CN103154180A - 钻进液和在含煤地层中钻进的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻进液和用于在含煤地层中钻进的方法。所述方法包括：提供包括至少0.05%硫酸钙的混合金属增稠的钻进液；使所述钻进液流通通过所述井；和钻进到煤层中。
Description
发明领域
本发明涉及钻进和完成油井所使用的方法和液体。
发明背景
在土地上钻孔以提取自然资源的方法需要一种液体以除去源自井眼的岩屑、润滑并冷却钻头、控制地层压力并保持孔的稳定性。
许多地层包含煤层，必须穿过所述煤层钻井眼以接近煤本身或接近煤下方的有益储集层。
对于煤床甲烷(CBM)井，若煤层的渗透性比常规储集层低，则地层损伤最小化是最重要的。已经开发了一种液体，所述液体通过限制对夹层(cleat)和断层(fracture)的侵入来降低地层损伤并减少整个泥浆漏失，且易于回流，本文中称之为混合金属增稠的钻进液。这种钻进液包括混合金属增稠剂，所述混合金属增稠剂为基于镁/铝的氧化物和/或氢氧化物的无机粒子。其通常是已知的混合金属氢氧化物且有时称作混合金属氧化物(MMO)、混合金属氢氧化物(MMH)和混合金属氧化物和氢氧化物的组合(MMOH)。混合金属增稠剂是如下经验式的混合金属层状氢氧化物化合物：
LimDdT(OH)(m+2d+3+na)Aa n，
其中
m代表存在的Li离子数(优选0)；
D代表二价金属离子如Mg、Ca、Ba、Sr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn，最优选Mg，或其混合物；
d是式中D离子的数目，优选0～约4，最优选约1；
T代表三价金属离子且可以为Al、Ga、Cr或Fe，优选Al；
A代表OH离子之外的单价或多价阴离子且可以为无机离子如：卤离子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、碳酸根，最优选卤离子、硫酸根、磷酸根或碳酸根，或其可以为亲水性有机离子如乙醇酸根、木质磺酸根、聚羧酸根或聚丙烯酸根；
a为式中A离子的数目；
n为A的化合价；且
(m+2d+3+na)等于或大于3。
尤其优选的是式Al/Mg(OH)4.7Cl0.3的混合金属氢氧化物。
混合金属增稠的钻进液包括至少一种混合金属组分和一定量膨润土的水基混合物。混合金属增稠的钻进液的流变性因粘度高而限制了液体侵入地层中，但是主要的地层保护来自于形成了易于除去的外部滤饼。用水或盐水进行简单置换就足以对井进行回填并除去所述滤饼。
然而不幸的是，混合金属增稠的钻进液的流变性在其与产生自对煤层、尤其是近代煤进行钻进时所产生的煤粉相接触时会失效。当钻进液与因钻通煤层而产生的煤粉相接触时，液体变稀，向水的流变性移动，因此损失了许多其有益性能。事实上，由于认为煤层通常是损失区域地层(loss zone formation)，微弱且易碎，因此混合金属增稠的钻进液不适用于在含煤地层中钻进成为棘手的问题。
在2008年9月12日公布的WO2008/106786中，本申请人提出，在煤污染物存在的条件下钻进时使用钾盐以基本保持混合金属增稠的钻进液的流变性，所述钾盐包括例如硫酸钾、氯化钾、醋酸钾和甲酸钾中的一种或多种。
发明概述
根据本发明的一个广泛方面(broad aspect)，提供在含煤地层中钻进的方法，所述方法包括：提供包括至少0.05%(w/v)硫酸钙的混合金属增稠的钻进液；使所述钻进液流通通过所述井；并钻进到所述煤层中。
根据本发明的另一个广泛方面，提供钻进液，所述钻进液包括：膨润土和pH为约10以上的混合金属增稠剂的含水混合物；和至少0.05%(w/v)的硫酸钙。
应理解，通过下列详细描述，使得本发明的其他方面对本领域技术人员而言变得易于理解，其中通过实例对本发明的各种实施方案进行显示和说明。作为本发明的目的，能够将本发明用于其他和不同的实施方案，且能够在多个其他方面对其几个细节进行修改，而根本不会背离本发明的主旨和范围。因此，详细的描述和实例在本质上被认为是示例性的而不是限制性的。
各个实施方案描述
下面列出的详细描述和实例用于说明本发明的各个实施方案，而不是仅代表发明人所预期的实施方案。详细描述包括用于提供本发明的全面了解的具体细节。然而，应当清楚，本领域技术人员不使用这些具体细节仍可实施本发明。
直至今日，混合金属增稠的钻进液因煤的液体稀释效应而通常不能成功地用于煤层中。认为煤粉的聚阴离子特性如褐煤和木质素磺酸盐的聚阴离子特性阻碍了钻进液中混合金属部分和膨润土的静电交互作用，有时导致液体流变性完全崩溃。
我们已经确定了一些盐来降低或阻止在用混合金属增稠液钻煤时的稀释效果。我们先前提出，当在煤污染物存在下进行钻进时，使用包括例如硫酸钾、氯化钾、醋酸钾和甲酸钾中的一种或多种的钾盐可基本上保持混合金属增稠的钻进液的流变性。现在我们已经发现，当在煤污染物存在时进行钻进时，例如石膏形式的硫酸钙也可保持混合金属增稠的钻进液的流变性。在利用混合金属增稠液如基于MMH、MMO或MMOH的那些进行钻煤时，硫酸钙可防止变稀效应。这种盐还增加了抑制页岩溶胀的作用，可能是因为存在源自于该盐的钙离子的缘故。
由所钻进的煤的量和/或根据页岩活性来确定添加至钻进液中的盐的量。例如，年代较近的煤，比年代久远的煤更易于使得混合金属增稠的钻进液产生更大的流变性不稳定性，因此，可将更高浓度的盐用于钻进液中。此外，如果确定有明显的煤炭矿床且需要穿过所述煤炭矿床钻进，则再更高的盐浓度是有用的。
对于硫酸钙，大于0.05%(重量比体积)的浓度在混合金属增稠的钻进液中是有效的。尽管可使用高达5%以上的量，但是已经发现，通常0.05～1.0%(重量比体积)的硫酸钙浓度如0.05～0.5%的盐(重量比体积)或0.1～0.5%的浓度对稳定钻进液以抵抗因煤污染而造成的不利流变性变化和发挥经济优势两方面都是有效的。在年代较近的煤或必须对明显的煤炭矿床进行钻进时，可在钻进液中使用更高浓度(例如大于0.3%且例如0.3～1.0%)的硫酸钙。据认为，硫酸钙在约2～3kg/m3(0.2～0.3%(w/v))下达到饱和，但可添加过量的量而无不利影响且事实上会产生盐的缓冲以保持活性，条件是流体保持为能够流通通过井眼的液体。通常，基于成本/效益分析，认为1.0%以上如0.5%的上限是合理的。
如果期望，还可将钾盐添加至钻进液中。宽范围的钾盐浓度如浓度大于1%(重量比体积)在混合金属增稠的钻进液中都是有效的。已经发现，通常1～10%(重量比体积)的盐浓度如1～5%的盐(重量比体积)浓度对稳定钻进液以抵抗因煤污染而造成的不利流变性变化和发挥经济优势两方面都是有效的。在年代较近的煤或必须对明显的煤炭矿床进行钻进时，可在钻进液中使用更高浓度(例如大于3%且例如3～10%)的钾盐。
尽管可以在发生煤污染之后添加所述盐，但是建议对系统进行预处理以获得最佳结果。在一个实施方案中，例如，使用任何有用的钻进液能够将地表钻孔钻至大约第一煤炭矿床的水平，所述有用的钻进液包括例如现有技术的混合金属增稠的钻进液。当确定煤层接近井底以下时或已经到达煤层时，可将钻进液改变成根据本发明的钻进液，所述本发明的钻进液包括包含一定量硫酸钙的混合金属增稠的钻进液。
或者，使用根据本发明的钻进液将钻孔向下钻进到煤层并穿过煤层。例如，可以使用根据本发明的钻进液基本上从地表来钻整个井，应理解，所述从地表来钻整个井包括从地表或从上部沉积物以下或在套管下入深度(the casing point)之后进行钻进。例如，可在开始钻进操作时，开始使用当前的钻进液。
在钻通钻孔路径中的煤层之后，继续使用本钻进液以用于井眼的其余部分或可以使用其他钻进液。然而，如果煤粉仍持续进入钻进液中，例如煤层保持敞开而与钻进液接触，则在钻井完成或在煤污染的可能性消除之前持续使用本钻进液是有用的。如果需要，对返回地表泥浆罐的钻进液进行监控以确定其中的钾盐和/或硫酸钙的浓度和其他参数，由此确保能够保持适当水平和流体特性。例如，在钻进期间，可添加膨润土、混合金属增稠剂、碱或所使用的盐(钾盐和/或硫酸钙)中的任意一种或多种来调节钻进液的参数。在一个实施方案中，例如在钻进操作期间可向流体中添加一定量的混合金属增稠剂，在所述钻进操作期间对活性地层进行钻进且钻进岩屑并入到钻进液中并改变钻进液的流变性。在这类情况下，添加一定量的混合金属增稠剂能够增大流体的粘度。
应理解，在钻进时，可以通过钻杆柱、钻头和井眼环面使得钻进液流通。为了调节井、防止钻具粘附等，即使在停止钻进时，可继续将所述钻进液进行流通。
在钻进和流通期间，所述钻进液的屈服点应保持在10Pa以上以提供有利效果。
混合金属增稠的钻进液包括在水中的膨润土和混合金属增稠剂，所述钻进液的pH受控。
通常将膨润土用于钻进液中且其用途对于本领域技术人员而言是很好理解的。尽管可使用多种形式的膨润土，但是考虑到膨润土和混合金属增稠剂的静电交互作用，应避免使用含聚阴离子添加剂或杂质的膨润土。未处理的膨润土特别有用。这种膨润土在商业上熟知的或者为未溶胶化或天然膨润土并具有高含量的钠型蒙脱石或怀俄明(Wyoming)膨润土。本文中，普通术语膨润土包括至少所有这些形式。
如上所述，混合金属增稠剂为基于镁/铝的氧化物和/或氢氧化物的无机粒子。尽管有时称作混合金属氧化物(MMO)、混合金属氢氧化物(MMH)和混合金属氧化物和氢氧化物的组合(MMOH)，但是混合金属增稠剂通常已知的是混合金属氢氧化物并理解成由下式代表：
LimDdT(OH)(m+2d+3+na)Aa n，
其中
m代表存在的Li离子数，包括0；
D代表二价金属离子如Mg、Ca、Ba、Sr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn；
d为1～约4的数；
T为三价金属；
A为OH之外的单价或多价阴离子；
a代表存在的A离子的离子数；
n为A的化合价；且
(m+2d+3+na)等于或大于3。
在一个实施方案中，混合金属氢氧化物具有下式：
DdT(OH)(2d+3+na)Aa n，
其中
D代表二价金属离子如Mg、Ca、Ba、Sr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn；
d为1～约4的数；
T为三价金属；
A为OH之外的单价或多价阴离子；
a代表存在的A离子的离子数；
n为A的化合价；且
(2d+3+na)等于或大于3。
例如，二价金属可以为Mg且三价金属可以为Al。在一个实施方案中，最大兴趣的混合金属增稠剂为具有式MgAl(OH)4.7Cl0.3的混合金属氢氧化物。
混合金属增稠剂为从巴斯夫油田聚合物有限公司(BASF OilfieldPolymers Inc.)商购获得的商标为Polyvis IITM的产品。
通常，混合金属增稠的钻进液可包括低浓度的膨润土(例如约15～50kg/m3或25～45kg/m3的在水中的膨润土)。考虑到许多基于膨润土(非混合金属)的钻进液包含的膨润土是混合金属增稠的钻进液所包含的膨润土的数倍(即2～4倍)，因此能够理解，将这类低浓度膨润土用于混合金属增稠的钻进液所产生的粘度可能不足以对钻孔进行清洁。当将pH最初保持在约10.0以上且可能在约10.5～13时，向膨润土中添加重量比为1:8～1:12或1:9.5～1:10.5的混合金属氧化物、混合金属氢氧化物或混合金属氧化物和氢氧化物(包括其活化形式)来制造稳定流体，如同添加苛性钠和/或苛性钾时所获得的一样。尽管可使用其他碱来调节pH，但是要采取措施以避免与硫酸钙发生沉淀。一旦膨润土/混合金属增稠剂的反应完成并形成凝胶，pH能够降低至9或可能甚至更低而不会给粘度带来任何明显损失。
在一个实施方案中，混合金属增稠的钻进液可包括25～45kg/m3的膨润土、pH控制为大于pH11且MMO、MMH或MMOH与膨润土的重量之比为约1:10的混合金属组分和0.05～1.0%的硫酸钙。
如果需要，可添加一定量的钾盐。
根据需要向钻进液混合物中添加添加剂以用于流体损耗控制、堵漏等。非离子或小离子添加剂是最有用的。一些实例包括用于降低流体损耗的淀粉、亲有机物的堵漏材料(LCM)等。简单的试验可验证任意特定添加剂与钻进液的相容性。
为了制造钻进液，首先将膨润土在水中水合。然后，添加混合金属组分并调节pH。在需要在存在煤污染条件下钻进之前的任何时间，将盐添加至膨润土和混合金属的含水混合物中。应理解，当适合时还能添加添加剂如LCM、流体损耗控制剂等。
典型的钻进液制剂应符合表1A。
表1A：适用于在含煤地层中钻进的典型钻进液
另一种典型的钻进液制剂应符合表1B。
表1B：适用于在含煤地层中钻进的典型钻进液
包括下列实施例仅用于说明，而不用于限制本发明或权利要求书的范围。
实施例
实施例I
在下列实施例中，按需要，根据试样说明通过膨润土水合、添加混合金属组分并调节pH来制备钻进液。其后，以多种添加顺序添加石膏和褐煤(用于模拟煤污染物)以测量两种试剂其自身以及以组合的方式对流体流变性的影响。
使用FannTM35和BrookfieldTM粘度计测量了流变性能。
使用Federal SupremeTM作为膨润土(未处理的)。Federal Supreme是天然的未处理的膨润土(钠型蒙脱石)。所使用的MMH是得自BASF的Polyvis IITM。
下面是利用碱性40kg/m3天然膨润土(未处理的钠型蒙脱石)浆料进行的一系列实验，其中将所述浆料在淡水中预水合16小时，随后添加混合金属氢氧化物(MMH；BASF Polyvis II)并然后添加苛性碱以将pH升至11.0以上。在添加苛性碱的同时，所述浆料快速变稠。利用Fann35旋转粘度计，对流变性进行测量。对向这种粘稠浆料中添加少量(5g/L)褐煤的效果进行了测量。在对照的情况中，流体从非常粘稠变为添加褐煤之后的非常稀(几乎与水一致)。现在，将其与在向试验浆料中添加褐煤之前利用5g/L石膏进行了预处理的浆料进行比较。能够看到，褐煤的变稀效果可完全避免。
表2：试样#1的组成
| 产品 | 试样#1 |
| 未处理的膨润土 | 40kg/m3 |
| MMH | 4kg/m3 |
| 苛性碱 | 0.5kg/m3 |
表3：在不添加和添加石膏的条件下的结果
重复上述实验，但利用含有更少MMH和天然膨润土(30kg/m3)的浆料。与石膏一起添加另外的苛性碱以在浆料中保持恒定的pH。
表4：试样#2的组成
| 产品 | 试样#2 |
| 未处理的膨润土 | 30kg/m3 |
| MMH | 3kg/m3 |
| 苛性碱 | 0.5kg/m3 |
表5：不添加并然后添加石膏的结果
在另一个试验中，对MMH-膨润土(30kg/m3)浆料进行检验；首先，向碱性浆料中添加5kg/m3的褐煤，然后在褐煤之后添加石膏；通过与上述实验相同的方法对MMH-膨润土浆料进行混合；即，首先对未处理的膨润土进行混合并在淡水中水合至少16小时。然后，对MMH进行混合，随后添加苛性碱以将pH升至11.0以上以引发增稠过程。
使用Fann35旋转粘度计对流变性进行测量并记录。然后，添加5g/l的褐煤，测量流变性并再次进行比较。最后，向含有褐煤的稀混合物中添加5g/l的石膏并混合30分钟，随后添加苛性碱以将pH再次升至11；此时再次测量流变性。
表6：不添加并然后添加石膏的结果
该实验显示，通过添加石膏，能够至少部分逆转褐煤使这些浆料变稀的不利影响。
实施例II
在下列实施例中，按需要，根据试样说明通过膨润土水合、添加混合金属组分并调节pH来制备钻进液。其后，添加任意添加剂，包括钾盐，如果存在的话。
表7：试样#3的组成
| 产品 | 试样#3 |
| 未处理的膨润土 | 30kg/m3 |
| MMH | 3kg/m3 |
| 苛性碱 | 0.5kg/m3 |
| 淀粉 | 10kg/m3 |
表8：不添加盐的结果
表9：使用氯化钾的结果
表10：使用醋酸钾的结果
注：褐煤溶解较慢。
表11：使用甲酸钾的结果
表12：使用硝酸钙的结果
注：褐煤溶解较慢。
表13：使用氯化钙的结果
注：褐煤溶解较慢。
表14：使用硫酸钾的结果
表15：使用氯化钾的结果
表16：使用醋酸钾的结果
注：褐煤溶解较慢。
表17：使用甲酸钾的结果
表18：使用硝酸钙的结果
注：褐煤溶解较慢。
表19：使用氯化钙的结果
注：褐煤溶解较慢。
表20：使用硫酸钾的结果
表21：使用硫酸钠的结果
表22：使用硫酸钠的结果
实施例III
背景：Nr Wetaskiwin、Alberta，钻222mm的孔至1425mMD的中间套管深度并在Rex煤层中以～86.2°的倾斜角安置套管。安置并粘牢177.8mm的套管。
钻进液：将60m3具有下列配方的泥浆进行预混合：在淡水中将30kg/m3的天然膨润土预水合16小时。在2小时内添加3kg/m3的PolyVis II(MMH)。借助于预混合罐上的化学药品桶利用苛性碱将pH升至12.0。液体变得粘稠。添加50kg/m3的硫酸钾。
在煤中钻进：利用156mm的钻头用水将中间套管套筒和胶结材料(Intermediate casing shoe and cement)钻出，然后用水对上述预混合系统进行置换。在Rex煤层中使用预混合系统水平钻进这种井。
钻煤之前的流体性质：
预混合：60m3的流通系统
深度：1425m(倾斜角为87.2°)
漏斗粘度：55s/L
泥浆密度：1050kg/m3
pH：12.0
600读数：64
300读数：61
200读数：60
100读数：56
6读数：36
3读数：23
PV(mPa·s)：3
YP(Pa)：29
凝胶(Pa)：11/11
滤液(流体损耗，ml/30分钟)：未控制
MBT：30Kg/m3
钾离子(mg/L)：25000
在Rex煤层中钻进1451m之后的流体性质：深度：1451m(倾斜角为88°)
漏斗粘度：66s/L
泥浆密度：1060kg/m3
pH：11.5
600读数：62
300读数：55
200读数：—
100读数：—
6读数：—
3读数：—
PV(mPa·s)：7
YP(Pa)：24
凝胶(Pa)：6/10
滤液(流体损耗，ml/30分钟)：60
MBT：24Kg/m3
钾离子(mg/L)：22000
可以确定，尽管钻进纯煤，但流体粘度基本上保持稳定。
其后，向80m3系统中添加用于液体损耗控制的15×22.7kg装非离子淀粉(Unitrol Starch)，从而在Rex煤层中继续钻进至1845m：
在1845m深度处的流体性质(倾斜角为91.4°)：
漏斗粘度：59s/L
泥浆密度：1050kg/m3
pH：12.0
600读数：64
300读数：56
200读数：—
100读数：—
6读数：—
3读数：—
PV(mPa·s)：8
YP(Pa)：24
凝胶(Pa)：9/11
滤液(流体损耗，ml/30分钟)：19
MBT：22Kg/m3
钾离子(mg/L)：20400
添加淀粉基本上不影响流变性。
在Rex煤层中钻进2050m之后流体的性质如下(89m3系统)：
深度：2050m(倾斜角为87.8°)
漏斗粘度：85s/L
泥浆密度：1050kg/m3
pH：12.0
600读数：80
300读数：70
200读数：65
100读数：60
6读数：47
3读数：44
PV(mPa·s)：10
YP(Pa)：30
凝胶(Pa)：17/18
滤液(流体损耗，ml/30分钟)：15
MBT：25Kg/m3
钾离子(mg/L)：22500
可以确定，当利用硫酸钾作为添加剂钻穿煤时，能够保持混合金属增稠的-天然膨润土型的流变性。
实施例IV
表23：试样#4的组成
| 产品 | 试样#4 |
| 未处理的膨润土 | 30kg/m3 |
| MMH | 3kg/m3 |
在如下实施例中，除了使用更少的硫酸钙(石膏)之外，根据试样的说明并以与实施例I类似的方式制备了钻进液。试样#4按如下制备：将膨润土(Federal Supreme)预水合3小时，然后添加MMH(PolyvisII)。
添加苛性钠(NaOH)以调节pH，随后添加石膏，然后添加褐煤以模拟煤的添加。
表24：在膨润土-MMH溶液中使用硫酸钙的结果
表24续：在膨润土-MMH溶液中使用硫酸钙的结果
硫酸钙可充当煤(褐煤)与膨润土-MMH/MMO络合物之间反应的良好阴离子抑制剂。制得的流体保持了主要特性—高低端流变性和剪切变稀行为。
实施例V
表25：试样#5的组成
| 产品 | 试样#5 |
| 未处理的膨润土 | 30kg/m3 |
| MMH | 3kg/m3 |
| 苛性碱 | 0.5kg/m3 |
将Federal SupremeTM用作膨润土。MMH为Polyvis IITM。
将膨润土预水合3小时，然后添加MMH。添加苛性钠以调节pH。
为了再次对向混合金属增稠流体中添加硫酸钙的效果进行研究，向试样#5中添加石膏(Gyp)和褐煤。
表26：在膨润土-MMH溶液中使用硫酸钙的结果
实施例VI
重复实施例V的实验，向碱膨润土-MMH溶液(试样#5)中添加商业钻进液淀粉(M-I’s UnitrolTM)以用于流体损耗控制。然后添加石膏，其后添加褐煤。
表27：在膨润土-MMH溶液中使用硫酸钙和淀粉的结果
添加褐煤不会明显降低钻进液的粘度。
实施例VII
在下列实例中，在具有任意所提到添加剂的条件下，根据试样#6的组成制备了钻进液。将膨润土(Federal Supreme)水合，添加混合金属组分(Polyvis II)并利用苛性钠调节pH。其后，添加任意其他添加剂。
为了模拟煤的污染，添加褐煤。
使用Fann35和Brookfield粘度计对流变性能进行了试验。
表28：试样#6的组成
| 产品 | 试样#6 |
| 未处理的膨润土 | 30kg/m3 |
| MMH | 3kg/m3 |
| 苛性碱 | 0.5kg/m3 |
表29：在膨润土-MMH溶液(凝胶预水合16小时)中使用硫酸钙和/或硫酸钾的结果
表30：在膨润土(凝胶预水合1小时)中使用硫酸钙、淀粉、碳酸钙和/或其他添加剂的结果
如同已知的，在使用某些添加剂中要加以小心。作为某些添加剂如胺，例如胺页岩抑制剂，看来可在存在或不存在硫酸钙的条件下，毁坏膨润土络合物。
实施例VIII
在下列实例中，根据试样#7和某些所提到的添加剂的组成制备了钻进液。将膨润土(Federal Supreme)水合3小时，添加混合金属组分(Polyvis II)并利用苛性钠调节pH。其后，添加任意添加剂。
为了模拟煤的污染，添加褐煤。
表31：试样#7的组成
| 产品 | 试样#7 |
| 未处理的膨润土 | 30kg/m3 |
| MMH | 3kg/m3 |
表32：在膨润土-MMH溶液中使用硫酸钙的结果
石膏轻微降低了膨润土-MMH流体的流变性。初始pH越高，则添加石膏之后粘度的下降越小。添加苛性钠以将pH升至11以上可恢复流体的流变性。石膏看来充当良好的阴离子抑制剂。当添加另外的页岩抑制剂时，粘度下降。流体保持主要特征—高低端流变性和剪切变稀行为。
先前对公开实施方案的描述是使得所有本领域的技术人员能够制造或使用本发明。对那些实施方案进行多种修改对本领域技术人员是易于理解的，可以将本文中定义的基本原理应用于其他实施方案而不背离本发明的主旨或范围。因此，不能将本发明限制为本文中所示的实施方案，而应与权利要求书的整个范围相一致，其中以单数形式如使用单数形式的冠词对元素进行的参考不是指“一个和仅有一个”，除非有特别说明，而是指“一个以上”。权利要求书的元素倾向于包含与本领域技术人员所熟知的或后来将熟知的整个公开内容中所述的各个实施方案元素相等同的所有结构性和功能性等价物。此外，将本文中所未公开的内容奉献给公众，而不管这种公开内容是否在权利要求书中清晰列出。不能基于35USC112，第六段对权利要求书的元素进行解释，除非使用短语“用于…的手段”或“用于…的步骤”清晰地列出了所述元素。
Claims (27)
1.一种在含煤地层中钻进的方法，所述方法包括：
提供包含至少0.05%(w/v)硫酸钙的混合金属增稠的钻进液；
使所述钻进液流通通过所述井；和
钻进到所述煤层中。
2.权利要求1所述的方法，其中提供所述混合金属增稠的钻进液的操作包括对水基钻进液进行混合，所述水基钻进液包括15～50kg/m3的膨润土、增稠剂与膨润土的重量比为1:8～1:12的混合金属增稠剂、用于将pH保持在约10.0以上的碱和至少0.05%(w/v)的硫酸钙。
3.权利要求1所述的方法，其中提供所述混合金属增稠的钻进液的操作包括对水基钻进液进行混合，所述水基钻进液包括：约25～45kg/m3的膨润土；pH控制为大于pH11且MMO、MMH或MMOH与膨润土的量之比为约1:10的混合金属增稠剂；和0.05～1.0%的硫酸钙。
4.权利要求1所述的方法，其中提供所述混合金属增稠的钻进液的操作包括：
在水中混合膨润土以形成膨润土混合物；
向所述膨润土混合物中添加混合金属增稠剂；
将pH调节至大于约10；以及
添加所述硫酸钙。
5.权利要求4所述的方法，还包括添加液体损耗控制添加剂和/或堵漏材料中的任一种。
6.权利要求1所述的方法，其中提供所述混合金属增稠的钻进液的操作包括获得屈服点大于10Pa的钻进液。
7.权利要求1所述的方法，还包括在所述钻进液中夹带煤粉的条件下继续流通。
8.权利要求7所述的方法，其中所述钻进液的流变性基本得到保持。
9.权利要求1所述的方法，其中在钻进到所述煤层之前开始流通所述钻进液。
10.权利要求1所述的方法，其中在煤层向所述钻进液开放的同时保持所述钻进液的流通。
11.权利要求1所述的方法，其中在开始所述钻进方法的同时开始所述钻进液的流通。
12.权利要求1所述的方法，其中所述硫酸钙为石膏形式。
13.权利要求1所述的方法，其中所述钻进液还包含一定量的选自硫酸钾、氯化钾、醋酸钾和甲酸钾中的钾盐。
14.权利要求4所述的方法，其中使用苛性钠或苛性钾来调节所述pH。
15.权利要求1所述的方法，其中所述膨润土为未处理的膨润土形式。
16.一种钻进液，包含：
膨润土和pH为约10以上的混合金属增稠剂的含水混合物；和至少0.05%的硫酸钙(w/v)。
17.权利要求16所述的钻进液，其中所述钻进液包含15～50kg/m3的膨润土、增稠剂与膨润土的重量比为1:8～1:12的混合金属增稠剂、用于将pH保持在约10.0以上的碱和至少0.05%的硫酸钙。
18.权利要求16所述的钻进液，其中所述钻进液包含25～45kg/m3的膨润土、增稠剂与膨润土的重量比为约1:9.5～1:10.5的混合金属增稠剂、用于将pH保持在约10.5～13的碱、和约0.05～1.0%的硫酸钙。
19.权利要求16所述的钻进液，其中所述钻进液包含约30～40kg/m3的膨润土；pH控制在大于11且MMO、MMH或MMOH与膨润土的量之比为约1:10的混合金属增稠剂；和0.1～0.5%的硫酸钙。
20.权利要求16所述的钻进液，其中通过如下操作制备所述钻进液：
在水中混合膨润土以形成膨润土混合物；
向所述膨润土混合物中添加混合金属增稠剂；
将pH调节至大于约10；
添加所述硫酸钙。
21.权利要求16所述的钻进液，还包含流体损耗控制添加剂和/或堵漏材料中的至少一种。
22.权利要求16所述的钻进液，其中所述钻进液的屈服点大于10Pa。
23.权利要求16所述的钻进液，其中所述硫酸钙为石膏的形式。
24.权利要求16所述的钻进液，其中所述硫酸钙的浓度为0.5～50kg/m3。
25.权利要求16所述的钻进液，还包含一定量的选自硫酸钾、氯化钾、醋酸钾和甲酸钾中的钾盐。
26.权利要求16所述的钻进液，其中使用苛性钠或苛性碱调节所述pH。
27.权利要求16所述的钻进液，其中所述膨润土为未处理的膨润土的形式。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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