[发明专利]用于高压和高温钻井操作的油基钻井液

说明书

油基钻井液组合物，其包含包含基础油的油相、包含水的水相、至少一种乳化剂和一种或多种添加剂。所述至少一种乳化剂包含具有式R‑CO‑NH‑R'‑NH₂的氨基酰胺，其中R是脂肪酸烷基，并且R'是烷基。所述一种或多种添加剂选自润湿剂、流变改性剂、流体损失控制添加剂和增重添加剂。还提供了制备所述油基钻井液组合物的方法和利用所述油基钻井液组合物钻探地下井的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月15日提交的美国临时申请第62/545,523号的权益，其通过引用并入本文中。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及用于高压和高温钻井操作中的油基钻井液。更具体地说，本公开的实施例涉及包含乳化剂的油基钻井液。

背景技术

例如，为了烃提取而钻探新井筒的钻井操作包括在钻井操作期间使钻井液(或者称为钻井泥浆)连续循环通过井筒的常规做法。钻井液被泵入钻杆中，到钻孔的底部，在钻孔的底部钻井液然后向上流过井筒壁和钻杆之间的环形空间，并且最后从井筒流动，在那里将其回收以进行二次处理。具体地说，钻井液进行机械或化学处理以从钻井液中且在再循环回通过井筒之前去除捕获的固体和钻屑。

考虑到钻井液的循环性质及其在钻井操作期间捕获固体和钻屑的功能，钻井液必须以相对低的粘度自由流动，以便于泵送同时具有足够的物质来保留和运输钻屑和其他固体以及使增重材料悬浮，以便在静态和循环条件期间在井筒中维持密度均匀的钻井液柱。如果停止钻井液的循环以防止固体在井筒底部积聚，则钻井液还必须具有足以使固体和钻屑悬浮的凝胶强度。积聚在井筒底部的固体可能潜在地导致卡钻以及钻井液流动路径的物理堵塞。

深井中的钻井由于涉及高压和高温(HPHT)的地质条件而变得复杂。随着井筒深度的增加，井筒基部的压力和温度也会升高。HPHT条件的行业定义通常包括大于300℉(149℃)的井筒温度和大于10,000磅/平方英寸(psi)(约68.9兆帕(Mpa))的井筒压力。升高的温度对钻井液具有不利影响，使组分无法承受升高的温度而分解。在升高的温度下，一些钻井液可能开始凝固或经历可能阻碍循环的粘度增加。

发明内容

除了其他组成组分，已知的钻井液通常含有不适合HPHT钻井的乳化剂，因为它们在HPHT条件下分解。因此，对钻井液和所包括的用于钻井液的乳化剂存在持续的需要，所述乳化剂在HPHT条件下是热稳定的，同时提供合适的流变特性。

本公开的实施例涉及用于油基钻井液的乳化剂、包含所述乳化剂的相关钻井液组合物，以及制备所述油基钻井液的方法。

根据一个或多个实施例，油基钻井液包括：包括基础油的油相；包括水的水相；至少一种乳化剂；和一种或多种添加剂，所述添加剂选自润湿剂、流变改性剂、流体损失控制添加剂和增重添加剂。至少一种乳化剂包含具有式R-CO-NH-R'-NH₂的氨基酰胺，其中R是脂肪酸烷基，并且R'是烷基。

根据另一方面，一种用于制备油基钻井液的方法包括混合基础油、至少一种乳化剂和任选地至少一种润湿剂以形成第一混合物。乳化剂包括具有式R-CO-NH-R'-NH₂的氨基酰胺，其中R是脂肪酸烷基，并且R'是烷基。另外，方法包括任选地，将至少一种流变改性剂和碱度调节剂混合到第一混合物中以形成第二混合物，任选地，将至少一种流体损失控制添加剂混合到第二混合物中以形成第三混合物，将盐水溶液混合到第一混合物或第三混合物中以形成第四混合物，以及将增重添加剂混合到第四混合物中以形成油基钻井液组合物。

根据另一方面，一种用于在地下井中钻探的方法包括提供根据任一个其他方面的油基钻井液组合物，以及在油基钻井液组合物的存在下，在井筒中操作钻机。