于马来酸酐,四氢邻苯二甲酸酐,戊烯二酸酐,衣康酸酐,柠康酸酐,甲基四氢邻苯二甲酸酐或者其任意混合物。该烯属不饱和低级脂肪族酸和/或酸酐可以与烃树脂以从低到约1份到高到约10份的量反应,并且其余份数是该烃树脂。例如约3-约5份的烯属不饱和低级脂肪族二羧酸和/或酸酐可以与约97-约95份的烃树脂反应。同样,该烃树脂和烯属不饱和低级脂肪族酸和/或酸酐的反应混合物可以包括约1wt%,约1.5wt%,约2wt%,约2.5wt%,约3wt%,或者约3.5wt%-约6wt%,约6.5wt%,约7wt%,约7.5wt%,约8wt%,约8.5wt%,约9wt%或者约10wt%的烯属不饱和低级脂肪族酸和/或酸酐,基于该烃树脂和烯属不饱和低级脂肪族酸和/或酸酐的合计重量。
该酸酐和/或酸和烃树脂之间的反应可以在宽的温度范围内进行,这至少部分的取决于所选择的具体二羧酸和所用的具体烃树脂。例如可以使用约180℃-约250℃的反应温度。该反应可以在不存在任何催化剂时进行,虽然自由基引发剂例如有机过氧化物例如过氧化二叔丁基和/或过氧化二枯基可以使用。当使用这样的自由基引发剂时,反应温度可以是约100℃-约250℃。反应时间可以从低到约1小时,约2小时或者约3小时到高到约8小时,约9小时或者约10小时。例如该反应时间可以是约1-约3小时,约3-约6小时,约4-约7小时,或者约5-约10小时。
一种或多种溶剂或者稀释剂可以存在于该酸酐和/或酸和烃树脂的反应过程中。示例性溶剂可以包括但不限于正庚烷,甲基环己烷,正己烷,正癸烷,甲苯,苯或者其任意混合物。该溶剂在反应混合物中的存在量可以高到约30wt%,基于三种组分酸酐和/或酸,烃树脂和溶剂的合计重量。例如该溶剂在反应混合物中的存在量可以是约-约2wt%-约7wt%,约7wt%-约17wt%,或者约17wt%-约30wt%,基于三种组分酸酐和/或酸,烃树脂和溶剂的合计重量。
反应压力可以足以防止反应组分经由蒸发的明显损失。该反应可以在基本上无氧条件下进行,来防止所形成的树脂的颜色变黑。该反应可以在惰性气氛进行,例如将氮气或者二氧化碳送过该反应器容器和送过所述反应混合物。可以使用任何常规的搅拌或者非搅拌反应器容器。该反应可以以批次,半连续或者连续方式进行。然后可以从所述反应混合物中,通过常规方法例如蒸馏,例如蒸汽蒸馏或者汽提,或者本领域技术人员已知的其他常规回收方法来回收改性的烃树脂。
可选择的,该改性的烃树脂可以通过将三种组分和至少一种烯属不饱和低级脂肪族酸或者酸酐同时反应来制备。例如该反应物可以加入反应容器中,然后在高于3-约3.5小时的时间内加热到约245℃的温度。这种反应混合物可以在约245℃-约250℃的温度保持约16-约24小时的时间。该反应器可以允许在约1.5小时内冷却到约140℃。所形成的粘性改性的烃树脂可以例如通过蒸汽蒸馏加工,来除去未反应的溶剂和油。该蒸汽蒸馏可以在约250℃的温度进行。
至少一种烯属不饱和低级脂肪族酸和/或酸酐和烃树脂之间的反应可以保持在反应温度,直到达到期望的酸值。该改性的烃树脂的酸值可以从低到约10,约15或者约20到高到约30,约35或者约40。例如该烃树脂的酸值可以是约10-约17,约17-约27,约27-约32,或者约32-约40。
该改性的烃树脂的环球软化点可以从低到约110℃,约115℃或者约120℃到高到约170℃,约175℃,约180℃,其是根据ASTM E-28测量的。例如该改性的烃树脂的环球软化点可以是约110℃-约125℃,约125℃-约150℃,约150℃-约165℃,或者约165℃-约180℃,其是根据ASTM E-28测量的。
该改性的烃树脂的对应于碘值的不饱和度可以从约低到约120,约125或者约130到高到约180,约190或者约200,其是根据ASTM D-1959测量的。例如该改性的烃树脂的碘值可以是约120-约150,约150-约180,或者约180-约200,其是根据ASTM D-1959测量的。
该改性的烃树脂的数均分子量可以从低到约800,约900,约1000到高到约1200,约1400或者约1600。例如该改性的烃树脂的数均分子量可以是约800-约1000,约1000-约1200,约1200-约1400,和约1400-约1600。
该油质流体可以是或者包括一种或多种天然烃或者油,一种或多种或者合成烃或者油或者其任意混合物。示例性天然烃或者油可以包括但不限于一种或多种柴油,一种或多种矿物油或者其任意混合物。示例性合成烃或者油可以是或者包括但不限于一种或多种氢化的烯烃,一种或多种非氢化的烯烃例如聚-α-烯烃,一种或多种线性烯烃,一种或多种支化的烯烃,一种或多种有机硅氧烷,一种或多种的脂肪酸酯或者其任意混合物。
该非油质流体可以是或者包括水。合适的水可以包括但不限于河水,海水,井水,盐水,湖水或者其任意混合物。该非油质流体可以包括一种或多种溶解的盐离子。该溶解的盐离子可以包括但不限于钠,氯,镁,硫酸盐,钙或者其任意混合物。该非油质流体的盐浓度可以从低到约1wt%,约3wt%,约5wt%,约7wt%或者10wt%到高到约20wt%,约25wt%,或者约30wt%,基于该非油质流体的重量。例如非油质流体的盐浓度可以是约1wt%-约5wt%,约5wt%-约10wt%,约10wt%-约15wt%,约15wt%-约20wt%,约20wt%-约25wt%,约22wt%-约30wt%,基于该非油质流体的重量。
示例性乳化剂可以包括但不限于一种或多种脂肪酸,一种或多种脂肪酸的皂,一种或多种酰胺胺,一种或多种聚酰胺,一种或多种多胺,一种或多种油酸酯例如山梨聚糖单油酸酯和/或山梨聚糖二油酸酯,一种或多种咪唑啉或者其任意混合物。
示例性添加剂可以包括但不限于一种或多种润湿剂,一种或多种增粘剂,一种或多种悬浮剂,一种或多种配重剂,一种或多种酸,一种或多种碱,一种或多种pH缓冲剂,一种或多种分散剂,一种或多种稀释剂,一种或多种清洁剂或者其任意混合物。示例性润湿剂可以包括但不限于一种或多种粗妥尔油,一种或多种氧化的妥尔油,一种或多种有机磷酸酯,一种或多种咪唑啉,一种或多种酰胺胺,一种或多种烷基芳族硫酸酯,一种或多种烷基芳族硫酸酯磺酸酯或者其任意混合物。FAZE-WET,VERSACOAT,SUREWET,VERSAWET和VERSAWET NS是市售润湿剂的例子,其是由M-I,L.L.C.(德州休斯顿)制造和销售的,其可以用于此处所讨论和所述的钻井液中。SILWET L-77,L-7001,L-7605和L-7622是市售润湿剂的例子,其是由Momentive Performance Materials Inc.(纽约州奥尔巴尼)制造和销售的。
示例性增粘剂和/或悬浮剂可以包括但不限于一种或多种亲有机物质的粘土例如胺处理的粘土,一种或多种聚酰胺树脂,一种或多种聚羧酸,一种或多种脂肪酸皂或者其任意混合物。增粘剂在处理的油基钻井液中的量可以广泛变化。例如增粘剂在处理的油基钻井液中的存在量可以从低到约0.01wt%,约0.05wt%,约0.1wt%,约0.5wt%或者约1wt%到高到约3wt%,约4wt%,6wt%或者约8wt%,基于非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。示例性亲有机物质的粘土可以包括由M-I,L.L.C.(德州休斯顿)销售的VG-69和VG-PLUS。示例性聚酰胺树脂可以包括VERSA-HRP,其也是由M-I,L.L.C.制造和销售的。
示例性配重剂或者密度材料可以包括但不限于方铅矿,赤铁矿,磁铁矿,铁氧化物,钛铁矿,重晶石,菱铁矿,天青石,白云石,方解石或者其任意混合物。这样的材料(如果有的话)的加入量至少部分的取决于最终组合物期望的密度。该配重剂可以加入来生产密度高到约15磅/加仑,约16磅/加仑,约18磅/加仑,约20磅/加仑,约22磅/加仑或者约24磅/加仑的钻井液。
示例性碱可以包括但不限于石灰,氢氧化钙,氢氧化钠,氢氧化钾,氧化钙,碳酸钙,碳酸钠,碳酸氢钠或者其任意混合物。示例性酸可以包括但不限于盐酸,硫酸,甲烷磺酸,硝酸,甲酸,磷酸,乙酸或者其任意混合物。该处理的油基钻井液的pH可以从低到约4,约5或者约6到高到约9,约10或者约11。例如,该处理的油基钻井液的pH可以是约4-约5,约5-约6,约6-约7,约6-约8,约7-约9,约8-约10,或者约9-约11。
在约150°F的温度以3rpm热辊压之后,包括烃树脂的处理的油基钻井液的流变性可以从低到约3,约5或者约7到高到约15,约17或者约20。例如,在约150°F的温度以3rpm热辊压之后,该处理的油基钻井液的流变性可以是约4-约7,约5-约10,约6-约17,约8-约15,或者约8-约28。在约150°F的温度以6rpm热辊压之后,该处理的油基钻井液的流变性可以从低到约3,约5或者约7到高到约15,约17,约23,约27或者约30。在另一例子中,在约150°F的温度以6rpm热辊压之后,该处理的油基钻井液的流变性可以是约4-约7,约5-约10,约6-约17,约8-约15,或者约6-约28。在约150°F的温度以600rpm热辊压之后,该处理的油基钻井液的流变性可以从低到约45,约50或者约55到高到约70,约75,约85。在另一例子中,在约150°F的温度以600rpm热辊压之后,该处理的油基钻井液的流变性可以是约40-约70,约50-约67,约50-约70,或者约55-约85。该流变性可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
在约150°F的温度热辊压之后,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的10秒凝胶强度可以从低到约3lb/100ft2,约5lb/100ft2或者约7lb/100ft2到高到约15lb/100ft2,约17lb/100ft2,约20lb/100ft2,约25lb/100ft2或者约30lb/100ft2。例如,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的10秒凝胶强度可以是约4lb/100ft2-约7lb/100ft2,约5lb/100ft2-约10lb/100ft2,约6lb/100ft2-约17lb/100ft2,约8lb/100ft2-约15lb/100ft2,约14lb/100ft2-约20lb/100ft2,约3lb/100ft2-约30lb/100ft2,或者约18lb/100ft2-约28lb/100ft2。该凝胶强度可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
在约150°F的温度热辊压之后,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的10分钟凝胶强度可以从低到约3lb/100ft2,约5lb/100ft2或者约7lb/100ft2到高到约15lb/100ft2,约17lb/100ft2,约20lb/100ft2,约25lb/100ft2或者约30lb/100ft2。例如,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的10分钟凝胶强度可以是约4lb/100ft2-约7lb/100ft2,约5lb/100ft2-约10lb/100ft2,约6lb/100ft2-约17lb/100ft2,约8lb/100ft2-约15lb/100ft2,约14lb/100ft2-约20lb/100ft2,约3lb/100ft2-约30lb/100ft2,或者约18lb/100ft2-约28lb/100ft2。
在约150°F的温度热辊压之后,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的塑性粘度(PV)可以从低到约15cP,约17cP或者约19cP到高到约25cP,约27cP,约30cP。例如,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的塑性粘度可以是约15cP-约17cP,约5cP-约10cP,约6cP-约17cP,约8cP-约15cP,约20cP-约26cP,约15cP-约40cP,或者约14cP-约28cP。该塑性粘度可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
在约150°F的温度热辊压之后,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的屈服点(YP)可以从低到约3lb/100ft2,约5lb/100ft2或者约7lb/100ft2到高到约15lb/100ft2,约17lb/100ft2,约20lb/100ft2,约25lb/100ft2或者约30lb/100ft2。例如,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的屈服点可以是约4lb/100ft2-约7lb/100ft2,约5lb/100ft2-约10lb/100ft2,约6lb/100ft2-约17lb/100ft2,约8lb/100ft2-约15lb/100ft2,约8lb/100ft2-约20lb/100ft2,约1lb/100ft2-约20lb/100ft2,或者约18lb/100ft2-约28lb/100ft2。屈服点可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
在150°F,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的电稳定性可以从低到约600V,约650V,约700V或者约725V到高到约800V,约900V,约1000V,约1100V或者约1200V。例如,在150°F的温度,该处理的油基钻井液的电稳定性可以是约600V-约650V,约650V-约700V,约675V-约750V,约700V-约760V,约725V-约850V,约825V-约950V,约925V-约1100V,或者约1000V-约1200V。在一种或多种实施方案中,在约150°F的温度和热辊压之前,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的电稳定性可以从低到约590V,约650V,约700V或者约725V到高到约800V,约900V,约950V,约975V或者约1050V。例如在约150°F的温度和热辊压之前,该处理的油基钻井液的电稳定性可以是约595V-约650V,约625V-约705V,约675V-约835V,约800V-约950V,约925V-约1000V,约或者975V-约1100V。在一种或多种实施方案中,在约150°F的温度和热辊压之后,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的电稳定性可以从低到约800V,约850V,约900V或者约950V到高到约1000V,约1050V,约1100V,约1150V,约1200V,约1250或者约1300V。例如,在约150°F的温度和热辊压之后,该处理的油基钻井液的电稳定性可以是约830V-约975V,约1025V-约1115V,约1075V-约1190V,约1150V-约1250V,约940V-约1080V,或者约1090V-约1240V。电稳定性可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
在一种或多种实施方案中,在150°F热辊压之后,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的高温/高压流体损失可以从低到约5mL,约6mL或者约7mL到高到约10mL,约12mL,约14mL。例如,在150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的高温/高压流体损失可以是约4mL-约7mL,约5mL-约10mL,约6mL-约11mL,或者约8mL-约14mL。在一种或多种实施方案中,在约150°F的温度热辊压之后,在约250°F的温度,该包含烃树脂的处理的油基钻井液的高温/高压流体损失可以从低到约0.5mL,约1mL,约2mL,约3mL,约5mL或者约7mL到高到约10mL,约14mL,约18mL,约22mL,约26mL或者约30mL。例如,在约150°F的温度热辊压之后,在约250°F的温度,该处理的油基钻井液的高温/高压流体损失可以是约1mL-约6mL,约3mL-约10mL,约6mL-约17mL,约1mL-约8.5mL,或者约10mL-约27mL。在另一例子中,在约150°F的温度热辊压之后,在约250°F的温度,该处理的油基钻井液的高温/高压流体损失可以小于20mL,小于15mL,小于10mL,小于9mL,小于8.5mL,小于8mL,小于7mL,小于6mL,小于5mL,小于4mL,或者小于3mL。该高温/高压流体损失可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
在一种或多种实施方案中,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的水穿透可以从低到约0mL,约0.1mL,约0.3mL或者约0.5mL到高到约1mL,约3mL,约5mL。例如,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的水穿透可以是约0mL-约0.3mL,约0.1mL-约0.5mL,约0.2mL-约1.3mL,约0.5mL-约2mL,约1mL-约3mL,或者约0.8mL-约3.6mL。在一种或多种实施方案中,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的水穿透可以从低到约5mL,约6mL或者约7mL到高到约10mL,约12mL,约14mL。例如,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的水穿透可以是约4mL-约7mL,约5mL-约10mL,约6mL-约11mL,或者约8mL-约14mL。在另一例子中,在约150°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液的水穿透可以是5mL或者更低,4mL或者更低,3mL或者更低,2mL或者更低,1mL或者更低,0.7mL或者更低,0.5mL或者更低,或者0.3mL或者更低。水穿透可以根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来测量。
该处理的油基钻井液可以包括小于75wt%,小于70wt%,小于65wt%,小于60wt%,小于55wt%或者小于50wt%量的非油质流体,基于非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。例如,该非油质流体在处理的油基钻井液中的量可以是从低到约1wt%,约5wt%,约10wt%,约15wt%,约20wt%,约25wt%,约30wt%,约35wt%或者约40wt%到高到约50wt%,约55wt%,约60wt%,约65wt%或者约70wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,该非油质流体在处理的油基钻井液中的量可以是约1wt%-约10wt%,约5wt%-约25wt%,约10wt%-约30wt%,约20wt%-约50wt%,约30wt%-约60wt%,约40wt%-约60wt%,约35wt%-约55wt%,约50wt%-约70wt%,或者约55wt%-约65wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
该处理的油基钻井液可以包括小于75wt%,小于70wt%,小于65wt%,小于60wt%,小于55wt%或者小于50wt%量的油质流体,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。例如,该油质流体在处理的油基钻井液中的量可以是从低到约1wt%,约5wt%,约10wt%,约15wt%,约20wt%,约25wt%,约30wt%或者约35wt%到高到约50wt%,约55wt%,约60wt%,约65wt%,约70wt%或者约75wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,该油质流体在处理的油基钻井液中的量可以是约1wt%-约10wt%,约5wt%-约20wt%,约10wt%-约30wt%,约15wt%-约40wt%,约20wt%-约50wt%,约30wt%-约45wt%,约40wt%-约60wt%,约50wt%-约70wt%,或者约55wt%-约65wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
该处理的油基钻井液可以包括从低到约0.01wt%,约0.05wt%,约0.1wt%,约0.5wt%,约1wt%,约1.5wt%,约2wt%,约2.5wt%或者约2wt%到高到约5wt%,约7wt%,约9wt%或者约10wt%的量的烃树脂,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,该烃树脂在处理的油基钻井液中的量可以是约0.01wt%-约0.1wt%,约0.05wt%-约2.5wt%,约0.5wt%-约1wt%,约1wt%-约2wt%,约1.5wt%-约4.5wt%,约2wt%-约5wt%,约3wt%-约6wt%,约4wt%-约7wt%,或者约5wt%-约10wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,该烃树脂在处理的油基钻井液中的用量可以是约1磅/桶钻井液-约20磅/桶钻井液,约3磅/桶钻井液-约16磅/桶钻井液,或者约6磅/桶钻井液-约12磅/桶钻井液,基于一桶该处理的油基钻井液的总重量。在另一例子中,该烃树脂在处理的油基钻井液中的量可以小于10wt%,小于7wt%,小于5wt%,小于4wt%,小于3wt%或者小于2wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
该处理的油基钻井液可以包括从低到约0.01wt%,约0.05wt%,约0.1wt%,约0.5wt%,约1wt%,约1.5wt%,约2wt%,约2.5wt%或者约3wt%到高到约4wt%,约5wt%,约7wt%或者约8wt%量的乳化剂,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,该烃树脂在处理的油基钻井液中的量可以是约0.01wt%-约0.1wt%,约0.05wt%-约2.5wt%,约0.5wt%-约1wt%,约1wt%-约2wt%,约1.5wt%-约3wt%,约2wt%-约5wt%,约4wt%-约6wt%,或者约5wt%-约8wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,乳化剂在该处理的油基钻井液中的量可以小于8wt%,小于6wt%,小于5wt%,小于3wt%,小于2wt%或者小于1wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
该处理的油基钻井液可以包括从低到约1wt%,约3wt%,约5wt%或者约7wt%到高到约10wt%,约15wt%或者约20wt%量的添加剂,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,添加剂在该处理的油基钻井液中的量可以是约1wt%-约3wt%,约0.5wt%-约4wt%,约3wt%-约10wt%,约5wt%-约7wt%,约7wt%-约15wt%,或者约10wt%-约20wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。在另一例子中,添加剂在该处理的油基钻井液中的量可以小于20wt%,小于15wt%,小于10wt%或者小于7wt%,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
钻探地下地层可以包括使用该处理的油基钻井液钻探地下地层。例如,该处理的油基钻井液可以通过钻探管向下泵送到井底部,这里该处理的油基钻井液穿过钻井钻头的口出来。该处理的油基钻井液可以用于任何种类的钻井作业。例如该处理的油基钻井液可以用于垂直钻井,延伸的到达钻井,和定向钻井。具体的处理的油基钻井液组成会取决于在具体时间的钻井状态,取决于地下地层的深度和/或构成。该处理的油基钻井液可以适于高温和高压条件,例如在深井中遇到的那些。
实施例
为了提供对前述讨论更好的理解,提供了下面的非限定性实施例。虽然该实施例涉及具体实施方案,但是它们不被认为将本发明限制到任何具体方面。
四种本发明降滤失剂(实施例1-4(Ex.1-Ex4))的性能是通过与没有降滤失剂的对比例(CEx.)比较来评价的。Ex.1钻井液使用了用25%马来酸盐化的松香改性的烃树脂作为降滤失剂。Ex.2钻井液使用了用马来酸酐改性的烃树脂作为降滤失剂。Ex.3钻井液使用了马来酸盐化的妥尔油松香改性的烃树脂作为降滤失剂。Ex.4钻井液使用了妥尔油脂肪酸改性的烃树脂作为降滤失剂。全部实施例的乳化剂是妥尔油脂肪酸基乳化剂。该钻井液是通过在Hamilton Beach混合器中合并所述成分来制备的,并且将该混合物在Silverson高剪切混合器上在6000rpm剪切5分钟。表1显示了对比钻井液和本发明钻井液的组成。
热辊压之前(BHR)流变性,测量了全部实施例的塑性粘度(PV),屈服点(YP),电稳定性(ES),10秒凝胶强度(10”)和10分钟凝胶强度(10')。该钻井液然后在150°F热辊压16小时。热辊压之后(AHR)流变性,测量了塑性粘度,屈服点,电稳定性,10秒凝胶强度和10分钟凝胶强度。在钻井液上的全部测试是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月来进行的。表2显示了流变性测试的结果。
如表2所示,Ex.3的钻井液提供了非常类似于对比钻井液的流变行为。虽然Ex.3的屈服点在热辊压后稍微降低,但是凝胶强度也是非常类似的。电稳定性测试是反乳液品质的一个指示。表3显示了电稳定性测试的结果。
高温/高压(HTHP)流体损失是用HTHP室的顶部和底部之间500psi的压力差来进行的。HTHP流体损失测试是在150°F热辊压之后进行的。流体损失测试是在250°F进行的。该高温/高压流体损失的结果显示在表4中。从表4给出的数据可见,与其他处理的油基钻井液和对比钻井液相比,Ex.3处理的油基钻井液产生了最低的流体损失。
本发明的实施方案进一步涉及下面段落的任何一个或多个:
1.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂合并来生产处理的油基钻井液,其中该烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物。
2.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂合并来生产处理的油基钻井液,其中该烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物。
3.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂合并来生产处理的油基钻井液,其中该烃树脂包含下面的组分的聚合产物:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物。
4.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂合并来生产处理的油基钻井液,其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物。
5.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,该烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物。
6.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,该烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物。
7.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物。
8.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液和烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物。
9.一种处理地下地层的方法,其包含:将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,该烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,和脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物;和将该处理的油基钻井液引入井筒中。
10.一种处理地下地层的方法,其包含:将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,该烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和将该处理的油基钻井液引入井筒中。
11.一种处理地下地层的方法,其包含:将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,和脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物;和将该处理的油基钻井液引入井筒中。
12.一种处理地下地层的方法,其包含:将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,和脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和将该处理的油基钻井液引入井筒中。
13.根据段落1,2,5,6,9或者10任一项的方法,其中所述反应混合物包含脂肪族成环二烯的二聚体,脂肪族非成环二烯的二聚体或者二者。
14.根据段落1,2,5,6,9,10或者13任一项的方法,其中所述反应混合物包含下面的至少一种:单烯烃、二烯烃和多烯烃。
15.根据段落1,2,5,6,9,10,13或者14任一项的方法,其中所述反应混合物包含C5-烯烃。
16.根据段落1,2,5,6,9,10,或者13-15任一项的方法,其中所述反应混合物包含脱丁烷化的芳族浓缩物。
17.根据段落5-16任一项的方法,其中该至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐包含马来酸,马来酸酐或者其混合物。
18.根据段落1-17任一项的方法,其中该处理的油基钻井液在250°F的高温高压流体损失是约3mL-约7mL,其是通过API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
19.根据段落1-18任一项的方法,其中该处理的油基钻井液在250°F的高温高压流体损失是0-约1mL,其是通过API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
20.根据段落1,3,5,7,9,11或者13-19任一项的方法,其中该烃树脂包含:含脂肪酸的材料。
21.根据段落1,3,5,7,9,11,或者13-20任一项的方法,其中该烃树脂包含:含松香酸的材料。
22.根据段落1,3,5,7,9,11,或者13-21任一项的方法,其中该含脂肪酸的材料包含植物酸,植物油,动物酸,动物油,鱼酸,鱼油,妥尔油,粗妥尔油,蒸馏的妥尔油,妥尔油脂肪酸,通过与α,β不饱和羧酸或者酸酐反应而改性的脂肪酸,及其混合物。
23.根据段落1-22任一项的方法,其中该油基钻井液包含一种或多种油质流体,一种或多种非油质流体,一种或多种乳化剂和一种或多种添加剂。
24.根据段落23的方法,其中该一种或多种添加剂包含一种或多种润湿剂,一种或多种增粘剂,一种或多种悬浮剂,一种或多种配重剂,一种或多种酸,一种或多种碱,一种或多种pH缓冲剂,一种或多种分散剂,一种或多种稀释剂,一种或多种清洁剂或者其任意混合物。
25.根据段落23或者24的方法,其中该一种或多种油质流体包含一种或多种天然油,一种或多种合成油或者其任意混合物。
26.根据段落23-25任一项的方法,其中该一种或多种非油质流体包含水。
27.根据段落23-26任一项的方法,其中该一种或多种乳化剂包含一种或多种脂肪酸,一种或多种脂肪酸的皂,一种或多种酰胺胺,一种或多种聚酰胺,一种或多种多胺,一种或多种油酸酯,一种或多种咪唑啉或者其任意混合物。
28.根据段落1-27任一项的方法,其中该处理的油基钻井液在250°F后的高温高压流体损失是约3mL-约7mL,其是通过API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
29.根据段落23-28任一项的方法,其中该处理的油基钻井液包含约1wt%-约75wt%的非油质流体,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
30.根据段落23-29任一项的方法,其中该处理的油基钻井液包含约1wt%-约75wt%的油质流体,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
31.根据段落23-30任一项的方法,其中该处理的油基钻井液包含约0.01wt%-约10wt%的烃树脂,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
32.根据段落23-31任一项的方法,其中该处理的油基钻井液包含约0.01wt%-约8wt%的乳化剂,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
33.根据段落23-32任一项的方法,其中该处理的油基钻井液包含约1wt%-约20wt%的添加剂,基于该非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
34.根据段落1-33任一项的方法,其中该处理的油基钻井液在约150°F温度的电稳定性是约600V-约1200V。
35.根据段落1-34任一项的方法,其中在约250°F的温度热辊压之后,该处理的油基钻井液在约150°F温度的电稳定性是约600V-约1200V,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
36.根据段落1-35任一项的方法,其中该处理的油基钻井液的水穿透是1mL或者更低,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
37.根据段落1-36任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液在约250°F温度的高温/高压流体损失小于30mL,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
38.根据段落1-37任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液在约250°F温度的高温/高压流体损失小于8.5mL,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
39.根据段落1-38任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液在约250°F温度的高温/高压流体损失小于5mL,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
40.根据段落1-39任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液在约250°F温度的高温/高压流体损失是约1mL-约8.5mL,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
41.根据段落1-40任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液的10秒凝胶强度是约3lb/100ft2-约30lb/100ft2,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
42.根据段落1-41任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液的10分钟凝胶强度是约3lb/100ft2-约30lb/100ft2,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
43.根据段落1-42任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液的塑性粘度是约15cP-约40cP,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
44.根据段落1-43任一项的方法,其中在约150°F的温度辊压之后,该处理的油基钻井液的屈服点是约1lb/100ft2-约20lb/100ft2,其是根据API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
45.根据段落1-44任一项的方法,其中该烃树脂的环球软化点是约110℃-约180℃,其是根据ASTM E-28测量的。
46.根据段落1-45任一项的方法,其中该烃树脂的酸值是约10-约40。
47.根据段落1-46任一项的方法,其中该烃树脂对应于碘值的不饱和度是约120-约200,其是根据ASTM D-1959测量的。
48.根据段落1-47任一项的方法,其中该脱丁烷化的芳族浓缩物包含甲苯,一种或多种二甲苯类,苯乙烯,5-甲基-双环庚-2-烯,6-亚甲基-5-甲基-双环庚-2-烯或者其任意混合物。
49.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中该至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐包含马来酸或者马来酸酐,和其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料、含松香酸的材料及其混合物。
50.一种处理油基钻井液的方法,其包含:将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中该至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐包含马来酸或者马来酸酐,和其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物。
51.根据段落49或者50的方法,其中该油基钻井液包含一种或多种油质流体,一种或多种非油质流体,一种或多种乳化剂和一种或多种添加剂。
52.根据段落51的方法,其中该一种或多种油质流体包含一种或多种天然油,一种或多种合成油或者其任意混合物,其中该一种或多种非油质流体包含水,其中该一种或多种乳化剂包含一种或多种脂肪酸,一种或多种脂肪酸的皂,一种或多种酰胺胺,一种或多种聚酰胺,一种或多种多胺,一种或多种油酸酯,一种或多种咪唑啉或者其任意混合物,和其中该一种或多种添加剂包含一种或多种润滑剂,一种或多种增粘剂,一种或多种悬浮剂,一种或多种配重剂,一种或多种酸,一种或多种碱,一种或多种pH缓冲剂,一种或多种分散剂,一种或多种稀释剂,一种或多种清洁剂或者其任意混合物。
53.根据段落51或者52的方法,其中该处理的油基钻井液包含约1wt%-约75wt%的非油质流体,约1wt%-约75wt%的油质流体,约0.01wt%-约10wt%的烃树脂,约0.01wt%-约8wt%的乳化剂和约1wt%-约20wt%的添加剂,和其中全部的重量百分比值是基于非油质流体,油质流体,烃树脂,乳化剂和添加剂的合计重量。
54.一种改性的烃树脂,其包含:烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物,其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯;选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃,二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物;和选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料,含松香酸的材料,及其混合物。
55.一种改性的烃树脂,其包含:烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物,其中该烃树脂包含下面组分的聚合产物:二环戊二烯和选自下面的至少一种:具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,单烯烃,二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,C5-烯烃,脱丁烷化的芳族浓缩物,和其任意混合物。
56.根据段落54或者55的改性的烃树脂,其中存在烯属不饱和低级脂肪族二羧酸,和其中该烯属不饱和低级脂肪族二羧酸包含马来酸,甲基四氢邻苯二甲酸,富马酸,戊烯二酸,柠康酸,中康酸,四氢邻苯二甲酸,甲基四氢邻苯二甲酸,衣康酸,戊烯二酸或者其任意混合物。
57.根据段落54-56任一项的改性的烃树脂,其中存在烯属不饱和低级脂肪族酸酐,和其中该烯属不饱和低级脂肪族酸酐包含马来酸酐,四氢邻苯二甲酸酐,戊烯二酸酐,衣康酸酐,柠康酸酐,甲基四氢邻苯二甲酸酐或者其任意混合物。
58.根据段落54或者55的改性的烃树脂,其中该至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐包含马来酸或者马来酸酐。
59.根据段落1,3,5,7,9,11,13-49,51-54,或者56-58任一项的方法或者改性的烃树脂,其中含脂肪酸的材料,包含粗妥尔油,蒸馏的妥尔油(DTO),妥尔油脂肪酸(TOFA),妥尔油沥青或者其任意混合物。
60.根据段落1,3,5,7,9,11,13-49,51-54,或者56-59任一项的方法或者改性的烃树脂,其中该含松香酸的材料包含妥尔油松香。
已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。应当理解除非另有指示,否则任何两个值的组合的范围,例如任何低值和任何高值的组合,任何两个低值的组合,和/或任何两个高值的组合都是可以预期的。某些下限,上限和范围出现在下面的一个或多个权利要求中。全部的数值是“约”或者“大致”的所示值,并且考虑了本领域技术人员能够预想到的试验误差和偏差。
已经在上面定义了不同的术语。在权利要求所用的术语没有在上面定义的情况中,它应当被赋予相关领域技术人员能够给出的、在至少一个印刷的出版物或者公开的专利中涉及该术语的最宽的含义。此外,本申请中所引用的全部的专利,测试方法和其他文献完全引入作为参考和用于允许这样的引入的全部权限中,所述的参考到这样的程度,即,这样的公开内容与本申请不矛盾。
虽然前面涉及到本发明的实施方案,但是本发明的其他和另外的实施方案也可以设计,而不脱离其基本的范围,并且其范围是通过随后的权利要求来确定的。
Claims (20)
1.处理油基钻井液的方法,其包含:
将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中所述处理的油基钻井液是乳液、悬浮液或分散体,其中所述烃树脂包含反应混合物的聚合产物,所述反应混合物包含:
二环戊二烯;
选自下面的至少一种:
具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,
具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,
单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,
C5-烯烃,和
脱丁烷化的芳族浓缩物;和
选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料和含松香酸的材料。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐包含马来酸或者马来酸酐。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述反应混合物包含所述脂肪族成环二烯的二聚体、所述脂肪族非成环二烯的二聚体或者二者。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述反应混合物包含所述单烯烃、二烯烃或者多烯烃。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述反应混合物包含C5-烯烃。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述反应混合物包含脱丁烷化的芳族浓缩物。
7.如权利要求1所述的方法,其中所述处理的油基钻井液在250℉的高温高压流体损失是3mL-7mL,其是通过API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述处理的油基钻井液在250℉的高温高压流体损失是0-1mL,其是通过API推荐实施标准13B-2,第三版,1998年2月测量的。
9.如权利要求1所述的方法,其中所述油基钻井液包含油质流体、非油质流体、乳化剂和添加剂并且所述处理的油基钻井液是反相乳液。
10.如权利要求1所述的方法,其中所述油基钻井液包含油质流体、非油质流体、乳化剂和添加剂并且所述处理的油基钻井液包含0.05重量%到9重量%烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物,基于所述油质流体、所述非油质流体、所述乳化剂和所述添加剂的合计重量。
11.如权利要求10所述的方法,其中:
所述油质流体包含柴油、矿物油、氢化的烯烃、非氢化的烯烃或它们的混合物,
所述非油质流体包含水,
所述乳化剂包含脂肪酸、脂肪酸的皂、酰胺胺、聚酰胺、多胺、油酸酯、咪唑啉或它们的混合物,
所述添加剂包含增粘剂、悬浮剂、配重剂、酸、碱或它们的混合物,和
所述至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或酸酐包含马来酸、甲基四氢邻苯二甲酸、富马酸、戊烯二酸、柠康酸、中康酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、衣康酸、戊烯二酸、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、戊烯二酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐或甲基四氢邻苯二甲酸酐。
12.处理地下地层的方法,其包含:
将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中所述处理的油基钻井液是乳液、悬浮液或分散体,其中所述烃树脂包含反应混合物的聚合产物,其中所述反应混合物包含:
二环戊二烯;
选自下面的至少一种:
具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,
具有5个碳原子的非成环二烯的二聚体,
单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,
C5-烯烃,和
脱丁烷化的芳族浓缩物;和
选自下面的至少一种:含脂肪酸的材料和含松香酸的材料及其混合物;和
将所述处理的油基钻井液引入井筒中。
13.如权利要求12所述的方法,其中所述至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐是马来酸或者马来酸酐。
14.如权利要求12所述的方法,其中所述烃树脂包含所述单烯烃、二烯烃或者多烯烃。
15.处理油基钻井液的方法,其包含:
将油基钻井液与烃树脂和至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐的反应产物合并来生产处理的油基钻井液,其中所述处理的油基钻井液是乳液、悬浮液或分散体,和其中所述烃树脂包含反应混合物的聚合产物,所述反应混合物包含:
包含二环戊二烯的第一组分;
选自下面的的第二组分:
具有5个碳原子的脂肪族成环二烯的二聚体,
具有5个碳原子的脂肪族非成环二烯的二聚体,
单烯烃、二烯烃或者多烯烃,每个具有大于5个碳原子和没有芳环,
C5-烯烃,和
脱丁烷化的芳族浓缩物;和
选自下面的第三组分:含脂肪酸的材料和含松香酸的材料。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述反应混合物包含从大于35重量%到85重量%的所述二环戊二烯,基于所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分的合计重量。
17.如权利要求15所述的方法,其中所述反应混合物包含从大于35重量%到85重量%的所述二环戊二烯,1重量%到35重量%的所述第二组分和1重量%到35重量%的所述第三组分,基于所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分的合计重量。
18.如权利要求15所述的方法,其中所述至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或酸酐包含马来酸或马来酸酐。
19.如权利要求15所述的方法,其中所述反应混合物包含从大于35重量%到85重量%的所述二环戊二烯,5重量%到35重量%的所述第二组分和10重量%到35重量%的所述第三组分,基于所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分的合计重量。
20.如权利要求15所述的方法,其中:
所述至少一种烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或酸酐包含马来酸或马来酸酐,
所述反应混合物包含从大于50重量%到85重量%的所述二环戊二烯,5重量%到35重量%的所述第二组分和10重量%到35重量%的所述第三组分,基于所述第一组分、所述第二组分和所述第三组分的合计重量,和
所述反应产物通过使混合物反应来制备,所述混合物包含1重量%到10重量%的所述烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或酸酐,基于所述烯属不饱和低级脂肪族二羧酸或者酸酐和所述烃树脂的合计重量。
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