[发明专利]高密度浆状物

说明书

本申请为申请号为200880003706.6(国际申请号为PCT/US2008/052585)、国际申请日为2008年1月31日、发明名称为“高密度浆状物”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

依据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2007年1月31日申请的美国临时申请序列号No.60/887，454的优先权。通过引用将上述申请的全部内容并入本文中。

技术领域

本文公开的实施例总的涉及为了在工作地点进行再次注入制造浆状物的系统和方法。更具体地，本文公开的实施例涉及为了在工作地点进行再次注入制造高密度浆状物的系统和方法。更具体地，本文公开的实施例涉及为了在工作地点进行再次注入在工作地点使用模块转换钻屑储存和转移容器的制造高密度浆状物的系统和方法。

背景技术

在钻井中，钻头被用于在地壳中挖掘数千英尺。典型地，石油钻塔采用在钻井平台上方延伸的钻架。在钻井操作过程中，在首尾相连地连接钻杆的管节之后，钻架支撑管节。随着钻头被进一步地推进到地表中，另外的管节被添加至不断伸长的“杆柱”或“钻柱”。因此，钻柱包括多个管节。

流体“钻井浆状物”被通过钻柱从钻井平台抽吸，并且抽吸至在钻柱的下端或远端处支撑的钻头。钻井浆状物润滑钻头，并且随着钻头挖掘的更深，运走由钻头产生的钻屑。钻屑通过井环空(well annulus)在钻井浆状物的回流中被运送并且运回至在地表处的钻井平台。在钻井浆状物达到平台时，它被在工业上称作钻井屑或钻屑的小片的页岩和岩石污染。当钻屑、钻井浆状物以及其它废弃物到达平台时，“浆状物振动筛”通常被用于从钻屑中移除钻井浆状物，使得钻井浆状物可被重复使用。之后，剩余的钻屑、废弃物和剩余的钻井浆状物被转移至存储槽被处理掉。在一些情形中，例如对于特定类型的钻井浆状物，钻井浆状物可能不能重复使用并且必须被处理掉。典型地，非重复利用的钻井浆状物通过借助于容器将钻井浆状物传送至处理地点，与钻屑和其它废弃物分开处理。

钻屑和钻井浆状物的处理是复杂的环境问题。钻屑不但包括将会污染周围环境的剩余的钻井浆状物产品，还包括对环境特别有害的油和其它废弃物，尤其是在海洋环境中钻井时。

例如，在墨西哥湾中，具有为了钻取石油和煤气的钻入到海底中的数百个钻井平台。这些钻井平台可用于水的深度是数百英尺的位置处。在这样的海洋环境，典型地，水中充满了不能忍受处理的钻屑废弃物的海洋生命。因此，需要一种在海洋和其它脆弱的环境中处理钻屑、钻井浆状物、和/或其它废弃物的简单而又可行的方法。

传统的处理方法包括：倾卸(dumping)、桶运输、笨重的传送带、螺旋传送器以及需要大量水的洗涤技术。添加的水产生增加体积和容积(bulk)、污染和运输问题的另外的问题。安装传送器需要对钻塔区域进行很大的改造，并且涉及很长的安装时间和费用。

另一处理方法包括在高压下通过注入将钻屑、钻井浆状物和/或其它的废弃物返回到地层中。通常，注入过程涉及在以地面为基础的设备中准备浆状物，和抽吸浆状物至在地下延伸至接收岩层或适当的地层中相当深的井中。所述过程中的重要步骤包括识别对于注入适当的岩层或地层；准备适当的注入井；配制浆状物，包括考虑例如重量、固体含量、pH、凝胶体等；执行注入操作，包括测定和监视泵速率，例如单位时间和压力的体积；以及覆盖井。

在一些例子中，被一些石油污染的钻屑被从钻井钻塔以很稠、很重的浆糊或浆状物的形式运输至近海钻塔或陆地，用于注入到地球地层中。典型地，所述材料被放置在大约10吨容量的特定起重罐中，所述起重罐通过起重机从钻塔被装载至供应船上。这是很难而且很危险的操作，其可能是费力的和昂贵的。

US专利No.6,709,216和相关的同族专利公开了钻屑还可被运送至和储存在封闭的、可运输的容器中，其中，之后容器可被运输至目的地，并且钻屑可被提取。可运输的储存容器具有下部圆锥形部分，其被构造以获得容器中的混合物的质量流，钻屑的提取包括施加压缩气体至在容器中的钻屑。可运输的容器被设计为装配在20英尺的ISO容器框架中。这些圆锥形容器在本文中将被称为ISO容器。

如在美国专利No.6,709,216和专利族中公开的，ISO容器可通过钻塔起重机被提升至钻井钻塔上，并且被用于储存钻屑。之后，容器可被用于将钻屑转移至供应船上，并且还可在没有供应船时用作缓冲储存器。可替换地，储存容器可被起重机提升离开钻塔，并且被供应船运输。