[發明專利]用于增強纖維橋接的方法

在審

• 申請號: 201380074624.1
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN105026515A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: O·A·米尼希;D·付;N·得勒格爾;D·V·杰米多夫
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: C09K8/42
• 分類號: C09K8/42;E21B33/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

背景技術

本部分的綜述僅為提供涉及本發明公開內容的背景信息，并且可能不構成現有技術。

本發明的公開內容廣義上涉及一種增強纖維橋接從而在井孔的鉆探過程中控制循環液漏失的方法。

在井孔的鉆探過程中，通常將各種流體用于井中以實現各種功能。流體可以通過鉆桿和鉆頭循環進入井孔內，隨后可以通過井孔向上流動至地表。在這個循環過程中，鉆井液可以起到以下作用：從井的底部移除鉆屑帶到地表，在循環中斷時使鉆屑和加重材料懸浮，控制地表下壓力，維持井孔的完整性直至井段被下套管和完成固井，通過提供足夠的流體靜壓力防止地層流體進入井孔內而將流體與地層分離，冷卻和潤滑鉆柱和鉆頭，和/或最大化進尺速度。

用于這些各種用途的流體組合物可以是水基的或油基的，并且可以包含加重劑、表面活性劑、支撐劑或聚合物。然而，對于實現其全部功能并允許井孔操作繼續的井孔流體，流體必須留在鉆孔中。常常遇到不希望的地層條件，其中大量的或在某些情況下幾乎所有的井孔流體可能會損失到地層中。例如，井孔流體可以通過地層中的大、小裂縫或斷口或者通過鉆孔周圍的高孔隙度的巖石基質離開鉆孔。

循環液漏失是一個反復出現的鉆井問題，其特點是鉆井泥漿損失到井下地層中。它可以在斷裂的、高滲透性的、多孔的、洞穴性的或孔洞的地層中自然發生。這些地層可包括頁巖、砂、礫石、貝殼床、礁沉積物、石灰巖、白云巖和白堊等。在鉆井和生產油氣時遇到的其它問題包括卡管、井壁坍塌、控井的損失、以及產量的損失或下降。

循環液漏失也可能是在鉆孔期間引起的壓力導致的。特別是，當為了維持穩定的井孔而井控制所需的泥漿重量超過了地層的抗斷裂性時，可能會引起泥漿損失。在枯竭儲層中出現了特別具有挑戰性的情況，其中孔隙壓力的下降削弱了含烴巖石，但鄰接的或夾層的低滲透性巖石(如頁巖)保持了其孔隙壓力。因為支持頁巖所需的泥漿重量超過了砂巖和粉土的破裂壓力，這使某些枯竭區的鉆井是不可能的。

流體損失通常分為四類。滲漏損失的特征是泥漿損失是約0.16-約1.6m³/hr(約1-約10bbl/hr)。它們可能與地表處的巖屑去除相混淆。滲漏損失有時會以對高滲透性地層過濾的形式發生。傳統的LCM(特定尺寸的顆粒)通常足以解決這個問題。如果地層損害或卡管是首要關心的問題，通常嘗試在進行鉆探之前愈合損失。比滲漏損失更大但小于約32m³/hr(約200bbl/hr)的損失，被定義為部分損失。當遇到這種類型的損失時，在幾乎所有情形下都需要重新完全循環(regaining?full?circulation)。單獨使用特定尺寸的固體不能解決這一問題。當損失是約32-48m³/hr(200-300bbl/hr)時，它們被稱為嚴重損失，并且常規的LCM系統可能是不夠用的。嚴重損失特別發生在存在寬裂縫的情況下。與部分損失的情況一樣，需要重新完全循環。如果常規處理是不成功的，LCM或高粘段塞的解卡可以解決這一問題。第四類是總損失，這種情況下流體損失超過約48m³/hr(約300bbl/hr)。當流體泵送通過大的洞穴或孔洞時，可能會出現總損失。在此情況下，常見的解決方案是使用水泥堵塞物和/或聚合物小段塞，其中可加入LCM以改進性能。在實踐中，一個重要的因素是這些類型損失的區域分布的不確定性，例如，一定尺寸的裂縫可能導致嚴重損失或總損失，這些損失取決于所述井下裂縫的數量。

使用纖維和固體防止在鉆井操作過程中的循環液漏失是廣為人知的。這種纖維包括例如黃麻、亞麻、馬海毛、龍舌蘭纖維、合成纖維、棉、棉短絨、羊毛、羊毛翻制品和甘蔗渣纖維。用于預防或處理循環液漏失的一個已知方法涉及將濃度范圍約1.43-約17.1kg/m³、長度約10-約25mm的水分散性纖維(例如玻璃或聚合物纖維)加入至泵送的水基流體中，該水基流體包含等量直徑小于約300微米的固體顆粒。另一種已知工藝采用熔融加工的選自玄武巖纖維、硅灰石纖維以及陶瓷纖維的無機纖維。然而，這些已知的方法和組合物通常需要大量的纖維。

發明內容

本發明公開了這樣一些組合物和方法，通過所述組合物和方法可最小化或防止井孔流體逃逸進入地下地層。

在一方面中，實施方案涉及包含剛性纖維、柔性纖維和固體堵塞顆粒的組合物。剛性纖維的長度是2mm-12mm，并且剛性纖維的直徑是20μm-60μm。柔性纖維的長度是2mm-12mm，并且柔性纖維的直徑是8μm-19μm。