CN1087108A - 混合的钻井液降粘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能有效降低水基钻井液粘度 的混合添加剂组合物。该组合物包括选自改性丹宁 酸、改性褐煤和木素磺酸钠的第一组分；由丙烯酸制 成的聚合物的第二组分；从包括铁、锡、铬、锰、钛、铝 和锌一组金属中选出的一种金属的化合物的第三组 分。

Description

本发明涉及钻入生产流体的地层的井的钻进和伺服。一方面本发明涉及使钻井液改善粘度的钻井、完井和修井液的添加剂。另一方面也涉及到含有不同降粘性质的钻井、完井和修井液添加剂的原料与无机化合物的掺合、以便生成超过原料组分降粘性质的混合产品。
钻井液起着影响钻井速度、成本和作业安全等各种作用。钻井液，也叫做泥浆，经空心钻柱泵入井下，通过井下钻头上的喷嘴喷出，然后经井眼或套管和钻柱形成的环形空间返回地面。地面或井下马达转动全钻柱带动钻头旋转，循环钻井液从井底带出岩屑，润滑，冷却钻头，以薄的不渗水层封闭井壁，以其静水压头平衡地层压力。钻井液返至地面后，经过不同型号的泥浆筛，沉淀池或其它设备除去泥浆中的杂质，再用添加剂处理，以获得所要求的泥浆性能，处理后的钻井液泵入井中，再重复上述循环过程。
多数钻井、完井和修井液是可相互作用的化合物的多元混合物，其性质随温度、剪切速率和剪切过程的变化而明显改变。当钻井液通过井筒循环时，总会遇到不同的变化条件，如钻杆中的紊流、钻头的强剪切力和环形空间中的标定层流等。
因此，钻井泥浆这类材料的最希望具备的性能之一是其多功能性，这种性能用仔细选择的添加剂预处理后可以获得。已知有多种钻井液添加剂，常用的添加剂有粘土矿物，增粘剂，防滤失剂，降粘剂，润滑剂，杀菌剂，表面活性剂，增重材料，絮凝剂，防页岩膨胀剂，消泡剂，烧碱及盐类等。在钻进某些特殊地层如膏盐层、或其它可溶性性有机盐岩层、或含膨胀粘土的地层、或深的高温井时，钻井液常发生胶化或变稠，以致于钻井液粘度过高，而且还有泥浆性质失控，泵压过高，降低钻进速度，不能通过页岩振动筛，泥浆不能循环，气侵甚至发生井喷的危险。为了控制钻井液的流变性（这是本发明的要点），需要了解塑性粘度（PV），屈服点（YP），和凝胶强度（Gel）。PV/YP比值决定了钻井液的剪切降粘性质，即有效粘度随剪切速度增加而下降，加入某些化合物即通称的降粘剂，可降低过高的屈服点或胶凝强度。当把这些降粘剂加入钻井液时，就能降低流动阻力或胶凝作用。粘土-水钻井液常用的降粘材料可大致分为（1）植物的丹宁酸，（2）多磷酸盐，（3）褐煤，（4）磺化木质素和（5）合成聚合物。
许多钻井液添加剂混合物已授予了专利，它们含有多种材料如木素磺酸盐、改性的木素磺酸盐、褐煤、改性褐煤、丹宁酸和改性丹宁酸的各种混合物。请参考美国专利NO.4704214，4842770和4618433，这些专利的有关内容在此声明一起并入本发明。
上述专利中公开的添加剂混合物在钻井作业中得到了成功的应用，但仍需要提供环境保护方面可接受的更廉价的添加剂。
因此，本发明的一个目的就是提供降粘性能更好的新型钻井液添加剂。
本发明的一个具体目的就是提供具有粘度增高了的或其它流变学特性的改进型钻井液。
本发明的另一目的是提供在钻井、完井、修井作业中使用该改进型钻井液的方法。
另外，本发明的一个目的为提供以简便有效为特点的生产钻井液添加剂组合物的方法。
有关本发明的其它方面、目的、优点在本领域的专业人员看完本说明书后将一目了然。
本发明提供一类新型钻井液添加剂，当这种添加剂加入如水基泥浆时，能赋予钻井液以改进的粘度或其它流变学特性。新型添加剂是包括改性丹宁酸、改性褐煤、木素磺酸盐、由丙烯酸制备的合成聚合物的物料与包括铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌的金属的化合物形成的组合物。本文中使用的术语“由丙烯酸制备的合成聚合物”是指各种均聚物，共聚物等，它们是由丙烯酸和能与水基钻井液相容的相应单体如甲基丙烯酸制备的。
本发明的第一个优选实施方案是由改性丹宁酸、由丙烯酸制备的合成聚合物和从含有铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌或其混合物的金属族中选出的金属的化合物组成的添加剂组合物。第二个优选实施方案是由改性褐煤，选自铁、铬和锡或其混合物的一种金属的化合物及由丙烯酸制备的合成聚合物组成的添加剂组合物。第三个优选的实施方案是由一种干燥的木素磺酸钠制得的沉淀物、选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌或其混合物的一种金属的化合物和由丙烯酸制成的合成聚合物组成的添加剂组合物。第四个优选的实施方案是由以下步骤制成的添加剂组合物：先调合液体木素磺酸盐、一种由丙烯酸制成的合成聚合物、选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌或其混合物的一种金属的化合物、及任选的烧碱溶液;然后把调合液体干燥成无水残渣;最后，把它研磨成粉末。
加入钻井、完井或修井液中的添加剂量应是至少能降低（a）粘度、（b）屈服点、（c）10秒或10分钟胶凝强度诸参数之一的添加剂量。
本发明使用的钻井、完井和修井液是本领域熟知的并包括水基泥浆。一般来说，钻井液含有细分的粘土，如膨润土、高岭石、尹利石及增重物质，它们均悬浮在水中。本发明适用的钻井液在U.S.专利NO.3028333中已经公开。
本发明添加剂组合物的第一组分是从改性丹宁酸、改性褐煤和木素磺酸钠中选出的。改性丹宁酸可能是丹宁酸钠、磺化丹宁酸或磺基烷基化的丹宁酸。磺甲基化白雀鞣酸（SMQ）是目前最好的一种改性丹宁酸。任何适合的褐煤或其副产品都可在本发明中使用。优选的改性褐煤是用强碱（alkali  bases）预处理过或经“苛性化”提高了水溶性的褐煤。这些材料在本领域是众所周知的，也有商品供应，在U.S.专利NO.4704214中说明过，它们用于钻井液时的制备方法前面已将此专利并入本发明。
本发明添加剂组合物的第二种组分选自有机均聚物和共聚物，它们都已知是有利于水性钻井液降粘的。例如，采用一种纯粹合成的聚丙烯酸酯的衍生物配方，在钙和碱金属盐含量增高的水基泥浆中效果很好。用于提高钻井液性质的这类聚合物中，为了有效地改善特定的性质，把它合成成为一种或多种分子，如反絮凝作用中合成的分子就能起到已知的自然界存在的聚合物分子的作用。
本发明添加剂组合物的第三且最后一个组分是一种金属化合物，金属选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌。从上述金属中选出的金属用于本发明时，可以至少部分溶于水的形态使用。水合氧化铁最适宜用于本发明。
为了满足钻井液的特殊需要，作为加入的特别规定的助剂分子的另一个选择方案，可以最佳比例把规定的合成聚合物与其它已知降粘剂和一种上述金属化合物用物理方法掺合，以改进钻井液性质，生成优于原始组分性质的添加剂组合物。
因此，根据本发明的第一个优选实施方案，将美国田纳西州Chattanooga市Alco化学公司销售的阴离子聚丙烯酸钠共聚物添加剂（其商标名称为AlcodrillTmHPD-S）与改性丹宁酸（最好是磺甲基化的白雀鞣酸（SMQ））和一种水合氧化铁（最好是FeSo4·H2o）混合。形成本发明适用组合物的上述指定组分的重量百分比如表ⅠA所示。为了工业上使用，这些组分可用常规干式混合设备进行混合。
在本发明的第二个优选实施方案中，将以商标名称AlcodrillTmHPD-S销售的聚丙烯酸钠聚合物，同由北达科达州Reeder市美国Colloid Company出售的苛性钠与北达科达的腐殖酸反应生成的溶解褐煤（以下简称Na-Lignite）和水合氧化铁FeSo4·H2o混合。上述对本发明有用的混合物的重量百分比如表ⅠA所示。工业上大量使用这些组分时可用常规干式混合设备进行混合。
在本发明的第三个优选实施方案中，以商标名称AlcodrillTM出售的聚丙烯酸钠聚合物与一种改性的木素磺酸盐混合，该木素磺酸盐是这样制备的：将Georgia Pacific公司出售的液态木素磺酸钠（商品名LIGNOSITE
Figure 931147085_IMG1
431-H）在烘箱中加温至约120℃烘干，将干粉研磨成细粉，贮存在密封容器内，以下简称Na-LS。AlcodrillTM和Na-LS与铁化合物（最好是FeSo4·H2o）混合，其重量百分比如表ⅠA所示。工业上大量使用时可用常规干式混合设备进行混合。
表ⅠA
添加剂合物组分的含量
宽范围重量%  最佳重量%
a第1组分 50-90 60-80
b第2组分 5-25 10-20
c第3组分 5-25 10-20
注：a  单一添加剂组合物组分选自改性丹宁酸、改性褐煤和木素磺酸钠。
b  单一添加剂组合物组分选自固体聚丙烯均聚物、固体聚丙烯共聚物。
c  单一添加剂组合物组分选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌的金属的化合物。
在本发明的第四个优选实施方案中，先制成液态的组分组合物，然后干燥成干粉，再把它磨成细粉末。液态组合物中各组分包括Lignosite 431-H、一种以商标名AlcodrillTMHPD-S出售的聚丙烯酸钠聚合物、一种金属化合物、最好为FeSo4·H2O和一种苛性钠溶液。用于制备本实施方案中适用的组合物的上述组分的重量百分比如表ⅠB所示。工业上大量使用时，可用常规混合机制备液体组合物。
表ⅠB
第四个实施方案中的干粉中的各组分含量
宽范围重量%  最佳重量%
LIGNOSITE
Figure 931147085_IMG2
431-Ha50-90 60-80
第2组分b5-25 10-20
第3组分c5-25 10-20
苛性钠  0-15  0-5
注：a  液态
b  见表ⅠA注b
c  见表ⅠA注c
应注意到本发明的添加剂是多种组分的组合物，如第一优选实施方案就包括SMQ、FeSo4·H2o和AlcodrillTM组成的混合物，它们配合在一起提高了本发明的效果。因此，用增效方式把添加剂组合在一起，可提高含有该添加剂组合物的钻井液的降粘效果或其它流变学性质。用这种添加剂组合物获得的增效效果结合下面的具体实施例说明。
下面的实施例用来进一步阐述本发明。在这些例子中，本发明的添加剂一般单独试验，也在加入和不加合成聚合物（AlcodrillTM）的情况下作试验。基础钻井液是用常规方法制成的，如10，000毫升自来水与470克怀俄明膨润土混合，用合适的混合器如分散器（转速10，000rpm）搅拌20分钟，再加2350克P95尹利石粘土并搅拌10分钟，然后再加5600克重晶石并至少搅拌30分钟，制成的钻井液使用之前在室温条件下至少拌动24小时。
实施例1
该例子对比由SMQ+FeSo4·H2o十聚丙烯聚合物组成的混合物与单独的SMQ、其它SMQ混合物及聚丙烯聚合物加FeSo4·H2o的混合物的效果。
在这些试验中，421克钻井液在容器中与表Ⅱ中列出的添加剂混合，制得6个样品，每个样品在多用途混合器中至少搅拌20分钟。在搅拌过程中，加含W/V  NaOH  50%的溶液，以把每个试样的PH值调节到10.0，然后把这些钻井液试样在预热到80℃的旋转式烘箱中转动2小时，再把试样冷却至室温，在多用途混合器中搅拌2分钟，再按照API的RP-13B程序测试。测试结果如表Ⅲ“不含杂质”栏所示。
第二步，每个试样加入0.8克石膏，在多用途混合器中搅拌10分钟。各试样都加入前述NaOH溶液，把PH值调到10.0，再搅拌10分钟，然后按照API的RP-13B程序测量。这些测试结果列在表Ⅲ的“开始含杂质”栏中。
最后，把所有试样在80℃的烘箱中静态老化16小时，冷却至室温，再搅拌5分钟。加前述NaOH溶液把PH值调到10.0，作第三次测试。测试结果列在表Ⅲ的“老化含杂质”栏中。
表Ⅱ
试样号  实施例1中用的添加剂
(1)  无
(2)  1.6 g SMQ
(3) 1.44 g SMQ+0.16 g FeSO4·H2O混合物
(4) 1.28 g SMQ+0.32 g AlcodrillTMHPDa-S混合物
(5) 1.12 g SMQ,0.16 g FeSO4·H2O,+0.32 g AlcodrillTM
HPDa-S混合物
(6) 0.16 g FeSO4·H2O+0.32 g AlcodrillTMHPDa-S混合物
aAlcodrillTMHPD-S是固态聚丙烯酸钠聚合物
表Ⅲ
不含杂质的、含石膏的和老化的泥浆中的添加剂
不含杂质  开始含杂质  老化含杂质
静切力  静切力  静切力
YP 10Sec 10Min YP 10Sec 10Min YP 10Sec 10Min WLb
试样号
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Min
(1)  19  8  48  116  115  125  152  136  159  9.3
(2)  20  17  45  44  49  82  37  39  83  7.2
(3)  7  4  16  23  26  67  27  19  65  6.6
(4)  1  1  2  15  7  58  14  5  55  6.8
(5)  0  1  1  6  2  14  2  2  20  6.7
(6)  1  1  2  24  43  120  29  47  99  8.0
a.YP代表屈服点
b.WL代表失水
参照表Ⅲ，这些数据表明，5号试样中用的混合添加剂与其它混合物或试验的单个组分试验值相比降低了YP值和静切力。因此，无论是否掺入了石膏或老化与否，这种添加剂混合物是钻井液的高效降粘剂。
实施例2
本例对比含盐钻井液中的添加剂组合物的效果。将该含SMQ+FeSo4+AlcodrillTM的组合物与仅含SMQ和仅含AlcodrillTM的单组分添加剂作了对比。
试验中，制备了9个样品，並按下述程序测试。
当用多用途混合器搅拌412克钻井液时，对每个试样加入50%（W/V）NaOH溶液0.1毫升，继续搅拌10分钟。然后各试样中再加0.8克Nacl，再搅拌10分钟。第二步，把表Ⅳ中列的添加剂混和到钻井液试样中，並搅拌10分钟，在另一个搅拌的10分钟内加入NaOH溶液，使各样品的PH值调到约10.2。按API的RP-13B程序测量试样，其结果列在表V的“初始结果”栏中。所有样品在预热到80℃的旋转式烘箱中转动16小时，冷却到室温后再搅拌5分钟，同时加前述NaOH溶液，把各样品的PH值重新调到10.2，再测量这些样品，其结果列在“老化后结果”栏中。
表Ⅳ
试样号  例2中用的添加剂
(1)  无
(2)  1.6 g SMQ
(3) 1.44 g SMQ+0.16 g FeSO4·H2O混合物
(4) 1.28 g SMQ+0.32 g AlcodrillTMHPDa-S混合物
(5) 1.12 g SMQ,0.16 g FeSO4·H2O,+0.32 g AlcodrillTM
HPD-S混合物
(6) 0.40 g AlcodrillTMHPDa-S
(7) 1.28 g SMQ+0.32 g AlcodrillTMSPDb-S混合物
(8) 1.12 g SMQ,0.16 g FeSO4·H2O,0.32 g AlcodrillTM
SPDb-S混合物
(9) 0.40 g AlcodrillTMSPDb-S
a.AlcodrillTMHPD-S是固态聚丙烯酸钠共聚物
b.AlcodrillTMSPD-S是固态聚丙烯酸钠聚合物
表Ⅴ
含盐钻井液中的添加剂
初始结果  老化后结果
静切力  静切力
YPa10 Sec 10 Min YP 10 Sec 10 Min
试样号  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2
(1)  118  91  102  109  138  263
(2)  32  40  87  37  41  82
(3)  7  2  33  16  8  49
(4)  4  2  31  8  2  28
(5)  2  1  2  2  2  4
(6)  11  8  46  9  2  24
(7)  12  11  44  15  6  53
(8)  1  1  3  6  2  7
(9)  22  29  59  12  6  38
a.YP代表屈服点
参考表Ⅴ，这些数据表明，试样5中使用聚丙烯酸盐共聚物的和试样8中使用聚丙烯酸盐聚合物的复合添加剂与测试的其它混合物和组分相比，明显地降低了YP和静切力值。因此，这些组合物均是钻井液中的高效添加剂，含盐钻井液中的添加剂组合物即使老化后仍保持其效能。
例3
本例子将包括SMQ+AlcodrillTMHPD+锡、SMQ+AlcodrillTMSPD+锡的添加剂组合物与单组分添加剂SMQ、AlcodrillTMSPD和AlcodrillTMHPD的效果作了对比。
用例2的同样方法测试表Ⅵ中所列的添加剂，得出表Ⅶ的结果。
表Ⅵ
试样号  例3中用的添加剂
(1)  无
(2)  1.6 g SMQ
(3) 1.52 g SMQ+0.08 g SnSO4混合物
(4) 1.28 g SMQ+0.32 g AlcodrillTMHPD-S混合物
(5) 1.20 g SMQ,0.08 g SnSO4,+0.32 g AlcodrillTM
HPD-S混合物
(6) 0.40 g AlcodrillTMHPD-S
(7) 1.28 g SMQ+0.32 AlcodrillTMSPD-S混合物
(8) 1.20 g SMQ,0.08 g SnSO4,+0.32 g AlcodrillTM
SPD-S混合物
(9) 0.40 g AlcodrillTMSPD-S
表Ⅶ
含盐钻井液中的添加剂
初始结果  老化后结果
静切力  静切力
YPa10 Sec 10 Min YP 10 Sec 10 Min
试样号  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2
(1)  118  91  102  109  138  263
(2)  32  40  87  37  41  82
(3)  14  11  45  6  2  23
(4)  4  2  31  8  2  28
(5)  4  2  7  4  1  3
(6)  11  8  46  9  2  24
(7)  12  11  44  15  6  53
(8)  6  2  22  4  2  6
(9)  22  29  59  12  6  38
a.YP代表屈服点
参照表Ⅶ，这些数据表明，试样5中使用聚丙烯酸盐共聚物的和试样8中使用聚丙烯聚合物的复合添加剂与其它添加剂组合物和各组分的测试结果相比，前两者都能明显地降低YP和静切力值。因此，这些组合物是含盐钻井液的高效添加剂，同时，它们在含盐钻井液中老化后仍保持其有效性。
实施例4
本例将含Na-Lignite+FeSo4·H2O+聚丙烯酸盐聚合物的添加剂组合物与Na-Lignite的和聚丙烯酸盐聚合物的单组分添加剂的效果作了比较。
用例2中的同样测试方法测试表Ⅷ中所列的添加剂，得出表Ⅸ的结果。
表Ⅷ
试样号  例4中用的添加剂
(1)  无
(2)  1.6 g Na-Lignite
(3) 1.44 g Na-Lignite+0.16 g FeSo4·H2O混合物
(4) 1.28 g Na-Lignite+0.32 g AlcodrillTM
HPD-S混合物
(5) 1.12 g Na-Lignite+0.16 g FeSO4·H2O+
0.32 g AlcodrillTMHPD-S混合物
(6) 0.40 g AlcodrillTMHPD-S
表Ⅸ
含盐钻井液中的添加剂
初始结果  老化后结果
静切力  静切力
YPa10 Sec 10 Min YP 10 Sec 10 Min
试样号  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2
(1)  118  91  102  109  138  263
(2)  26  38  74  30  41  72
(3)  23  41  119  28  41  88
(4)  7  3  47  9  3  34
(5)  5  2  37  8  2  29
(6)  11  8  46  9  2  24
a.yp代表屈服点
参照表Ⅸ，这些数据表明，试样5中的复合添加剂明显地降低了YP和静切力的测量值。因此，这种组合物是钻井液的高效降粘剂，同时在含盐泥浆中老化后它仍保持其效能。
例5
本例将含Na-LS+FeSO4·H2O+AlcodrillTM的添加剂组合物和Na-LS、SnSO4和AlcodrillTM的添加剂组合物与Na-LS单组分添加剂、Na-LS+FeSO4·H2O混合物和Na-LS+SnSO4组合物的效果作了对比。
为制备Na-LS，将200克Lignosite
Figure 931147085_IMG3
431-H（水中木素磺酸钠的重量约为50%）放在瓷盘中，並在120℃的烘箱中干燥。把干粉磨碎放在密封容器中。
在这些测试中，把412克钻井液分放到6个试样容器中，在搅拌时每个试样中加0.8克Nacl，加盐后继续搅拌10分钟。第二步，把表Ⅹ中所列的添加剂分别掺合到钻井液样中，並继续再搅拌20分钟。在搅拌期间加入50%（W/V）NaoH溶液，以把各试样的PH值调到约9.0。搅拌停止后立即按API的RP-13B程序测量各个试样，测量结果列在表Ⅺ的“初始结果”栏内。然后，在80℃的烘箱中静态条件下老化所有试样16小时。再把各试样冷却至室温，搅拌5分钟，再重新测量。测量结果列在表Ⅺ的“老化后结果”栏内。
表Ⅹ
试样号  例5中的添加剂
(1)  1.6 g Na-LS
(2) 1.44 g Na-LS+0.16 g FeSO4·H2O混合物
(3) 1.28 g Na-LS+0.32 g AlcodrillTMHPD-S混
合物
(4) 1.12 g Na-LS+0.16 g FeSO4·H2O+0.32 g
AlcodrillTMHPD-S混合物
(5) 1.44 g Na-LS+0.16 g SnSO4混合物
(6) 1.12 g Na-LS+0.16 g SnSO4+0.32g
AlcodrillTMHPD-S混合物
表Ⅺ
含盐钻井液中的添加剂
初始结果  老化后结果
静切力  静切力
YPa10 Sec 10 Min YP 10 Sec 10 Min
试样号  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2
(1)  74  59  68  46  37  68
(2)  47  52  79  53  43  63
(3)  19  23  75  20  6  47
(4)  12  12  63  14  7  44
(5)  23  44  101  28  30  57
(6)  17  18  81  12  3  32
a.yp代表屈服点
参照表Ⅺ，这些数据表明，试样4和试样6中的复合添加剂明显地降低了测量的yp值和静切力。相应地，这些组合物是含盐钻井液的高效添加剂，老化后它们仍保持其效能。
例6
本例先将水与混合物各组分预混合，制成添加剂组合物，并在向钻井液中掺合该添加剂组合物前将该液体组合物干燥，再比较这些添加剂组合物的效果。
本例中，按下述方法制成4种Na-LS添加剂组合物。
Na-LS＃1：在适当的玻璃容器中，45克LIGNOSITE 431-H、2.5ml去离子水和2.5克FeSO4·H2O充分混合。混合后，密封容器，並在60℃的烘箱中加热2小时。把这种液态组合物放入瓷盘中，在120℃的烘箱中烘干，然后磨成细粉。
Na-LS＃2：在合适的玻璃容器中，45克LIGNOSITE
Figure 931147085_IMG5
431-H、2.5ml去离子水和2.5克AlcodrillTMHPD-S充分混合。混合后，密封容器，在60℃的烘箱中加热1小时。把这种液态组合物放入瓷盘中並在120℃的烘箱内烘干，然后磨成细粉。
Na-LS＃3：在合适的玻璃容器中，40克LIGNOSITE
Figure 931147085_IMG6
431-H、5ml去离子水、2.5克FeSO4·H2O和2.5克AlcodrillTMHPD-S充分混合。混合后密封容器並在60℃的烘箱内加热1小时。然后把这种液态组合物放入瓷盘内並在120℃的烘箱中烘干，再磨成细粉。
Na-LS＃4：在合适的玻璃容器中，40克LIGNOSITE
Figure 931147085_IMG7
431-H、5ml去离子水、2.5克FeSO4·H2O、3.0克50%（W/V）NaoH的水溶液和2.5克AlcodrillTMHPD-S充分混合。混合后密封容器，並在60℃的烘箱中加热2小时。把这种液态组合物放入瓷盘内，在120℃的烘箱中烘干，再磨成细粉。
用例5中的同样方法，测试表Ⅻ中所列的添加剂组分，得出表ⅩⅢ中的结果。
表Ⅻ
试样号  例6中用的添加剂
(1)  3.2 g Na-LS
(2)  3.2 g Na-LS #1
(3)  3.2 g Na-LS #2
(4)  3.2 g Na-LS #3
(5)  3.2 g Na-LS #4
表ⅩⅢ
含盐钻井液中的添加剂
初始结果  老化后结果
静切力  静切力
YPa10 Sec 10 Min YP 10 Sec 10 Min
试样号  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2
(1)  88  58  70  未测量
(2)  23  31  58  43  35  53
(3)  23  32  71  29  19  52
(4)  13  8  50  27  16  47
(5)  8  2  33  14  4  35
a.yp代表屈服点
参照表ⅩⅢ，这些数据表明，试样4和5中复合添加剂的屈服点和静切力值都较低，证明这是含盐钻井液的高效降粘剂。此外，这些数据也说明在含盐钻井液中老化后它们仍保持其效能。
实施例7
本例中，在无掺杂钻井液中测试例6中制成的木素磺酸钠添加剂组合物。
该试验中，412克钻井液分别放入5个合适的容器中。在用多用途混合器搅拌试样时，把表ⅩⅣ中所列的添加剂掺入，並继续搅拌20分钟。在搅拌期间，加入50%（W/V）NaOH溶液，把各试样的PH值调到9.5。搅拌停止后立即按API的测试方法RP-13B测量试样，测量结果如表ⅩⅤ的“初始结果”栏所示。第二步，在80℃的烘箱中静态条件下老化16小时，然后冷却至室温，搅拌5分钟再重新测量。测量结果列在表ⅩⅤ的“老化后结果”栏内。
表ⅩⅣ
试样号  例7中用的添加剂
(1)  无
(2)  0.8 g Na-LS
(3)  0.8 g Na-LS #2
(4)  0.8 g Na-LS #3
(5)  0.8 g Na-LS #4
表ⅩⅤ
含木素磺酸钠的添加剂混合物
初始结果  老化后结果
静切力  静切力
YPa10 Sec 10 Min YP 10 Sec 10 Min
试样号  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100  lb/100
Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2Ft2
(1)  21  17  57  23  20  57
(2)  26  36  56  23  28  52
(3)  11  7  39  11  3  26
(4)  8  4  42  15  4  32
(5)  5  2  23  10  3  23
a.yp代表屈服点
参照表ⅩⅤ，这些数据表明，与试样2中的单组分添加剂相比，试样5中的复合添加剂降低了yp值和静切力值。此外也表明，老化后它们仍保持效能。
含有本发明降粘添加剂组合物的水基钻井液中，当按常规操作需要调整钻井液的性质时，还可以加入其它添加剂。因此，应该理解到，在本发明的钻井液中加入其它添加剂时，这並不超出本发明的范畴。
虽然为了说明本发明而提供了一些实施方案，但很明显本发明不是只限于这些实施方案，因为对那些本领域技术人员来说，在看过本说明书后，可进行各种改进，这些改进包容在本发明的实质和范围内。

Claims (21)

1、一种适用于用作钻井、完井或修井液中的添加剂的组合物，该组合物包括下列化学组分的混合物：
一种选自下列物质的第一组分：
(a)改性丹宁酸(鞣酸)
(b)改性褐煤和
(c)木素磺酸钠
一种包括用丙烯酸制成的聚合物的第二组分及一种包括选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌或其混合物的金属的化合物的第三组分。
2、权利要求1中所述的组合物，其中所述的第一组分在所述混合物中的含量为约50-90重量%。
3、权利要求2中所述的组合物，其中所述的第二组分和第三组分在所述混合物中的含量分别为约5-25重量%。
4、权利要求1中所述的组合物，其中所述的改性丹宁酸系指磺基烷烃化的白雀鞣酸，所述的改性褐煤指磺基烷烃化的褐煤，所述的聚合物是选自聚丙烯酸钠的一种均聚物和一种共聚物。
5、权利要求1中所述的组合物，其中所述的含一种金属化合物的第三组分是以至少能部分溶于水的形态存在。
6、权利要求1中所述的组合物，其中所述的第一组分包括磺基甲基化的白雀鞣酸，所述的第二组分包括聚丙烯酸钠的一种共聚物，所述的第三组分包括FeSO4、H2O。
7、权利要求1中所述的组合物，其中所述的改性丹宁酸指苛性化的丹宁酸，所说改性褐煤指苛性化的褐煤。
8、权利要求1中所述的组合物，其中所述的改性丹宁酸指用亚硫酸盐处理白雀鞣酸的提取物，所说改性褐煤指磺化褐煤的一种钠盐。
9、一种用于钻井、完井和修井液的水基组合物，该组合物包括水和充分细分的固体，以便在井壁上形成泥饼，该组合物中已加入了有效量的降粘化学组分的混合物，所述的混合物包括
选自下列物质的第一组分：
（a）一种改性丹宁酸
（b）一种改性褐煤
（c）一种木素磺酸钠
一种包括用丙烯酸制成的聚合物的第二组分，及
一种包括选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌的金属的化合物的第三组分。
10、权利要求9中所述的组合物，其中所述的混合物应有足够的量，以便能降低钻井液下述参数中的至少一个：
（a）塑性粘度
（b）屈服点
（c）静切力。
11、权利要求10中所述的组合物，其中所述的改性丹宁酸系指磺基烷基化的白雀鞣酸，所述的改性褐煤指磺基烷基化的褐煤，所述的聚合物选自聚丙烯酸钠的一种均聚物和一种共聚物。
12、一种在地层钻井的方法，其中井眼是用空心钻柱钻穿地表面直到井底而形成的，这里的改进包括通过井眼直到井底循环权利要求9中所述的钻井液组合物。
13、权利要求1中所述的组合物，其中所述的第一组分是指液态木素磺酸钠。
14、一种生产适用于作为钻井、完井或修井液添加剂的固体组合物的方法，这里所述的方法包括依次进行下述步骤，其步骤如下：
（a）把有效量的下述组分进行混合，制成液态混合物：
（ⅰ）液态木素磺酸钠
（ⅱ）一种用聚丙烯酸制成的聚合物
（ⅲ）一种选自铁、锡、铬、锰、钛、铝和锌的金属的化合物
（b）干燥上述液态混合物，制成所述的添加剂的固体组合物。
15、权利要求14的方法，其中所述的液态混合物还包括有效量的苛性钠。
16、权利要求14的方法，其中所述的液态木素磺酸钠在液态混合物中所占的量为约50-90重量%，所述的聚合物在所述液态混合物中的量为约5-25重量%，所述的金属化合物在所述的液态混合物中的量为约5-25重量%。
17、权利要求15的方法，其中所说的苛性钠在所述的液态混合物中的重量含量约为0.1-5%。
18、权利要求14的方法，还包括下述步骤：
把所说的干燥的组合物磨成细粉。
19、权利要求15的方法，还包括下述步骤：
把干燥的组合物磨成细粉。
20、权利要求18的方法，其中把足够量的所述细粉加到钻井、完井或修井液中，以便能降低钻井液下述参数中至少之一：
（a）粘度
（b）屈服点
（c）静切力。
21、权利要求19的方法，其中把足够量的所述细粉加到钻井、完井或修井液中，以便能降低所述液体的下述参数中至少之一：
（a）粘度
（b）屈服点
（c）静切力。
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