用于油基钻探流体的增稠剂制造技术

脂肪酸，优选不饱和脂肪酸的低聚甘油酯可在油基钻探流体中用作增稠剂。低聚甘油酯优选用于其油相含有石蜡的反相钻探泥浆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于油基钻探流体的增稠剂本专利技术涉及用于油基钻探泥浆(例如用于在陆上或海上挖掘地面钻孔以钻探气 藏或油藏)和尤其用于稠化这类泥浆体系的增稠剂。钻孔处理组合物是可用于钻探以勘探原油或天然气储藏的所有类型的辅助液体。 在本专利技术上下文中，基于这些确立的所谓钻探流体和钻探浆料或钻探泥浆(可用于陆基和 海基钻孔)特别重要。一方面，已知水基钻探泥浆除这种钻探泥浆的其它常规辅助物质外 还具有约1-50%含量的乳化油相，其还称作0/W乳液泥浆。另一方面，在实际中广泛使用油 基泥浆体系，其中油作为连续油相形成可流动相或可流动相的至少大部分。基于W/0乳液 在连续油相中含有分散水相的所谓反相(invert)钻探浆料在此处特别重要。分散水相的 含量通常为至少约5-10重量％至约50-60重量％。然而，除这些W/0反相钻探浆料外，还 已知所谓的纯油泥浆，其液相实际上全部由连续油相形成，并且含有至多少量(通常不超 过约5-10重量％ )的分散水相。这种泥浆体系的非水相由所谓的载液形成。其起初为柴油，在用某些添加剂处理 时其形成实际的钻探泥浆。然而，在20世纪80年代末，出现了对环境友好的泥浆体系和因 此载液的要求。特别地，这些必须比迄今为止所使用的柴油具有更好的可生物降解能力。除例如EP 0 374 672 A1中描述的各种液体酯外，还已就其可用性研究了烯属烃。 此处可参考例如EP 0 765 368 A1，其涉及所谓a-烯烃作为载液的用途。在实际中，用于地面勘探的钻探泥浆是液相和固相的分散体，其中钻探泥浆中存 在相当大的固体含量。这些是用于挖掘岩石钻孔同时提升分离岩屑的液体泥浆体系。因此 钻探泥浆必须具有一定的密度(一般大于1. 2g/cm3，优选大于1. 5g/cm3)，以便能够防止任 何岩屑进入地层。为此，向泥浆加入固体用于增重。通常，使用硫酸钡。这些液体在暴露于 剪切力下通常显示出触变性能，即还称作非牛顿流体的这些体系的粘度在提高的剪切应力 或剪切梯度的影响下降低。如果要输送或泵送所述液体并因此使其暴露于各种机械应力， 则这些性能在实际中可导致问题。此外使用添加剂作为提高泥浆粘度的增稠剂以有利于岩 屑的去除。由现有技术已知许多在例如机油或润滑剂中用于提高油基液体粘度的添加剂。通 常，为此使用基于聚合物的增稠剂。然而，当在钻探泥浆领域中使用这类添加剂时，对这些 增稠剂提出了提高的要求。当钻探泥浆在实际使用时，例如由于岩屑的性质和量，或者由于 液体或气体中来自钻孔周围岩石地层的岩屑，它的流变性能连续地变化。此外添加剂必须 在宽的温度范围内为液体，特别是寻找在显著低于0°c的低温下仍还可使用的那些添加剂。 使用这些添加剂当然不应影响钻探泥浆体系的稳定性。此外所述添加剂应经受得住非常高 的压力和暴露于高剪切力并且满足对这类体系逐渐提出的可生物降解能力要求。特别地， 钻探泥浆和它们含有的添加剂必须没有毒性，这特别适用于海洋生物形式，因为所述泥浆 优选用于海上钻孔。本专利技术的目的是提供用于油基钻探泥浆的合适增稠剂。本专利技术提供了由以下组分制备的低聚甘油脂肪酸酯作为油基钻探泥浆组合物，优 选含有乳化形式的并排式水相和油相的那些钻探泥浆组合物的增稠剂的用途酸组分(a)，选自(al)通式(I)的脂肪酸R-C00H (I)其中R表示具有7-21个C原子的饱和或不饱和支链或直链烷基或链烯基，和/或(a2) 二羧酸，和 / 或(a3) 二聚脂肪酸，和/或(a4)低聚脂肪酸，和/或(a5)羟基脂肪酸，和(b)低聚甘油或低聚甘油烷氧化物。优选低聚甘油脂肪酸酯在稠化油基钻探泥浆组合物中的用途，其中所述低聚甘油 脂肪酸酯由以下组分制备酸组分(a)，选自(al)通式(I)的脂肪酸R-C00H (I)其中R表示具有7-21个C原子的饱和或不饱和支链或直链烷基或链烯基，和/或(a2) 二羧酸，和 / 或(a3) 二聚脂肪酸，和/或(a4)低聚脂肪酸，和/或(a5)羟基脂肪酸，和(b)低聚甘油或低聚甘油烷氧化物。根据本专利技术用作增稠剂以稠化油基钻探泥浆的低聚甘油酯是本身已知并且可例 如通过酸或碱催化酯化直接由低聚甘油与具体脂肪酸获得的化合物。EP 064697A1描述 了作为PVC的滑润剂的各种低聚甘油酯。在该说明书中还描述了通过碱催化从脂肪酸和 聚-或低聚甘油制备低聚甘油酯。在该专利技术上下文中低聚甘油酯(或缩写为“低聚甘油酯”) 通常是在室温下为液体的化合物并且由各种低聚甘油酯的混合物组成，其中它们可含有少 量起始物质。由DE 102 52 973 A1已知将低聚甘油脂肪酸酯与选定的烷基酚树脂一起使 用来改善燃料油的润滑性。所述低聚甘油酯还称作低聚甘油脂肪酸酯或低聚甘油酯。根据本专利技术的酯的可能酸组分(a)特别是符合式(I)的(al)类型脂肪酸。此处 可优选提及的是己酸、辛酸、2-乙基己酸、癸酸、月桂酸、异十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕 榈油酸、硬脂酸、异硬脂酸、油酸、反油酸、岩芹酸、亚油酸、亚麻酸、桐酸、花生酸、顺9 二十 碳烯酸、山嵛酸和芥酸及其混合物，其例如由于技术环境而在天然脂肪和油的高压裂解期 间或者在来自Roelen羰基合成的醛的还原期间获得。优选具有12_18个碳原子的工业级 脂肪酸，例如椰子、棕榈、棕榈仁或动物脂脂肪酸。特别优选其中脂肪酸组分(al)选自单_或多不饱和支链或直链，但优选直链单羧 酸的低聚甘油酯，其中特别优选也为工业级品质的不饱和代表物，优选油酸。特别优选具 有直链不饱和脂肪酸作为脂肪酸组分的那些低聚甘油酯，优选只含有这些脂肪酸组分的那些。同样优选其组分(al)选自妥尔油脂肪酸的低聚甘油酯。妥尔油脂肪酸特别含有 亚油酸和共轭C18脂肪酸(45-65重量％ )、油酸(25-45重量％ )、十八碳_5，9，12-三烯酸 (5-12重量％ )和饱和脂肪酸(1-3重量％ )的混合物。除(al)类型的单羧酸外，二聚脂肪 酸、二羧酸(a2)或(a3)或(a4)类型的低聚脂肪酸分别也是合适的。二羧酸(a2)同样表示合适的酸组分。这些是分子中含有两个-C00H官能团的那 些羧酸，其中特别优选饱和二羧酸。二羧酸(a2)优选含有4-22个C原子，特别是6-18个C 原子。例如可提及乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二 酸。还可为不饱和二羧酸，例如富马酸或马来酸。(a2)组的二羧酸不包括根据(a3)组的二 聚脂肪酸。二聚脂肪酸(a3)是氧化稳定的二羧酸，其在室温(21°C )下为液体并且例如通过 将不饱和脂肪酸如油酸、脱水蓖麻油(ricinene)脂肪酸或妥尔油脂肪酸在排除氧气的情 况下催化二聚获得。该连接取决于所用脂肪酸产生直链、单环或芳族结构。该反应主要通过 Diels-Alder类型的加成随着孤立双键的异构化而进行。可商购的二聚脂肪酸通过蒸馏进 行后处理并且由例如除低含量的直链和支链C18单羧酸(单体脂肪酸)外，还主要含有除痕 量高级聚合脂肪酸外的C36 二羧酸和不同含量(取决于后处理费用)的C54三羧酸(三聚脂 肪酸)的混合物组成。工业制备二羧酸含量>97重量％的高纯度二聚脂肪酸和完全不发 黄的氢化类型。低聚脂肪酸(a4)是不饱和脂肪酸彼此的反应产物，其中必须是大于2个且不大于 5个脂肪酸分子彼此反本文档来自技高网...

【技术保护点】
低聚甘油脂肪酸酯在油基钻探泥浆组合物中作为增稠剂的用途，所述低聚甘油脂肪酸酯由以下组分制备：酸组分（ａ），选自：（ａ１）通式（Ⅰ）的脂肪酸：Ｒ－ＣＯＯＨ（Ⅰ）其中Ｒ表示具有７－２１个Ｃ原子的饱和或不饱和支链或直链烷基或链烯基，和／或（ａ２）二羧酸，和／或（ａ３）二聚脂肪酸，和／或（ａ４）低聚脂肪酸，和／或（ａ５）羟基脂肪酸，和（ｂ）低聚甘油或低聚甘油的烷氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-9-14 07018088.0低聚甘油脂肪酸酯在油基钻探泥浆组合物中作为增稠剂的用途，所述低聚甘油脂肪酸酯由以下组分制备酸组分(a)，选自(a1)通式(I)的脂肪酸R-COOH (I)其中R表示具有7-21个C原子的饱和或不饱和支链或直链烷基或链烯基，和/或(a2)二羧酸，和/或(a3)二聚脂肪酸，和/或(a4)低聚脂肪酸，和/或(a5)羟基脂肪酸，和(b)低聚甘油或低聚甘油的烷氧化物。2.根据权利要求1的用途，其特征在于式(I)的脂肪酸选自不饱和直链脂肪酸。3.根据权利要求1或2的用途，其特征在于选择通过将通式(II)的低聚甘油与脂肪酸 混合物，优选饱和和不饱和脂肪酸和/或二羧酸和/或二聚和/或低聚脂肪酸的混合物转 化而制备的低聚甘油脂肪酸 其中η表示2-10的数值。4.根据权利要求1-3中至少一项的用途，其特征在于选择油酸或妥尔油脂肪酸或其混 合物作为脂肪酸。5.根据权利要求1-4中至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：H穆勒，D梅克，N赫尔佐克，
申请(专利权)人：埃默里油脂化学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]