粘土溶脹抑制劑，包含所述抑制劑的組合物以及使用所述抑制劑的方法
【專利摘要】描述了一種添加劑作為粘土溶脹抑制劑，尤其是在鉆探領(lǐng)域的用途。更具體地，描述了2-甲基戊烷-1，5-二胺或者2-甲基戊烷-1，5-二胺的有機或無機鹽作為粘土在含水介質(zhì)中溶脹的抑制劑的用途。還描述了-種包括2-甲基戊烷-1，5-二胺或其有機或無機鹽的鉆井液組合物或水力壓裂液組合物以及使用該組合物的鉆探或水力壓裂方法。
【專利說明】粘土溶脹抑制劑，包含所述抑制劑的組合物以及使用所述 抑制劑的方法
[0001] 在此描述了一種新穎的添加劑作為粘土溶脹抑制劑，尤其是在鉆探領(lǐng)域中的用 途。還描述了 2-甲基戊烷-1，5-二胺，或者2-甲基戊烷-1，5-二胺的有機或無機鹽作為 粘土在含水介質(zhì)中溶脹的抑制劑的用途。此外，描述了一種包含2-甲基戊烷-1，5-二胺或 其有機或無機鹽的鉆井液組合物或水力壓裂液組合物以及使用所述組合物的鉆探或水力 壓裂方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鉆井作業(yè)過程中，尤其是當(dāng)目的是采收地下石油和/或天然氣田而進行鉆井 時，采用了鉆井液旨在潤滑、清潔并且冷卻鉆探工具和鉆頭，和/或排出在鉆探過程中破碎 的物質(zhì)（清除的巖石或鉆屑）。鉆井液還用于清潔該井。它們還提供了在固結(jié)前支撐井壁 所必需的壓力。這種流體通常被稱為"鉆探泥漿"。在鉆探之后，井壁總體上用水泥材料固 結(jié)。
[0003] 在鉆井過程中，特別是在旨在生產(chǎn)石油和/或天然氣的鉆井過程中，鉆探經(jīng)常是 通過泥質(zhì)巖（特別是通過頁巖）進行的。
[0004] 泥質(zhì)巖層所造成的問題是眾所周知的。當(dāng)通過使用水基鉆井液鉆探而滲透這些巖 層時，通過離子交換和水合作用在泥質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。
[0005] 這些反應(yīng)導(dǎo)致粘土的溶脹、鉆探穿過的巖層的泥質(zhì)顆粒的崩解或分散。
[0006] 這種粘土的溶脹不僅在鉆探壁方面而且在鉆井液方面以及在儲集巖方面都造成 問題。
[0007] 表述"儲集巖"應(yīng)理解為是指包括待提取的石油和/或天然氣的巖層。
[0008] 由于粘土的水合作用，分散的顆粒污染了鉆井液和儲集巖，并且崩解對井壁的穩(wěn) 定性是不利的。這些粘土的溶脹還通過干擾流體的流動或鉆探工具的通道而引起操作問 題。
[0009] 沿著井壁，溶脹造成突起，這些突起干擾鉆井液和鉆探工具的運動。此外，溶脹可 能導(dǎo)致崩解，從而造成沿著壁的隆起。這些隆起和突起可在井中產(chǎn)生機械弱點。
[0010] 在鉆井液中，崩解的泥質(zhì)材料被釋放到流體中并且呈現(xiàn)了流體的粘度控制的問 題：該泥質(zhì)材料，尤其是在高濃度的鹽（鹽水）的存在下，具有大大增加粘度的傾向。這種 粘度的增加變得有害，并且如果它太高，會損害鉆探工具。該井甚至可能變得不可用。
[0011] 此外，清除的泥質(zhì)巖在鉆井液中可能有聚集在一起的傾向（"鉆頭結(jié)球 (bit-balling)"現(xiàn)象）?？傮w上，它被稱為吸積現(xiàn)象。該吸積可能會干擾流體和工具的運 動。此外，它們可以圍繞鉆頭粘附并聚集在一起并且從而阻塞它。
[0012] 在泥質(zhì)巖層中在鉆探過程中由粘土的溶脹帶來的問題是與粘土 /鉆井液相互作 用的現(xiàn)象緊密相連的，尤其是在粘土-水接觸過程中。
[0013] 現(xiàn)有摶術(shù)/問是頁
[0014] 在石油開采領(lǐng)域中，上面提及的問題尤其是在使用無水鉆井液（例如其中連續(xù)相 是基于一種液烴的流體）得以解決。但是用這些類型的"油基"泥漿鉆探具有很多缺點：該 流體的高昂成本，鉆探造成的流出物和碎屑的油的毒性并且尤其是污染。關(guān)于廢物處理的 現(xiàn)行法規(guī)從此導(dǎo)致處理成本和技術(shù)使得油基泥漿很經(jīng)常不可能使用。
[0015] 因此，目前，研究與開發(fā)基本上集中在含水體系中以便找到限制粘土溶脹現(xiàn)象的 添加劑。這些添加劑被稱為"粘土溶脹抑制劑"并且它們的目的在于防止流體沿壁滲入到 巖石中、滲入到懸浮的清除的巖石中，并抑制溶脹和/或崩解。
[0016] 在這些添加劑之中，它們特別是以下各項：
[0017] -礦物鹽類（KCl、NaCl、CaCl2等），其中KC1無疑是用于抑制粘土的溶脹的最常用 的鹽。事實上，鉀離子是一種很好的抑制劑，其降低了粘土片之間的靜電排斥并因此降低了 粘土的溶脹。盡管Na+離子作為抑制劑不如K+離子，NaCl的使用也是廣泛的，尤其是與硅 酸鹽、多元醇或甲基葡萄糖苷組合時。礦物鹽類的其他溶液，如CaCl 2、或CaBr2、ZnCl2、MgCl2 或MgBr2以及ZnBr2也被廣泛地用作溶脹抑制劑。然而，越來越多地尋求避免在該領(lǐng)域中使 用這些化合物，因為無機鹽類（尤其是氯化物鹽）對用于固結(jié)井壁的水泥具有有害的作用，
[0018] -脂肪族胺類，如在專利US 5771971中所描述的己二胺，
[0019]-二胺鹽類，如在專利申請US 2006/0289164中所描述的，其抗衡離子是一元酸 (如甲酸）、無機酸、或其他酸如羥基酸（蘋果酸或檸檬酸）；以及更特別地己二胺與無機酸 (如鹽酸）或單官能有機酸（如甲酸）的鹽類，如在專利申請US 2002/0155956中所描述 的，
[0020] -用來固結(jié)壁的聚合物（"井筒固結(jié)"）。因此目前使用的是部分水解的聚丙烯酰 胺（PHPA)。專利FR 2185745描述了這樣一種用途。這些聚合物在壁的表面上形成了一種 聚合物膜，封裝清除的巖石，并且從而抑制了粘土的水合作用。然而這些聚合物的性能是有 限的，因為他們具有在高濃度下使流體太粘的傾向。此外，這些聚合物的性能在高溫高壓 (HTHP)鉆探條件下由于其有限的水解穩(wěn)定性是有限的。此外，這些聚合物在其使用期間由 于其剪切敏感性而降解。因此，需要替代解決方案。
[0021] 越來越嚴(yán)格的法規(guī)目的在于限制對人類或?qū)Νh(huán)境危險的產(chǎn)品的使用和/或處置 的風(fēng)險。尋求使用更少有害的和/或更有效的添加劑（其可以因此以更少的量使用）的替 代解決方案。
[0022] 因此，對于提供粘土溶脹抑制劑仍然存在一種需要，這些粘土溶脹抑制劑在其應(yīng) 用中表現(xiàn)地甚至更好，并且對人類或?qū)Νh(huán)境的危險更小。
[0023] 簡要說明
[0024] 為此目的，在此的示例性實施例提出了 2-甲基戊烷-1，5-二胺（在下文由MPMD 表示）作為粘土在含水介質(zhì)中溶脹的抑制劑的用途。
[0025] 示例性實施例還涉及MPMD的有機或無機鹽作為含水介質(zhì)中粘土溶脹的抑制劑的 用途。
[0026] 在不同的實施例中，MPMD和/或其有機或無機鹽占相對于在含水介質(zhì)中粘土溶脹 抑制劑的總量的至少約5重量％，有利地至少約10重量％，并且優(yōu)選地至少約30重量％。
[0027] 示例性實施例還涉及一種鉆井液組合物或水力壓裂液組合物，其特征在于它包括 至少2-甲基戊烷-1，5-二胺或其有機或無機鹽、一種液體載體和任選地溶解或分散在該液 體載體中的添加劑。
[0028] 再另外的實施例涉及一種鉆探方法（其中在至少一個步驟中使用了一種示例性 鉆井液組合物）和一種水力壓裂方法（其中在至少一個步驟中使用了根據(jù)所述實施例的水 力壓裂液組合物）。
[0029] 發(fā)明詳細(xì)說明
[0030] 用途
[0031] 不同的實施例使用處于游離形式或處于有機或無機鹽形式的2-甲基戊烷-1， 二胺。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明"游離形式"或"游離的"是指2-甲基戊烷-1，5-二胺（MPMD)不是處 于鹽的形式。
[0033] 通過無機鹽的實例，可以提及的是其中抗衡離子是氯離子Cr或磷酸根P0廣或溴 離子的無機鹽。
[0034] 關(guān)于有機鹽，它們可以是MPMD的羧酸鹽，尤其是MPMD的單羧酸或二羧酸鹽，優(yōu)選 地是MPMD的二羧酸鹽。
[0035] 在一個有利的實施例中，MPMD的有機鹽是MPMD的二羧酸鹽，其中二羧酸選自草 酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、甲基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、中康酸、甲基琥珀酸、 乙基琥珀酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、甲基戊二酸、戊烯二酸、它們的組合以及類似物。
[0036] 優(yōu)選地，MPMD的有機鹽是MPMD的二羧酸鹽，其中二羧酸選自草酸、丙二酸、琥珀 酸、戊二酸、甲基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、甲基琥珀酸、乙基琥珀酸、甲基戊二 酸、它們的組合以及類似物。
[0037] 還更優(yōu)選地，MPMD的有機鹽是MPMD的二羧酸鹽，其中該二羧酸選自琥珀酸、戊二 酸、甲基戊二酸、它們的組合以及類似物。
[0038] 根據(jù)一個變體，該鹽是一種或多種二胺與一種或多種二酸的混合鹽，其中這些二 胺中的至少一種是2-甲基五亞甲基二胺。表述"混合鹽"應(yīng)理解為是指一種或多種不同的 二酸與一種或多種二胺的鹽，其中該二胺中的至少一種是2-甲基五亞甲基二胺。例如，它 可以是二酸（如琥珀酸、戊二酸和己二酸）的混合物與2-甲基五亞甲基二胺的鹽。它也可 以是二酸（如甲基戊二酸和乙基琥珀酸）的混合物與二胺（如2-甲基五亞甲基二胺）的 鹽。它也可以是二胺（如2-甲基五亞甲基二胺和己二胺）的混合物與二酸（如甲基戊二 酸）的鹽。
[0039] 在混合鹽的情況下，其他伯二胺（與MPMD不同）可以選自以下二胺：乙二胺、1， 丙二胺、1，3-丙二胺、1，4- 丁二胺、1，5-戊二胺、N-(2-氨乙基）-1，3-丙二胺、1，2-環(huán)己 二胺、1，4-環(huán)己二胺、1，6-己二胺、雙（3-氨基丙基）胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，10-癸 二胺、1，12-十二烷二胺、二（六亞甲基）三胺、它們的組合和類似物。
[0040] 根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施例，其他伯二胺是六亞甲基二胺（1，6_己二胺）。
[0041] 在混合鹽中，MPMD有利地占相對于二胺的混合物至少約50重量％、優(yōu)選地至少約 60重量％、有利地至少約75重量％、優(yōu)選地至少約85重量％并且還更優(yōu)選地至少約90重 量％。
[0042] 根據(jù)所描述的實施例的2-甲基戊烷-1，5-二胺或其有機或無機鹽作為含水介質(zhì) 中粘土溶脹的抑制劑的用途有利地是在含水介質(zhì)中為鉆井液或水力壓裂液的用途。
[0043] -種優(yōu)選的實施例使用游離的2-甲基戊烷-1，5-二胺作為粘土在含水介質(zhì)中溶 脹的抑制劑。
[0044] 優(yōu)選地使用純的MPMD。"純的"是指MPMD是至少在約95重量％的濃度，優(yōu)選至少 為約97重量％的濃度并且還更優(yōu)選至少約99重量％。
[0045] 還有可能在其他粘土溶脹抑制劑的存在下使用游離的MPMD，尤其是其他游離的 胺。
[0046] 優(yōu)選地，MPMD是在粘土溶脹抑制劑的混合物中占大多數(shù)。換句話說，MPMD占相對 于粘土溶脹抑制劑的總量至少約50重量％，有利地至少約75重量％并且還更優(yōu)選至少約 90重量％。
[0047] 組合物
[0048] 在此描述的實施例目標(biāo)還在于一種鉆井液組合物或水力壓裂液組合物。
[0049] 盡管在這兩種地面增產(chǎn)（stimulation)技術(shù)之間存在的差異，它們在所使用的流 體的組成方面具有一定數(shù)量的共同點并且特別地通過這兩種技術(shù)所使用的流體對粘土的 溶脹的抑制是必要的。
[0050] 鉆井液
[0051] 鉆井液是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。流體的確切組成可取決于流體的目的。它可以 特別取決于流體將經(jīng)受的溫度和壓力，取決于井穿過的巖石的性質(zhì)，以及取決于鉆探設(shè)備 的性質(zhì)。
[0052] 總體上，鉆井液（也稱為鉆探泥漿）是一種包括添加劑的液態(tài)和/或氣態(tài)系統(tǒng)。鉆 井液的主要作用是：
[0053] -確保鉆屑從井的底部升高到表面，
[0054] -為了防止鉆屑的沉降的目的在停止循環(huán)期間保持鉆屑在懸浮中以便重新啟動鉆 探而不堵塞，由于流體的觸變性質(zhì)這是有可能的，
[0055] -冷卻和潤滑工具以避免運動金屬部件的過早磨損，
[0056] -由于通過鉆探泥漿所施加的靜水壓而支撐井壁并使之有可能控制從巖層通過的 流體的流入。
[0057] 該泥漿對設(shè)備應(yīng)該既不是腐蝕性的也不是磨損的，對人員也不是有毒的或危險 的，并且它不應(yīng)該存在火災(zāi)風(fēng)險。
[0058] 在鉆井液中，流變和過濾特性經(jīng)常通過添加劑的使用來調(diào)整。添加劑（也稱為"電 解質(zhì)"）的性質(zhì)以及它們在泥漿配方中的濃度是通過考慮地層的特征來選擇的。
[0059] 在被認(rèn)為是對鉆井液組合物重要的添加劑之中，是粘土溶脹抑制劑。
[0060] 水力壓裂液:
[0061] 水力壓裂是一種由石油和天然氣產(chǎn)業(yè)廣泛使用的來提高低滲透儲層的開采的技 術(shù)。將壓裂液在高流速和高壓力下泵送到井的底部，使得所施加的壓力在儲集巖中產(chǎn)生裂 縫。
[0062] 因此，其原理是簡單的：將一種加壓的流體注入到巖石中以便使其破裂并且打開 裂縫，烴類可以通過這些裂縫流動到井中。
[0063] 該原理的實施是更復(fù)雜的：必需將不同的添加劑添加到注入流體中以便防止或基 本上抑制在注入操作結(jié)束時壓力一減小裂縫就閉合。
[0064] 為了保持注入后裂縫打開，常用的添加劑是一種支撐劑。
[0065] 使用例如陶瓷珠、調(diào)整的砂粒，它們將滲透到裂縫使得這些裂縫保持打開?？傮w 上，將一種增稠劑加入到壓裂液中使得這些支撐劑顆粒在注入過程中被帶入裂縫并且不在 井的底部形成一種沉淀。此沉淀在水平井的情況下將是特別不利的。
[0066] 大多數(shù)巖層含有細(xì)粘土微粒并且更特別地在儲集巖是泥質(zhì)性質(zhì)的情況下，壓裂液 中的水會使粘土溶脹，這將限制裂縫的網(wǎng)絡(luò)對烴類的通道的滲透性。此外，在壓裂操作過程 中，被稱為"粘土細(xì)屑"的粘土顆?？梢詮谋诿撾x并且然后（至少部分地）堵塞支撐劑（"支 撐劑充填層"）的顆粒之間的空隙并因此大大降低該井的生產(chǎn)。因此，在水力壓裂液組合物 的情況下，還需要加入添加劑以便防止或基本上抑制粘土的溶脹。
[0067] 根據(jù)示例性實施例的鉆井液組合物或水力壓裂液組合物的特征在于它包括至少 2_甲基戊烷-1，5-二胺或2-甲基戊烷-1，5-二胺的有機或無機鹽、一種液體載體和任選地 溶解或分散在該液體載體中的添加劑。
[0068] 根據(jù)示例性實施例的2-甲基戊烷-1，5-二胺及其鹽是在本說明書中如上所定義 的并且它們作為粘土溶脹抑制劑。
[0069] 粘土溶脹抑制劑在鉆探或壓裂液組合物中的含量（作為按2-甲基戊烷-1，5-二 胺活性劑的重量計的濃度）有利地是從約0. 01重量％至約10重量％，優(yōu)選地從約0. 1重 量％至約5重量％，并且還更優(yōu)選地從約0. 3重量％至約3重量％。
[0070] 常規(guī)地，液體鉆井液是"水基的"或"油基的"。油基泥漿比水基泥漿更昂貴，但在 鉆探非常深的井的情況下（HP/HT (高壓/高溫）鉆探條件）可以是優(yōu)選的。MPMD或其鹽的 示例性實施例可與這兩種類型的載體使用。然而，水基載體（水基泥漿）是優(yōu)選的。該液 體載體優(yōu)選地是水或一種水包油乳液。
[0071] 根據(jù)示例性實施例的鉆井液組合物或水力壓裂液組合物有利地包括溶解或分散 在液體載體中的添加劑。它們可以特別選自：
[0072] -增粘劑，特別是合成的聚合物；
[0073] -降濾失劑，例如選自淀粉或改性淀粉、羧甲基纖維素（CMC)、聚陰離子纖維素 (PAC)、或樹脂；
[0074] -根據(jù)不同實施例的與MPMD或其鹽不同的粘土溶脹抑制劑，諸如例如KC1、甘油、 硅酸鹽或多種聚合物（如部分水解的聚丙烯酰胺（PHPA)和聚亞烷基二醇（PAG));
[0075] -它們的組合以及類似物。
[0076] 有利地，根據(jù)示例性實施例的鉆井液組合物此外包括至少一種溶解或分散在液體 載體中的添加劑，選自：
[0077] i)增粘劑，例如天然粘土（經(jīng)常是膨潤土）、合成聚合物或生物聚合物；
[0078] ii)降濾失劑，用來固結(jié)濾餅以便限制鉆井液（諸如例如淀粉和改性淀粉、羧甲基 纖維素（CMC)、聚陰離子纖維素（PAC)、或樹脂）對巖石的侵入；
[0079] iii)粘土的溶脹和分散的其他抑制劑諸如例如KC1、甘油、硅酸鹽或多種聚合物 (如部分水解的聚丙烯酰胺（PHPA)和聚亞烷基二醇（PAG));
[0080] iv)增重劑如重晶石（硫酸鋇BaS04)和方解石（碳酸鈣CaC03)，這是用于提供泥 漿適合的密度最廣泛使用的。還指出了赤鐵礦（Fe 203)或方鉛礦（PbS)的用途，
[0081] V)此類添加劑的組合以及類似物。
[0082] 必要時，也有可能使用阻塞劑諸如例如粒狀劑（堅果殼）、纖維狀劑（甘蔗、木纖 維）、片狀劑（牡蠣殼、谷物）、它們的組合以及類似物。
[0083] 此外，其他添加劑可以結(jié)合到鉆井液的組成中。因此，可以提及的是自由基轉(zhuǎn)移 齊U、殺生物劑、螯合劑、表面活性劑、消泡劑、腐蝕抑制劑、它們的組合以及類似物。
[0084] 水力壓裂液組合物總體上包括一種液體載體（其優(yōu)選地是一種含水流體）、被溶 解或分散在該液體載體中的添加劑以及一種支撐劑。該支撐劑的選擇取決于地層的地質(zhì)性 質(zhì)和要生產(chǎn)的烴的類型，優(yōu)選地選自砂、陶瓷和聚合物（任選地處理的）。
[0085] 其中可以并入水力壓裂液組合物的添加劑是：
[0086] i)增粘劑諸如例如合成聚合物（尤其是聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺共聚物）或生物 聚合物（如瓜爾膠和改性的瓜耳膠）或形成巨膠束型的有組織的相的表面活性劑；
[0087] ii)交聯(lián)劑如硼酸鹽或鋯酸鹽，該交聯(lián)劑使之有可能賦予流體粘彈性流變；
[0088] iii)粘土的溶脹和分散的其他抑制劑諸如例如KC1、甘油、硅酸鹽或多種聚合物 (如部分水解的聚丙烯酰胺（PHPA)和聚亞烷基二醇（PAG));
[0089] iv)減阻劑如聚丙烯酰胺和非常高摩爾質(zhì)量的聚丙烯酰胺共聚物；
[0090] V)使之有可能在裂縫的剛形成后將其清理的試劑如氧化劑或酶，這些試劑將在壓 裂液的泵送過程中降解用于流變控制或減阻的聚合物，
[0091] Vi)此類添加劑的組合以及類似物。
[0092] 此外，根據(jù)示例性實施例的壓裂液組合物可以包括使之有可能緩沖pH的試劑、殺 菌劑、表面活性劑或降濾失劑。
[0093] 方法
[0094] 在此的實施例還針對一種鉆探方法，其中在至少一個步驟中使用如前所述的鉆井 液組合物。
[0095] 鉆探操作總體上包括用鉆頭挖掘一個孔，連接到端到端用螺絲擰緊的空心管。通 常，泥漿最初在平臺上可利用的制造槽中配制，其中將各種成分與泥漿的基礎(chǔ)流體（包括 在水溶液中的添加劑）混合，并貫穿鉆探前進的整個過程注入到管道的管線中。此泥漿隨 后通過鉆孔提升排出管道，并攜帶在鉆探操作過程中分離的巖石成分。隨后從鉆孔提取泥 漿以便在被重新注入空心鉆桿中之前清除其中包含的巖石（通常是通過篩選或離心）。 [0096] 在此的實施例還針對一種水力壓裂方法，其中在至少一個步驟中使用如前所述的 水力壓裂液組合物。
[0097] 水力壓裂是通過使用在高壓下從地面鉆探注入的流體通過機械應(yīng)力壓裂巖石進 行的，以便提高大孔性和在更小程度上的微孔性。
[0098] 水力壓裂包括在高壓下將水力壓裂液注入儲集巖以便擴散在其中的裂縫，這使之 有可能有助于生產(chǎn)在其中發(fā)現(xiàn)的烴類。
[0099] 壓裂操作是剛在井的挖掘之后進行以便啟動其生產(chǎn)階段，或者在一定的操作時間 之后當(dāng)生產(chǎn)趨于下降時進行。例如，水力壓裂是如下進行的：
[0100] 1.在待破碎的區(qū)域，裂縫由一個射孔槍（通過射孔套管）啟動。
[0101] 2.將鉆井液（先前在地面設(shè)備中配制的）在高壓下泵入。
[0102] 3.或者在整個壓裂操作中，或者（更經(jīng)常地）當(dāng)破裂的進展是足以在其中引入此 支撐劑時將支撐劑加入到壓裂液中。
[0103] 4.當(dāng)裂縫的進展被判斷為是令人滿意的時，中斷注入并使井保持靜止同時隨流體 注入氧化劑或酶降解聚合物（流變劑或減阻劑）。
[0104] 5.然后使該井重新開始生產(chǎn)。
[0105] 優(yōu)點
[0106] 除其他之外，MPMD具有在整個儲存溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)的優(yōu)點，與其他脂肪族胺 不同，這有利于它的用途。
[0107] 測量
[0108] 粘度和屈服點
[0109] 鉆井或壓裂液具有以兩個主要參數(shù)為特征的典型的賓漢流體（Bingham fluid)行 為，一方面是由PV表示的并以厘泊（cP或m. Pa. S)表達的流動粘度或塑性粘度和另一方面 由YP表示的屈服點（Pa)。
[0110] 這些參數(shù)是使用配備有40mm的直徑具有1mm的間隙的溝槽板/板型的幾何形狀 的AR2000流變儀（TA儀器（TA Instruments)，薩里，英國）實驗確定的。該流變儀被用來在 25°C下在1與ΙΟΟΟ?Γ1之間進行剪切速率掃描。應(yīng)力（τ)作為剪切速率（^ )的函數(shù)繪制并 且塑性粘度和屈服點值是使用下面的適合于屈服的流體的賓漢方程（Bingham equation) 確定的：
[0111]

【權(quán)利要求】
1. 2-甲基戊烷-1，5-二胺（MPMD)或MPMD的有機或無機鹽作為粘土在含水介質(zhì)中溶脹 的抑制劑的用途。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，該MPMD和/或其有機或無機鹽占相對于在含水介質(zhì)中 粘土溶脹抑制劑的總量的至少10重量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，該MPMD的有機鹽為MPMD的羧酸鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用途，該MPMD的有機鹽為MPMD的單羧酸鹽或二羧酸鹽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的用途，該MPMD的有機鹽為MPMD的有機二羧 酸鹽，其中二羧酸選自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、甲基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二 酸、中康酸、甲基琥珀酸、乙基琥珀酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、甲基戊二酸以及戊烯二酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用途，該MPMD的有機鹽為MPMD的二羧酸鹽，其 中二羧酸選自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、甲基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、甲基 琥珀酸、乙基琥珀酸以及甲基戊二酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用途，該MPMD的有機鹽為MPMD的二羧酸鹽，其 中二羧酸選自琥珀酸、戊二酸以及甲基戊二酸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的用途，該鹽為一種或多種二胺與一種或多種二 羧酸的混合鹽，這些二胺中的至少一種為2-甲基五亞甲基二胺。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用途，與MPMD不同的這些二胺選自以下二胺：乙二胺、1， 丙二胺、1，3-丙二胺、1，4- 丁二胺、1，5-戊二胺、N-(2-氨乙基）-1，3-丙二胺、1，2-環(huán)己 二胺、1，4-環(huán)己二胺、1，6-己二胺、雙（3-氨基丙基）胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，10-癸 二胺、1，12-十二烷二胺以及二（六亞甲基）三胺。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用途，與MPMD不同的二胺為1，6_己二胺。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10所述的用途，該混合鹽中的MPMD占相對于二胺的混合物的至 少50重量％。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的用途，該含水介質(zhì)為鉆井液或水力壓裂液。
13. 鉆井液組合物或水力壓裂液組合物，其特征在于它包含至少如在權(quán)利要求1至11 任一項中所定義的2-甲基戊烷-1，5-二胺（MPMD)或MPMD的有機或無機鹽、液體載體以及 任選的被溶解或分散在該液體載體中的添加劑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合物，該液體載體為水或水包油乳液。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的組合物，此外包括至少一種被溶解或分散在該液體載 體中的添加劑，其選自： -增粘劑， _降濾失劑， -與如在權(quán)利要求1至11任一項中所定義的MPMD或其鹽不同的粘土溶脹抑制劑。
16. 鉆探方法，其中在至少一個步驟中使用根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項所述的鉆井 液組合物。
17. 水力壓裂方法，其中在至少一個步驟中使用根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項所述的 水力壓裂液組合物。
【文檔編號】C09K8/035GK104114669SQ201380009195
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月14日
【發(fā)明者】T.巴德爾, A.卡迪克斯 申請人:羅地亞運作公司