纤维素醚，其具有：(i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基，(ii)一个或多个疏水取代基，以及(iii)一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取代基，并且具有至少30％的保留动态粘度％η80/25，其中％η80/25＝[80℃下的动态溶液粘度/25℃下的动态溶液粘度]x?100，所述25℃和80℃下的动态溶液粘度以1％水溶液进行测量，所述纤维素醚可用于改变选自井眼维护液、水泥制剂、陶瓷、金属加工液和切削液的组合物的粘度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及选自水泥制剂、陶瓷、金属加工液和切削液以及特别是井眼维护液(wellbore servicing fluid)的包含纤维素醚的组合物,并涉及纤维素醚用于改变这样的组合物的粘度的用途以及新的纤维素醚类。_2]
技术介绍
在含水或烃类地带中的水或烃类(例如油和天然气)，可以通过在陆地或海底钻入地面中的穿透到含水层或含烃地层中的井眼来取得。这样的井眼可用于生产水或烃类，或作为注入井注入流体例如水或气体，以驱动相关流体进入生产井眼。典型情况下，这样的井眼必须被深深地钻入地面中。通常，井的深度越大，地层的自然温度越高。在钻出裸井后，下一步被称为“完成”井眼。井眼有时是完成的裸井，即在与生产地层相邻的位置处没有注水泥套管。然而，更典型情况下，作为完井过程的一部分，将被称为“套管”的金属管放置在裸井中并用水泥固定在位。当井眼穿透到地层的含烃或水的地带中时，可以将套管穿孔以允许地带与井眼之间的流体连通。井眼穿透的能够生产烃类的含烃类地带的区段被称为“生产区段”。通过使用井下工具例如封隔器或塞子，或者通过使用其他技术例如形成砂堵或在穿孔中放置水泥，套管也能分开或隔离井眼的一个或多个生产区段。无论井眼是裸井还是装有套管，通常利用各种方法来完成井眼，以为烃类生产或采水做准备。例如，一种常用方法是砾石充填，以帮助防止砂和细粒随着生产的烃类流入井目艮。促进烃类产物从含烃类地带流出的常用方法的另一个实例是地层的水力压裂。这种方法通常被称为“液压破碎(fracking) ”，其为烃类从含烃类地层向井眼流动提供改进的流动路径。 在井已经完成并投产后，时常通过进行重大维护或修复处理修井是有帮助的。修井包括井的增强和修复，以帮助恢复、延长或增强烃类生产或采水。在井维护或维修期间，可以使用各种处理方法，包括例如砾石充填或水力压裂。所有这些方法，从钻井眼到水泥灌浆、到完井、到修井，都使用适合的流体。在最初井眼的钻孔和建造期间，流体通常被称为处理液、完井液或修井液。当在本文中使用时，“处理液”包括不论是在钻孔、完井、维护、维修还是任何其他这样的阶段期间引入到井眼中的任何适合流体。这些处理液，通常也称为“维护液”(servicing fluid)，典型是包含流变改性剂和/或降失液(fluid loss)调节剂的水基流体。在水基维护液中，使用广泛种类的水溶性或水溶胀性聚合物，例如纤维素醚类、淀粉、瓜尔胶、黄原胶，以及丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成的聚合物和共聚物。美国专利号4，784，693公开了具有2_4wt. %的疏水取代度、1. 5-4的MS(羟基乙氧基)取代度和以Iwt. %水溶液测量的300-500cps的粘度的疏水改性的羟乙基纤维素的用途，其用于石油钻探中。美国专利号4，529，523公开了疏水改性的纤维素醚类，例如具有约Iwt. %的疏水取代度、2. 5的MS (羟基乙氧基)取代度和50，000-1，000，000、优选约150，000-800，000的分子量的疏水改性的羟乙基纤维素的用途，其作为注水介质。美国专利号4，228，277公开了用具有10至24个碳原子的长链烷基取代的非离子型羟乙基或羟丙基纤维素醚，所述取代基的量在约0. 2wt. %至使所述纤维素醚在水中的溶解性低于Iwt. %的量之间。所述产品据说与它们的未改性纤维素醚对应物相比，表现出改进的增粘效果。美国专利号4，892，589公开了一种水泥灌浆组合物，其包含水硬性水泥和作为降失液剂的水溶性、非离子型疏水改性的羟乙基纤维素。美国专利号5，407，919公开了一种双取代的阳离子水溶性纤维素醚，其用具有8至18个碳原子的烷基进行疏水基改性，并用三甲基或三乙基铵基团进行阳离子取代。这种阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素的分子量描述为10，000至500，000道尔顿。在该专利中描述的阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素聚合物可用于化妆品、个人护理和制药应用中。美国专利申请2007/0031362A1公开了一种双取代的阳离子水溶性纤维素醚，其用具有8至18个碳原子的烷基进行疏水基改性，并用三甲基或三乙基铵基团进行阳离子取代。这种阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素的聚合度描述为4，000至10，000。在该专利中描述的阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素聚合物可用于化妆品、个人护理和制药应用中。随着世界对烃类例如石油和天然气的需求持续增加，而已知储量被耗尽，钻井的深度越来越大。一般来说，钻出的井越深，地层的温度越高。不幸的是，许多已知的在水基维护液中用作流变改性剂或降失液调节剂的水溶性或水溶胀性聚合物，在高温下表现出可逆的粘度损失，也称为热稀化。然而，在许多终端应用例如水、石油和天然气开采(例如钻井液、修井液或完井液、固井、水力压裂和三次采油(enhanced oil recovery))、建筑(例如混凝土泵送和浇注、自流平水泥、地热井水泥灌浆、挤压混凝土板)、全深度路面再生、陶瓷(例如作为生坯强度(green strength)添加剂)、金属加工和切削液中，热稀化是非常不期望的。在烃类开采工业中，一个具体的未满足的需求是具有改进的井下高温粘度保留的水溶性聚合物。井下温度可能超过250 °F (120°C )，并且水溶性聚合物的大多数油田应用取决于这些聚合物溶液在这些高温下的固体悬浮效率。因此，期望发现表现出降低的热稀化程度、从而在高温下是更有效的增稠剂的新的纤维素醚类。专利技术概沭令人吃惊的是，现已发现某些离子型疏水基改性的纤维素醚显示出抗热稀化的增加的稳定性。因此，本专利技术的一个方面是纤维素醚，其具有(i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基，(ii) 一个或多个疏水取代基，以及(iii) 一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取代基，并且具有至少30%的保留动态粘度，％ n8(l/25，其中% n 80/25 = [80°c下的动态溶液粘度/25°C下的动态溶液粘度]xlOO，所述25°C和80°C下的动态溶液粘度以I %水溶液进行测量。本专利技术的另一方面是组合物，其选自井眼维护液、水泥制剂、陶瓷、金属加工液和切削液，所述组合物包含纤维素醚，所述纤维素醚具有(i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基，(ii) 一个或多个疏水取代基，以及(iii) 一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取代基。本专利技术的另一方面是纤维素醚的用途，所述纤维素醚具有(i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基，(ii) 一个或多个疏水取代基，以及(iii) 一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取代基，用于改变选自井眼维护液、水泥制剂、陶瓷、金属加工液和切削液的组合物的粘度。本专利技术的再另一方面是改变选自井眼维护液、水泥制剂、陶瓷、金属加工液和切削液的组合物的粘度的方法，所述方法包括在所述维护液中掺入纤维素醚的步骤，所述纤维素醚具有(i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基，(ii) 一个或多个疏水取代基，以及 (iii) 一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取代基。专利技术详沭本专利技术的纤维素醚和在本专利技术的组合物中使用的纤维素醚具有(i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基，(ii) 一个或多个疏水取代基，以及(iii) 一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.13 US 61/373,4221.纤维素醚，其具有 (i)选自甲基、羟乙基和羟丙基的一个或多个取代基， (ii)一个或多个疏水取代基，以及 (iii)一个或多个阳离子、叔氨基或阴离子取代基，并且 具有至少30%的保留动态粘度，％ Π8(ι/25，其中 % η 80/25 = [80°C下的动态溶液粘度/25°C下的动态溶液粘度]xlOO，所述25°C和80°C下的动态溶液粘度以I%水溶液进行测量。2.权利要求1的纤维素醚，其具有一个或多个式I的阳离子取代基3.权利要求1的纤维素醚，其具有一个或多个磺基-C1-6-烧基。4.权利要求1的纤维素醚，其具有一个或多个羧甲基或羧乙基。5.权利要求1的纤维素醚，其具有一个或多个二甲基氨基、二乙基氨基或二异丙基氨基。6.前述权利要求任一项的纤维素醚，其以1%水溶液在25°C下用4号转子以6rpm测量时具有至少20，OOOmPa-sec的布氏粘度。7.前述权利要求任一项的纤维素醚，其具有至少750，000的重均分子量。8.前述权利要求任一项的纤维素醚，其具有至少35%的保留动态粘度％n 80/25O9.前述权利要求任一项的纤维素醚，其中所述一个或多个疏水取代基是具有至少8个碳原子的非环状或环状、饱和或不饱和、支...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·帕泰恩，R·L·克雷格，
申请(专利权)人：联合碳化化学品及塑料技术公司，
类型：
国别省市：
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。