[发明专利]油气钻探和生产用添加剂

说明书

一种季铵盐组合物，其选自由下列组成的组：式(I)、式(II)、式(III)以及它们的组合。一种合成季铵盐组合物的方法，该方法包括以下步骤：使烷氧基化二聚二胺与卤代甲烷反应，其中所述卤代甲烷选自由下列组成的组：氯代甲烷、碘代甲烷以及它们的组合；以及使反应进行以产生季铵盐组合物，季铵盐组合物选自由下列组成的组：式(I)、式(II)、式(III)以及它们的组合。一种处理井的方法，该方法包括以下步骤：将包含添加剂的井流体引入井中，其中包含添加剂的井流体包含季铵盐组合物和井流体，从而使包含添加剂的井流体与井相互作用；以及用包含添加剂的流体处理井。

技术领域

本发明公开了用于油气钻探和生产的组合物。更具体而言，公开了涉及用作钻井液和采出液中的添加剂的组合物的实施方案。

背景技术

钻井液和采出液往往是多种组分的混合物，每种组分增强了流体的功能性。特别地，可以添加组分以改进流体与钻井工具之间的相互作用、流体与地层之间的相互作用以及流体本身的稳定性。

存在多种可以向钻井液和采出液提供多种功能性的组分。例如，基于胺表面活性剂的成膜分子和阳离子分子，如烷基吡啶、牛酯胺、多胺和聚醚胺，以(例如)长期以来用于提供多种形式的功能性。

胺类和季铵盐表面活性剂通过化学或物理吸附在设备表面上从而在套管、钻柱、钻井设备和产品设备上形成膜或保护层。由于胺基上没有净正电荷，因此胺基和金属/金属氧化物表面之间的相互作用相对较弱。表面和具有净正电荷的季铵盐表面活性剂之间的相互作用强度本质上主要是静电相互作用强度。季铵基团上的电荷密度决定了分子与表面结合的强度，更大的结合强度与提高的耐腐蚀性相关。更强的吸附强度提高了成膜效率，包括当分子的动能增加而造成设备不稳定的高温时的成膜效率。

发明内容

本发明公开了用于油气钻探和生产的组合物。更具体而言，公开了涉及用作钻井液和采出液中的添加剂的组合物的实施方案。

在第一方面中，提供了一种季铵盐组合物。该季铵盐组合物选自由下列组成的组：式I、式II、式III以及它们的组合，其中式I为：

其中R₁和R₂中的每一者选自由碳原子(C-)和键合至氢的碳(-CH)组成的组，各R₃选自由饱和脂族烃基和不饱和脂族烃基组成的组，各R₄选自由无环烃基和无环杂烃基组成的组，R₅和R₆中的每一者选自由饱和无环烃基和不饱和无环烃基组成的组，X选自由下列组成的组：碘离子(I-)、氯离子(Cl-)以及它们的组合；

其中式II为：

其中R₇、R₈、R₉和R₁₀中的每一者选自由C-和-CH组成的组，R₁₁、R₁₂、R₁₃和R₁₄中的每一者选自由氢原子(H-)、脂族烃基和取代的脂族烃基组成的组；

其中式III为：