[发明专利]用于油基钻井液的层状双氢氧化物

说明书

制备油基钻井液的方法和油基钻井液的组合物。油基钻井液包含基础油连续相、水性分散相以及至少一种流变改性剂，其中基础油连续相包含基础油，流变改性剂包括改性的镁/铝碳酸盐层状双氢氧化物(Mg/Al‑CO₃191 LDH)化合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月15日提交的美国临时申请序列号62/545,663的权益，其通过引用并入本文。

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及油基钻井液，其用于高压和高温钻井操作。更具体地，本公开的实施方式涉及油基钻井液，其包含表面改性的镁/铝碳酸盐层状双氢氧化物化合物作为流变改性剂。

背景技术

钻新井眼以进行烃开采的钻井操作例如包括在钻井操作期间使钻井液(替代地称为钻井泥浆)连续地循环通过井眼的常规做法。钻井液被泵入钻杆，到达钻孔底部，然后钻井液向上流过井眼壁和钻杆之间的环隙，最后从井眼流出，并在那里被回收以进行二次处理。具体地，对钻井液进行机械或化学处理以从钻井液中去除捕获的固体和钻屑，并然后将钻井液再循环回去通过井眼。

考虑到钻井液的循环特性及其在钻井操作过程中捕获固体和钻屑的功能，钻井液必须以相对较低的粘度自由流动，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。如果钻井液的循环停止，则为了防止固体在井眼底部积聚，钻井液还必须具有足以悬浮固体和钻屑的凝胶强度。积聚在井眼底部的固体可能会导致卡钻以及钻井液流动路径的物理堵塞。

深井钻探由于涉及高压和高温(HPHT)的地质条件而变得复杂。HPHT条件的行业限定的定义通常包括井眼温度高于300华氏度(°F)(149摄氏度(℃))和井眼压力高于10,000磅力平方英寸(psi)(68.9兆帕(MPa))。

发明内容

因此，对在HPHT条件下是热稳定的并且具有适合用于井处理的流变性质的钻井液和用于钻井液的流变改性剂存在持续的需求。流变改性剂在加入至油基钻井液时，可以增强流变性质，诸如“易碎凝胶”性质和剪切稀化行为。

因此，本公开的一些实施方式包括油基钻井液，其包括基础油连续相、水性分散相和至少一种流变改性剂，其中基础油连续相包括基础油，流变改性剂包括改性的镁/铝碳酸盐层状双氢氧化物(Mg/Al-CO₃ LDH)化合物。

本公开的其他实施方式包括用于制备油基钻井液的方法，其中该方法包括将基础油、至少一种乳化剂和至少一种润湿剂混合以形成基础油连续相；以及向基础油连续相中加入至少一种流变改性剂以形成油基钻井液，其中该至少一种流变改性剂包含改性的镁/铝碳酸盐层状双氢氧化物化合物。

具体实施方式

现在将描述具有流变改性剂的钻井液的具体实施方式。应理解，本公开的流变改性剂和钻井液可以不同的形式来体现，并且不应被认作限于本公开中所阐述的具体实施方式。相反，提供实施方式是为了使本公开透彻和全面，并且将向本领域技术人员充分传递本主题的范围。

为了钻探地下井，可将包括钻头和对钻头施加重量的钻铤的钻柱插入预钻的孔中并旋转以使钻头切入孔底部的岩石中。钻井操作产生岩石碎片。为了从井眼底部去除岩石碎片，将钻井液(诸如油基钻井液)通过钻柱向下泵送到钻头。钻井液冷却钻头，提供润滑，并且提升被称为钻屑的岩石碎片脱离钻头。在钻井液再循环回到地面时，钻井液将钻屑向上运送。在地面处，通过二次操作从钻井液中去除钻屑，并将钻井液沿钻柱向下再循环回到井眼底部以收集另外的钻屑。