[发明专利]防滤失丸剂

说明书

发明背景

在35 U.S.C.§119(e)下，本申请要求于2005年6月30日提交的美国申请序号60/695,803的优先权。该申请通过引用将其全部内容结合在此。

技术领域

本发明概括地涉及用于控制滤失(fluid loss)的措施，以及在油田应用中使用的防滤失丸剂(fluid loss pill)的配方和用途。

背景技术

当在地球地层(formation)中钻井或完井时，由于各种原因，通常在井中使用各种流体。该流体通常是水基的。对于本文，这样的流体被称作“井产流体”。井产流体的普通用途包括：在通常钻孔或钻入生产层(即，在目标含油地层中钻井)的同时，润滑并冷却钻头切割表面；将“切屑”(被在钻头上的齿的切割作用移出的地层的碎片)输送到地面；控制地层流体压力以防止井喷；保持井的稳定性；使固体悬浮在井中；使进入到正在钻井的地层的滤失最小并且使该地层稳定；使在钻井完成之后以及在完井操作过程中进入到地层中的滤失最小，所述完井操作比如例如对井打孔、更换工具、将筛网(screen)附着于产品管(tublulars)的末端、砾石充填井或使井附近的地层断裂；用另一种流体更换在井内的流体；清洁井；试验井；用于放置填充物的流体；使井报废或准备井报废，以及其它方式处理井或地层。

盐水(比如例如，CaBr₂水溶液)通常被用作井产流体，原因是它们宽的密度范围以及盐水典型地基本上没有悬浮固体的事实。此外，为了获得在钻井操作中使用的合适密度，通常使用盐水。典型地，盐水包括一价或二价阳离子比如钠、钾、钙和锌的卤化物盐。这种类型的氯化物-基盐水已经在石油工业中使用超过了50年；溴化物-基盐水使用了至少25年；而甲酸盐-基盐水只使用了约过去的10年。使用盐水的一个另外的优点是，盐水典型地不损害某些类型的井下地层；并且发现与一种类型盐水不利地相互作用的地层，通常可以获得另一种类型的与该地层没有相互作用的盐水。

典型向盐水-基井产流体中加入各种化合物。例如，盐水-基井产流体除了包括其它添加剂之外，还可以包括增粘剂、腐蚀抑制剂、润滑剂、pH控制添加剂、表面活性剂、溶剂和/或增重剂。一些典型的盐水-基井产流体增粘添加剂包括天然聚合物及其衍生物，比如黄原胶和羟乙基纤维素(HEC)。此外，如在本领域中熟知的，可以使用宽范围的多种多糖和多糖衍生物。

还通常将下列物质用作增粘剂：一些合成聚合物和低聚物的添加剂，比如聚(乙二醇)(PEG)；聚(二烯丙基胺)；聚(丙烯酰胺)；聚(丙烯腈)；聚(磺酸氨基甲基丙基酯[AMPS])；聚(乙酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(乙烯胺)；聚(磺酸乙烯酯)；聚(磺酸苯乙烯酯)；聚(丙烯酸酯)；聚(丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(乙烯吡咯烷酮)；聚(乙烯基内酰胺)；以及下列共聚单体的共聚物、三元聚合物和四元聚合物：乙烯、丁二烯、异戊二烯、苯乙烯、二乙烯基苯、二乙烯胺、1，4-戊二烯-3-酮(二乙烯基酮)、1，6-庚二烯-4-酮(二烯丙基酮)、二烯丙基胺、乙二醇、丙烯酰胺、AMPS、丙烯腈、乙酸乙烯酯、乙烯醇、乙烯胺、磺酸乙烯酯、磺酸苯乙烯酯、丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基吡咯烷酮和乙烯基内酰胺。

下面描述如何可以将盐水-基井产流体与上述列举的聚合物和低聚物组合使用的一个实例。当钻井进展到穿透到含烃地层的深度时，可能需要特别的注意，以保持井眼的稳定性。通常出现稳定性问题的地层的实例包括高度可渗透的和/或差固结的地层。在这些类型的地层中，可以使用被称作“套管下扩眼”的钻井技术。在套管下扩眼中，采用常规技术使井眼钻穿到含烃的区域。在井眼中通常将套管设置在正好在含烃区域上方的点。然后，例如使用可膨胀的套管下扩眼器对含烃区域再钻井，所述的套管下扩眼器增大了在套管下方已经钻出的井眼的直径。

套管下扩眼通常使用特殊的“洁净”钻井流体进行。在套管下扩眼中使用的典型钻井流体是是被胶凝和/或交联的聚合物增粘从而有助于除去地层切屑的昂贵的、水性、重盐水。然而，目标地层的高渗透性可能使大量的钻井液滤失到地层内。一旦钻井液滤失到地层内，它就变成难于移除。溴化钙和溴化锌盐水在与地层或包含在地层内的物质反应时可以形成高度稳定的酸不溶性化合物。这种反应可以降低地层对于任何随后的目标烃的流出的渗透性。防止对地层的这种伤害的一种最有效方式是限制进入到地层中的钻井液滤失。