[发明专利]处理井眼的方法和钻井液

说明书

发明领域

本发明涉及钻井和处理井眼的方法。

此外，本发明涉及钻井液。

发明背景

在用于来自地下沉积物的烃类如石油和/或天然气的井的钻探中或者在用于地热能量的钻探中，通常的做法是使用旋转钻井法，其中借助于旋转的中空钻杆使钻头在井眼的底部旋转，所述钻杆延伸至地面(surface)。从地面驱动钻杆，并且通过钻杆泵送通常称为钻井液或钻井泥浆的循环流体，所述循环流体通过钻头中的开口排出以将所述钻头冷却，并且在钻杆和井眼壁之间的环状空间中返回至地面。也可能通过由钻井液所带动的井下马达旋转钻头。

在从井中在地面处将钻井液排出之后，可以对其进行机械和/或化学处理以移除钻屑和其他不合乎需要的污染物，并且取决于所面对的特定钻井条件通常对其进行化学处理以保持该钻井液的特定化学和物理性质。通常通过泵将再生之后的钻井液再循环以迫使它向下通过钻杆，该循环在钻井过程中通常是连续的。钻井液的循环有时可能中断，比如当在钻杆杆柱的顶部增加另外的钻杆部分时，或者当将钻杆的整个长度拉出以更换或修理钻头时。

钻井液能够执行在成功的钻井过程中所需要的多种不同功能，并且从而可以拥有特定的所需化学和物理性质。钻井液可以具有足够的粘度以使来自井眼的钻屑悬浮并将其移除，并且可以具有足够的凝胶强度以保持悬浮中的固体，尤其是当钻井液的循环中断时。它还可以具有足够的密度以对井眼的侧壁施加合适的压力，以防止流体从渗透性地层进入到井眼中，并且它可以具有低滤失，以防止流体通过其在井眼侧壁上的沉积如形成非渗透性的滤饼或沉积物而过量损失至地层中。此外，可以使用浓稠的钻井液以抵消井眼由于周围的地层而承受的压力。通常使用增重剂，例如CaCl₂、CaCO₃、BaSO₄、Fe₂O₃等。然而，这些惰性物质可能趋向于从钻井液中分离或沉淀，特别是当以高浓度使用时。这可能在钻井过程中导致有关安全的问题，例如，因为钻井液的流动可能停止，钻头可能塞在井眼中，或者增重剂可能在泵送到井眼中之前就已经在储存器中分离。这种分离问题尤其将在没有对钻井液施加剪切力的情况下发生，或者在将钻井液在井眼中的循环停止情况下发生。虽然可以通过添加剂例如聚合物调节钻井液的流变特征，这种添加剂趋向于具有有限的温度稳定性。

因此，对于提供备选的钻井液可能存在需要。

发明的目的和内容

本发明的目的可以是提供处理井眼的备选方法，以及用于处理井眼的备选钻井液，所述钻井液可以在具有低增重剂量的同时具有高密度，从而可以实现分离倾向的减少。

此目的可以通过根据独立权利要求的处理井眼的方法和钻井液实现。其他示例性实施方案描述在从属权利要求中。

根据本发明的示例性方面，提供了一种处理井眼的方法，其中所述方法包括将钻井液引入到井眼中，其中所述钻井液包含离子液体。详细地，所述离子液体可以包括单一的离子液体，即，仅一种阴离子和一种阳离子，或者可以包括不同离子液体的混合物，例如，可以包含数种不同阴离子和/或数种不同阳离子。例如，离子液体可以不仅是痕量材料，而可以构成钻井液的成分，所述离子液体可能是主要的组分。因此钻井液可以是基于离子液体的钻井液。

根据本发明的示例性方面，提供了一种基于离子液体的钻井液。

术语“离子液体”可以具体地包括所有的液态有机盐，以及由有机阳离子、有机阴离子或无机阴离子组成的盐的混合物。而且，可以将另外的盐或少量添加剂溶解在离子液体中。此外，离子液体的熔点可以为小于250℃，特别是小于200℃，并且优选小于100℃。根据公认的文献(例如Wasserscheid，Peter；Welton，Tom(Eds.)；合成中的离子液体(Ionic Liquids in Synthesis)″，Wiley-VCH 2008；ISBN 978-3-527-31239-9)，离子液体是低熔点盐的熔体，所述低熔点盐有等于或低于100℃的熔点。然而，由于≤100℃的熔融温度是根据定义任意选择的，因此根据本申请，也包括熔点温度＞100℃但是＜250℃的盐。