[其他]用作鉆井泥漿添加劑的鉻腐植酸鹽

無效

• 申請號: 86100989
• 申請日: 1986-02-07
• 公開（公告）號: CN86100989A
• 公開（公告）日: 1986-08-06
• 發明（設計）人: 小威廉·查爾斯·弗恩
• 申請（專利權）人: 友聯坎普公司
• 主分類號: C09K7/02
• 分類號: C09K7/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏,盧新華

本發明涉及水基鉆井泥漿組合物中降低流體粘度並防止流體失水的方法和配方，更具體地說，本發明涉及使用鉻腐植酸鹽稀釋水基鉆井流體並防止流體失水。

在地層鉆孔或鉆井時，鉆井流體通過旋轉鉆頭進行循環，以清除鉆屑，潤滑並冷卻鉆頭，同時使鉆眼得以封閉。這種鉆井過程並非沒有困難。其困難之一在于會遇到某些巖層，諸如石膏。石膏會“切斷”鉆井流體，使得鉆井流體的組分（如膨潤土）產生絮凝。這樣，鉆井流體的粘度就增大，從而潛伏著損傷旋轉鉆頭的危險。

當井孔穿過崩坍頁巖時會遇到另一潛在的困難。崩坍頁巖會吸收水基鉆井流體中的水，而遺留下的膨脹的膨潤土組分則會封堵鉆桿周圍的孔眼，鉆井流體的繼續循環就要遭到削弱，鉆桿就會咬死。

在深井中會遇到相當高的鉆井溫度，例如約達300°F，甚至更高。在這樣的高溫條件下，水基鉆井流體發生稠化並會凝膠化。顯然這會阻礙流體的泵吸操作，並使鉆井流體循環所需的泵壓增高。在某些情況下流體的循環甚至完全不能進行。當存在流體污染物（如石膏、鹽、水泥及其它污染物）時，水基鉆井流體或泥漿的這種高溫不穩定性則更為嚴重。

迄至為止，人們已推出品種繁多的鉆井流體添加劑，以便使水基鉆井泥漿的粘度穩定化和（或）降低這種粘度。其中的一些例子有：美國專利申請號3，009，874、3，956，142、4，4，235，727和4，311，600。

我們現已發現：腐植酸的鉻鹽或絡合物是水基鉆井流體的一種非常有效的降粘度的添加劑。在用單一的腐植酸鹽、鉻褐煤及鐵鉻木質素磺酸鹽所作的對比研究中發現，鉻腐植酸鹽具有兩方面的綜合優點：既具有低剪切強度的良好的稀釋性，又具有控制流體失水的良好性質。

由于鉻腐植酸鹽兼具這兩種優越的性質，同時又易于制備，因而本發明在改善鉆井流體性能方面為商業規模的生產作出重要貢獻。

本發明包括一種降低粘度和（或）降低流體失水的添加劑，這種添加劑用作水基鉆井流體組合物中的一種成分，該組合物包括由腐植酸鹽（取自與鈦礦伴生的礦體）與一種無機鉻化合物反應或鉻合作用而制得的產物。

本發明還包括一種降低水基鉆井泥漿粘度的方法，該方法系將一定量的鉻腐植酸鹽降粘度劑分散于水基鉆井泥漿中。

本發明還包括對水基鉆井流體所作的改進，改進之處在于將一定量的鉻腐植酸鹽降粘劑用于鉆井流體中。

本發明所用的術語“鉆井流體”或“鉆井泥漿”或簡稱“泥漿”均系熟知的固體水懸浮液，采用它可使得地層鉆孔或鉆井作業易于進行。

在說明書和權利要求書中所用的術語“腐植酸鹽”是指從腐解的植物和動物物質（腐植土）經自然淋溶並絮凝或沉淀在沙層中的產物。本發明的方法和組合物中所優先選用的腐植酸鹽一般和鈦礦伴生並含有能降低鉆井泥漿粘度有效成分的腐植質。

術語“腐植酸”已廣泛用于命名由植物分解而成的固體酸類。近來，腐植酸被認為是木質素和植物的其它成分轉化成硬煤的中間產物或產物。人們相信，在植物體分解時，大部由木質素構成的細胞壁物質轉化成腐植土。經適當時候，腐植土會逐漸轉化成泥炭、褐煤、煙煤，最后變成無煙煤。“腐植質”一詞更經常被當作一種泛用名詞，泛指由腐植土或表土派生的有機酸;表土層中含有植物和動物組織分解的有機產物，以及伴和著的無機物、砂子、礦物及堿性金屬氧化物等。腐植酸的化學結構、尚未確定，但人們相信它是一種含有羥基和酚羥基的、大稠環的、類聚合物型分子。依溶解度的不同，腐植質通常劃分為腐植酸、黃腐酸、棕腐酸或腐黑物。

圖1表示鉆井泥漿制劑中不同降粘添加劑的流動點測定結果。

圖2表示鉆井泥漿制劑中不同降粘劑的過濾測試結果。

水基鉆井流體或泥漿是熟知的水懸浮液組合物，通常稱為“鉆井泥漿”或簡稱“泥漿”。根據水相中鹽度的不同，泥漿又分為“淡水泥漿”和“鹽水泥漿”。泥漿中懸浮的固體組分，除了外加的粘土和重晶石外，基本上是由頁巖、無水石膏、石膏、白云石、石灰石和砂子組成，也可以含有鹽類。可加入親水的化學物質（固體的或液體的），用以調節和控制粘度、凝膠性、潤滑性、腐蝕性、粘附性及失水性等。還可加入油類成分，如石油餾份，以便使泥漿乳化。為了易于泵吸和增加流動性，泥漿的粘度最好保持在最低值，但又不使泥漿的膠體強度消失。通過降低表觀粘度、流動點、凝膠化速度和程度或三者兼而有之，即可達到降低泥漿粘度或“稀釋”之目的。本發明中，通過加入鉻腐植酸鹽化合物降低泥漿粘度的方法，其優點在于保證鉆井泥漿的高溫穩定性。