CN116406412A - 钻井液 - Google Patents
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Abstract
本申请公开钻井液组合物，其例如适合用于在地下岩层中钻井以及其它油气操作。本申请的钻井液组合物包含三官能胺与脂肪酸的缩合产物以及油基液。本申请也描述制备所述钻井液组合物的方法。
Description
交叉引用
本申请涉及并要求2020年11月13日提交的美国临时专利申请No.63/113,417的优先权，其经此引用并入本文。
领域
本发明总体涉及钻井液组合物，其例如用于在地下岩层中钻井，和涉及制备所述钻井液组合物的方法。具体而言，本文所述的钻井液组合物包含三官能胺与脂肪酸的缩合产物，并使得乳化的钻探泥浆具有改进的流变性能和稳定性。
背景
在各种油气操作中，钻井液(也称为钻探泥浆)通常用于辅助在土地中钻孔(例如井眼)。例如，钻井液通常用于钻取油和/或天然气以及用于开采钻探。当使用时，通常将钻井液与各种添加剂一起从表面泵送到井眼，添加剂例如是冷却剂和稳定剂。以此方式，钻井液将井眼钻屑携带到表面，冷却并润滑钻杆的部件(例如钻头)，并提供流体静压以使来自岩层的流体不会进入井眼。当钻探停止时，钻井液也可以用于使钻屑悬浮在钻探泥浆中。另外，可以将钻井液引入各种井下工具的操作中，例如用于经由井眼传送信号的泥浆脉冲遥测技术。
普遍认为钻井液对于成功的钻探操作而言是关键的，并且钻井液的改进对钻探操作的改进做出贡献。由于钻探技术的改进，现在可能钻探更深、更长和更有挑战性的钻井，例如使用更有效的钻井液。通常，根据使用钻井液的操作、井眼状况以及限制腐蚀和对地层损害的能力，选择在给定钻探操作中所用的钻井液。
钻井液可以按照多种方式来分类，但是通常涉及钻井液的组成。例如，钻井液可以定义为“水基泥浆”或“油基泥浆”。不同的组合物通常与在性能特性方面的差异相关。例如，水基泥浆通常在泵送时不会自由流动，并在闲置时发生胶凝，从而悬浮钻屑并抵抗泵送。油基泥浆包含有机基液，例如石油产品(例如柴油燃料)。对于这些油基液体系，油基泥浆通常显示增加的润滑性和降低的粘度。另外，油基泥浆可以通常耐受较大的热量且不会降解。而且，油基泥浆可以用于含有水敏感性粘土物质的地层中。
不论如何分类，钻井液通常含有油和水与各种添加剂组合的分散液，从而保持分散。例如，乳化剂、润湿剂和胶凝剂可以用于控制油基钻井液体系的稳定性、粘度、冷却和润滑。特别是，包含乳化剂以促进钻井液、尤其油基泥浆的稳定性。油基钻探泥浆的稳定性通常涉及防止流体分离成两层，即含水层和有机层。若不含合适的乳化剂，则油基泥浆可能发生相分离，并需要在可用于钻探操作中之前进行剧烈混合。
仍然需要用于钻探操作中的钻井液，其是足够稳定的并且显示合适的性能特性(例如流变性能)。
概述
本文涉及钻井液组合物，其包含：0.1重量％至10重量％的三官能胺与脂肪酸的缩合产物，所述三官能胺可以包含6-12个碳原子，所述脂肪酸可以包含棕榈酸、油酸、亚油酸、松香酸、十六碳烯酸、棕榈油酸、肉豆蔻油酸、反油酸、11-十八碳烯酸或妥尔油,其异构体，或其组合，例如具有式1或2a或2b的化合物，其中在缩合产物中的三官能胺与脂肪酸之间的重量比率是在0.1:1至10:1的范围内，例如0.3:1至2:1；和包含油基液，其可以是柴油、矿物油、直链烯烃或直链烷烃或其组合。钻井液组合物可以显示在25℃下的塑性粘度大于15cP和/或在80℃下的塑性粘度大于10cP，和/或在25℃下的屈服点大于15lb/100ft2，和/或在80℃下的屈服点大于10lb/100ft2，和/或屈服点与塑性粘度之间的比率小于2。所述钻井液组合物可以还包含粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合。三官能胺可以具有化学式CxHy(NH2)3，其中x是6-12；且其中y小于或等于23。
本文也涉及制备钻井液组合物的方法，包括：使三官能胺与脂肪酸在至少100℃的温度下反应至少10小时以形成缩合产物；并将缩合产物加入油基液以形成钻井液组合物；其中缩合产物包含小于15重量％的杂质。
此方法可以还包括向油基液加入粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合的步骤。油基液、三官能胺和脂肪酸可以如上所述。
附图简述
下面参考附图详细描述本发明，其中相似的符号代表相似的部件。
图1显示根据本发明实施方案的(a)缩合产物、(b)脂肪酸试剂和(c)三官能胺的1HNMR谱图。
详述
简介
如上文所述，常规钻井液、特别是油基泥浆包含油和水的分散液。为了用于钻探操作，钻井液必须足够稳定以防止相分离，例如分离成含水(水)层和有机(油)层。钻井液的稳定性可以通过添加乳化剂来改进，乳化剂例如是多胺化脂肪酸、脂族胺和有机聚合物。但是，这些常规乳化剂存在性能问题，尤其在高温下。
本发明人发现三官能胺与脂肪酸的缩合反应获得具有优异乳化性能的缩合产物。例如，缩合产物可以确保合成乳液的稳定性长达数小时(例如至少2小时，至少4小时，至少10小时，或至少24小时)。重要的是，本发明人发现在一些实施方案中，三官能胺与脂肪酸之间的重量比率可以对缩合产物的乳化性能做出贡献。
有益的是，本发明的缩合产物可以使用不需要复杂合成路径的制备方法来制备，这对整个工艺的简易和效率做出贡献。而且，所述制备方法不再要求使用环境友好的反应物，这提供了额外的工艺和安全益处。
因此，本发明涉及钻井液组合物，其包含本文所述的缩合产物作为乳化剂。特别是，本发明的一些实施方案涉及钻井液组合物，其包含0.1重量％至10重量％的三官能胺与脂肪酸的缩合产物，其中在缩合产物中的三官能胺与脂肪酸之间的重量比率是在0.1:1至10:1的范围内；和包含油基液。另外，本发明的一些实施方案涉及制备这种钻井液组合物的方法。如下所述，钻井液组合物有益地显示改进的稳定性以及改进的塑性粘度和屈服点。
三官能胺
本发明的缩合产物是通过三官能胺与脂肪酸反应而成。三官能胺包含具有至少三个氨基官能团的有机化合物，例如具有三个氨基官能团、四个氨基官能团、五个氨基官能团、六个氨基官能团或七个氨基官能团。在钻井液组合物的一些实施方案中，三官能胺包含两种或更多种所述化合物的组合。
三官能胺的各个氨基官能团可以细分为伯(或1°)胺、仲(或2°)胺或叔(或3°)胺。在一些实施方案中，三官能胺的氨基可以属于不同的子类。例如，在一些实施方案中，三官能胺可以具有伯氨基官能团、仲氨基官能团和叔氨基官能团。三官能氨基具有至少一个伯氨基官能团，例如至少两个伯氨基官能团或至少三个伯氨基官能团。与在常规钻井液中所用的胺、例如DETA不同，在一些实施方案中，三官能胺的全部氨基官能团都是伯氨基。
作为有机化合物，本发明中的三官能胺必须包含至少一个碳原子。在一些实施方案中，三官能胺包含6-12个碳原子，例如6-11个碳原子，6-10个碳原子，7-12个碳原子，7-11个碳原子，7-10个碳原子，8-12个碳原子，8-11个碳原子，8-10个碳原子，9-12个碳原子，9-11个碳原子，或9-10个碳原子。就下限而言，三官能胺可以包含至少6个碳原子，例如至少7个碳原子，至少8个碳原子，或至少9个碳原子。就上限而言，三官能胺可以包含小于12个碳原子，例如小于11个碳原子，或小于10个碳原子。
对于三官能胺的有机结构没有特别的限制。在一些实施方案中，三官能胺可以是饱和的。在其它实施方案中，三官能胺可以是不饱和的，例如烯或炔作为基础烃(基础脂族链)。在一些实施方案中，三官能胺可以是单不饱和的或多不饱和的，例如累积二烯、共轭二烯或非共轭二烯。在一些实施方案中，三官能胺可以包含开链化合物、直链化合物、支链化合物、环状化合物或它们的组合。
在一些实施方案中，本发明的三官能胺可以具有以下化学式：
CxHy(NR′R″)3。
在一个实施方案中，在上述化学式中的x是6-12，例如6-11，6-10，7-12，7-11，7-10，8-12，8-11，8-10，9-12，9-11，或9-10。就下限而言，x可以是至少6，例如至少7，至少8，或至少9。就上限而言，x可以小于12，例如小于11，或小于10。
在一个实施方案中，在上述化学式中的y是3-23，例如4-23，5-23，6-23，3-22，4-22，5-22，6-22，3-21，4-21，5-21，6-21，3-20，4-20，5-20，6-20，3-23，4-23，5-23，6-23，3-18，4-18，5-18，或6-18。就上限而言，y可以是23或更小，例如22或更小，21或更小，20或更小，19或更小，或18或更小。就下限而言，y可以是至少3，例如至少4，至少5，或至少6。
在上述化学式中，R′和R″可以各自是氢或具有1-6个碳原子的烷基。在一些实施方案中，R′和R″具有不同的结构。例如，在一些实施方案中，R′是氢，且R″是具有小于6个碳原子的烷基，例如具有小于5个碳原子，小于4个碳原子，或小于3个碳原子。在一些实施方案中，R′和R″具有相同的结构。在一些实施方案中，例如R′和R″都是氢。
合适的三官能胺的例子包括、但不限于：三氨基己烷，三氨基庚烷，三氨基辛烷，三氨基壬烷，三氨基癸烷，三氨基十一烷，三氨基十二烷，三氨基环己烷，三氨基环庚烷，三氨基环辛烷，三氨基环壬烷，三氨基环癸烷，三氨基环十一烷，三氨基环十二烷，三氨基己烯，三氨基庚烯，三氨基辛烯，三氨基壬烯，三氨基癸烯，三氨基十一碳烯，三氨基十二碳烯，四氨基己烷，四氨基庚烷，四氨基辛烷，四氨基壬烷，四氨基癸烷，四氨基十一烷，四氨基十二烷，四氨基环己烷，四氨基环庚烷，四氨基环辛烷，四氨基环壬烷，四氨基环癸烷，四氨基环十一烷，四氨基环十二烷，四氨基己烯，四氨基庚烯，四氨基辛烯，四氨基壬烯，四氨基癸烯，四氨基十一碳烯，四氨基十二碳烯，或其异构体，或其组合。
适用于钻井液组合物的市售三官能胺的一个例子是来自Ascend PerformanceMaterials的HexatranTM。
脂肪酸
所述缩合反应也使用脂肪酸作为反应物。脂肪酸包含同时具有羧酸官能团(COOH)和脂族链的有机化合物。在钻井液组合物的一些实施方案中，脂肪酸包含两种或更多种所述化合物的组合。
对于钻井液组合物中的脂肪酸没有特别的限制。在一个实施方案中，脂肪酸包含8-24个碳原子，例如9-24个碳原子，10-24个碳原子，11-24个碳原子，12-24个碳原子，13-24个碳原子，14-24个碳原子，8-23个碳原子，9-23个碳原子，10-23个碳原子，11-23个碳原子，12-23个碳原子，13-23个碳原子，14-23个碳原子，8-22个碳原子，9-22个碳原子，10-22个碳原子，11-22个碳原子，12-22个碳原子，13-22个碳原子，14-22个碳原子，8-21个碳原子，9-21个碳原子，10-21个碳原子，11-21个碳原子，12-21个碳原子，13-21个碳原子，14-21个碳原子，8-20个碳原子，9-20个碳原子，10-20个碳原子，11-20个碳原子，12-20个碳原子，13-20个碳原子，或14-20个碳原子。就下限而言，脂肪酸可以包含大于8个碳原子，例如大于9个碳原子，大于10个碳原子，大于11个碳原子，大于12个碳原子，大于13个碳原子，或大于14个碳原子。就上限而言，脂肪酸可以包含小于24个碳原子，例如小于23个碳原子，小于22个碳原子，小于21个碳原子，或小于20个碳原子。
对于脂肪酸的有机结构没有特别的限制。在一些实施方案中，脂肪酸的脂族链可以是饱和的。在其它实施方案中，脂肪酸的脂族链可以是不饱和的。在一些实施方案中，脂肪酸可以是单不饱和的或多不饱和的，例如累积二烯、共轭二烯或非共轭二烯。在一些实施方案中，脂肪酸可以包含开链化合物、直链化合物、支链化合物、环状化合物或它们的组合。
换言之，在一些实施方案中，本发明的脂肪酸具有以下化学式：
CaHbCOOH。
在一个实施方案中，在上述化学式中的a是8-24，例如9-24，10-24，11-24，12-24，13-24，14-24，8-23，9-23，10-23，11-23，12-23，13-23，14-23，12-20，14-20，14-18，15-18，8-22，9-22，10-22，11-22，12-22，13-22，14-22，8-21，9-21，10-21，11-21，12-21，13-21，14-21，8-20，9-20，10-20，11-20，12-20，13-20，或14-20。就下限而言，a可以大于8，例如大于9，大于10，大于11，大于12，大于13，或大于14。就上限而言，a可以小于24，例如小于23，小于22，小于21，或小于20。
在一个实施方案中，在上述化学式中的b是7-49，例如9-49，11-49，13-47，15-47，7-47，9-47，11-47，13-47，15-47，7-45，9-45，11-45，13-45，15-45，7-43，9-43，11-43，13-43，15-43，7-41，9-41，11-41，13-41，15-41，7-39，9-39，11-39，13-39，15-39，7-37，9-37，11-37，13-37，或15-37。就上限而言，b可以是49或更小，例如47或更小，45或更小，43或更小，41或更小，39或更小，或37或更小。就下限而言，y可以是至少7，例如至少9，至少11，至少13，或至少15。
对于钻井液组合物中的脂肪酸没有特别的限制，满足以上条件的任何脂肪酸可以用于本发明中。合适的脂肪酸的例子包括、但不限于：棕榈酸，油酸，亚油酸，共轭亚油酸，松香酸，硬脂酸，亚麻酸，十六碳四烯酸，十九烷酸，二十烷酸，二十一烷酸，十六碳烯酸，棕榈油酸，肉豆蔻油酸，反油酸，11-十八碳烯酸，其异构体，和其组合。
如上所述，在钻井液组合物的一些实施方案中，脂肪酸包含脂肪酸的混合物。在一些实施方案中，例如，脂肪酸可以包含棕榈酸、油酸和亚油酸的混合物。
在一些实施方案中，钻井液组合物中的脂肪酸可以包含来自妥尔油的脂肪酸的混合物。妥尔油,也称为液体松香，通常表示从生产木浆的Kraft工艺得到的副产物。妥尔油的组成根据用于生产中的木材的类型而变化。妥尔油的典型组成包括松香、树脂酸、脂肪酸、脂肪醇和甾醇。通过分馏，可以降低妥尔油的松香含量以得到妥尔油脂肪酸。妥尔油脂肪酸通常包含脂肪酸的混合物，包括油酸和松香酸的混合物。钻井液组合物中的脂肪酸可以包含妥尔油脂肪酸。
适用于钻井液组合物的市售妥尔油脂肪酸的一个例子是来自Kraton Corp的SYLFATTMFA1。
缩合产物
如上文所述，钻井液组合物包含从上述三官能胺和脂肪酸形成的缩合产物。在一些实施方案中，缩合产物是通过三官能胺的伯胺基团与脂肪酸的酸基团之间的缩合反应所形成的酰胺。在一些情况下，缩合产物可以具有三官能胺主链和脂肪酸取代基的结构。
在一些情况下，缩合产物是由涉及三官能胺和脂肪酸的化学转移反应得到的。在一些情况下，缩合产物可以对应于下式1。
R1可以是烷基、烯基或炔基(任选地具有8-24个碳原子，例如9-24、10-20、12-20、14-20、12-18或15-18个碳原子，也考虑在这里公开的脂肪酸结构部分的其它碳数范围用于式1中)。R1可以是从反应物脂肪酸衍生的基团。
R2可以是烷基、烯基或炔基(任选地具有1-10个碳原子，例如1-8、1-6、1-5或1-4个碳原子)。
R3可以是烷基、烯基或炔基(任选地具有1-10个碳原子，例如1-8、1-6、1-5或1-4个碳原子)。
R4可以是氨基(取代的或未取代的)，例如烷基氨基、链烯基氨基或炔基氨基(任选地具有1-10个碳原子，例如1-8、1-6、1-5或1-4个碳原子)，且y可以是0或整数。氨基可以包括例如烷基氨基、链烯基氨基和炔基氨基。在一些情况下，R4是氨基，例如NH。在其它情况下，R4是烷基氨基，例如HN-烷基。也可以考虑氨基-氧基-烷基，例如O-NH-烷基。
作为非限制性实例，在其中三官能胺包含三氨基壬烷、并且脂肪酸包含油酸的实施方案中，缩合产物可以包含具有以下结构式2a和/或2b的化合物。当然，如上文所述，也可以考虑其它脂肪酸取代基。并且，本发明的范围不限于棕榈酸或油酸作为缩合产物的酸结构部分。
本发明人发现，钻井液组合物的稳定性和流变性能可以受到在缩合产物中的三官能胺与脂肪酸之间的重量比率影响。特别是，本发明人惊奇地发现，稳定性可以有利地通过按照三官能胺与脂肪酸之间的特定重量比率制备缩合产物来改进。在一个实施方案中，三官能胺与脂肪酸之间的重量比率是在0.1:1至10:1的范围内，例如0.2:1至10:1，0.3:1至10:1，0.4:1至10:1，0.5:1至10:1，0.1:1至8:1，0.2:1至8:1，0.3:1至8:1，0.4:1至8:1，0.5:1至8:1，0.1:1至6:1，0.2:1至6:1，0.3:1至6:1，0.4:1至6:1，0.5:1至6:1，0.1:1至4:1，0.2:1至4:1，0.3:1至4:1，0.4:1至4:1，0.5:1至4:1，0.1:1至2:1，0.2:1至2:1，0.3:1至2:1，0.4:1至2:1，0.5:1至2:1，0.1:1至1.5:1，0.2:1至1.5:1，0.3:1至1.5:1，0.4:1至1.5:1，或0.5:1至1.5:1。就下限而言，三官能胺与脂肪酸之间的重量比率可以大于0.1:1，例如大于0.2:1，大于0.3:1，大于0.4:1，或大于0.5:1。就上限而言，三官能胺与脂肪酸之间的重量比率可以小于10:1，例如小于8:1，小于6:1，小于4:1，小于2:1，或小于1.5:1。
在一些实施方案中，钻井液组合物包含0.1重量％至35重量％的缩合产物，例如0.1重量％至25重量％，0.1重量％至10重量％，0.5重量％至10重量％，0.5重量％至7重量％，0.7重量％至7重量％，1重量％至5重量％，或1重量％至4重量％。就下限而言，钻井液组合物可以包含大于0.1重量％的缩合产物，例如大于0.3重量％，大于0.5重量％，大于0.7重量％，大于1重量％，大于2重量％，大于3重量％，大于5重量％，大于7重量％，或大于10重量％。就上限而言，钻井液组合物可以包含小于35重量％的缩合产物，例如小于25重量％，小于20重量％，小于15重量％，小于12重量％，小于10重量％，小于7重量％，小于5重量％，小于4重量％，或小于3重量％。
基液
如上所述，钻井液通常根据它们所含的基液的类型来分类。例如，具有含水基液的钻井液通常称为“水基泥浆”，而具有有机基液的钻井液通常称为“油基泥浆”。本文所述的缩合产物可以适合作为乳化剂用于各种钻井液中，包括例如水基泥浆和油基泥浆。
在一些实施方案中，本发明的钻井液组合物包含油基液。换言之，本发明的钻井液组合物可以是油基泥浆。在60年代首先开发传统的油基钻井液体系并用于帮助解决与水基泥浆相关的一些钻探问题，包括粘土溶胀、高温降解、污染物的存在以及润滑性差的问题。油基泥浆和本文所述的钻井液组合物不太受这些问题的影响。
对油基液的组成没有特别的限制。例如，在一些情况下，油基液可以包含柴油、矿物油、直链烯烃、直链烷烃或其组合。柴油的合适例子包括石油来源的柴油、合成柴油和/或生物柴油。矿物油的合适例子包括链烷烃油、环烷烃油和/或芳族油。
除了油基液之外，钻井液组合物还可以包含含水组分，例如水(例如去离子水)或盐水。水相可以是在油基液内的分散相。换句话说，钻井液组合物可以包含水相分散在油基液内的乳液。如下文详述，所述缩合产物作为乳化剂用于钻井液组合物中以提高乳液的稳定性。
在油基体系的液相中，油百分比与水百分比之间的比率通常称为油/水比率。对于本发明的钻井液组合物的油/水比率没有特别的限制。在一些实施方案中，钻井液组合物具有50/50至99.9/0.1的油/水比率，例如55/45至99/1，60/40至98/2，或65/35至95/5。
额外组分
如上文所述，本领域已知的钻井液通常还包含添加剂。例如，常规的钻井液可以包含粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、页岩抑制剂或其组合。本发明的钻井液组合物可以包含相似的组分。
在一些实施方案中，钻井液组合物包含粘度改进剂，有时称为增粘剂。粘度改进剂通常是用于提高钻井液组合物粘度的化合物。适用于钻井液组合物中的粘度改进剂的例子包括有机亲和性粘土，例如膨润土、锂蒙脱石、有机-凹凸棒石、蒙脱土和绿土。在一些情况下，粘度改进剂可以包含有机亲和性粘土，其已经用例如碳酸钠、长链合成聚合物、羧基甲基纤维素、淀粉或多磷酸盐改性。
除了粘度改进剂之外，在钻井液组合物中的乳化的水相对流体粘度做出贡献。因此，本发明的缩合产物对钻井液组合物的粘度做出贡献，这是因为它们提高乳液的稳定性。
在一些实施方案中，钻井液组合物包含pH改进剂，特别是能控制钻井液组合物的碱度的添加剂。合适的pH改进剂的例子包括碳酸钙、氢氧化钙(例如石灰)、氢氧化钾(例如苛性钾碱)和氢氧化钠(例如苛性钠)。
在一些实施方案中，钻井液组合物包含密度改进剂，有时称为增重剂。密度改进剂是具有高比重(或高密度)的细分的固体材料。密度改进剂用于改变、例如增加钻井液组合物的密度。适用于钻井液组合物中的密度改进剂的例子包括重晶石(最小比重为4.20g/cm3)、赤铁矿(最小比重为5.05g/cm3)、碳酸钙(比重为2.7-2.8g/cm3)、菱铁矿(比重为约3.8g/cm3)和钛铁矿(比重为约4.6g/cm3)。
在一些实施方案中，钻井液组合物包含过滤改进剂，特别是用于高压、高温过滤的改进剂。高压、高温过滤试验是用于检测钻井液(例如水基泥浆或油基泥浆)在高达约380°F的高温下的静态过滤行为的标准方法，通常根据API标准进行检测。为了改进钻井液组合物的性能，可以加入过滤改进剂。合适的过滤改进剂的例子包括有机亲和性的褐煤、沥青和聚合物材料。
在一些实施方案中，钻井液组合物包含页岩抑制剂。页岩是细颗粒的、可分裂的、树枝状的沉积岩，其是通过粘土和粉砂尺寸的颗粒固结成相对不可渗透的薄层所形成的。在与钻井液接触时，页岩通常发生水合、溶胀并崩解。这通常对于钻探操作而言是有害的。所以，可以加入页岩抑制剂以减慢或阻止页岩的水合、溶胀或崩解。页岩抑制剂的合适例子包括卤化钙，例如氯化钙。在一些情况下，页岩抑制剂可以溶解在钻井液组合物的含水组分中。
本文所用的术语“大于”和“小于”限值也可以包括与之关联的数值。换句话说，“大于”和“小于”可以解释为“大于或等于”以及“小于或等于”。可以考虑将此表述在随后的权利要求中修改为包括“或等于”。例如，“大于4.0”可以解释为并在随后的权利要求中修改为“大于或等于4.0”。
本文提及的这些组分可以视为任选的组分。在一些情况下，本文所述的组合物可以明确排除在本小节中的一种或多种上述组分，例如经由权利要求的表述排除。例如，权利要求的表述可以修改为描述所公开的组合物、方法等不使用或不含一种或多种上述组分，例如组合物不含密度改进剂。
性能特性
钻井液组合物有利地显示改进的性能特性，例如稳定性。在一些情况下，钻井液组合物显示改进的稳定性(与常规钻井液组合物相比)。换言之，本发明的钻井液组合物可以长期保持乳液状态。在一些情况下，钻井液组合物保持稳定的乳液(例如在室温下)达到至少1小时的时间，例如至少2小时，至少3小时，至少4小时，至少5小时，至少6小时，至少8小时，至少10小时，至少12小时，至少18小时，或至少24小时。
钻井液组合物也有利地显示改进的流变特性。特别相关的两个特性是钻井液的塑性粘度(也称为屈服应力)和钻井液的屈服点。屈服应力对应于当钻井液开始发生塑性形变时的点。屈服应力可以通过使用旋转标准粘度计(例如
)检测钻井液的流变性能来测定。因为屈服应力代表可在无永久脱层的情况下施加的力的上限，所以可以由屈服应力确定在机械部件中的最大可用载荷，这称为屈服点。
钻井液的流变性能、进而屈服应力和屈服点可以随着温度而变化。
根据标准API 13A，分散的塑性粘度应当在10cP以上。在一些实施方案中，钻井液组合物显示在25℃下的塑性粘度大于15cP，例如大于16cP，大于17cP，大于18cP，大于19cP，或大于20cP。就上限而言，钻井液组合物在25℃下的塑性粘度可以小于40cP，例如小于39cP，小于38cP，小于37cP，小于36cP，或小于35cP。就范围而言，钻井液组合物在25℃下的塑性粘度可以在15cP至40cP的范围内，例如15cP至39cP，15cP至38cP，15cP至37cP，15cP至36cP，15cP至35cP，16cP至40cP，16cP至39cP，16cP至38cP，16cP至37cP，16cP至36cP，16cP至35cP，17cP至40cP，17cP至39cP，17cP至38cP，17cP至37cP，17cP至36cP，17cP至35cP，18cP至40cP，18cP至39cP，18cP至38cP，18cP至37cP，18cP至36cP，18cP至35cP，19cP至40cP，19cP至39cP，19cP至38cP，19cP至37cP，19cP至36cP，19cP至35cP，20cP至40cP，20cP至39cP，20cP至38cP，20cP至37cP，20cP至36cP，或20cP至35cP。
在一些实施方案中，钻井液组合物显示在80℃下的塑性粘度大于8cP，例如大于9cP，大于176cP，大于11cP，大于12cP，或大于13cP。就上限而言，钻井液组合物在80℃下的塑性粘度可以小于30cP，例如小于29cP，小于28cP，小于27cP，小于26cP，或小于25cP。就范围而言，钻井液组合物在80℃下的塑性粘度可以在8cP至30cP的范围内，例如8cP至29cP，8cP至28cP，8cP至27cP，8cP至26cP，8cP至25cP，9cP至30cP，9cP至29cP，9cP至28cP，9cP至27cP，9cP至26cP，9cP至25cP，10cP至30cP，10cP至29cP，10cP至28cP，10cP至27cP，10cP至26cP，10cP至25cP，11cP至30cP，11cP至29cP，11cP至28cP，11cP至27cP，11cP至26cP，11cP至25cP，12cP至30cP，12cP至29cP，12cP至28cP，12cP至27cP，12cP至26cP，12cP至25cP，13cP至30cP，13cP至29cP，13cP至28cP，13cP至27cP，13cP至26cP，或13cP至25cP。
在一些实施方案中，钻井液组合物显示在25℃下的屈服点大于15lb/100ft2，例如大于16lb/100ft2，大于17lb/100ft2，大于18lb/100ft2，大于19lb/100ft2，或大于20lb/100ft2。就上限而言，钻井液组合物在25℃下的屈服点可以小于40lb/100ft2，例如小于39lb/100ft2，小于38lb/100ft2，小于37lb/100ft2，小于36lb/100ft2，或小于35lb/100ft2。就范围而言，钻井液组合物在25℃下的屈服点可以是在15lb/100ft2至40lb/100ft2的范围内，例如15lb/100ft2至39lb/100ft2，15lb/100ft2至38lb/100ft2，15lb/100ft2至37lb/100ft2，15lb/100ft2至36lb/100ft2，15lb/100ft2至35lb/100ft2，16lb/100ft2至40lb/100ft2，16lb/100ft2至39lb/100ft2，16lb/100ft2至38lb/100ft2，16lb/100ft2至37lb/100ft2，16lb/100ft2至36lb/100ft2，16lb/100ft2至35lb/100ft2，17lb/100ft2至40lb/100ft2，17lb/100ft2至39lb/100ft2，17lb/100ft2至38lb/100ft2，17lb/100ft2至37lb/100ft2，17lb/100ft2至36lb/100ft2，17lb/100ft2至35lb/100ft2，18lb/100ft2至40lb/100ft2，18lb/100ft2至39lb/100ft2，18lb/100ft2至38lb/100ft2，18lb/100ft2至37lb/100ft2，18lb/100ft2至36lb/100ft2，18lb/100ft2至35lb/100ft2，19lb/100ft2至40lb/100ft2，19lb/100ft2至39lb/100ft2，19lb/100ft2至38lb/100ft2，19lb/100ft2至37lb/100ft2，19lb/100ft2至36lb/100ft2，19lb/100ft2至35lb/100ft2，20lb/100ft2至40lb/100ft2，20lb/100ft2至39lb/100ft2，20lb/100ft2至38lb/100ft2，20lb/100ft2至37lb/100ft2，20lb/100ft2至36lb/100ft2，或20lb/100ft2至35lb/100ft2。
在一些实施方案中，钻井液组合物显示在80℃下的屈服点是大于8lb/100ft2，例如大于9lb/100ft2，大于176lb/100ft2，大于11lb/100ft2，大于12lb/100ft2，或大于13lb/100ft2。就上限而言，钻井液组合物在80℃下的屈服点可以小于30lb/100ft2，例如小于29lb/100ft2，小于28lb/100ft2，小于27lb/100ft2，小于26lb/100ft2，或小于25lb/100ft2。就范围而言，钻井液组合物在80℃下的屈服点可以是8lb/100ft2至30lb/100ft2，例如8lb/100ft2至29lb/100ft2，8lb/100ft2至28lb/100ft2，8lb/100ft2至27lb/100ft2，8lb/100ft2至26lb/100ft2，8lb/100ft2至25lb/100ft2，9lb/100ft2至30lb/100ft2，9lb/100ft2至29lb/100ft2，9lb/100ft2至28lb/100ft2，9lb/100ft2至27lb/100ft2，9lb/100ft2至26lb/100ft2，9lb/100ft2至25lb/100ft2，176lb/100ft2至30lb/100ft2，176lb/100ft2至29lb/100ft2，176lb/100ft2至28lb/100ft2，176lb/100ft2至27lb/100ft2，176lb/100ft2至26lb/100ft2，176lb/100ft2至25lb/100ft2，11lb/100ft2至30lb/100ft2，11lb/100ft2至29lb/100ft2，11lb/100ft2至28lb/100ft2，11lb/100ft2至27lb/100ft2，11lb/100ft2至26lb/100ft2，11lb/100ft2至25lb/100ft2，12lb/100ft2至30lb/100ft2，12lb/100ft2至29lb/100ft2，12lb/100ft2至28lb/100ft2，12lb/100ft2至27lb/100ft2，12lb/100ft2至26lb/100ft2，12lb/100ft2至25lb/100ft2，13lb/100ft2至30lb/100ft2，13lb/100ft2至29lb/100ft2，13lb/100ft2至28lb/100ft2，13lb/100ft2至27lb/100ft2，13lb/100ft2至26lb/100ft2，或13lb/100ft2至25lb/100ft2。
根据标准API 13A，屈服点与塑性粘度之间的比率应当小于1.50。在一些实施方案中，钻井液组合物显示屈服点与塑性粘度之间的比率小于2，例如小于1.75，小于1.50，小于1.25，或小于1。就下限而言，钻井液组合物可以显示屈服点与塑性粘度之间的比率大于0.1，例如大于0.2，大于0.3，大于0.4，或大于0.5。就范围而言，钻井液组合物可以显示屈服点与塑性粘度之间的比率在0.1-2的范围内，例如0.1-1.75，0.1-1.50，0.1-1.25，0.1-1；0.2-2，例如0.2-1.75，0.2-1.50，0.2-1.25，0.2-1；0.3-2，例如0.3-1.75，0.3-1.50，0.3-1.25，0.3-1；0.4-2，例如0.4-1.75，0.4-1.50，0.4-1.25，0.4-1；0.5-2，例如0.5-1.75，0.5-1.50，0.5-1.25，或0.5-1。
制备钻井液组合物
本发明也提供制备本文所述的钻井液组合物的方法。这些方法包括三官能胺和脂肪酸反应(如下文详述)以形成缩合产物，并将缩合产物加入油基液以形成钻井液组合物。在一些实施方案中，此方法还包括向油基液加入粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合。
本发明人开发了制备本发明缩合产物的合成路径，且不需要使用有害试剂。在一些实施方案中，此缩合反应是通过合并三官能胺和脂肪酸、并加热此混合物进行。在一些实施方案中，例如在实验室规模的合成操作中，可以用标准实验室装置加热所述混合物，例如Bunsen燃烧器、蒸气浴、电加热罩或电热板。在这些实施方案中，可以采用本领域技术人员已知的方法在回流下加热所述混合物。
在一个实施方案中，此缩合反应包括将三官能胺和脂肪酸加热到至少100℃的温度，例如至少105℃，至少110℃，至少115℃，至少120℃，或至少125℃。就上限而言，缩合反应可以包括将反应混合物加热到小于300℃的温度，例如小于275℃，小于250℃，小于225℃，小于200℃，或小于175℃。就范围而言，缩合反应可以包括将反应混合物加热到在100℃至300℃范围内的温度，例如110℃至300℃，115℃至300℃，120℃至300℃，125℃至300℃，100℃至275℃，110℃至275℃，115℃至275℃，120℃至275℃，125℃至275℃，100℃至250℃，110℃至250℃，115℃至250℃，120℃至250℃，125℃至250℃，100℃至225℃，110℃至225℃，115℃至225℃，120℃至225℃，125℃至225℃，100℃至200℃，110℃至200℃，115℃至200℃，120℃至200℃，125℃至200℃，100℃至175℃，110℃至175℃，115℃至175℃，120℃至175℃，或125℃至175℃。
在一个实施方案中，缩合反应包括将三官能胺和脂肪酸加热至少10小时的时间，例如至少12小时，至少14小时，至少16小时，至少18小时，或至少20小时。就上限而言，缩合反应可以包括将反应混合物加热小于50小时的时间，例如小于45小时，小于40小时，小于35小时，小于30小时，或小于25小时。就范围而言，缩合反应可以包括将反应混合物加热10-50小时的时间，例如12-50小时，14-50小时，16-50小时，18-50小时，20-50小时，10-45小时，12-45小时，14-45小时，16-45小时，18-45小时，20-45小时，10-40小时，12-40小时，14-40小时，16-40小时，18-40小时，20-40小时，10-35小时，12-35小时，14-35小时，16-35小时，18-35小时，20-35小时，10-30小时，12-30小时，14-30小时，16-30小时，18-30小时，20-30小时，10-25小时，12-25小时，14-25小时，16-25小时，18-25小时，或20-25小时。
在一些实施方案中，如上所述进行缩合反应的操作获得包含小于15重量％的杂质的缩合产物，例如小于14重量％，小于13重量％，小于12重量％，小于11重量％，或小于10重量％。
在一些情况下，缩合反应的进程和/或缩合产物的纯度可以通过光谱法来检测。在一些实施方案中，通过1H NMR光谱检测所述进程和/或纯度。在这些实施方案中，可以将反应混合物和/或缩合产物的样品在氘化溶剂中稀释，例如氘化水、氘化丙酮、氘化甲醇、氘化二甲基亚砜(DMSO)或氘化氯仿。在优选实施方案中，将样品在氘化DMSO中稀释。如图1所示，所述进程和/或纯度可以通过代表羧酸质子的峰(约12ppm)消失和出现代表酰胺质子的峰(约7ppm)来评估。
缩合反应的进程和/或缩合产物的纯度也可以通过其它分光或光谱方法来检测。例如，所述进程和/或纯度可以通过红外光谱、拉曼光谱、GC-MS、LC-MS、HPLC和本领域技术人员已知的其它常规方法来检测。
在一些实施方案中，在使用钻井液组合物期间出现缩合反应。例如，可以原地形成缩合产物。因为缩合反应包括加热三官能胺和脂肪酸且不需要使用额外的试剂，所以此缩合反应可以在任何高温环境中进行。在一些实施方案中，三官能胺和脂肪酸可以用于高温金属基材。
在一些实施方案中，例如，可以将三官能胺和脂肪酸泵送到地下岩层或井眼中，并可以在地下岩层中形成缩合产物。在地下岩层或井眼中，一种或多种金属基材可以暴露在高温下。金属基材可以暴露在足够高以驱动缩合反应的温度下。在一个实施方案中，金属基材暴露在至少100℃的温度下，例如至少105℃、至少110℃、至少115℃、至少120℃或至少125℃。
如本文所述，本发明的方法包括将缩合产物加入油基液以形成钻井液组合物，和任选地向油基液加入粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合。在每种情况下，对于添加方法没有特别的限制，且可以使用任何常规方式。在一些实施方案中，例如，用于将缩合产物加入油基液的操作包括搅拌、混合、振动和/或搅动混合物，例如通过机械装置进行。
钻井液组合物的应用
所述钻井液组合物可以按照与常规钻井液相同的方式使用。特别是，可以在常规油气操作期间使用所述钻井液组合物。在一些情况下，例如，可以在钻探期间将所述钻井液组合物泵送入井眼。
实施例
参考以下非限制性实施例以更好地理解本发明。
实施例1
制备几种钻井液组合物，其包含三氨基壬烷(TAN)和妥尔油脂肪酸(TOFA)的缩合产物。所述缩合产物是在TAN与TOFA之间的重量比率为1:1的情况下制备。使用不同量的缩合产物制备这些钻井液组合物，以达到在整个钻井液组合物中的最终浓度。在每种情况下，钻井液组合物包含粘度改进剂(改性锂蒙脱石,有机-凹凸棒石)、pH改进剂(石灰)、密度改进剂(碳酸钙)、过滤改进剂(有机亲和性的褐煤)和页岩抑制剂(氯化钙)。这些组合物如下表1所示。
表1：示例性的钻井液组合物
在环境压力和不同的温度下使用旋转型粘度计(
Grace M3600)检测流变性能。流变检测是分别在固定速度600rpm、300rpm、200rpm、100rpm、60rpm、30rpm、6rpm和3rpm下进行，这得到在内部固定圆筒上的牛顿剪切速率分别为102.38s-1、510.67s-1、340.46s-1、170.32s-1、102.14s-1、51.069s-1、10.21s-1和5.11s-1。在各个旋转速度下的旋转持续进行60秒，并且每10秒读取数值。对六个数值进行平均并记录。屈服应力是从流变图(剪切应力相对于剪切速率)在对于零剪切速率获取外推曲线、并拟合合适的流变模型来测定。表2列出流变检测的结果，特别是在不同温度下的塑性粘度(PV)和屈服点(YP)。
表2：示例性钻井液组合物的流变行为
如表2所示，钻井液组合物显示所需的高塑性粘度和屈服点。除了在93℃下的实施例1和2，所有检测的组合物显示根据API 13A测得具有大于10cP的塑性粘度。另外，实施例1-4各自显示所需的屈服点与塑性粘度之间的低比率。特别是，所检测的组合物都没有显示该比率大于1.5，其中一些组合物甚至显示该比率小于1。
实施例2
进行另一个试验以评估钻井液组合物的稳定性。特别是，此试验评价缩合产物保持乳液的能力。对于此试验，如上所述采用TAN与TOFA之间的重量比率为1:1制备TAN和TOFA的缩合产物。在不同浓度下将缩合产物加入20体积％水和80体积％矿物油的混合物中。振动这些混合物以形成乳液，并随着时间进程观察以确定乳液是否稳定。表3报告了结果。
表3：缩合产物的稳定效果
如表3所示，在所有浓度下，缩合产物都保持稳定乳液状态达到至少2小时的时间。随着浓度的提高，乳液的稳定性也提高。这些结果表明，所述缩合产物，特别是在较高的浓度下，能适宜地乳化在钻井液组合物中典型的油包水乳液。
实施方案
本发明考虑以下实施方案。考虑这些特征和实施方案的所有组合。
实施方案1：钻井液组合物，其包含：0.1重量％至10重量％的三官能胺与脂肪酸的缩合产物，其中在缩合产物中的三官能胺与脂肪酸之间的重量比率是在0.1：1至10：1的范围内；和油基液。
实施方案2：根据实施方案1所述的实施方案，其中在缩合产物中的三官能胺与脂肪酸之间的重量比率是0.3：1至2：1。
实施方案3：根据实施方案1或2所述的实施方案，其中钻井液组合物显示在25℃下的塑性粘度大于15cP。
实施方案4：根据实施方案1-3中任一项所述的实施方案，其中钻井液组合物显示在80℃下的塑性粘度大于10cP。
实施方案5：根据实施方案1-4中任一项所述的实施方案，其中钻井液组合物显示在25℃下的屈服点大于15lb/100ft2。
实施方案6：根据实施方案1-5中任一项所述的实施方案，其中钻井液组合物显示在80℃下的屈服点大于10lb/100ft2。
实施方案7：根据实施方案1-6中任一项所述的实施方案，其中钻井液组合物显示屈服点与塑性粘度之间的比率小于2。
实施方案8：根据实施方案1-7中任一项所述的实施方案，其还包含粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合。
实施方案9：根据实施方案1-8中任一项所述的实施方案，其中油基液包含柴油、矿物油、直链烯烃、直链烷烃或其组合。
实施方案10：根据实施方案1-9中任一项所述的实施方案，其中三官能胺包含6-12个碳原子。
实施方案11：根据实施方案1-10中任一项所述的实施方案，其中三官能胺具有以下化学式：
CxHy(NH2)3，
其中x是6-12；和
其中y小于或等于23。
实施方案12：根据实施方案1-11中任一项所述的实施方案，其中脂肪酸包含棕榈酸，油酸，亚油酸，松香酸，十六碳烯酸，棕榈油酸，肉豆蔻油酸，反油酸，11-十八碳烯酸，或妥尔油，其异构体，或其组合。
实施方案13：一种制备钻井液组合物的方法，包括：
使三官能胺和脂肪酸在至少100℃的温度下反应至少10小时以形成缩合产物；和
将缩合产物加入油基液以形成钻井液组合物；
其中缩合产物包含小于15重量％的杂质。
实施方案14；根据实施方案13中所述的实施方案，其中还包括向油基液加入粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合。
实施方案15：根据实施方案13或14所述的实施方案，其中油基液包含柴油、矿物油、直链烯烃、直链烷烃或其组合。
实施方案16：根据实施方案13-15所述的实施方案，其中三官能胺包含6-12个碳原子。
实施方案17：根据实施方案13-16所述的实施方案，其中三官能胺具有以下化学式：
CxHy(NH2)3，
其中x是6-12；和
其中y小于或等于23。
实施方案18：根据实施方案13-17所述的实施方案，其中脂肪酸包含棕榈酸，油酸，亚油酸，松香酸，十六碳烯酸，棕榈油酸，肉豆蔻油酸，反油酸，11-十八碳烯酸，或妥尔油，其异构体，或其组合。
Claims (15)
1.一种钻井液组合物，其包含：
0.1重量％至10重量％的三官能胺与脂肪酸的缩合产物，其中在缩合产物中的三官能胺与脂肪酸之间的重量比率是在0.1：1至10：1的范围内，优选0.3：1至2：1；和
油基液。
2.权利要求1的钻井液组合物，其中缩合产物对应于式1：
其中R1是具有8-24个碳原子的烷基、烯基或炔基，
R2是具有1-10个碳原子的烷基、烯基或炔基，
R3是具有1-10个碳原子的烷基、烯基或炔基，
R4是具有1-10个碳原子的氨基。
3.权利要求1的钻井液组合物，其中缩合产物对应于式2b：
4.权利要求1的钻井液组合物，其中钻井液组合物显示在25℃下的塑性粘度大于15cP，或在80℃下的塑性粘度大于10cP。
5.权利要求1的钻井液组合物，其中钻井液组合物显示在25℃下的屈服点大于15lb/100ft2，或在80℃下的屈服点大于10lb/100ft2。
6.权利要求1的钻井液组合物，其中钻井液组合物显示屈服点与塑性粘度之间的比率小于2。
7.权利要求1的钻井液组合物，其还包含粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合。
8.权利要求1的钻井液组合物，其中油基液包含柴油、矿物油、直链烯烃、直链烷烃或其组合。
9.权利要求1的钻井液组合物，其中三官能胺包含6-12个碳原子。
10.权利要求1的钻井液组合物，其中三官能胺具有以下化学式：
CxHy(NH2)3，
其中x是6-12；和
其中y小于或等于23。
11.权利要求1的钻井液组合物，其中脂肪酸包含棕榈酸，油酸，亚油酸，松香酸，十六碳烯酸，棕榈油酸，肉豆蔻油酸，反油酸，11-十八碳烯酸，或妥尔油,其异构体，或其组合。
12.一种制备钻井液组合物的方法，包括：
使三官能胺与脂肪酸在至少100℃的温度下反应至少10小时以形成缩合产物，所述三官能胺优选包含6-12个碳原子；和
将缩合产物加入油基液以形成钻井液组合物；
其中缩合产物包含小于15重量％的杂质。
13.权利要求12的方法，还包括向油基液加入粘度改进剂、pH改进剂、密度改进剂、过滤改进剂、含水组分、页岩抑制剂或其组合，所述油基液优选包含柴油、矿物油、直链烯烃、直链烷烃或其组合。
14.权利要求12的方法，其中三官能胺具有以下化学式：
CxHy(NH2)3，
其中x是6-12；和
其中y小于或等于23。
15.权利要求12的方法，其中脂肪酸包含棕榈酸，油酸，亚油酸，松香酸，十六碳烯酸，棕榈油酸，肉豆蔻油酸，反油酸，11-十八碳烯酸，或妥尔油,其异构体，或其组合。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989011516A1 (en) * | 1988-05-16 | 1989-11-30 | Sandoz Ag | Emulsifiers for oil based drilling fluids |
| US5869433A (en) * | 1990-03-30 | 1999-02-09 | M-I L.L.C. | Non-fluorescing oil-based drilling fluid |
| US20090227478A1 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Elementis Specialties, Inc. | Equivalent circulating density control in deep water drilling |
| CN102027092A (zh) * | 2008-05-15 | 2011-04-20 | 阿克佐诺贝尔股份有限公司 | 用于油基钻井液的基于多胺和脂肪酸/羧酸的聚酰胺乳化剂 |
| CN103012180A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-03 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种全油基钻井液有机流变改进剂的制备方法 |
| CN105086956A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 | 一种油基钻井液用增粘剂及其制备方法 |
| CN107828391A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-23 | 联技精细材料(珠海)有限公司 | 一种应用于油基钻井液的高温乳化剂及其制备方法 |
| CN109642146A (zh) * | 2016-05-18 | 2019-04-16 | 英格维蒂南卡罗来纳有限责任公司 | 用于钻井、压裂和其他程序的粘土抑制剂 |
| CN109722230A (zh) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种油基钻井液用乳化剂及其制备方法和钻井液 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4073618A (en) * | 1975-03-19 | 1978-02-14 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Anti-corrosive agent for metals |
| US20090181867A1 (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-16 | Baker Hughes Incorporated | Corrosion inhibitors for oilfield applications |
| CN103210055A (zh) * | 2010-06-30 | 2013-07-17 | M-I有限公司 | 平坦流变性井筒液 |
| AU2014309168B2 (en) * | 2013-08-19 | 2018-11-08 | Ingevity South Carolina, Llc | Methods for producing emulsifiers for oil-based drilling fluids |
| US20200291286A1 (en) * | 2017-01-11 | 2020-09-17 | Saudi Arabian Oil Company | Emulsifiers for Invert Emulsion Drilling Fluids |
| US20190256762A1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-08-22 | PfP INDUSTRIES, LLC | Scale inhibitor compositions including triaminononane phosphonates and methods for making and using same |
| US11492710B2 (en) * | 2019-11-18 | 2022-11-08 | Ascend Performance Materials Operations Llc | Trifunctional amine based corrosion inhibitor compositions |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989011516A1 (en) * | 1988-05-16 | 1989-11-30 | Sandoz Ag | Emulsifiers for oil based drilling fluids |
| US5869433A (en) * | 1990-03-30 | 1999-02-09 | M-I L.L.C. | Non-fluorescing oil-based drilling fluid |
| US20090227478A1 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-10 | Elementis Specialties, Inc. | Equivalent circulating density control in deep water drilling |
| CN102027092A (zh) * | 2008-05-15 | 2011-04-20 | 阿克佐诺贝尔股份有限公司 | 用于油基钻井液的基于多胺和脂肪酸/羧酸的聚酰胺乳化剂 |
| CN103012180A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-03 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种全油基钻井液有机流变改进剂的制备方法 |
| CN105086956A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 | 一种油基钻井液用增粘剂及其制备方法 |
| CN109642146A (zh) * | 2016-05-18 | 2019-04-16 | 英格维蒂南卡罗来纳有限责任公司 | 用于钻井、压裂和其他程序的粘土抑制剂 |
| CN109722230A (zh) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种油基钻井液用乳化剂及其制备方法和钻井液 |
| CN107828391A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-23 | 联技精细材料(珠海)有限公司 | 一种应用于油基钻井液的高温乳化剂及其制备方法 |
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