[發明專利]增強纖維銜接的方法

有效

• 申請號: 201080070370.2
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN103249909B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: D·付;E·N·塔拉索娃;V·K·赫烈斯特金;D·I·波塔潘科;V·S·布格林
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;C09K8/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本發明涉及一種增強纖維銜接的方法，從而在井筒鉆井期間控制循環液漏失，且尤其使用于中間區，即，通常在地表套管下方的井的非儲層段，和產油氣區中。本發明提供在自然裂縫內更好的銜接，從而處理尺寸較大的裂縫中的損失，并進一步改進抵抗侵蝕損失的穩定性。本發明方法利用小纖維，使方法與各種鉆井工具的底部鉆具組合相容。

發明背景

在井筒鉆井期間，出于多種功能，通常在井中使用各種流體。流體可通過鉆桿和鉆頭循環至井筒中，且接著可隨后通過井筒向上流動至地表。在這個循環期間，鉆井液可用于從井底將鉆屑移除至地表；當循環中斷時撐起鉆屑和稱重材料；控制地下壓力；維持井筒的完整性，直到井段被套封和鞏固為止；通過提供足夠靜水壓力以防止地層流體進入井筒中而將流體與地層隔離；冷卻和潤滑鉆柱和鉆頭；和/或使滲透率達到最大。

出于這些各種目的使用的流體組合物可以是水基或油基的，并可包含增重劑、表面活性劑、支撐劑和聚合物。然而，為了使井筒流體執行其所有功能并允許井筒作業得以繼續，流體必須保持在鉆孔中。常常，遇到大量（或在一些情況中幾乎所有）井筒流體可能漏失至地層的不可取的地層條件。例如，井筒流體可通過地層中的較大或較小裂隙或裂縫或通過鉆孔周圍的高多孔性巖石基質而離開鉆孔。

循環液漏失是反復出現的鉆井問題，其特征是鉆井泥漿損失至井下地層中。其可在有裂縫、高滲透性、多孔、海綿狀或溶蝕的地層中自然出現。這些地層可包括頁巖、沙、礫石、貝殼床、暗礁礦床、石灰石、白云石和白堊，等等。鉆井并生產石油和天然氣時遇到的其它問題包括卡管、井眼坍塌、井失去控制和生產損失或生產減少。

循環液漏失也可能源自鉆井期間誘發的壓力。明確而言，當出于井控制和維持穩定井筒所需的泥漿重量超過地層的耐壓裂性時，可能出現誘發的泥漿損失。一個尤其具挑戰性的情況出現在耗盡的儲層中，其中孔隙壓力上的下降削弱了含烴巖石，但是相鄰或互層低滲透性巖石（如頁巖）維持其孔隙壓力。這可使得不可能鉆入某些耗盡區，因為支撐頁巖所需的泥漿重量超過了沙和淤泥的壓裂壓力。

常常通過在注入至井筒中的流體中包括添加劑而控制循環液漏失。用于控制或停止循環液漏失的最常見添加劑是膨潤土，其將密封小孔或裂縫。較高濃度的膨潤土增加了粘度并減慢了流體流動至周圍巖石中。也已經使用其它固體，如研磨的紙、研磨的玉米棒和鋸削來控制流體損失。有時也使用聚合物來增加井筒流體的粘度并控制流體損失。然而，聚合物添加劑一般比顆粒物（如膨潤土）更昂貴。

已廣泛描述在鉆井作業期間使用纖維和固體來防止循環液漏失。這些纖維例如包括黃麻、亞麻、馬海毛、龍舌蘭纖維、合成纖維、棉、棉絨、羊毛、回魂絨線和甘蔗纖維。用于防止或處理循環液漏失的一個已知過程涉及將具有介于約10mm與約25mm之間的長度的水分散性纖維（例如玻璃或聚合物纖維）以范圍介于約1.43kg/m³與約17.1kg/m³之間的濃度添加至泵送的水基流體，其包括具有小于約300微米的當量直徑的固體顆粒。另一已知過程利用選自玄武巖纖維、硅灰石纖維和陶瓷纖維的熔融加工的無機纖維。

然而，如果使用低量或中等量的纖維，那么這些已知方法和組合物無法有效控制流體損失。因此，一種控制損失并利用中等水平和低水平纖維的方法是可取的。此外，利用尺寸足夠小的纖維以便與底部鉆具組合相容的這種過程將是可取的。

發明概要

實施方案描述循環液漏失材料，其包括纖維和任選在粘性流體中懸浮的固體以及降粘劑。已發現流體粘度的降低可顯著改進對于所需纖維載荷的銜接效率。在具有低粘度的流體中，纖維形成具有大于原始纖維長度和直徑的尺寸的聚集體。這種聚集體導致攜帶纖維的流體的銜接效率增強，并允許用尺寸更小的纖維堵塞開口。另外觸發基液粘度減小提供了對纖維材料產生堵塞的位置的控制。這使得能以堵塞鉆井工具的底部鉆具組合的最小風險而使用較廣范圍濃度的纖維來對抗循環液漏失。

在一方面，實施方案提供處理地質地層的方法，其包括：將高粘性組合物注入至井筒中，所述高粘性組合物包括基液，其中基液具有100cP或更大的初始粘度并且其在暴露至降粘劑時表現出粘度減小，和纖維，其中纖維在基液的粘度減小時表現出植絨；和將降粘劑注入至井筒中，其中降粘劑與高粘性組合物一起或分開注入至井筒中。

在本發明方法的一些實施方案中，基液是聚合物流體。

在本發明方法的一些實施方案中，降粘劑是選自酸、堿、鹽、表面活性劑、酶、氧化劑、有機溶劑、互溶劑、其前體和其混合物的化學添加劑。