[其他]作為水和其他親水流體的增稠劑的混合金屬層狀氫氧化物-粘土加合物

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86104614
• 申請(qǐng)日: 1986-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86104614A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·L·布巴;奧德里·L·巴尼斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陶氏化學(xué)公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K7/04
• 分類(lèi)號(hào): C09K7/04;C10M113/00;C09D7/12;A23L1/03;//C10N4008
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 羅英銘,陳季壯

本發(fā)明涉及用混合金屬層狀氫氧化物-粘土稠化水或親水溶劑。

有種種理由，需要稠化水，水溶液，親水溶劑等，例如用水為基的加工金屬流體，滅火流體，油田鉆井流體，食品添加劑，液壓流體，水基漆或涂料，洗蝕溶液，以及其它由于液體或溶液的增稠能帶來(lái)好處的應(yīng)用。

水的增稠劑，例如瓜耳膠及聚丙烯酰胺對(duì)高剪切狀態(tài)，高于121℃的水熱性處理，氧化作用，細(xì)菌的作用以及鹽類(lèi)都是不穩(wěn)定的。為了補(bǔ)救某些上述問(wèn)題，有時(shí)需要?dú)⒕鷦┖涂寡趸瘎┲?lèi)的添加劑。

對(duì)于水基物質(zhì)，例如鉆井流體，包含某種形式的水合鋁化合物的增稠劑或增粘劑已經(jīng)公開(kāi)，例如公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利4240915;4349443;4366070;4389319;4428845;4313550;4447341;4473479;和4486318中。公開(kāi)用于同樣目的其它形式的鋁化合物的專(zhuān)利有美國(guó)專(zhuān)利4240924;4353804;4411800和4473480。公開(kāi)其它類(lèi)型增粘劑的類(lèi)似專(zhuān)利有美國(guó)專(zhuān)利4255268;4264455;4312765;4363736;和4474667。

上述專(zhuān)利都牽涉到在流體本身內(nèi)生成水合的鋁化合物。這類(lèi)處理過(guò)程的主要缺點(diǎn)是：（1）得到的稠化流體含大量的鹽類(lèi)反應(yīng)物，在多數(shù)情況下這是不希望的，例如，在涂料，金屬加工流體或水基液壓流體的使用中，鹽的存在會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題;在油田鉆井流體中，如果有鹽類(lèi)存在，很多添加劑的功能都會(huì)受到損傷，因此，如有可能，還是希望用無(wú)鹽水鉆井。

（2）在本文引用的專(zhuān)利中敘述的反應(yīng)都是在原位進(jìn)行，也就是在鉆機(jī)的泥漿池中進(jìn)行。在這樣的條件下，反應(yīng)難以充份控制，因此可能得不到預(yù)定性質(zhì)的增稠劑。

使用Al（OH）₃作為膠凝劑處理油田鉆井液之類(lèi)的流體所帶來(lái)的其它問(wèn)題如下：

1.眾所周知，除非有某種鹽類(lèi)，如碳酸鹽存在，Al（OH）₃凝膠會(huì)隨時(shí)間朝不利的方向變化。

2.Al（OH）₃的流變性質(zhì)在PH值改變時(shí)并不十分穩(wěn)定。例如，某種Al（OH）₃泥漿在PH值為6時(shí)很稠很均勻，鉆井用很理想;但PH值為10時(shí)，該泥漿自身破壞，Al（OH）₃從懸浮態(tài)沉降出來(lái)。這就帶來(lái)了嚴(yán)重的問(wèn)題，因?yàn)榇蠖鄶?shù)鉆井作業(yè)是在PH值為9～10.5的范圍內(nèi)進(jìn)行。

傳統(tǒng)的通用增稠劑，特別是鉆井泥漿中使用的增稠劑，一直沿用礦產(chǎn)粘土，例如膨潤(rùn)土，且常常與其它材料或增重劑組合使用，例如Fe₂O₃，BaSo₄等。每批膨潤(rùn)土之間的差別，特別是對(duì)離子和溫度的敏感性造成了不穩(wěn)定的后果，因此，需要在使用中經(jīng)常調(diào)整配方，這就妨礙了鉆井作業(yè)。

在美國(guó)專(zhuān)利4477367;4446201和4392979中公開(kāi)了某些型式的結(jié)晶層狀混合金屬氫氧化物，其中Li、Mg、Cu、Zn、Mn、Fe、Co和Ni是層狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)部份。在美國(guó)專(zhuān)利2395931;2413184;3300577和3567472中公開(kāi)了其它一些金屬鋁酸鹽。這些化合物是通過(guò)各種各樣的反應(yīng)來(lái)制備的，其中包括共沉淀，嵌入，酸老化，堿老化作用。

在油田鉆井中，鉆井流體，或稱(chēng)為泥漿有多種功能：

1.從井孔中除去巖屑。

2.冷卻鉆頭。

3.提供平衡構(gòu)層壓力的靜液壓。

4.控制進(jìn)入構(gòu)層的流體，從而保護(hù)了地質(zhì)構(gòu)層。

上述功能1和3只有鉆井流體有適用的流變特性時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。鉆井流體能夠表現(xiàn)出的最理想的流變特征是假塑性。在井孔中，存在幾個(gè)剪切區(qū)域，在這些區(qū)域中流體應(yīng)當(dāng)具有不同的粘度。在井管和結(jié)構(gòu)層之間的環(huán)形區(qū)，剪切速率約為100～1000/秒;在鉆頭處，剪切速率為2500～200000/秒;在泥漿池中，剪切速率小于30/秒。為了在低剪切速率時(shí)帶動(dòng)鉆井固體物質(zhì)，流體必需有很大粘度;但是，如果在鉆頭位置的流體粘度很高，在打入泥漿時(shí)會(huì)消耗過(guò)多的能量;因此，好的鉆井泥漿應(yīng)該具有剪切變稀的性質(zhì)。在整個(gè)鉆井過(guò)程中，流體保持這種流變特性是十分重要的。然而，也有很多明顯地妨礙鉆井流體已具有的性能的不利條件，它們是各種陽(yáng)離子，如鈣和鎂，鹽濃度的波動(dòng)，高溫，氧化條件，以及細(xì)菌的存在。