用于钻井固井的添加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种基于聚亚烷基亚胺和磺化的含甲醛缩合产物的添加剂，及其作为降滤失剂在原油和天然气领域中用于钻井固井的用途。聚亚烷基亚胺的典型代表实例有聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺和聚丁烯亚胺，还可使用其衍生物。优选的缩合产物为丙酮／甲醛树脂。使用之前有待熟化、尤其是通过放置而熟化的所述添加剂具有特别低的滤失值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钻井固井的添加剂本专利技术涉及一种基于聚亚烷基亚胺和磺化的含甲醛缩合物的添加剂及其用途。聚亚烷基亚胺、特别是聚乙烯亚胺在建筑化学组合物中的用途、在本文中特别是 作为所称的降滤失剂的用途是充分熟知的。在本文中，重要的是将各聚亚烷基亚胺与另 一种组分一起使用来实现足够低的滤失值，因为特别是聚乙烯亚胺自身无法显示这样的效^ ο降滤失剂应理解为意指一种用于控制液体、特别是含水液体从有关矿物油和天然 气矿床钻探的地下岩层中漏出(损失)的化学组合物。所述滤失是一个严重的问题，特别 是在固井中，因为钻井液中的含水相可能会不利地影响该浆体的特征和性能以及所使用的 含水泥组合物的固化性能。而且，液体不受控制地进入地下岩层中或从地下岩层中漏出通 常会导致对岩层的明显破坏，从而使其渗透性出现显著的负面变化。例如，美国专利3，491，049描述了使用聚乙烯亚胺与一种阴离子表面活性物质一 起作为降滤失剂的用途。磺化萘是一种此处使用的表面活性物质的典型代表。聚乙烯亚胺与高分子量磺化聚合物的反应产物也是一种降滤失剂，根据US 4，469，518，所述高分子量磺化聚合物优选为一种磺化聚苯乙烯。基于聚乙烯亚胺的降滤失剂也在US 4，742，094和US 4，791，989中被公开。根据 US 4，742，094，聚乙烯亚胺与一种磺化有机化合物一起使用，所述磺化有机化合物为一种 木素磺酸盐或一种磺化的萘_甲醛缩合物。根据4，791，989，所述组合物在固井方法中使用。US 5，340，860教导了聚乙烯亚胺、磺化的萘/甲醛缩合物及一种烷基苯磺酸盐的 结合物作为降滤失剂的用途。因此，现有技术仅公开了含有聚乙烯亚胺与磺化萘、磺化聚苯乙烯、磺化的萘/甲 醛树脂或木素磺酸盐的结合物的降滤失剂。如已述及的，在矿物油和天然气矿床的开采中，地下岩层中液体不受控制的漏出 构成了一个重大问题，该问题在一定程度上可通过现有的降滤失剂良好地控制，但是在一 些情况下仍可能出现无法预计的风险。因此，本专利技术的一个目的是提供基于聚亚烷基亚胺 和磺化的含甲醛缩合物的其他降滤失剂。这些新的添加剂与已知混合物相比，将理想地具 有显著改进的效果，同时还可使成本效益最佳化。而且，它们还将易得到，而不具有使用常 规适用原料所带来的问题。该目的可通过一种相应的含有磺化的酮/甲醛树脂作为缩合物的添加剂而实现。令人惊讶的是，已发现，使用该新的添加剂不仅可完全实现所述目的，而且与迄今 所用组合物相比，其还能进一步显著降低滤失，还可通过所述添加剂的放置时间或通过使 其熟化来控制滤失效果。已发现，如果聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺和聚丁烯亚胺中的至少一种化合物在所述 添加剂中作为亚烷基亚胺组分的典型代表存在，则总体上是有利的。特别是，聚乙烯亚 胺一其也可是被取代的一已被证明特别适宜。此处可提及N-甲基聚乙烯亚胺、N"乙 酰基聚乙烯亚胺和N- 丁基聚乙烯亚胺。3根据本专利技术，优选分子量Mw为10 000-3 500 OOOg/mol的具有通式(C2-H5N)n的 聚乙烯亚胺特别适宜。分子量000 000-3 000 000g/mol、特别是1 500 000-2 500 000g/mol被认为是特别有利的。其中缩合物含有以下中的至少一个作为酮组分的添加剂被认为在本专利技术的上下 文中是优选的单酮和二酮，优选丙酮、丁酮、戊酮、己酮，和环状酮，例如环己酮。特别适宜 的为酸/甲醛树脂。一般而言，本专利技术添加剂对于其中存在的各组分的分布完全没有任何限制。但是， 特别有利的是，聚乙烯亚胺和所述缩合物以20至1 1、优选15至5 1、特别是11至 9 1的质量比存在。此外，对于添加剂中存在的缩合物而言，所要求保护的添加剂可在宽范围内变化， 这一点特别是对于上文已提及的酮成员也成立。但是，在某些应用中，已证明，如果至少一 种酮/甲醛树脂和一种磺化的萘或三聚氰胺/甲醛缩合物和/或一种聚羧酸酯醚的混合物 作为缩合物而存在，则是特别有利的。酮/甲醛树脂的比例应该在40-90重量％范围内，在 50-80重量％范围内，特别优选在60-70重量％范围内。聚羧酸酯醚组分优选为一种由两种 单体单元组成的共聚物，单元a)代表一种烯属不饱和一元羧酸共聚单体、或一种酯、或其 盐，或一种烯属不饱和硫酸共聚单体、或其盐，并且单元b)代表一种以下通式(I)的共聚单 体(-CH2-CR2-)I(CH2)p-O-Ri其中R1代表-(CmH2mO) X(CnH2nO)ir-(CH2-CjiH-O)^-R4R3并且R2代表H，或具有1-5个C原子的脂肪族烃基；R3 =未取代或取代芳基并优选 苯基，并且R4 = H，或具有1-20个C原子的脂肪族烃基、具有5-8个C原子的脂环族烃基、 具有6-14个C原子的取代芳基、或由下列组成的系列中的一员OO OO_0—t—R5 , -O-C-R6-C-OH , -O-C-(NH)R7其中R5和R7各自代表烷基、芳基、芳烷基或烷芳基，并且R6代表亚烷基、亚芳基、 亚芳烷基或亚烷芳基，并且ρ = 0-3，m、η = 2-4 ；χ和y，相互独立地表示50-350，并且ζ = 0-200。本专利技术添加剂应该优选以干混合物或水溶液的形式存在。而且，其不仅可以含有 一种消泡剂(例如磷酸三丁酯、基于矿物油或硅酮的物质、不含硅酮的聚合物)作为另一种组分，而且还可含有油田领域中常规的其他掺混物，例如流变改性剂。除添加剂本身外，本专利技术还要求保护其在地下矿物油和天然气矿床的开发、开采 和完井领域中的用途。其在矿物油和天然气领域的固井中和在深井中作为降滤失剂的用途最为重要。在所述应用中，所述添加剂应优选添加到含水泥的干混合物中和/或混合水中。特别令人惊讶的是，已发现，如果所述添加剂在添加到含水泥的干混合物和/或 混合水中之前进行熟化，则其特别显著地显示出其滤失效果。对于该熟化，本专利技术设想使其 特别地放置相对较长的时间。特别地，如果所述添加剂放置至少12小时、优选至少48小时、 特别优选至少10小时、尤其优选至少30天，则其在使用过程中，将使得各种地下岩层中具 有特别显著的低滤失。因此，总体而言，可以说明，如果配制两种主要组分，即聚亚烷基亚胺 和酮/甲醛缩合物，然后将其放置一段时间后再混合成水泥浆，则所要求保护的添加剂会 产生特别良好的保水能力。为此，本专利技术添加剂理想地在第一步中制备成聚乙烯亚胺和缩合物的两组分混合 物的水溶液形式，然后在放置相对较长的时间之后，在第二步骤中，将该水溶液最终与含水 泥的混合物、任选地消泡剂及其他掺混物和余量的混合水进行混合。实践中，发现滤失随着 放置时间而越来越少。基于该发现，本专利技术最后还考虑了一种使用变化方案，其中所述熟化在水溶液中 实现，并且优选在浓度为至少10%且特别优选至少20%的水溶液中实现。以下实施例说明了本专利技术的所述优点。实施例水泥浆的制备和其性能(滤失性，流变性)测定根据APIRecommended Practice for Testing Well Cements 10 B，第 23 版，2002 年 4 月(API 10B)进行。实施例1 该实施例说明了，水泥浆的混合方式对本专利技术添加剂的降滤失性具有显著影响。为此对以下水泥浆进行了研究800g G 级水泥(Dyckerhof本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于一种聚亚烷基亚胺和一种磺化的含甲醛缩合物的添加剂，其特征在于，所述添加剂含有一种磺化的酮／甲醛树脂作为缩合物。

【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：R赖歇贝奇克林科，T斯迪雅宛，J普兰克，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]