專利名稱：控制油井附近的巖層飽和度的方法和液體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井領(lǐng)域，更一般地涉及在鉆井中要求液體循環(huán)的操作領(lǐng)域，所述液體與多孔滲透性巖石壁接觸。在這些操作中，取決于可以向液體中加入的降失水性添加劑的效率高低，循環(huán)液體在更高或更低程度上穿過(guò)井壁的厚度。已知“濾出液”(滲入巖石的液體體積)可以在不同程度上導(dǎo)致井壁堵塞。如果井穿過(guò)烴生產(chǎn)區(qū)域，可能嚴(yán)重降低生產(chǎn)率。本發(fā)明提出一種液體和一種方法，用于鉆井或者在排出孔中用于烴生產(chǎn)巖層的初始生產(chǎn)并促進(jìn)這些烴向井中流動(dòng)。
在鉆井時(shí)所用的液體在與巖層壓力相關(guān)的過(guò)壓下沿著巖層循環(huán)。這使得流入現(xiàn)象受到限制并且井壁的穩(wěn)定性受到控制。發(fā)生過(guò)濾現(xiàn)象，導(dǎo)致形成濾餅。取決于循環(huán)條件(泥漿是否在井中循環(huán))，在稱為“噴射”期間的期間中形成外部和內(nèi)部濾餅，或者僅形成內(nèi)部濾餅。這種非常低滲透性的濾餅保護(hù)巖層(特別是儲(chǔ)油巖)不受鉆井泥漿成分的侵入。但是，最近的研究(A.Audibert，J-F Argillier，H.Ladva，Way P.，Hove A.提交到SPE Formation Damage的“Role of Polymerson Formation Damage”SPE 54764，The Hague，1999)表明，在內(nèi)部濾餅之外，形成一個(gè)由某些泥漿成分侵入的區(qū)域。特別是在用清水泥漿鉆過(guò)的油層的情況下，觀察到由泥漿中所含的一部分聚合物在內(nèi)部濾餅以外的油層的侵入。不保持在濾餅中的這些親水聚合物被吸收在巖石的孔隙中，因此降低巖石的油滲透性。該現(xiàn)象在油井附近更顯著，并且引起油井附近含水飽和度增大。
本發(fā)明有利地應(yīng)用于為跨越油層提出的含水泥漿配方，更一般地稱為“鉆井液”(例如在Halliday W.S.的文獻(xiàn)“Drill-in FluidsControl Formation Damage”，World Oil，Dec.1994，43-47描述的)。
井液是復(fù)雜的液體，其主要作用特別是在鉆井過(guò)程中或在鉆井之后清洗油井(完井液)，施加足夠的水壓以保證井的安全性，穩(wěn)定井壁、潤(rùn)滑套管柱或鉆柱，或能在底部建造設(shè)備或?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程(完井液)。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，例如，基礎(chǔ)液體(在本情況下為水)含有向其中加入的特定產(chǎn)品以調(diào)節(jié)流變性、密度、清洗能力、和濾出液控制。對(duì)與液體接觸的巖石的飽和度具有直接影響的井液添加劑是未知的。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)GB-A-2,283,036公開了含有聚亞烷基二醇和酯的水基鉆井液，所述酯是多元醇與脂肪酸的部分酯；其要求權(quán)利的是這些流體意欲用在粘土頁(yè)巖和粘土的巖層中，以及它們組合了高潤(rùn)滑性和高頁(yè)巖抑制能力。實(shí)施例公開了以下部分酯-甘油一油酸酯；-四乙二醇一甘油酯；和-甘油一蓖麻醇酸酯。
但是，實(shí)施例7清楚表明，加入小于3重量％的混合物(2.25重量％聚亞烷基二醇和0.75重量％甘油一油酸酯)不能提供高潤(rùn)滑性能。
文獻(xiàn)US-A-5,318,956(相當(dāng)于文獻(xiàn)EP-A-0,398,113)公開了單官能或多官能醇與最多C36的飽和或不飽和脂肪酸的酯用作“水包油”O(jiān)/W乳液型鉆井液的油相的主要成分。
文獻(xiàn)US-A-3,882,029公開了包含細(xì)分散固體顆粒的完井液和修井液，該固體顆粒由以下物質(zhì)的均勻固溶體組成-蠟；-甘油或脫水山梨糖醇與高級(jí)飽和脂肪酸(C12-C20)的部分酯，其是油溶性的并且具有表面活性劑性質(zhì)；-聚乙二醇與高級(jí)飽和脂肪酸(C12-C20)的單酯，可分散在水中并具有表面活性劑性質(zhì)；-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；和-脂肪醇。
文獻(xiàn)US-A-3,979,304公開了一種減小可滲透地下巖層的滲透性的方法，其在于向鉆井液中加入包含以下物質(zhì)的均勻固溶體顆粒-蠟；-多羥基化合物與高級(jí)脂肪酸(C12-C20)的部分酯，其是油溶性的并且具有表面活性劑性質(zhì)；-水溶性表面活性劑，其可以是聚乙二醇與高級(jí)脂肪酸(C12-C20)的單酯；
文獻(xiàn)WO-A-96/40,835公開包含鹽水、C7-C23脂肪酸三甘油酯、醇、乳化劑和含硫化合物的“水包油”O(jiān)/W型乳液。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供使用含有可以減小或防止油層損壞的添加劑的水基液體的鉆井或修井方法。另一個(gè)目的是提供這樣的方法，其中，水基液體包含可以直接進(jìn)入濾出液并充分吸收在儲(chǔ)油巖上的添加劑。再一個(gè)目的是提供所述液體。
因此，本發(fā)明涉及一種鉆井或修井方法，其中，使一種液體在烴儲(chǔ)油巖中鉆出的井中循環(huán)。它還涉及所述液體及其在本發(fā)明方法中的使用。該液體是水基的，排除在以“水包油”O(jiān)/W型乳液銷售中已知的液體；事實(shí)上，所述乳液具有堵塞孔隙并因此阻止添加劑通過(guò)濾餅的作用，這與本發(fā)明的目的之一相反。所述液體包括鉆井和/或修井液功能所需的所有添加劑和足夠量的，最多3重量％，優(yōu)選小于0.1重量％的一種或多種選自多元醇與C6-C22脂肪酸的部分酯的化合物。特別地，該部分酯優(yōu)選以基于部分酯的濃縮組合物形式加入，其加入方式使得部分酯在液體中的濃度約為1g/l。
意外地，在烴儲(chǔ)油巖中鉆出的井中，在鉆井和/或修井液中這些添加劑的使用在鉆井和/或修井階段(直至并且包括開采階段，稱為初始的)可以減少或防止對(duì)油層的損壞。當(dāng)然，這些添加劑的性質(zhì)根據(jù)水基井液的特定性質(zhì)決定，水基井液含有根據(jù)本發(fā)明的添加劑與之相容的其它添加劑，即不損害其它添加劑或井液成分的作用。
此外，閃點(diǎn)(根據(jù)ASTM D92標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定)優(yōu)選至少100℃，或者至少150℃更好。
至于形成本發(fā)明中所用的部分酯的多元醇，它們包括二醇、三醇、多元醇以及混合的聚烷氧化物和多元醇混合物。
可以特別提及以下物質(zhì)-甘油HOCH2-CHOH-CH2OH；-二甘油HOCH2-CHOH-CH2-O-CH2-CHOH-CH2OH；-聚甘油HOCH2-CHOH-CH2-(OCH2-CHOH-CH2)n-OCH2-CHOH-CH2OH，其中，n是1-8，優(yōu)選為1-4；-三羥甲基丙烷HOCH2CH2-CHCH2OH-CH2CH2OH；
-季戊四醇C(CH2OH)4；-乙二醇HOCH2CH2OH；-聚乙二醇H(OCH2CH2)nOH，其中，n為2-30，優(yōu)選為2-12；-丙二醇CH3-CHOH-CH2OH；-聚丙二醇H(OCH(CH3)CH2)nOH，其中，n是2-30，優(yōu)選為2-12，和-聚乙二醇-聚丙二醇混合物。
形成本發(fā)明中所用的部分酯的脂肪酸具有C6-C22，優(yōu)選為C6-C12，更好為C8-C10的鏈長(zhǎng)。這些鏈可以是直鏈或支化的、飽和或不飽和的、具有天然或合成來(lái)源的。一般使用鏈長(zhǎng)基本在這些范圍內(nèi)的脂肪酸的混合物，優(yōu)選具有天然來(lái)源。
本發(fā)明中所用的酯是部分酯它們包含至少一個(gè)自由羥基和至少一個(gè)被脂肪酸酯化的羥基。自由羥基數(shù)與被脂肪酸酯化的羥基數(shù)的摩爾比優(yōu)選至少1∶1，優(yōu)選的比例為至少2∶1，更優(yōu)選的比例是至少3∶1。
本發(fā)明中所用的部分酯可以通過(guò)甘油醇解、通過(guò)直接酯化或通過(guò)來(lái)自脂肪(或油)和醇的轉(zhuǎn)酯化作用獲得。所有的植物和動(dòng)物脂肪都是合適的，只要它們具有基本在C6-C12范圍內(nèi)的鏈長(zhǎng)，優(yōu)選在C6-C12之間，甚至更好在C8-C10之間的鏈長(zhǎng)。稱為脂肪(或油)的物質(zhì)包括甘油三酸酯、脂肪酸以及甲基酯。全部等同的蓖麻子白蛋白范圍也包括在其中。
根據(jù)本發(fā)明的添加劑組合物組合了其最大效率所需的各種性質(zhì)，特別是關(guān)于巖石潤(rùn)濕性的變化方面。
換言之，該添加劑組合物具有以下詳細(xì)描述的特征-在井液的水中的良好分散性，即足夠的水溶解度，即使不是全部溶解，-與水基液體非常好的相容性，即不干擾由其它化合物或添加劑所提供的所述液體所需的性質(zhì)，-直接進(jìn)入到濾出液中的能力，即不被阻止或封閉在可能在井壁上形成的濾餅中，-當(dāng)在含水濾出液中存在時(shí)，不要求形成所述水濾出液和油層油之間的乳液，
-并在巖石上充分吸收。
在本發(fā)明的意義上，足夠分散的理解是所述部分酯必須分散或可能溶解在水中的性質(zhì)；因此，在所述液體中，部分酯以溶質(zhì)形式或分散體形式存在(并且在后一種情況下，部分酯按原樣分散并且不是與其它化合物或添加劑的混合物形式的)。
本申請(qǐng)人已經(jīng)觀察到，本發(fā)明中所用的部分酯不干擾由其它化合物或添加劑提供的液體的性質(zhì)。
本申請(qǐng)人還已經(jīng)觀察到，本發(fā)明中所用的部分酯具有直接進(jìn)入濾出液中并且吸附在儲(chǔ)油巖上的能力。不希望受理論限制，本申請(qǐng)人認(rèn)為該吸附是由本發(fā)明的液體及其在本發(fā)明方法中的使用所提供油層損壞減小和防護(hù)的原因，如以下實(shí)施例中所示。
為了保持這種直接進(jìn)入濾出液的能力，水基液體必須不是其液滴可能堵塞濾餅空隙的“O/W”乳液型液體。
由于相同的原因，當(dāng)在含水濾出液中存在時(shí)，部分酯不應(yīng)該要求形成在所述濾出液和油層油之間的乳液。這種性質(zhì)容易利用下文所述的瓶試驗(yàn)測(cè)定，瓶試驗(yàn)優(yōu)選的是用該區(qū)域典型的油層油進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的添加劑可以以濃縮形式(如上所述，其然后可以按約1g/l的濃度加入)使用或者在溶劑油(上述的植物或動(dòng)物油，或礦物油)中稀釋。
附圖簡(jiǎn)述閱讀通過(guò)


的以下非限制性實(shí)施例的描述，將會(huì)清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)圖1表示在多孔巖石樣品上的測(cè)試裝置；圖2是通過(guò)該裝置的橫截面，其可以顯示液滴的鋪展。
發(fā)明詳述以下實(shí)施例中所用的聚甘油具有以下組成-甘油約27％(在24-30％之間)；-二甘油約31％(在28-34％之間)；-三甘油約23％(在20-26％之間)；-四甘油約12％(在9-15％之間)；
-五甘油約7％(在4-10％之間)；即其具有2-3的聚合度，實(shí)際上約2.4，并且平均羥基官能數(shù)約4.4。
然后用C8-C10脂肪酸按摩爾/摩爾化學(xué)計(jì)量酯化，以達(dá)到單C8-C10聚甘油的多數(shù)分布，以下稱為PG8/10，自由OH/酯化OH摩爾比約為3.4∶1?！癈8-C10脂肪酸”可以理解為基本由C8或C10酸組成的工業(yè)酸，但是可能還含有少量更重或更輕的酸，其來(lái)自天然來(lái)源和來(lái)自制造過(guò)程。
多孔介質(zhì)中的測(cè)試在多孔介質(zhì)中的測(cè)試或?qū)嶒?yàn)?zāi)康氖悄M濾出液通過(guò)儲(chǔ)油巖并研究其對(duì)在巖石中原位飽和的相互作用。進(jìn)行兩種實(shí)驗(yàn)(i)復(fù)原濾出液通過(guò)巖石的模擬；(ii)水基泥漿通過(guò)巖石全部濾出的模擬。
在這兩種情況下，觀察到巖石的殘余水飽和度變化，如同觀察與在濾出方向的相反方向上的油滲透性(逆流)。
實(shí)驗(yàn)裝置圖解表示在圖1中。
把多孔介質(zhì)2放在Hassler單元1中。通過(guò)壓封蓋3向介質(zhì)施加2MPa的封閉壓力。鹽水、油或模擬濾出液可以在該多孔介質(zhì)中循環(huán)。通過(guò)Pharmacia型活塞泵4控制所注入溶液的流量。壓差傳感器5放在單元的進(jìn)出口之間。把該裝置連接到計(jì)算機(jī)6，其中，計(jì)算機(jī)6連同其它事情一道可以計(jì)算巖石對(duì)所注入液體的滲透率。
巖芯樣品2用實(shí)驗(yàn)(i)的Clashack砂巖或?qū)嶒?yàn)(ii)的Vosges砂巖制成。其具有以下尺寸長(zhǎng)度60毫米，截面32.7毫米，孔隙體積V0約8.5cm3，孔隙率約17％。
操作方法如下(i)復(fù)原濾出液通過(guò)巖石的模擬這些階段是必須的1)建立初始條件多孔介質(zhì)必須在與油層類似的條件下。所以，巖芯樣品必須用鹽水，然后用油飽和；(a)用鹽水飽和巖石把巖芯樣品在真空干燥器內(nèi)飽和，然后經(jīng)過(guò)2MPa的封閉壓力，并用10巴的孔隙壓力以10cm3/h向其中通入鹽水(40g/l NaCl，5g/l KCl)48小時(shí)。
(b)測(cè)定對(duì)鹽水的滲透率以不同的流量(Q300、200、100cm3/h)使鹽水通過(guò)巖芯樣品，并測(cè)定在多孔介質(zhì)兩端之間的壓力差(ΔP)。線Q＝f(ΔP)的斜率使得可以計(jì)算出巖石對(duì)鹽水的滲透率Kw(用毫達(dá)西(milliDarcy)表示)。
(c)測(cè)定對(duì)油的滲透率以10cm3/h注入SOLTROL 130油(由Phillips Chemical Co.銷售的精煉油，80℃粘度為0.7mPa·s)24小時(shí)，然后逐漸從100cm3/h逐漸增大流量到500cm3/h。所收集的水的體積使得可以計(jì)算油和水的飽和率(So)和(Sw)。
然后使油以不同的流量(300、200、100cm3/h)通過(guò)巖芯樣品，并測(cè)定壓差ΔP。線Q＝f(ΔP)的斜率使得可以計(jì)算出巖石對(duì)油的滲透率Ko(用毫達(dá)西(milliDarcy)表示)。
2)濾出液侵入階段把模擬濾出液的溶液(鹽水或鹽水+添加劑或鹽水+聚合物或鹽水+聚合物+添加劑)以10cm3/h注入。所收集的油的體積使得可以計(jì)算新的水和油飽和率。
3)井生產(chǎn)模擬階段通過(guò)以10cm3/h逆流注入油(即與濾出液注入的相反方向)模擬生產(chǎn)開始。所收集的水的體積使得可以計(jì)算新的水和油飽和率Sw和So。然后使油以不同流量(300、200、100cm3/h)通過(guò)巖芯樣品，并測(cè)定壓差ΔP。線Q＝f(ΔP)的斜率使得可以計(jì)算出巖石對(duì)油的滲透率Ko1(用mD表示)。
(ii)水基泥漿通過(guò)巖石的過(guò)濾1.建立初始條件如前進(jìn)行。
2.在壓力(3.5MPa)和溫度下動(dòng)態(tài)過(guò)濾(600s-1)一旦在油層條件下飽和，就把巖芯樣品放在動(dòng)態(tài)過(guò)濾單元中。然后過(guò)濾水基泥漿，并且在過(guò)濾過(guò)程中形成內(nèi)部和外部濾餅。本實(shí)驗(yàn)更接近實(shí)際條件，因?yàn)閷?shí)際的水基泥漿濾出液而不再是簡(jiǎn)單模擬濾出液通過(guò)巖芯樣品。
3)油井生產(chǎn)然后把巖芯樣品轉(zhuǎn)移到Hassler單元中，通過(guò)逆流注入油如前所述測(cè)定水和油的飽和度以及對(duì)油的恢復(fù)滲透率。實(shí)施例1飽和度變化(鹽水和鹽水+添加劑)該實(shí)驗(yàn)是在Swi(初始水飽和度)條件(類型(i)測(cè)試)下在油和水存在下向預(yù)先飽和的多孔介質(zhì)中注入其中加入或沒(méi)有加入根據(jù)本發(fā)明的添加劑的鹽水。
結(jié)果在下表中給出表1
其中-Sw是水飽和度(在孔隙體積中所含的水的百分比)-Ko是用毫達(dá)西表示的巖芯樣品對(duì)油的滲透率(用SI單位表示，換算因子為1達(dá)西＝9.87×10-13m2)。
在鹽水中存在0.1g/l的PG8/10添加劑的條件下，結(jié)果變成表2
這些濾出試驗(yàn)表明，0.1g/l的PG8/10添加劑的加入可以除去大部分殘余水。向注入多孔介質(zhì)中的鹽水中加入添加劑因此可以通過(guò)置換殘余水改變飽和度，因此導(dǎo)致更高的油飽和度。應(yīng)當(dāng)注意，在逆流后對(duì)油的滲透率也增大。實(shí)施例2飽和度變化(另外含有聚合物的鹽水)在存在0.5g/l聚合物(聚丙烯酰胺PAM)以接近水基泥漿濾出液的實(shí)際組成下進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)。在PAM單獨(dú)存在下，殘余水飽和度沒(méi)有變化。但是，由于聚合物在巖石上的吸附且由于聚合物料粒對(duì)其孔隙的阻塞，使油滲透率降低。從以下實(shí)施例中可以看出，當(dāng)加入PG8/10時(shí)，置換了大多數(shù)殘余水。還應(yīng)當(dāng)注意，巖石的油滲透率的減小比單獨(dú)存在PAM時(shí)更小。
表3
在鹽水中存在0.1g/l的PG8/10的條件下，結(jié)果變成表4
可以總結(jié)出，即使在聚合物存在下，PG8/10的加入除去了大部分殘余水并限制了油滲透率的降低。
實(shí)施例3飽和度變化(完全配方)為了更接近實(shí)際條件，進(jìn)行動(dòng)態(tài)過(guò)濾，然后模擬油井生產(chǎn)的重新建立(類型(ii)測(cè)試)。水基泥漿配方稱為FLOPRO，其由MI DrillingFluids Company(USA)銷售。
其組成如下FLOVIS 6g/l (黃原膠-增粘劑)FLOTROL 7g/l (淀粉-降失水劑)HY-MOD PRIMA28.5g/l(填料粘土)NaCl 20g/lKCl 20g/lIDCARB 75 360g/l (碳酸鹽)
pH＝8結(jié)果如下表5
在鹽水中存在0.1g/l的PG8/10的情況下，結(jié)果變成表6
對(duì)完全配方進(jìn)行的這些實(shí)驗(yàn)證實(shí)，關(guān)于飽和度獲得了良好結(jié)果(在1g/l的PG8/10存在下在油逆流后殘余水的飽和度為29％，與沒(méi)有添加劑的53％相反)。
實(shí)施例4液滴的鋪展目的是表明添加劑對(duì)巖石潤(rùn)濕性的影響。為此目的，觀察油滴在含有或不含根據(jù)本發(fā)明的添加劑的鹽水溶液中浸漬的巖石表面(Claschach砂巖)上的鋪展。
實(shí)驗(yàn)裝置(圖2)是含有水溶液11(40g/l NaCl，5g/l KCl)、巖石支撐體12、巖石薄片13和用注油器15沉積的油滴14(Soltrol)的結(jié)晶器10。
操作方法如下把Claschach砂巖型巖石的薄片懸浮在含有或不含添加劑的鹽水溶液中。在浸漬約40秒后，用針在巖石表面引入用蘇丹藍(lán)著色的Soltrol液滴。然后在溶液中含有或不含根據(jù)本發(fā)明的添加劑下觀察液滴的形成。
在單獨(dú)的鹽水中，油滴是圓形的并且不鋪展(圖2)。因此巖石優(yōu)先被水潤(rùn)濕。從鹽水中濃度為0.3g/l PG8/10的情況下，觀察到油滴鋪展在巖石上，其甚至以2g/l的活性產(chǎn)物滲透到巖石中。這些試驗(yàn)在此未說(shuō)明，證實(shí)了PG8/10提高了巖石的油潤(rùn)濕性。
在25℃測(cè)定表面張力(鹽水/空氣)和界面張力(鹽水/Soltrol)。所用的鹽水含有40g/l NaCl和5g/l KC1。不用添加劑時(shí)，鹽水/空氣表面張力為72mN/m。用100ppm添加劑時(shí)，其降低到25mN/m。沒(méi)有添加劑時(shí)，鹽水/Soltrol界面張力為38mN/m。用10ppm添加劑時(shí)，其降低到19mN/m，用15ppm添加劑時(shí)達(dá)到14mN/m。這些結(jié)果表明，PG8/10具有一定的界面活性，因?yàn)閷?duì)于小于PG8/10的CMC(臨界膠束濃度，其約為100ppm)的低濃度，它可以使水的表面張力降低到25mN/m、鹽水/Soltrol界面張力降低到14mN/m。
實(shí)施例5在長(zhǎng)巖芯樣品上的測(cè)試通過(guò)在40cm長(zhǎng)巖石樣品上進(jìn)行的油層損壞模擬試驗(yàn)表明本發(fā)明的效率。試驗(yàn)的細(xì)節(jié)可以在以下文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)“PerformanceEvaluation and Formation Damage Potential of New Water BasedDrilling Formulations”，Argillier J-F，Audibert A.，LongeronD.SPE Drilling and Completion，14，No.4，266-273，1999。所用的巖石是具有以下組成的Claschach砂巖94.7％石英、2.6％鉀長(zhǎng)石、0.5％綠泥石和0.7％伊利石(包括云母)。樣品所經(jīng)受的條件稱為殘余水飽和度(Swi)，其通過(guò)抽真空、用鹽水飽和、然后注入Soltrol130油(約10孔隙體積)獲得。然后測(cè)定樣品的油滲透率(在Swi時(shí)的Ko)。使巖石樣品在以下條件下與沿著樣品前面循環(huán)的鉆井液和/或修井液接觸按0.5MPa/2分鐘使壓力升高從0.35到2MPa，然后穩(wěn)定在2MPa，此時(shí)泥漿以5升/分鐘的流量循環(huán)。在過(guò)濾過(guò)程中，在樣品端部產(chǎn)生油，相當(dāng)于巖芯樣品被泥漿濾出液侵入。在濾出液漏出即當(dāng)?shù)谝坏螢V出液在巖芯樣品端部出來(lái)時(shí)，停止試驗(yàn)。
這里所用的泥漿是由MI Drilling Fluids(USA)銷售的制劑并且其含有6g/l Flovis(黃原膠)、7g/l Flotrol(淀粉)、20g/lNaCl、20g/l KCl和360g/l碳酸鈣(試驗(yàn)1)，向其中加入0.1g/lPG8/10(試驗(yàn)2)。
在下文的表中為了對(duì)比提供這兩個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果表7
我們觀察到當(dāng)向泥漿中加入PG8/10時(shí)恢復(fù)的滲透率(在逆流后)明顯不同，特別是在最初數(shù)厘米巖芯樣品中。這表明，在存在添加劑的泥漿的情況下，在逆流過(guò)程中，多孔介質(zhì)再一次變得更容易用油飽和。因此，濾出液夾帶的添加劑優(yōu)先堵塞吸附位置，由此限制泥漿中所含聚合物的吸附/保留，因此被進(jìn)入多孔介質(zhì)中的濾出液夾帶。這限制了聚合物對(duì)孔隙的阻塞或收縮，因此改善了油滲透性。
實(shí)施例6添加劑通過(guò)濾餅由于向鉆井液或修井液中加入添加劑，其必須能夠滲入可滲透性巖石巖層。在鉆井液的情況下，分子能夠通過(guò)濾餅進(jìn)入濾出液是必需的。所以研究分子從濾餅中的通過(guò)。以下給出的測(cè)試在GREEN BOND(70g/l GREEN BOND，由SBF公司銷售的膨潤(rùn)土；1g/l PAC LV，一種陰離子型低粘度纖維素聚合物；1g/l NaCl)和FLOPRO泥漿(實(shí)施例3)上進(jìn)行。
首先，離心含或不含PG8/10的所述泥漿，確定PG8/10和聚合物在粘土上的吸附。還把泥漿在0.7MPa和室溫下過(guò)濾30分鐘。獲得的所有溶液經(jīng)過(guò)TOC分析，以確定用碳的ppm表示的物料平衡。為了確定在分子的ppm與碳的ppm之間的相關(guān)性，獲得了PG8/10校準(zhǔn)曲線。
對(duì)于Green Bond泥漿，結(jié)果表明，35％的GP8/10吸附在粘土上，殘余65％，84％通過(guò)濾餅。
對(duì)于Flopro泥漿，物料平衡更復(fù)雜，因?yàn)榇嬖趯?duì)濾出液中所測(cè)的碳值有貢獻(xiàn)的聚合物。即便如此，當(dāng)使用PG8/10時(shí)，在濾出液中存在碳的突然增大，主要由于濾出液中存在PG8/10。
這些測(cè)試表明，部分PG8/10分子通過(guò)濾餅，因此可以用于改進(jìn)在油巖層中的飽和度。
實(shí)施例7與鉆井泥漿組分的相容性測(cè)定該產(chǎn)品與泥漿中各種組分的相容性。為此目的，通過(guò)流變學(xué)和濾出研究了含添加劑泥漿的性質(zhì)。
對(duì)于在含或不含PG8/10的Green Bond和Flopro泥漿、在陳化前(A-V)和陳化后(P-V)的該研究結(jié)果總結(jié)在下表中表8
AV用厘泊表示的表觀粘度；PV用厘泊表示的塑性粘度(1厘泊＝0.001Pa·s)YV屈服值用1b/100ft2表示。
1g/l PG8/10的加入不會(huì)明顯影響所測(cè)試泥漿的濾出或流變性，這表明，這樣的添加劑，如本發(fā)明所定義的，與鉆井液和/或修井液的傳統(tǒng)組分相容。
實(shí)施例8瓶試驗(yàn)為了避免在井身處的任何額外損壞，必須評(píng)價(jià)在儲(chǔ)層流體(鹽水、油)與泥漿濾出液之間是否產(chǎn)生任何原位的乳液。
因此，條件之一是水基泥漿濾出液與儲(chǔ)層流體相容。
為了作出三元相圖，變化每個(gè)相的比例。通過(guò)如下文所述的所謂“瓶試驗(yàn)”測(cè)定乳液的形成和穩(wěn)定性。
使鹽水(NaCl 20g/l)、有機(jī)相即構(gòu)成油層流體的儲(chǔ)油層與含有本發(fā)明添加劑的泥漿濾出液接觸。所述濾出液由水、鹽和聚合物(黃原膠0.5g/l、淀粉0.5g/1)構(gòu)成。制備由80毫升油層油和20毫升水相組成的混合物A和由60毫升油層油和40毫升水相組成的混合物B。
水相由鹽水(油層流體)和含有1g/l本文所述添加劑的泥漿濾出液按以下體積比25/75、50/50和75/25組成。對(duì)于油層油用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌(在逐滴加入過(guò)程中低速攪拌，然后高速攪拌15分鐘)，或者對(duì)于模型油用Hamilton Beach進(jìn)行攪拌(在逐滴加入過(guò)程中低速攪拌，然后用相同的速度攪拌15分鐘)。把乳液轉(zhuǎn)移到燒瓶中并觀察乳液是否破壞。
結(jié)果用以下按1g/l濃度使用的添加劑獲得。
1.聚甘油一油酸酯(C18)2.聚甘油一肉豆蔻酸酯(C14)3.聚甘油一月桂酸酯(C12)4.聚甘油單C8-C105.聚甘油一己酸酯(C6)油層油是具有以下性質(zhì)的實(shí)際油層油-密度(20℃)850kg/m3-粘度(20℃)8.3cP-組成(SARA方法)-飽和的56％-芳族38％-樹脂6％-瀝青烯0.26％一些測(cè)試用模型油(Soltrol 130)進(jìn)行，其不含天然表面活性劑。
乳化的危險(xiǎn)表示在下表中(除非另外說(shuō)明，在16小時(shí)后進(jìn)行觀察)。
表9
在所有的情況下，在濾出液內(nèi)存在添加劑都誘發(fā)破乳(如果存在的話)。烷基鏈越長(zhǎng)，破乳越快。
用模型油SOLTROL 130進(jìn)行的附加試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)在下表中表10
這些結(jié)果證實(shí)以前的結(jié)果添加劑不誘發(fā)在油和水相之間的乳液形成。
還觀察到，在沒(méi)有攪拌的情況下，與長(zhǎng)酸鏈相應(yīng)的添加劑具有形成淡白色沉淀物的趨勢(shì)，這表示接近了溶解度極限。這一現(xiàn)象可以引起與泥漿其它成分的相互作用。
權(quán)利要求
1.在通過(guò)多孔滲透性巖層的井中的鉆井或修井方法，其中，水基井液在所述井中循環(huán)，特征在于該水基井液不是“O/W”乳液并且除了所述井液的傳統(tǒng)組分以外，向所述井液中加入最多3重量％的一種或多種選自多元醇與C6-C22脂肪酸的部分酯的化合物，選擇酸和醇部分的鏈長(zhǎng)使得所獲得的酯在水中具有足夠的分散性、與所述組分的相容性、不與油層油形成乳液、并且充分吸附在多孔巖層上。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，脂肪酸的鏈長(zhǎng)范圍為C6-C12，優(yōu)選為C8-C10。
3.權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)的方法，其中，在部分酯中，自由羥基數(shù)與被脂肪酸酯化的羥基數(shù)的摩爾比至少為1∶1，優(yōu)選至少2∶1，更優(yōu)選至少3∶1。
4.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中，所述組合物是C8-C10脂肪酸和聚甘油酯。
5.權(quán)利要求4的方法，其中，所述聚甘油具有以下組成24-30％的甘油，優(yōu)選為27％；28-34％的二甘油，優(yōu)選為31％；20-26％的三甘油，優(yōu)選為23％；9-15％的四甘油，優(yōu)選為12％；4-10％五甘油，優(yōu)選為7％。
6.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中，所述井液含有最多1g/l的所述組合物。
7.水基井液，其包含傳統(tǒng)組分如降失水劑、增粘劑、加重料，特征在于該水基井液不是“O/W”乳液并且其另外含有最多3重量％的一種或多種選自多元醇與C6-C22脂肪酸的部分酯的化合物，選擇酸和醇部分的鏈長(zhǎng)使得所獲得的酯在水中具有足夠的分散性、與所述組分的相容性、不與油層油形成乳液、并且充分吸附在多孔巖層上。
8.權(quán)利要求7的井液，其中，脂肪酸的鏈長(zhǎng)范圍為C6-C12，優(yōu)選為C8-C10。
9.權(quán)利要求7或8的任一項(xiàng)的井液，其中，在部分酯中，自由羥基數(shù)與被脂肪酸酯化的羥基數(shù)的摩爾比至少為1∶1，優(yōu)選至少2∶1，更優(yōu)選至少3∶1。
10.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的井液，其中，所述組合物是C8-C10脂肪酸和聚甘油酯。
11.權(quán)利要求10的井液，其中，所述聚甘油具有以下組成24-30％的甘油，優(yōu)選為27％；28-34％的二甘油，優(yōu)選為31％；20-26％的三甘油，優(yōu)選為23％；9-15％的四甘油，優(yōu)選為12％；4-10％五甘油，優(yōu)選為7％。
12.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的井液，其中，所述井液含有最多1g/l的所述組合物。
13.權(quán)利要求7-12的任一項(xiàng)中的水基井液在通過(guò)多孔滲透性巖層的井中用于鉆井或修井以減少或防止油層損壞的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及在通過(guò)多孔滲透性巖層的井中用于鉆井或操作的方法和液體，其中，水基井液流入所述井中。該方法包括除了這種液體的標(biāo)準(zhǔn)組分以外，向該液體中加入不大于3重量％的由油脂、油和醇獲得的組合物，選擇酸和醇部分的鏈長(zhǎng)，使得所得的酯在水中具有足夠的分散、與所述組分的相容性、不與油層油乳化并且在多孔巖層上充分吸附。
文檔編號(hào)C09K8/22GK1452651SQ0181517
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2001年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月5日
發(fā)明者A·奧迪伯特, J·－F·阿吉利爾, D·隆格倫, C·德瓦蒂內(nèi)斯, M·楊森 申請(qǐng)人:法國(guó)石油公司, 奧萊安有限公司