[发明专利]改进的水基隔离流体和相关方法

说明书

背景技术

本发明涉及隔离液(insulating fluid)，更特别地，涉及水基隔离流体，其 在高温下具有较强的稳定性并且具有较低的热导率，这种隔离液可以用在 例如需要隔离液的应用领域中，如管道和地下应用领域(例如用于隔离采油 管道)。

隔离液通常用于地下作业中，其中将所述流体置于第一管体(tubing)和 第二管体之间的环状空间中，或者置于井眼(well bore)的壁之间。隔离液可 以将位于第一管体中的第一流体与第一管体或第二管体周围的环境隔离， 以最佳地回收烃类流体。例如，如果周围环境非常寒冷，那么隔离液将会 保护第一管体中的第一流体免受环境侵害，从而使其可以有效的流过生产 油管(例如第一管体)到其它的设备。这是理想的，因为热传导会引起很多问 题，例如重质烃类的沉淀、流速的严重降低，并且在一些情况下，会造成 套管破裂。此外，当用于封隔应用(packer application)时，需要要求量的静 水压头。因此，基于这个原因，通常会使用密度较大的隔离液，以便提供 所需的静水力。

为了相同的目的，这样的流体还可以用于类似的含管道的应用领域中， 所述目的例如，为了保护位于管道中的流体免受周围环境条件的破坏，从 而使得流体可以高效地流过管道。隔离液也可以用在其它的隔离领域中， 在这些领域中需要控制热传导。这些领域可以涉及或不涉及碳氢化合物。

有利的隔离液优选具有低的固有热导率(inherent thermal conductivity)， 并且还应保持凝胶状态，以避免特别是可以带走热量的对流。此外，优选 的隔离液应当是水基的，并且应当便于处理和使用。而且，优选的流体应 当能够长时间的耐受高温(例如，240°F或更高的温度)，保持最佳的性能。

常规的水基隔离流体具有诸多缺陷。首先，很多这种流体都受到温度 限制。典型的，大多数水基隔离流体在240°F的温度下，只能短时间保持稳 定。这就引起了问题，因为这会造成流体的早期分解，而这会导致流体无 法完成其隔离第一流体的预期功能。很多常规水基隔离流体的第二共有局 限性体现在它们的密度范围方面。典型的，这些流体的密度上限为12.5ppg。 经常的，人们希望其具有较高的密度，以保持足够的压力，以便可以用在 所选择的领域中。此外，大多数水基隔离流体的热导率都过大，这意味着 这些流体无法有效地控制热传导。况且，当需要粘稠的流体来消除对流时， 经常在水基流体流中得到所需的粘度，而这些流体可能变得过于粘稠而无 法泵送到所需地点。一些水基流体还具有不同的耐盐度，这使其无法适用 于所用的不同盐水，从而使操作者在将各流体用在合适环境中时，其选择 受到了限制。

在一些情况下，隔离液可以是油基的。一些油基流体是有利的，这是 因为与其水基对应物相比，这些油基流体可以具有较低的热导率。但是， 这些油基流体也具有很多缺陷。首先，油基隔离液可能难以“加重(weight up)”，也就是说其难以达到应用所必须的密度。其次，油基流体可能会造成 毒性和其他环境问题，而这些环境问题是必须要控制的，尤其是当这些流 体用于海底应用中时。此外，如果使用水性的完井液，那么还有界面的问 题。在使用油基隔离液时存在的其它复杂问题在于，对它们与可能沿着第 一管线存在的任何弹性密封体之间的相容性的担忧。

用来隔离第一管体的其它方法包括，使用真空隔离管。但是，该方法 也存在缺陷。首先，当将真空隔离管安装在完井管柱(completion string)上时， 真空管的一些段可能失效。这是一个成本很高的问题，需要大量的停机时 间。严重时，第一管体可能塌陷。其次，真空隔离管造价高昂且很难铺设。 此外，在很多情况下，真空管体的接头或连接处的热传导也是问题。这些 都会造成管体中出现“热点区(hot spot)”。

发明内容

本发明涉及隔离液，更特别的是，涉及水基隔离流体，其在高温下具 有较高的稳定性并且具有较低的热导率，可以用于例如需要隔离液的应用 领域中，如管道或地下应用中(例如，用于隔离采油管道)。

一方面，本发明提供一种方法，其包括：在第一管体和第二管体之间 提供环形空间；提供水基隔离流体，该流体包含水基流体、可与水互溶的 有机液体和合成聚合物；并将所述水基隔离流体置于所述环形空间中。