[发明专利]合成官能化添加剂、合成的方法和使用的方法

说明书

本公开的实施例涉及合成官能化添加剂的实施例。所述合成官能化添加剂可以包含层状硅酸镁。所述层状硅酸镁可以包含：第一官能化硅酸盐层，所述第一官能化硅酸盐层包含与至少两个不同的官能团共价结合的第一四面体硅酸盐层；八面体水镁石层，所述八面体水镁石层包含镁；以及第二官能化硅酸盐层，所述第二官能化硅酸盐层包含与至少两个不同的官能团共价结合的第二四面体硅酸盐层。所述八面体水镁石层可以定位在所述第一官能化硅酸盐层与所述第二官能化硅酸盐层之间。与所述第一四面体硅酸盐层共价结合的所述至少两个不同的官能团可以和与所述第二四面体硅酸盐层共价结合的所述至少两个不同的官能团相同或不同。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月4日提交的题为“用于高性能油基钻探液的合成层状硅酸镁以及其衍生物(SYNTHETIC LAYERED MAGNESIUM SILICATES AND THEIR DERIVATIVESFOR HIGH PERFORMANCE OIL-BASED DRILLING FLUIDS)”的美国申请第62/726,512号的优先权，所述美国申请的整个公开内容通过引用并入。

技术领域

本文所述的实施例总体上涉及用作流体添加剂的组合物和方法，并且更具体地，涉及用于在井下环境中增强钻探液的组合物和方法。

背景技术

井筒建造和产生程序可以包含钻探、完成、基质刺激、破裂或其它井筒建造和产生增强程序。一些井筒建造和产生程序可以利用井筒流体。钻探液包含可以用于地下和油井钻探以及完成操作的水基泥浆(WBM)、油基泥浆(OBM)和气动流体。

发明内容

与其它钻探液相比，WBM具有一些固有的优势，如在一些实施例中，是更经济可行的、更环境有益的或两者。然而，当在高温高压(HTHP)井下条件下钻探时，WBM可能经历稀化。HTHP条件可以被定义为具有大于300℉(149℃)的不受干扰的井底温度以及至少0.8psi/ft(～15.3lbm/gal)的孔压力。由于此稀化，问题可能包含管道卡死、钻头的穿透速率低以及钻探操作的扭矩要求高中的一种或多种。

可以利用膨润土、聚合物或这些的组合来尝试维持WBM的流变性质。然而，在HTHP下，即使当大量添加时，膨润土也可能失去其效力。天然或合成的聚合物可能会随温度升高而经历降解或稀化。

如此，需要可以改善在HTHP井中WBM的流变性质和过滤行为的稳定性的添加剂。本公开的实施例通过提供合成官能化的添加剂来满足那些要求。在一些实施例中，所公开的合成官能化添加剂可用于用于井筒应用的钻探液中。在一些实施例中，当在HTHP井下条件下进行钻探时，合成官能化添加剂可以用于至少部分地减少钻探液的稀化。在一些实施例中，含有本文所述的合成官能化添加剂的WBM可以展现出改善的流变性质，同时减少WBM中其它添加剂(即膨润土、聚合物或这些的组合)的数量。

根据本公开的至少一个实施例，提供了一种合成官能化添加剂。所述合成官能化添加剂可以包含层状硅酸镁。所述层状硅酸镁可以包含：第一官能化硅酸盐层，所述第一官能化硅酸盐层包含与至少两个不同的官能团共价结合的第一四面体硅酸盐层；八面体水镁石层，所述八面体水镁石层包含镁；以及第二官能化硅酸盐层，所述第二官能化硅酸盐层包含与至少两个不同的官能团共价结合的第二四面体硅酸盐层。所述八面体水镁石层可以定位在所述第一官能化硅酸盐层与所述第二官能化硅酸盐层之间。与所述第一四面体硅酸盐层共价结合的所述至少两个不同的官能团可以和与所述第二四面体硅酸盐层共价结合的所述至少两个不同的官能团相同或不同。