[发明专利]钻井泥浆添加剂

说明书

本发明的目的是提供一种钻井泥浆的添加剂，该添加剂在石油、天然气、土木工程、矿山等的钻井中使用，该添加剂具有高耐热性和高机械剪切耐性，使得即使在高温和高剪切条件下其粘性也不会劣化；此外该添加剂的假塑性流动性高，因此在排放时确保高流动性；并且该添加剂是天然来源的添加剂，因此生物可降解性高，并且对环境的不利影响小。该钻井泥浆的添加剂包含数均纤维直径为2～500nm、纤维长径比为50以上并且具有纤维素I型晶体结构的纤维素纤维。

技术领域

本发明涉及一种用于钻井泥浆的新颖添加剂，该添加剂在石油、天然气、土木工程、矿山等的钻井中使用。更确切地，本发明涉及用于钻井泥浆的添加剂，该添加剂具有高耐热性和高机械剪切耐性，即使在高温和高剪切条件下其粘性也不会劣化；该添加剂的假塑性流动性高，因此在排放时确保高流动性；以及该添加剂是天然来源的添加剂，因此生物可降解性高，并且对环境的不利影响小。

背景技术

在原油、天然气、土木工程、矿山等的钻井中，使用钻井泥浆调节剂。钻井泥浆调节剂需要在挖掘叶片与土地接触时赋予泥浆适当的润滑性，从而减少挖掘机的负荷，以及赋予泥浆高流动性，从而使得挖掘碎片容易通过泵排放。在排放期间，当泥浆中的水浸入土地时，其流动性会极大地降低，因此还需要赋予泥浆适当的保水性。出于这些原因，合成聚合物诸如丙烯酰胺等，天然多聚糖及其衍生物诸如黄原胶、羧甲基纤维素及其他用作钻井泥浆添加剂(例如，专利文献1和2)。

相关技术

专利文献

专利文献1：WO00/59964

专利文献2：JP-A 2000-282021

发明概述

本发明待解决的问题

现有的钻井泥浆调节剂有着下列问题，当提高粘度以增强保水性时，流动性会下降，并且由于土地内的高温和挖掘叶片的机械剪切会使粘性劣化，不能获得足够的性能。另外，在许多情况下，当在地面上分离来自钻井泥浆的挖掘碎片后，钻井泥浆可以再次使用，但是粘性劣化会导致严重的问题。诸如丙烯酰胺的合成聚合物还有当其残留在土地中时，可能带来很大的环境负荷的问题。

解决问题的手段

本发明的发明人为了获得用于钻井泥浆的添加剂，已经做出了大量的研究，所述添加剂具有高耐热性和高机械剪切耐性，即使在高温和高剪切条件下其粘性也不会劣化；该添加剂的假塑性流动性高，因此在排放时提供高流动性；以及该添加剂是天然来源的添加剂，因此生物可降解性高，并且对环境的不利影响小。在研究的过程中，发明人特别注意到数均纤维直径为2～500nm、纤维长径比为50以上并且具有纤维素I型晶体结构的纤维素纤维。随之，发明人发现，包含所述纤维素纤维的用于钻井泥浆的添加剂能够解决给定问题，从而达成本发明。

即，本发明的第一要点是一种用于钻井泥浆的添加剂，该添加剂包含数均纤维直径为2～500nm、纤维长径比为50以上并且具有纤维素I型晶体结构的纤维素纤维。

优选的是，在纤维素纤维中，纤维素纤维表面上的羟基是被化学修饰的。

此外，纤维素纤维优选为分子中的每个葡萄糖单元的C6位置处的羟基已经通过氧化被选择性地改性为醛基、酮基和羧基中的任意一种、并且羧基的含量在1.2～2.5mmol/g的范围内的纤维素纤维。

另外，优选的是，根据氨基脲法测量的纤维素纤维中醛基和酮基的总含量为0.3mmol/g以下。

此外，优选的是，纤维素纤维已经在氮氧基(N-oxyl)化合物存在下被共氧化剂氧化，并且通过氧化反应形成的醛基和酮基已经被还原剂还原。

此外，优选的是，使用硼氢化钠进行还原剂还原。

本发明的第二要点是一种用于钻井泥浆的组合物，该组合物使用上述用于钻井泥浆的添加剂。