CN101970793B - 处理井筒的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分解在井筒内形成的滤饼的方法，包括：所述井筒内设置包括电解槽和至少一个泵装置的至少一个电解工具；通过电解井筒内的井筒液组分在原地产生氧化剂，其中所述井筒液包括盐水；以及使所述氧化剂降解滤饼组分。本发明还公开了一种用于分解在井筒的表面上形成的滤饼的系统和处理井筒的方法。

Description

处理井筒的方法和系统

技术领域

本发明所公开的实施例主要涉及处理井筒的方法和系统，更特别的涉及去除井筒内形成的滤饼(filtercakes)的方法和系统。

背景技术

多种碳氢化合物(石油、天然气等)典型地通过钻探穿透油气储集层的钻井从地下地质层(也就是“储集层”)获得。为了“生产”碳氢化合物，也就是说将碳氢化合物从地质层移动到井筒(并且最终移动至地表面)，从地质层到井筒就必须需要一条充分的没有阻碍的流动通道。一个影响生产效率的关键因素是沿着所述碳氢化合物必须行进以到达井筒的流动通道的地质层的渗透性。有时，地质层岩石具有天然的低的渗透性；有时，渗透性是在操作过程中被降低的，比如说，在钻井期间。

在钻进井筒的过程中，为了多种不同的功能，典型地，在钻井内使用多种流体。当钻井时，钻井液通常进入孔内流通以接触钻头区域，基于多种原因，比如：为了冷却钻头、为了从钻孔尖端带走岩石碎料并且为了保持地质层壁上的流体静压力以防止在钻孔的过程中生产。流体可以流通穿过钻杆和钻头进入井筒，并且之后可以接着向上流动穿过井筒到达地表面。在这个流通过程中，钻井液起到使钻井碎片从孔的底部移动至地表面、当流通中断时使碎片和填充材料悬浮、控制地下压力、保持井筒的完整性直到井段部分被套好并且巩固好、通过提供充足的流体静压力从地质层中分离液体以防止地质层的液体进入井筒内、冷却并且润滑钻杆柱和钻头和/或使渗透率最大化的作用。

在钻井操作过程中，钻井液通过渗透到地质层内的方式被损耗。为了防止这样，钻井液经常被有目的性地改良，因此少量泄露并且在井筒壁上形成覆盖层(一般指滤饼)并且因此保护地质层。当多个悬浮在井筒液内的颗粒覆盖并且堵塞在地下地质层中的小孔时，滤饼就形成了，这样滤饼能同时防止或者减少流体进入地质层的损耗和存在于地质层内的流体的流入。在本领域中已公开了多种形成滤饼的方式，包括使用封孔颗粒、由钻井操作产生的切割碎片、聚合添加剂和沉淀物。

当钻井完成时，滤饼可以在随后的完井操作，比如在井筒内设置碎石包的过程中，稳定井筒。另外的，在完井操作过程中，当液体损耗被怀疑时，可以将聚合体的流体损耗球“点(spotted)”在或者设置在井筒内。其他完井流体可以在流体损耗球之后注入在井筒内的一个位置，所述位置直接位于流体损耗被怀疑的地质层区域的上面。之后停止将流体注入井筒内，并且随后流体损耗将球移向流体损耗位置，从而能将地质层覆盖并且防止或者减少以后的流体损耗。

当所有的完井操作完成后，在井筒的侧壁上的滤饼(在钻井和/或完井过程中形成的)必须被特别移除，因为滤饼的剩余的残渣会消极影响生产。也就是说，虽然滤饼的形成和流体损耗球的使用对钻井和完井操作是必要的，但是，假如岩石地质层仍然被阻碍物堵塞，阻碍物将会是碳氢化合物的生产或者其他来自钻井内的液体的明显的阻碍。因为滤饼是紧密的，其通常紧紧粘附到地质层上并且不能单独的通过流体冲刷而被容易或者完全的从地质层上冲洗掉。

因此，滤饼必须在生产的最初状态期间被去除，用物理的方法或者化学方法(也就是，通过多种酸、多种氧化剂和/或多种酶)。钻进固体的数量和类型将影响这些清理方法的效果。同样的，影响在生产之前的井筒的清理方法的效果的还有聚合添加剂的存在，其能防止使用常规的滤饼分解剂的降解作用。

有效的钻井清理和完井的问题在所有的钻井中都是很重要的问题，并且特别是在裸眼水平钻井完井中。当最小化水流堵滞、拥堵或者其他破坏地质层的自然水流通道还有那些完井的组件的可能性时，钻井的产量某种程度上取决于移除滤饼的效果和效率。

因此，系统和方法的对有效果并且有效率的清理井筒存在持续性的需求。

发明内容

根据本发明的一个方面，其提供一种分解在井筒内形成的滤饼的方法，包括：所述井筒内设置包括电解槽和至少一个泵装置的至少一个电解工具；通过电解井筒内的井筒液组分在原地产生氧化剂，其中所述井筒液包括盐水；以及使所述氧化剂降解滤饼组分。

根据本发明的另一方面，其提供一种用于分解在井筒的表面上形成的滤饼的系统，包括：井筒，其上形成有滤饼；流体供应源，用于向所述井筒内供应水溶液，其中所述水溶液包括盐水；以及至少一个电解工具，用于在所述井筒内产生氧化剂，其中所述至少一个电解工具包括用于泵送所述水溶液通过所述电解工具的泵装置。

根据本发明的在于方面，其提供一种处理井筒的方法，包括：在所述井筒的所需部分设置至少一个电解工具，其中所述至少一个电解工具包括泵装置，用于将水溶液泵送通过所述电解工具，对存在于所述井筒的所述所需部分内的井筒液施加电荷，以及通过电解所述井筒液的组分在原地产生氧化剂。

本发明的其他方面和多个优点将通过下文的描述和从属权利要求体现。

附图说明

图1是钻井系统的一个实施例的示意图。

图2是根据本发明所公开的实施例的电解工具的示意图。

图3是根据本发明所公开的实施例的氧化剂产生系统的结构图。

图4是根据本发明所公开的实施例的展示滤饼处理过程的流程图。

具体实施方式

一般地，本发明所公开的实施例涉及井下的电解工具的使用。一个方面，本发明所公开的实施例涉及多种处理井筒的方法，方法包括：在井筒的所需部分设置至少一个电解工具，对存在的井筒流体施加电荷，并且通过电解井筒流体组分在原地产生氧化剂。另外一个方面，本发明所公开的实施例涉及多种分解在井筒内形成的滤饼的方法，方法包括通过电解存在于井筒内的井筒流体组分在原地产生氧化剂，并且允许氧化剂降解滤饼组分。另外又一个方面，本发明所公开的实施例涉及多种分解在井筒的表面上形成的滤饼的系统，系统包括其上形成有滤饼的井筒，用于供应进入井筒的水溶液的流体供应源，以及用于在井筒内产生氧化剂的电解工具。

移除滤饼在完井操作中是一个关键问题，因为不完全的移除滤饼将对之后的碳氢化合物的生产带来消极的影响。申请人发现电解工具可以在在井下使用以在原地产生能降解滤饼的氧化剂。这种工具的使用可以为滤饼的降解时间提供所需的控制，并且可选择地，可以在原地生成氧化剂以允许井筒中细菌群体的控制。

本发明所公开的方法和系统可以被应用于现有技术中的任何一个钻井系统中。首先参考图1，其所示的是典型的钻井系统的示意图。钻井系统10用于向地质层100内钻井以开发自然资源，比如，石油。钻井系统10包括钻塔20、钻杆柱组件30、流体循环系统40、电解工具50、绞盘单元70和控制单元85。钻塔20建造在设置在地面上的井架板21上。钻塔20支撑插入至井筒101内并且执行钻井操作的钻杆柱组件30。

钻杆柱组件30包括钻杆柱31、底孔组件32和驱动系统33。在钻进井筒101的操作过程中，钻杆柱31被驱动系统33驱动旋转，并且这个旋转通过底孔组件32传递至钻头34。

流体循环系统40包括流体泵41、泥坑42、输送管43和回流管44。流体循环系统40使井筒液穿过钻杆柱组件30并且进入井筒101内流通。特别地，流体泵41泵送保存在泥坑42内的井筒液，流通穿过输送管43，并且然后井筒液注入到钻杆柱31内。之后，注入到钻杆柱31内的井筒液从钻头34流到井筒101的底部，并且通过回流管44回到泥坑42。

当钻进井筒101时，离开钻头34并且在井筒101内循环的流体可以形成薄的、低渗透性的滤饼以密封由钻头34刺穿的可渗透的地质层100。包括油基和水基井筒液的多种钻井流体可以被用于钻进井筒101。这些井流体可以由合成聚合物或者生物高聚物(从而提高钻探泥浆的流变特性(如，塑粘性、点塑变值、胶凝强度))、粘土、聚合体的稀释剂、凝聚剂及添加用于获得所需的粘性和过滤性质的有机胶体组成。重矿物，比如重晶石或者碳酸盐，也可以添加以提高密度。更进一步，由于钻进，地质层中的固体与泥浆合成一体并且经常在泥浆内变成分散的。

因为添加剂或者固体由于其存在于流体内可以成为滤饼的一部分，所说某些添加剂可以为滤饼添加特别的所需的被授予的特性，从而防止流体从井筒流失到地层内，同时也可以防止存在于地层内的流体流入到井筒内。举个例子来说，各种聚合物添加剂也可以起到类似流体流失控制介质的作用，通过减少在新的暴露的岩石表面上形成的滤饼的渗透性，从而防止或者减少井筒液流失到附近地质层的损耗。绝大多数应用在钻井泥浆内的聚合物添加剂都是抗生物降解的，因此，为了泥浆的使用寿命可以扩大添加剂的应用。抗生物降解的聚合物添加剂的特殊范例包括：生物高分子；合成聚合物，例如聚丙烯酰胺和其他丙烯酰胺基的聚合物；纤维素衍生物，比如二烃基羧甲基纤维素，羟乙基纤维素；和羧基甲基纤维素的钠盐、化学改良的淀粉、瓜尔胶、磷聚甘露糖、硬葡聚糖、葡聚糖及右旋糖酐。更进一步，除了聚合物添加剂以外，诸如碳酸钙或者纤维材料的架桥剂可以添加至在地质层内的桥裂或者孔洞。由于滤饼在钻井操作中起到重要的作用，因此障碍物是从地质层开采碳氢化合物的重大阻碍。因此，一旦钻井和完井操作都完成后，并且需要开采时，这些涂层或者滤饼就必须被移除。

因此，移除滤饼是完井操作过程中一个关键的步骤。典型的现有技术涉及使用分解剂比如酶、氧化剂或者酸用以移除井下滤饼。这种技术的范例可以参见多个美国专利，如US1984668，4609475，4941537，5247995，6861394及5607905。然而，这些种类的分解剂的使用存在多个缺点。举个例子来说，酶比较昂贵并且对简陋的井下环境比较敏感，并且酸花费高、效率低和耗费时间。同时，现有技术中的分解剂都工作的太慢或者太快，并且因此不能允许对滤饼的分解时间的控制。

根据本发明所公开的实施例，申请人发现用于降解滤饼的氧化剂的优点在于，其能通过使用电解工具在井下原地生成。现在参照图2，其所示的是根据这里的一些实施例所公开的简单的电解槽51的概要图。电解槽51包括至少一个入口54，存在于井筒内的盐水溶液通过入口可以进入电解槽51和至少一个出口56，产生的氧化剂可以通过出口离开进入到井筒内。电解槽51可以包括至少一个反应腔57，用于容纳多个电极。电极可以是现有技术中已知的任一类型或者结构。电解槽可以包括至少两个电极，其中，至少一个电极是阳性电极或者正极58，并且至少一个电极是阴性电极或者负极59。电解工具还可以进一步包括至少一个控制线圈(图中未示出)用于在至少一个正极和至少一个负极之间有选择的提供电势，并且电源(图中未示出)与控制线圈电连接用以传送控制电荷至控制线路。至少一个控制线圈可以与正极58和负极59电连接。更进一步的，本领域技术人员可以理解的是使用在根据本发明所公开的实施例内的电解槽的设置是非限制性的。那些可以在本发明公开的方法和系统中的被使用和/或改良用于在井下使用的多种电解槽的非限制性的范例包括那些在美国专利NO4761208，5385711，6261464，6524475，6558537，6736966，6805787，7005075及7008523中公开的，所有的这些文件在这里都通过参考被引用。本领域技术人员也可以意识到电解槽可以合并到在井下典型使用的硬件中。举个例子来说，完井硬件，如割缝衬管和筛砂器，可以作为电极被使用，用以在本发明公开的一些实施例中的井筒内产生氧化剂。

作为简单的说明，可以进入并且产生氧化剂的盐水溶液还可以离开电解槽51。为了通过电解槽51在井筒内最佳产生氧化剂，那必须有可以传送电荷的电解溶液，电解槽51可以基于电荷起作用。已知传送电荷的能力与电解液的离子特性相关。因此，当使用井下工具以产生氧化剂时，井筒液可以起到类似电解液的作用。将井筒液作为电解液使用时，对环境友好并且节约花费，因为不需要将额外的液体引入到井筒内。

特别地，作为电解液的井筒液可以是水基的流体。井筒液可以包括水溶液作为基液，水溶液包括淡水、海水、盐水、水和水溶性的有机化合物的混合物中至少一种及其混合物。举个例子来说，水溶液可以用所需的盐在淡水内的混合来调配。举个例子来说，盐可以包括，但不限于，碱金属氯化物、氢氧化物、或者羧酸盐。在各种实施例中，这里所公开的井筒液可以包括海水、其含盐浓度小于海水的水溶液或者其含盐浓度大于海水的水溶液。在海水中存在的盐包括，但不限于，钠、钙、铝、镁、钾、锶、锂和氯化物盐、溴化物盐、碳酸盐、碘化物盐、氯酸盐、溴酸盐、甲酸盐、硝酸盐、氧化物、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐及氟化物。包括在盐水内的盐包括任何一种或多种那些存在于天然海水或者任何其他有机或者无机的可溶解的盐类。

另外地，应用在本文所公开的钻井液中的盐水可以是天然的或者是合成的，并且合成的盐水在结构上比较简单。在一个特殊的实施例中，盐水可以包括卤化物或者单价或者二价金属离子的羧酸盐，比如说铯、钾、钙、锌和/或纳。这些盐的存在提高了井筒液的离子特性，因此提升了其传递电荷的能力并且增强其作为电解液的特性。

重新参考图2，电势可以通过控制元件(如图3中85所示)提供，并且可以通过井筒液在电极58和59之间传导。控制的电荷从至少一个负极59穿行通过井筒液至至少一个正极58，因此在电解液内产生至少一个氧化剂。当井筒液流通穿过电解槽51的反应腔57，并且电流在正极58和负极59之间传递时，发生多个涉及水，及一个或者多个包括在井筒液内的其他盐类或者离子的化学反应。

电流使电极58、59极化，并且使井筒液分离成组分离子。举个例子来说，在井筒液包括氯化钠(NaCl)的地方，NaCl盐水可以分离成将分别移动至负极和正极的钠离子和氯离子：

NaCl_(aq)→Na⁺ _(aq)+Cl^- _(aq)

已知正极是缺电子的，并且不受任何特殊的理论的限制，因此，正极将从接近正极的水和其他离子那回收电子，这就导致在井筒电解液中形成氧化的原子团。例如，下面的产生氯气的反应将发生在正极的表面：

2Cl^- _(aq)→Cl_2(g)+2e-

通过氯反应产生的氯气(Cl₂)可以溶解在水以产生次氯酸离子(OCl^-)，次氯酸离子是在本发明所公开的实施例中非常有用的氧化的原子团：

Cl_2(g)+H₂O₍₁₎→2OCl^- _(aq)+2H⁺ _(aq)

值得注意的是，其他多个潜在的氯-氧反应(如，二氧化氯)也可以发生。

产生的质子(H⁺)可以依次与电子富集的负极处的自由电子结合以产生氢气，氢气可以通过任何现有技术中已知的技术从电解工具中排放出去。

2H⁺ _(aq)+2e-→H_2(g)

由于氧化剂产生的化学过程已经以通过使用氯化钠溶液作为例子阐述清楚了，本领域的技术人员就可以明白应用于通过电解液从任何离子溶液中产生氧化剂的原理。本发明所公开的内容涉及一种或者多种氧化剂的生产并且可以包括，举个例子来说，次氯酸盐、氯、溴、二氧化氯、臭氧、过氧化氢及其他氯化氧和溴化氧的原子团。

包括在流动的溶液中通过涡流导致的分子运动的流动动态可以预测，当溶液流动路径接近正极的表面层时盐的转换会增加。所以，在某些实施例中，本发明所公开的方法和系统最好最大化井筒电解液在正极上的流量，从而使氧化剂的生成量最大化。井筒液的流量可以通过任何本领域中已知的方法，例如可以用搅拌器如推进器及诸如此类来提高。

特别的，泵装置60、61可以被设置在正极58和负极59之间。泵装置可以具有螺旋桨叶片、阀或者任何在本领域中已知的用于在反应腔57内产生流体水流的装置，因此围绕着电解工具的井筒液通过入口54被引入到电解槽51的反应腔57内，穿行通过电解槽51的反应腔57，并且通过出口56流出。入口54可以包括入口机械装置比如说阀、或者任何其他本领域已知的机械装置用于在井筒液进入槽后密封入口。一旦生成，富集氧化剂的井筒液可以通过出口56离开电解槽51。

存在于离开的井筒液内的氧化剂的局部浓度可以用任何本领域中已知仪器进行测量，举个例子来说，氧化剂传感器。一旦氧化剂传感器检测到氧化剂的局部浓度足够用于分解滤饼，应用在电解槽的电极上的电势可以被移除并且然后电解工具可以从井筒中移除。

现在存在于井筒液内的氧化剂可以通过本领域中已知的任何机械装置降解滤饼。举个例子来说，已知的是，滤饼可以包括聚合物如多糖。已知的是，氧化剂破坏形成断链的环形物之间的配糖键。相应的，当聚合物分解成短链时，滤饼降解，并且可以用循环的井筒液移除。氧化剂通过这个过程被减少，并且如果认为有必要的话，减少的部分可以通过电解工具再氧化。可选择的，本领域技术人员可以理解的是电解工具可以连续性的(或者间歇性的)产生氧化剂直到确定滤饼已被充分的移除。

本发明也发现在原地产生用于分解滤饼的氧化剂的能力其优势在于控制滤饼的分解时间。因为电解工具可以设置在需要移除滤饼的位置(如，在生产间隔)，因此在极为贴近滤饼的地方创造氧化剂富集的环境，分解滤饼的时间可以通过在电解槽的电极之间提供电势而开始计时。举个例子来说，这个技术与分解流体的传统设置相比可以提供更大的可控制性，分解流体的传统设置取决于延迟装置的存在或者缺失可能会反应的太快或者太慢。

另外地，本发明还进一步发现电解工具可以被设置在井下以在原地产生氧化剂，这样就能杀死可能存在于井筒内的细菌。钻井过程在地表面和地下油田环境之间开始交流。在钻井过程中，井筒液可以从地表面开始循环至钻头以去除岩屑，并且控制井下的地层压力。在这个过程中，来自地表面的化学成分和细菌可以循环进入深的地下能源丰富的含油地层，并且碳氢化合物装载的岩屑可以被带到富氧的中等温度的表面环境。通过这个机械过程，微生物活动可以在地表面和地下环境中开始。由于这个特殊的情况并不常见，这个将导致井筒的细菌污染。

更进一步，在井筒液内作为增稠剂和流体流失控制介质存在的有机聚合物趋向于成为培基或者微生物起源，并且可以作为用于天然生成的油田细菌的生长的现成的食物来源。如果细菌生长过多，那么这些有机井筒液成分的消耗将导致泥浆的流变性能的降低、油井管件和筛管的微生物腐蚀、在注入井和地质层内的生物堵塞及在地质层内深处的硫化氢的生成。如果遗留不处理的话，细菌污染导致井筒完整性的破坏是有可能的。

因此，根据某些实施例，在井筒内的原位置从电解溶液中产生的氧化剂可以被用于杀灭井下的细菌。不用受理论的约束，可以相信的是氧化剂可以破坏细菌的细胞壁的成分，比如说肽聚糖和其他多聚糖。相应地，本发明所公开的方法和系统可以在原地产生氧化剂用于减少井下的细菌数量。

在本发明所公开的实施例中使用的电解工具可以通过本领域中任何已知的方法设置在井筒内。举个例子来说，本发明所公开的多种实施例可以通过将至少一部分的或者整体的电解工具设置在井筒内而实施。设置可以在井筒操作的任一阶段进行。特别地，电解工具可以在完井操作过程中并且在生产之前设置在井筒内。然而，本领域技术人员可以理解的是这对本发明并不构成任何限定作用。举个例子来说，可以预料的是当生产开始之后，阻碍生产的剩余滤饼可能仍然残留在井筒壁上是可以确定的，因此，就需要随后的清理操作，如通过使用本发明所公开的电解工具。更进一步的，如果井筒稳定凝胶在钻井操作时被错误的放置，那么可以预料的是本发明所公开的电解工具可以用于开始分解位于不恰当位置的凝胶，从而使其能被设置在所需的位置。另外的，如果工具被用于控制细菌的生长，可以预料的是在包括钻井阶段的任何阶段生成氧化剂是合适的。

因此，当需要生成氧化剂时，电解工具，或者其的一部分可以设置在钻井的所需部分。这就对轴向设置提供有优势的控制。使用现有技术中的分解流体时，关于分解流体的正确设置的问题就会产生，也就是说，要确保其能被传送至全部的所需的区域(也就是，需要移除滤饼的区域)。在某些情况下可预测的是，滤饼上首先接触分解流体的部分的反应和分解将比滤饼的其他部分的迅速一些，并且具有某些流体在滤饼快速分解的区域发生损耗的可能性。使用具有充足的容量的电解工具可优选地在整个滤饼上产生氧化剂，从而使绝大部分的滤饼可以差不多同时被分解。可选择地，多个电解槽可以被设置在邻近滤饼的位置，从而优选的能在整个滤饼上产生氧化剂。

在本发明所公开的实施例中，电解工具在井筒内的所需深度和/或横向位置优选的可以通过使用本领域中已知的任何设备，如绞车等进行控制。更进一步的，电解工具在井筒内的深度和横向位置可以通过本领域中已知的仪器，如深度计、传感器、照相机等进行测量。一旦获得电解工具的最佳布置，之后，氧化剂可以在井筒的所需部分就地产生，因此，获得氧化分解剂的最佳轴向分布。

现在参考图3，其所示的是根据本发明所公开的实施例的典型电解工具的结构图。电解工具包括氧化剂产生系统80。氧化剂产生系统80包括氧化剂发生器50、控制元件85、绞车元件70、电力元件81和阀门驱动装置82。氧化剂发生器50包括电解槽51、氧化剂传感器52及可选择的液压发电机53。在一些实施例中，氧化剂发生器50可以包括多个可以相互串联或者并联电连接的电解槽51，以考虑分解大间隔的多个滤饼。可选择的，多个氧化剂发生器50也可以在单个操作过程中使用，这取决于要破解的间隔的长度和/或工具的尺寸。氧化剂发生器50通过缆线71悬挂在井筒101内。绞车元件70提升和/或放下缆线71以调整氧化剂发生器50在井筒101内的深度位置。控制元件85包括，举个例子来说，CPU、ROM、RAM、输入端和输出端、记忆装置及其类似装置(未示出)。

控制元件85至少电连接至氧化剂发生器50、绞车元件70和电力供应元件81。

控制元件85通过发送控制信号(实线箭头线)操作氧化剂发生器50、绞车元件70和阀驱动装置82。控制信号可以基于连接至氧化剂发生器50的氧化剂传感器51和/或连接至绞车元件70的深度计72的探测信号。在某些实施例中，其中，深度计72检测到氧化剂发生器50没有被充分放低或者可选地被放得太低，反馈命令信号可以通过控制元件85发送至绞车元件70，以相应地调整氧化剂发生器50的深度。在其他实施例中，其中，氧化剂传感器51检测到氧化剂的浓度低于所需的浓度或者选择地高于所需的浓度，那么反馈命令信号可以通过控控制元件85发送至绞车元件70，以相应地调整氧化剂发生器的输出量。反馈命令信号可以是自动的或者是手工输入的。相应地，基于由控制元件85传送的命令信号，电力供应元件81供应电能(虚线箭头线)给控制元件60、氧化剂发生器50、绞车元件70和阀门驱动装置82。

现参看附图4，其所示的是一种处理井筒的方法的流程图。在1000，为电解盐水溶液的井筒液被放置在井筒内。举例来说，本领域技术人员可以理解的是电解盐水溶液可以是已经被用于钻进井筒的流体或者可以是之后被放置在井筒内用于完井操作的流体。在2000，电解工具可以被设置在井筒的需要移除滤饼的部位。在3000，将电压应用到电极上，在电解槽内的盐水溶液中产生氧化剂。在4000，井筒被测定以评价滤饼的分解效率。如果滤饼已经被充分的移除以容许所需的烃类生产，那么电解工具在5000被停用，并且如6000所示，从井筒内被移走。如果滤饼并没有被充分的移除，那么电解工具可以通过如3000中所示的，在电极之间应用电压而再一次被启动。这个循环步骤可以一直重复直到滤饼充分地移除，并且之后电解工具可以被停用及从井筒内被移走，即如相应步骤5000和6000所示。

有利地，本发明的实施例公开了通过使用电解工具在井下就地产生氧化剂而降解滤饼的方法。就地产生氧化剂的方法可以在井筒内关于氧化分解剂的降解时间上提供有利的控制。更进一步的，从相对良性的原料如盐水内原地产生氧化剂可以使得对于钻杆柱组件少一些腐蚀并且对环境更加友好。甚至更进一步的，在所需的位置原地产生氧化剂可以只需要更小剂量的化学制品如氧化剂分解剂和其他添加剂，并且通过使用已经存在于井筒内的物质代替需要随后抽吸井下分解流体则更有成本效率。本申请的优势在于在井下产生氧化剂还可考虑到井下细菌数量的控制。控制井下的细菌数量可以减少钻管和井筛的微生物腐蚀、生物堵塞及硫化氢的生成量。像这样的，可观的成本节约、环保及安全效益可以通过使用本发明所公开的方法和系统的实施实现。

由于本发明是通过有限实施例而描述的，因此，本领域技术人员，基于对本发明的理解，可以理解的是，在不脱离这里所公开的本发明的范围下，也可以获得其他实施例。相应的，本发明的范围应当只通过随后的权利要求而被限定。

Claims (18)

1.一种分解在井筒内形成的滤饼的方法，包括：

所述井筒内设置包括电解槽和至少一个泵装置的至少一个电解工具；

通过电解井筒内的井筒液组分在原地产生氧化剂，其中所述井筒液包括盐水，所述电解工具还包括传感器，用于测量井下产生的所述氧化剂的数量；

检测产生的氧化剂的浓度；

基于传感器测量的氧化剂的浓度调整电解工具的深度；以及

使所述氧化剂降解滤饼组分。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述氧化剂杀死至少一些存在于井下的细菌的数量。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电解工具被设置在所述井筒内的所需深度。

4.如权利要求3所述的方法，还包括在所述井筒外远程地控制所述至少一个电解工具。

5.如权利要求1所述的方法，其中，产生过程还包括施加电荷到所述井筒内的所述至少一个电解工具。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个电解工具还包括用于控制施加至所述井筒液的电荷的数量的装置。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述氧化剂包括次氯酸盐、臭氧、卤化物和过氧化氢中的至少一种。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述滤饼还包括可氧化降解的聚合物。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述泵装置包括螺旋桨叶片、阀中的至少一个或其组合。

10.一种用于分解在井筒的表面上形成的滤饼的系统，包括：

井筒，其上形成有滤饼；

流体供应源，用于向所述井筒内供应水溶液，其中所述水溶液包括盐水；以及

至少一个电解工具，用于在所述井筒内产生氧化剂，其中所述至少一个电解工具包括用于泵送所述水溶液通过所述电解工具的泵装置；

传感器，用于测量电解工具产生的氧化剂的浓度；以及

控制元件，用于发送信号，以响应于传感器获得的浓度测量值调整电解工具的深度。

11.如权利要求10所述的系统，还包括：

至少一个运输工具，用于运送所述电解工具至井筒内的所需深度；以及

至少一个位置控制装置，用于控制所述电解工具在所述井筒的所需深度的位置。

12.如权利要求10所述的系统，其中，所述至少一个电解工具还包括至少一个电荷控制装置，用于控制施加至所述水溶液的电荷的数量。

13.如权利要求10所述的系统，其中，所述至少一个电解工具还包括至少一个负极和至少一个正极，用于将电荷施加至所述水溶液。

14.如权利要求13所述的系统，其中，所述至少一个电解工具包括：

反应腔，其用于包容所述至少一个负极和至少一个正极，

至少一个入口，其用于使水溶液流至所述反应腔内，以及

至少一个出口，其用于使水溶液流出所述反应腔。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述泵装置用于使水溶液通过所述入口流入所述反应腔内。

16.如权利要求14所述的系统，还包括液压发电机，其利用流体在所述井筒内的流动为所述电解工具提供电力。

17.如权利要求14所述的系统，其中，所述电解工具与完井设备的至少一部分是一体的。

18.一种处理井筒的方法，包括：

在所述井筒的所需部分设置至少一个电解工具，其中所述至少一个电解工具包括泵装置，用于将水溶液泵送通过所述电解工具，

对存在于所述井筒的所述所需部分内的井筒液施加电荷，以及

通过电解所述井筒液的组分在原地产生氧化剂；

检测产生的氧化剂的浓度；

确定滤饼是否已经被充分移除；并且

基于检测的氧化剂的浓度保持电解工具不动或调整电解工具的深度。