描述了一种添加剂作为粘土溶胀抑制剂，尤其是在钻探领域的用途。更具体地，描述了2-甲基戊烷-1，5-二胺或者2-甲基戊烷-1，5-二胺的有机或无机盐作为粘土在含水介质中溶胀的抑制剂的用途。还描述了-种包括2-甲基戊烷-1，5-二胺或其有机或无机盐的钻井液组合物或水力压裂液组合物以及使用该组合物的钻探或水力压裂方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】描述了一种添加剂作为粘土溶胀抑制剂，尤其是在钻探领域的用途。更具体地，描述了2-甲基戊烷-1，5-二胺或者2-甲基戊烷-1，5-二胺的有机或无机盐作为粘土在含水介质中溶胀的抑制剂的用途。还描述了-种包括2-甲基戊烷-1，5-二胺或其有机或无机盐的钻井液组合物或水力压裂液组合物以及使用该组合物的钻探或水力压裂方法。【专利说明】粘土溶胀抑制剂，包含所述抑制剂的组合物以及使用所述 抑制剂的方法 在此描述了一种新颖的添加剂作为粘土溶胀抑制剂，尤其是在钻探领域中的用 途。还描述了 2-甲基戊烷-1，5-二胺，或者2-甲基戊烷-1，5-二胺的有机或无机盐作为 粘土在含水介质中溶胀的抑制剂的用途。此外，描述了一种包含2-甲基戊烷-1，5-二胺或 其有机或无机盐的钻井液组合物或水力压裂液组合物以及使用所述组合物的钻探或水力 压裂方法。
技术介绍
在钻井作业过程中，尤其是当目的是采收地下石油和/或天然气田而进行钻井 时，采用了钻井液旨在润滑、清洁并且冷却钻探工具和钻头，和/或排出在钻探过程中破碎 的物质（清除的岩石或钻屑）。钻井液还用于清洁该井。它们还提供了在固结前支撑井壁 所必需的压力。这种流体通常被称为"钻探泥浆"。在钻探之后，井壁总体上用水泥材料固 结。 在钻井过程中，特别是在旨在生产石油和/或天然气的钻井过程中，钻探经常是 通过泥质岩（特别是通过页岩）进行的。 泥质岩层所造成的问题是众所周知的。当通过使用水基钻井液钻探而渗透这些岩 层时，通过离子交换和水合作用在泥质结构内发生复杂的化学反应。 这些反应导致粘土的溶胀、钻探穿过的岩层的泥质颗粒的崩解或分散。 这种粘土的溶胀不仅在钻探壁方面而且在钻井液方面以及在储集岩方面都造成 问题。 表述"储集岩"应理解为是指包括待提取的石油和/或天然气的岩层。 由于粘土的水合作用，分散的颗粒污染了钻井液和储集岩，并且崩解对井壁的稳 定性是不利的。这些粘土的溶胀还通过干扰流体的流动或钻探工具的通道而引起操作问 题。 沿着井壁，溶胀造成突起，这些突起干扰钻井液和钻探工具的运动。此外，溶胀可 能导致崩解，从而造成沿着壁的隆起。这些隆起和突起可在井中产生机械弱点。 在钻井液中，崩解的泥质材料被释放到流体中并且呈现了流体的粘度控制的问 题：该泥质材料，尤其是在高浓度的盐（盐水）的存在下，具有大大增加粘度的倾向。这种 粘度的增加变得有害，并且如果它太高，会损害钻探工具。该井甚至可能变得不可用。 此外，清除的泥质岩在钻井液中可能有聚集在一起的倾向（"钻头结球 (bit-balling)"现象）。总体上，它被称为吸积现象。该吸积可能会干扰流体和工具的运 动。此外，它们可以围绕钻头粘附并聚集在一起并且从而阻塞它。 在泥质岩层中在钻探过程中由粘土的溶胀带来的问题是与粘土 /钻井液相互作 用的现象紧密相连的，尤其是在粘土-水接触过程中。 现有抟术/问是页 在石油开采领域中，上面提及的问题尤其是在使用无水钻井液（例如其中连续相 是基于一种液烃的流体）得以解决。但是用这些类型的"油基"泥浆钻探具有很多缺点：该 流体的高昂成本，钻探造成的流出物和碎屑的油的毒性并且尤其是污染。关于废物处理的 现行法规从此导致处理成本和技术使得油基泥浆很经常不可能使用。 因此，目前，研究与开发基本上集中在含水体系中以便找到限制粘土溶胀现象的 添加剂。这些添加剂被称为"粘土溶胀抑制剂"并且它们的目的在于防止流体沿壁渗入到 岩石中、渗入到悬浮的清除的岩石中，并抑制溶胀和/或崩解。 在这些添加剂之中，它们特别是以下各项： -矿物盐类（KCl、NaCl、CaCl2等），其中KC1无疑是用于抑制粘土的溶胀的最常用 的盐。事实上，钾离子是一种很好的抑制剂，其降低了粘土片之间的静电排斥并因此降低了 粘土的溶胀。尽管Na+离子作为抑制剂不如K+离子，NaCl的使用也是广泛的，尤其是与硅 酸盐、多元醇或甲基葡萄糖苷组合时。矿物盐类的其他溶液，如CaCl 2、或CaBr2、ZnCl2、MgCl2 或MgBr2以及ZnBr2也被广泛地用作溶胀抑制剂。然而，越来越多地寻求避免在该领域中使 用这些化合物，因为无机盐类（尤其是氯化物盐）对用于固结井壁的水泥具有有害的作用， -脂肪族胺类，如在专利US 5771971中所描述的己二胺， -二胺盐类，如在专利申请US 2006/0289164中所描述的，其抗衡离子是一元酸 (如甲酸）、无机酸、或其他酸如羟基酸（苹果酸或柠檬酸）；以及更特别地己二胺与无机酸 (如盐酸）或单官能有机酸（如甲酸）的盐类，如在专利申请US 2002/0155956中所描述 的， -用来固结壁的聚合物（"井筒固结"）。因此目前使用的是部分水解的聚丙烯酰 胺（PHPA)。专利FR 2185745描述了这样一种用途。这些聚合物在壁的表面上形成了一种 聚合物膜，封装清除的岩石，并且从而抑制了粘土的水合作用。然而这些聚合物的性能是有 限的，因为他们具有在高浓度下使流体太粘的倾向。此外，这些聚合物的性能在高温高压 (HTHP)钻探条件下由于其有限的水解稳定性是有限的。此外，这些聚合物在其使用期间由 于其剪切敏感性而降解。因此，需要替代解决方案。 越来越严格的法规目的在于限制对人类或对环境危险的产品的使用和/或处置 的风险。寻求使用更少有害的和/或更有效的添加剂（其可以因此以更少的量使用）的替 代解决方案。 因此，对于提供粘土溶胀抑制剂仍然存在一种需要，这些粘土溶胀抑制剂在其应 用中表现地甚至更好，并且对人类或对环境的危险更小。 简要说明 为此目的，在此的示例性实施例提出了 2-甲基戊烷-1，5-二胺（在下文由MPMD 表示）作为粘土在含水介质中溶胀的抑制剂的用途。 示例性实施例还涉及MPMD的有机或无机盐作为含水介质中粘土溶胀的抑制剂的 用途。 在不同的实施例中，MPMD和/或其有机或无机盐占相对于在含水介质中粘土溶胀 抑制剂的总量的至少约5重量％，有利地至少约10重量％，并且优选地至少约30重量％。 示例性实施例还涉及一种钻井液组合物或水力压裂液组合物，其特征在于它包括 至少2-甲基戊烷-1，5-二胺或其有机或无机盐、一种液体载体和任选地溶解或分散在该液 体载体中的添加剂。 再另外的实施例涉及一种钻探方法（其中在至少一个步骤中使用了一种示例性 钻井液组合物）和一种水力压裂方法（其中在至少一个步骤中使用了根据所述实施例的水 力压裂液组合物）。 专利技术详细说明 用途 不同的实施例使用处于游离形式或处于有机或无机盐形式的2-甲基戊烷-1， 二胺。 根据本专利技术"游离形式"或"游离的"是指2-甲基戊烷-1，5-二胺（MPMD)不是处 于盐的形式。 通过无机盐的实例，可以提及的是其中抗衡离子是氯离子Cr或磷酸根P0广或溴 离子的无机盐。 关于有机盐，它们可以是MPMD的羧酸盐，尤其是MPMD的单羧酸或二羧酸盐，优选 地是MPMD的二羧酸盐。 在一个有利的实施例中，MPMD的有机盐是MPMD的二羧酸盐，其中二羧酸选自草 酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、甲基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、中康酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
2‑甲基戊烷‑1，5‑二胺(MPMD)或MPMD的有机或无机盐作为粘土在含水介质中溶胀的抑制剂的用途。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T巴德尔，A卡迪克斯，
申请(专利权)人：罗地亚运作公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。