在钻井使用流体内减少流体损失的方法技术

减少从钻井使用流体中流体损失的方法包括结合三元共聚物与钻井使用流体，以减少从该流体中损失的流体，接着将该流体置入钻井内。在一个实施方案中，使用下述单体制备三元共聚物：约７５ｗｔ％－约９５ｗｔ％的２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸或其碱式盐；约３ｗｔ％－约１５ｗｔ％的的丙烯酰胺；和约３ｗｔ％－约１５ｗｔ％的Ｎ－乙烯基－２－吡咯烷酮，其中所有重量百分数基于单体的总重量。钻井使用流体可包括水或含水的盐溶液，例如甲酸盐溶液。钻井使用流体也可包括粘土，例如蒙脱石和硅镁土粘土。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在石油工业中使用的流体和方法，和更特别地涉及钻井使用流体(wellbore servicing fluid)，其包括水基流体和减少从该流体中损失流体的三元共聚物，以及通过使用这种三元共聚物减少流体损失的方法。
技术介绍
天然资源，例如气体、水和原油的地下沉积物常常通过钻探钻井，抽出含有这种沉积物的地下地层或区域而回收。在钻探钻井和准备钻井与相邻的地下地层以供从中回收材料中使用各种水基流体。例如，当钻井被钻探时，钻井液或淤泥通常循环经过钻井以冷却钻头，在钻井工艺过程中保持沉积物局限在各自的地层中并将钻探的切屑带到表面上。钻井液还能在钻井壁上形成不可渗透的滤饼，从而防止水从流体迁移到地下地层中。其它类型的水基流体包括通常用于在地下地层内产生压裂，进而增加从该地层中的材料回收率而使用的压裂液。此外，可使用吹扫液使地下地层溢流，从而将油、气体或水从地层驱动到生产钻井内以供回收，以及可使用修井液在钻井内进行补救工作。遗憾的是，在钻井内常常发生从这种水基流体中损失流体，从而导致严重的问题。例如，可在钻井壁上累积过量的滤饼，从而引起钻探管道被粘附，结果非常难以从钻井中除去它。此外，流体损失可导致页岩地层崩塌和下陷。此外，由于流体损失导致钻井中电子测井受到负面影响。各种天然和合成的聚合物常常加入到水基流体中，以控制流体损失到地下地层内。然而，水基流体被泵送到其内的钻井具有相对高的井下温度和/或压力，其中在所述温度和/或压力下常规的流体损失控制剂是不稳定的。正因为如此，那些流体损失控制剂可能不能服务于其目的提供井下的流体损失控制。因此，仍需要开发一种降低在高温和压力下流体损失的流体损失控制剂。专利技术概述在一个实施方案中，减少流体从钻井使用流体中损失的方法包括结合三元共聚物与钻井使用流体，以减少从该流体中损失的流体。该三元共聚物可由下述单体形成(a)以单体的总重量计，约75％-约95％的第一单体，其中第一单体通常用下式表示 其中R1选自氢和甲基，其中R2选自磺基、磺基苯基、磺基烷基、磺基烷基酰胺基及其碱式盐(alkali salts)，其中R2中的亚烷基和烷基包括1-4个碳原子，和其中碱式盐是选自钠、钾和铵中的阳离子的盐；(b)以单体的总重量计，约3％-约15％的第二单体，其中第二单体通常用下式表示 其中R3选自氢、甲基和乙基，其中R4选自N-烷基取代的酰胺、N，N-二烷基取代的酰胺、羧基亚烷基胺、羧基亚烷基甲胺、羧基亚烷基二甲胺、吡咯烷酮基、甲酰胺和乙酰胺基，其中N-烷基取代的酰胺中的烷基选自甲基、乙基和丙基，其中N，N-二烷基取代的酰胺中的烷基选自甲基和乙基，和其中R4中的亚烷基包括1-5个碳原子；和(c)以单体的总重量计，约3％-约15％的第三单体，其中第三单体通常用下式表示 其中R5选自氢和甲基，和其中R6选自酰胺、腈、乙酰基和吡啶基。在一个实施方案中，第一单体包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱式盐，第二单体包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮，和第三单体包括丙烯酰胺。钻井使用流体可例如充当钻井液、修井液、压裂液、吹扫液或其结合，因此可置于钻井内与地下地层接触。即使钻井具有高达约450°F的温度和高达约30,000psi的压力，也可控制在钻井内的流体损失。在另一实施方案中，钻井使用流体包括水基流体，例如甲酸盐溶液和前述三元共聚物用以减少从流体中损失的流体。该三元共聚物可由下述单体形成约75wt％-约95wt％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱式盐，例如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠；约3wt％-约15wt％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮；和约3wt％-约15wt％的丙烯酰胺，所有的重量百分数基于单体的总重量。此外，水基流体可包括淡水或含水的盐溶液，例如KCl、NaCl、甲酸钾或甲酸钠溶液。它也可包括粘土，例如蒙脱石粘土和硅镁土粘土。优选实施方案的详细说明根据一个实施方案，钻井使用流体包括水基流体和三元共聚物用以减少从流体中损失的流体。此处所使用的“钻井使用流体”是指可用于准备钻井或通过钻井穿入的地下地层以供从地层中回收材料的流体。因此，钻井使用流体可例如充当钻井液、修井液、压裂液或吹扫液。要理解“地下地层”囊括在暴露土地下方的区域，或者在通过水，例如海洋或海洋水，覆盖的土地下方的区域。在考虑到钻井使用流体中的其它组分之后，钻井使用流体含有平衡量的水基流体。水基流体可例如包括淡水或盐水，例如食盐水和海水。合适的水基流体的实例包括含水的盐溶液，例如氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、硝酸钾(KNO3)、海盐和甲酸盐溶液，例如甲酸钾、甲酸铯和甲酸钠溶液。可通过聚合下述三种单体制备三元共聚物(a)以单体的总重量计，约75％-约95％的第一单体，其中第一单体通常用下式表示 其中R1选自氢和甲基，其中R2选自磺基、磺基苯基、磺基烷基、磺基烷基酰胺基及其碱式盐，其中R2中的亚烷基和烷基包括1-4个碳原子，和其中碱式盐是选自钠、钾和铵中的阳离子的盐；(b)以单体的总重量计，约3％-约15％的第二单体，其中第二单体通常用下式表示 其中R3选自氢、甲基和乙基，其中R4选自N-烷基取代的酰胺、N，N-二烷基取代的酰胺、羧基亚烷基胺、羧基亚烷基甲胺、羧基亚烷基二甲胺、吡咯烷酮基、甲酰胺和乙酰胺基，其中N-烷基取代的酰胺中的烷基选自甲基、乙基和丙基，其中N，N-二烷基取代的酰胺中的烷基选自甲基和乙基，和其中R4中的亚烷基包括1-5个碳原子；和(c)以单体的总重量计，约3％-约15％的第三单体，其中第三单体通常用下式表示 其中R5选自氢和甲基，和其中R6选自酰胺、腈、乙酰基和吡啶基。可使用本领域已知的聚合方法，例如在溶液、悬浮液或乳液环境内的自由基技术，制备三元共聚物。在美国专利No.3547899中公开了合适的聚合方法，在此通过参考将其全文引入。所得三元共聚物的分子量范围可以是例如约十万至约一百万或更大。该三元共聚物可溶于水基流体内。存在于钻井使用流体内的三元共聚物的用量范围可以是约0.05wt％-约3wt％，或者约0.1wt％-约2.5wt％，或约0.15wt％-约2.0wt％。所有重量百分数基于钻井使用流体的总重量。在一个实施方案中，第一单体包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其碱式盐，例如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(Na-AMPS)，第二单体包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)，和第三单体包括丙烯酰胺。第一单体的其它合适的实例包括，但不限于，乙烯基磺酸、乙烯基磺酸的碱式盐、乙烯基苯磺酸、乙烯基苯磺酸的碱式盐、烯丙基磺酸、烯丙基磺酸的碱式盐、甲基烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸的碱式盐、3-甲基丙烯酰胺基-2-羟丙基磺酸、3-甲基丙烯酰胺基-2-羟丙基磺酸的碱式盐，和其中的两种或多种的结合；碱式盐是选自钠、钾和铵中的阳离子的盐。第二单体的其它合适的实例包括，但不限于，N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺，和其中的两种或多种的结合；第三单体的其它合适的实例包括，但不限于，甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、乙烯基吡啶，和其中的两种或多种的结合。三元共聚物可通过增加流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
减少流体从钻井使用流体中损失的方法，该方法包括：结合三元共聚物与钻井使用流体，以减少从该流体中损失的流体，该三元共聚物由下述单体形成：（ａ）以单体的总重量计，约７５％－约９５％的第一单体，其中第一单体通常用下式表示：＊＊＊　 　其中Ｒ↓［１］选自氢和甲基，其中Ｒ↓［２］选自磺基、磺基苯基、磺基烷基、磺基烷基酰胺基及其碱式盐，其中Ｒ↓［２］中的亚烷基和烷基包括１－４个碳原子，和其中碱式盐是选自钠、钾和铵中的阳离子的盐；（ｂ）以单体的总重量计，约３％－约 １５％的第二单体，其中第二单体通常用下式表示：＊＊＊其中Ｒ↓［３］选自氢、甲基和乙基，其中Ｒ↓［４］选自Ｎ－烷基取代的酰胺、Ｎ，Ｎ－二烷基取代的酰胺、羧基亚烷基胺、羧基亚烷基甲胺、羧基亚烷基二甲胺、吡咯烷酮基、甲酰胺和乙酰胺 基，其中Ｎ－烷基取代的酰胺中的烷基选自甲基、乙基和丙基，其中Ｎ，Ｎ－二烷基取代的酰胺中的烷基选自甲基和乙基，和其中Ｒ↓［４］中的亚烷基包括１－５个碳原子；和（ｃ）以单体的总重量计，约３％－约１５％的第三单体，其中第三单体通常用下式表 示：＊＊＊其中Ｒ↓［５］选自氢和甲基，和其中Ｒ↓［６］选自酰胺、腈、乙酰基和吡啶基。...

【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：BB派特尔，
申请(专利权)人：切夫里昂菲利普化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]