[發明專利]鉆井液及其應用

有效

• 申請號: 201980034657.0
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN112218932B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: M·莫斯托非;F·薩馬尼;王一雯
• 申請（專利權）人: 米尼克斯CRC有限公司
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/035;C09K8/487;C09K8/76
• 代理公司: 北京華睿卓成知識產權代理事務所(普通合伙) 11436
• 代理人: 程淼

本發明通常涉及鉆井液，該鉆井液在地下井鉆井期間減少液體和巖屑損失。更具體地，本文公開的鉆井液包括天然的及合成的聚合物共混物，該天然的及合成的聚合物共混物給液體在低剪切速率下提供高粘度、并在高剪切速率下提供低粘度。本發明還涉及一種使用鉆井液的方法，該鉆井液用于在鉆井期間減少液體和巖屑損失。

優先權請求

本申請請求于2018年5月21日遞交的、申請號為2018901763的澳大利亞臨時專利申請，其內容通過該引用結合于此。

技術領域

本發明通常涉及鉆井液，該鉆井液在地下井鉆井期間減少液體和鉆井巖屑(drilling?cutting)損失。更具體地，本文公開的鉆井液包括天然的及合成的聚合物共混物，該天然的及合成的聚合物共混物給液體在低剪切速率下提供高粘度、并在高剪切速率下提供低粘度。

背景技術

礦產勘探與開采需要從被調研的土地表面鉆井地下井、也稱為鉆孔(borehole)。這通常通過使用旋轉鉆柱(drill?string)(為一系列附接的、剛性的、管段)來實現，該旋轉鉆柱在一端處附接有鉆頭以鉆入土壤中。當旋轉鉆頭鉆入土壤中以形成鉆孔時，加入額外的管段從而鉆入更深，而當鉆頭從鉆孔拔出時，相反的情況發生。可替代的鉆井技術依靠連續油管(coiled?tubing)代替鉆柱，其中，連續油管通常為延性金屬，長度幾乎不受限制。在大多數連續油管鉆井中，位于油管底部的底部鉆具組合(bottom?hole?assembly,BHA)包括泥漿馬達(mud?motor)，該泥漿馬達向鉆頭提供動力并旋轉該鉆頭(考慮到連續油管其自身不旋轉),該泥漿馬達通過從地面泵送的鉆井液的運動來提供動力。在其他連續油管鉆井的形式中，已經開發了地面上設備以允許連續油管繞其縱向軸旋轉。

不論所采用的技術如何，鉆井液(或泥漿)用于促進鉆井操作。鉆井液為當鉆動鉆孔時通過井循環的特定涉及的液體。鉆井液具有許多功能，包括但不限于促進鉆孔穩定、冷卻并潤滑鉆頭和鉆柱、輔助從井中移除鉆井巖屑、幫助支承鉆桿和鉆頭、將液壓馬力傳輸至鉆井馬達、以及穩定并最小化流入地層(formation)的液體損失，通過該地層進行鉆井。

鉆井液的重要性能在于其流變性，且特定的流變性參數目的在于鉆井并使流體通過井進行循環。流體應為足夠粘性的，以使鉆井巖屑浮并將該巖屑帶至井表面。然而，液體不應當太過粘稠，以免干擾鉆井操作。

礦產勘探、以及石油和地熱鉆井中鉆井操作的常見問題在于有價值的鉆井液和鉆井巖屑的損失。例如，封裝有關提取巖石礦物學信息的巖屑可能會損失到疏松或斷裂的地層中。鉆井液也可能因過量的泥漿壓力、預先存在的開口孔隙度/裂縫、或地層中的大洞穴而流失到裂縫中。的確，液體損失是可能導致工具磨損增加、鉆井率下降的鉆井挑戰，并且可能觸發鉆孔失穩，最終導致井的完全損失。

控制液體和巖屑損失的常規方法是使用循環液損失材料(lost?circulationmaterial)，以在鉆孔和滲透性地層之間提供物理屏障。可以將諸如分級碳酸鈣、纖維和堅果殼的循環液損失材料加入到鉆井液中，該循環液損失材料降低損失區的滲透性和導電性，并因此導致液體損失得以控制。然而，典型的在鉆井操作中使用的井底馬達通常對于鉆井液中存在的固體顆粒敏感，并因此可能被鉆井液中存在的固體顆粒損壞。此外，固體橋堵劑可能會堵塞儲集巖中的孔隙喉道。最終，現有鉆井液的效力相對于鉆井過程中液體和巖屑損失控制是遠非理想的。

因此，需要具有所需流變性、以及液體和巖屑損失控制性能的鉆孔鉆井液配方，其包括而無需使用固體橋堵試劑。

僅出于提供本發明的上下文的目的，在本說明書中包括了對文獻、行動、材料、設備、物品等的討論。并未建議或表示這些問題的任一個或全部形成現有技術基礎的一部分，或者是在與本發明相關領域中的公知常識，因為它存在于本申請的每個權利要求的優先權日之前。

發明內容