[发明专利]乳化剂颗粒及其制备和使用方法

说明书

本发明涉及乳化剂颗粒及其制备和使用方法。乳化剂颗粒可以包含羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐，改性妥尔油的碱金属盐或碱土金属盐，或者羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐和改性妥尔油的碱金属盐或碱土金属盐的共混物。乳化剂颗粒可以具有约0.3m²/g至约1m²/g的BET比表面积。制备乳化剂颗粒的方法可以包括通过机械研磨工艺减小乳化剂固体的尺寸以产生乳化剂颗粒。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月27日提交的美国临时专利申请号62/085,314的优先权，其通过引用并入本文。

背景

领域

本发明描述的实施方案一般性地涉及乳化剂颗粒及其制备和使用方法。更具体地，这样的实施方案涉及通过使乳化剂固体经受机械研磨工艺制备的乳化剂颗粒。乳化剂固体可以包含羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐，改性妥尔油(tall oil)的碱金属盐或碱土金属盐，或其共混物。

相关技术描述

在石油和天然气工业中，钻井液或“钻井泥浆”通常用于“挖掘”自然资源的地下沉积物。钻井液可以是水基钻井液或油基钻井液，并且可以用于冷却和/或润滑钻头、建立流体反压以防止高压地层流体过早进入井中、防止裸井眼的崩塌、和/或通过将钻屑输送到表面进行分离从井眼中移除钻屑。随着全球原油储量持续减少，钻井操作的焦点已经转移到之前由于不利的钻井条件(例如热和/或化学不稳定性)被认为是不适宜的地区或区域。油基钻井液，例如反相乳化钻井液，可以用于这些地区和区域，因为与水基钻井液相比，它们通常表现出相对更好的热和化学稳定性。

反相乳化钻井液包括具有乳化和/或分散于其中的水滴(分散相)的油相(连续相)。油相通常可以包括液体烃类，例如在C₁₆-C₁₈范围内的烯烃和/或链烷烃、柴油，以及水滴通常可以包括水溶液，例如盐水。在高剪切条件下和在能够形成水滴在液体烃类中的稳定分散液的乳化剂的存在下，通过共混液体烃类和水溶液可以形成反相乳化钻井液。通常，乳化剂以喷雾干燥颗粒的形式被提供。虽然喷雾干燥的乳化剂颗粒可以用于制备用于在各种地层类型和井眼条件下钻井操作的反相乳化钻井液，但是喷雾干燥乳化剂颗粒的制备通常可能是成本过高的。例如，需要相对大量的水来制备喷雾干燥乳化剂颗粒以及需要大量的能源来除去水，这可能是成本过高的。

因此，需要改进的乳化剂颗粒及其制备和使用方法。

发明内容

本发明提供了乳化剂颗粒及其制备和使用方法。在一个或多个实施方案中，所述乳化剂颗粒可包含(1)羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐，(2)改性妥尔油的碱金属盐或碱土金属盐，或(3)羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐和改性妥尔油的碱金属盐或碱土金属盐的共混物。乳化剂颗粒可具有约0.3m²/g至约1m²/g的BET比表面积。

在一个或多个实施方案中，乳化剂颗粒可包含中和的羧酸封端的脂肪胺缩合物、中和的改性妥尔油、或它们的共混物。乳化剂颗粒可具有约0.3m²/g至约1m²/g的BET比表面积。乳化剂颗粒可具有至少0.001cm³/g至约0.005cm³/g的BET孔体积。乳化剂颗粒可以具有约50埃至约200埃的BET平均孔宽度。

在一个或多个实施方案中，制备乳化剂颗粒的方法可包括通过机械研磨工艺减小乳化剂固体的尺寸以产生乳化剂颗粒。乳化剂固体可包含(1)羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐，(2)改性妥尔油的碱金属盐或碱土金属盐，或(3)羧酸封端的脂肪胺缩合物的碱金属盐或碱土金属盐和改性妥尔油的碱金属盐或碱土金属盐的共混物。乳化剂颗粒可具有约0.3m²/g至约1m²/g的BET比表面积。

附图简要说明