[发明专利]处理井筒的方法和系统

说明书

技术领域

本发明所公开的实施例主要涉及处理井筒的方法和系统，更特别的涉及去除井筒内形成的滤饼(filtercakes)的方法和系统。

背景技术

多种碳氢化合物(石油、天然气等)典型地通过钻探穿透油气储集层的钻井从地下地质层(也就是“储集层”)获得。为了“生产”碳氢化合物，也就是说将碳氢化合物从地质层移动到井筒(并且最终移动至地表面)，从地质层到井筒就必须需要一条充分的没有阻碍的流动通道。一个影响生产效率的关键因素是沿着所述碳氢化合物必须行进以到达井筒的流动通道的地质层的渗透性。有时，地质层岩石具有天然的低的渗透性；有时，渗透性是在操作过程中被降低的，比如说，在钻井期间。

在钻进井筒的过程中，为了多种不同的功能，典型地，在钻井内使用多种流体。当钻井时，钻井液通常进入孔内流通以接触钻头区域，基于多种原因，比如：为了冷却钻头、为了从钻孔尖端带走岩石碎料并且为了保持地质层壁上的流体静压力以防止在钻孔的过程中生产。流体可以流通穿过钻杆和钻头进入井筒，并且之后可以接着向上流动穿过井筒到达地表面。在这个流通过程中，钻井液起到使钻井碎片从孔的底部移动至地表面、当流通中断时使碎片和填充材料悬浮、控制地下压力、保持井筒的完整性直到井段部分被套好并且巩固好、通过提供充足的流体静压力从地质层中分离液体以防止地质层的液体进入井筒内、冷却并且润滑钻杆柱和钻头和/或使渗透率最大化的作用。

在钻井操作过程中，钻井液通过渗透到地质层内的方式被损耗。为了防止这样，钻井液经常被有目的性地改良，因此少量泄露并且在井筒壁上形成覆盖层(一般指滤饼)并且因此保护地质层。当多个悬浮在井筒液内的颗粒覆盖并且堵塞在地下地质层中的小孔时，滤饼就形成了，这样滤饼能同时防止或者减少流体进入地质层的损耗和存在于地质层内的流体的流入。在本领域中已公开了多种形成滤饼的方式，包括使用封孔颗粒、由钻井操作产生的切割碎片、聚合添加剂和沉淀物。

当钻井完成时，滤饼可以在随后的完井操作，比如在井筒内设置碎石包的过程中，稳定井筒。另外的，在完井操作过程中，当液体损耗被怀疑时，可以将聚合体的流体损耗球“点(spotted)”在或者设置在井筒内。其他完井流体可以在流体损耗球之后注入在井筒内的一个位置，所述位置直接位于流体损耗被怀疑的地质层区域的上面。之后停止将流体注入井筒内，并且随后流体损耗将球移向流体损耗位置，从而能将地质层覆盖并且防止或者减少以后的流体损耗。

当所有的完井操作完成后，在井筒的侧壁上的滤饼(在钻井和/或完井过程中形成的)必须被特别移除，因为滤饼的剩余的残渣会消极影响生产。也就是说，虽然滤饼的形成和流体损耗球的使用对钻井和完井操作是必要的，但是，假如岩石地质层仍然被阻碍物堵塞，阻碍物将会是碳氢化合物的生产或者其他来自钻井内的液体的明显的阻碍。因为滤饼是紧密的，其通常紧紧粘附到地质层上并且不能单独的通过流体冲刷而被容易或者完全的从地质层上冲洗掉。

因此，滤饼必须在生产的最初状态期间被去除，用物理的方法或者化学方法(也就是，通过多种酸、多种氧化剂和/或多种酶)。钻进固体的数量和类型将影响这些清理方法的效果。同样的，影响在生产之前的井筒的清理方法的效果的还有聚合添加剂的存在，其能防止使用常规的滤饼分解剂的降解作用。

有效的钻井清理和完井的问题在所有的钻井中都是很重要的问题，并且特别是在裸眼水平钻井完井中。当最小化水流堵滞、拥堵或者其他破坏地质层的自然水流通道还有那些完井的组件的可能性时，钻井的产量某种程度上取决于移除滤饼的效果和效率。

因此，系统和方法的对有效果并且有效率的清理井筒存在持续性的需求。

发明内容

一方面，本发明所公开的实施例涉及多种处理井筒的方法，方法包括：在井筒的所需部分设置至少一个电解工具，对存在于井筒的所需部分内的井筒液施加电荷，并且通过电解井筒液组分在原地产生氧化剂。

另外一个发面，本发明所公开的实施例涉及多种分解在井筒内形成的滤饼的方法，方法包括通过电解存在于井筒内的井筒液组分而在原地产生氧化剂；并且能使氧化剂降解滤饼组分。

另外又一个方面，本发明所公开的实施例涉及多种分解在井筒的表面上形成的滤饼的系统，系统包括其上形成有滤饼的井筒；用于供应进入井筒的水溶液的流体供应源；以及至少一个用于在井筒内产生氧化剂的电解工具。

本发明的其他方面和多个优点将通过下文的描述和从属权利要求体现。

附图说明

图1是钻井系统的一个实施例的示意图。

图2是根据本发明所公开的实施例的电解工具的示意图。