[发明专利]使用生物衍生的单酯作为钻井液的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2012年11月20日提交的待审美国专利申请号 13/682,542的部分继续申请。

发明领域

本发明涉及单酯基钻井液组合物、其制备方法和应用于地层油气回 收操作中的方法，其中它们是由至少一种生物衍生的前体和/或费-托产 物制成。

背景

采用合成型液体(即单酯基钻井液)作为基础液体的钻井液能够达 到96个小时LC₅₀糠虾(Mysidopsisbahia)生物试验结果大于100000 ppm。但是，即使有这些生物测定结果它们的工业应用也受到严格限制。

因此，需要一种使用廉价无毒的合成液体作为基础液体的钻井液。 本发明通过提供包括以下组分的钻井液得以满足此需求：(a)至少一 种钻井液添加剂(例如乳化剂、增粘剂、增重剂和油-润湿剂)和(b) 由单酯组成的廉价无毒的基础液体(多种)。

先前已有报道，仲酯可与反相钻井液一起使用，其中所述酯是由 C₁-C₅羧酸与一或多种C₃-C₂₂烯烃制成的(参见美国专利号6100223和 6191076)。此外，2012年11月20日提交的且全文并入本发明的相关 美国专利申请号13/682,542(单酯基润滑剂及其制造方法)提供了更简 单有效地制备单酯的方法。

因此，采用以可生物降解和无毒的单酯基钻井液在地层中钻孔的方 法，特别是该方法利用了可再生原料且合并有将低值费托(FT)烯烃和 醇转化为高值单酯基钻井液时，将是非常有用和所期望的。

在这方面，已发现本发明的由C₆-C₄₁羧酸与C₈-C₈₄烯烃制备的单酯 能为钻井液提供优异性能。特别是，本发明的单酯在高温和高压下比现 今市场普遍商售的酯具有更低粘度和极佳静切力。

发明概述

在一个实施方案中，本发明涉及在地层中钻井孔的方法，包括以下 步骤：a)使钻头在所述井孔的底部旋转和b)将钻井液引入所述井孔 来拾取钻屑并将至少一部分钻屑带出所述井孔，其中所述钻井液包括： i)至少一种选自乳化剂、润湿剂、增粘剂、增重剂和降滤失剂的添加 剂，和ii)一定量的至少一种式I单酯：

其中，R₁和R₂独立选自C₁-C₈且R₃为C₅-C₁₃。

附图简介

图1示出引入单酯基钻井液组合物的单酯的制备方法流程图。

图2(a)示出了单酯的通式，图2(b)示出了己酸辛酯单酯和图2(c) 示出了己酸癸酯单酯。

发明详述

在一些实施方案中，本发明涉及在地层中钻井孔的方法，包括以下 步骤：a)使钻头在所述井孔的底部旋转和b)将钻井液引入所述井孔 来拾取钻屑并将至少一部分钻屑带出所述井孔，其中所述钻井液包括： i)至少一种选自乳化剂、润湿剂、增粘剂、增重剂和降滤失剂的添加 剂，和ii)一定量的至少一种式I单酯，其中所述步骤优选是连续进行 的。

在一些实施方案中，本发明涉及在地层中钻井孔的方法，其中式I 单酯是可生物降解和无毒的。

在一些实施方案中，本发明涉及在地层中钻井孔的方法，其中式I 单酯衍生自异构化烯烃。

在一些实施方案中，本发明涉及在地层中钻井孔的方法，其中R₁和R₂独立选自C₁-C₈且R₃为C₅-C₁₂。

在一些实施方案中，本发明涉及在地层中钻井孔的方法，其中R₁和R₂独立选自C₁-C₅且R₃为C₅-C₈。