CN107801398A - 作为用于钻井液的降滤失剂的海枣籽粉末 - Google Patents
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Abstract
可以通过将一定量的海枣籽粉末与一定体积的流体混合产生混合物来将海枣籽粉末用作用于钻井液的降滤失剂。可以将海枣籽粉末或混合物加入到钻井液中。包含海枣籽粉末或混合物的钻井液可以用于钻井眼。
Description
优先权要求
本申请要求2015年4月23日提交的美国临时申请第62/151,908号的优先权，其完整内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及钻井液，例如水基钻井液。
背景
井眼是通过地下区域(例如，地层、多重地层、或地层的一部分)形成以采收该区域中的烃类的钻的孔或钻孔。为了形成井眼，使用钻柱将可以包括钻头的井眼钻井系统降低到该区域中。将钻柱布置在井眼中以在钻柱的外壁和井眼的内壁之间形成环带。使钻井液(有时称作钻井泥浆)通过钻柱从地面流到钻井系统中。钻井液例如通过在钻头中的端口离开钻井系统，并且通过在钻柱和井眼之间形成的环带流到地面。钻井液用于几个功能，例如冷却钻头，将切屑携带到地面，以及其他功能。钻井液可以是水或油基的。因为地下区域可以包括多孔的岩石，所以钻井液有时在流过环带时可能损失到周围地层中。
概述
本公开描述用于控制钻井液滤失的降滤失剂。
此处描述的主题的特定方面可以作为方法实施。方法包括将海枣籽(date seed)粉末和匀化剂与流体混合以提供钻井液。方法还包括使用钻井液钻井眼。
流体可以包括水。钻井液可以是不含粘土的钻井液。匀化剂可以是洋车前子壳(psyllium husk，PHP)、改性淀粉(MS)或黄原胶(XC)中的至少一种。匀化剂可以以约0.1％至约5％重量/体积百分比(w/v)的浓度存在。匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。可以将碱性盐加入到钻井液中以提高钻井液的pH。所加入的碱性盐可以包括氢氧化钠。所加入的碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到大于约9。所加入的碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到约9至约10.5之间。方法还可以包括将消泡剂加入到钻井液中。消泡剂的量可以足以从钻井液中移除海枣籽粉末与其混合的空气泡。海枣籽粉末可以是粒状形式。例如，海枣籽粉末可以具有小于约150μm的尺寸分布。海枣籽粉末可以具有范围在约50μm至约150μm之间的尺寸分布。海枣籽粉末可以以约1％w/v至约5％w/v的浓度存在。例如，海枣籽粉末可以以约2％w/v的浓度存在。为了使用钻井液钻井眼，可以使包含混合物的钻井液流到井眼中。
此处描述的主题的特定方面可以作为方法实施。可以使用包含海枣籽粉末、匀化剂和流体的钻井液钻井眼。钻井液可以是不含粘土的钻井液。流体可以包括水。在一些实施方案中，匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。匀化剂可以以约0.1％至约5％w/v的浓度存在。例如，匀化剂包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。在一些实施方案中，匀化剂包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。在一些实施方案中，匀化剂包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。
在一些实施方案中，方法还包括将碱性盐加入到钻井液中以提高流体的pH。碱性盐可以包括氢氧化钠。碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到大于约9。例如，碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到约9至约10.5之间。
在一些实施方案中，方法还包括将消泡剂加入到钻井液中。消泡剂的量可以足以从流体中移除空气泡。
在一些实施方案中，海枣籽粉末是粒状形式。例如，海枣籽粉末可以具有小于约150μm的尺寸分布。海枣籽粉末也可以具有范围在50μm至150μm之间的尺寸分布。在一些实施方案中，海枣籽粉末可以以约1％w/v至约5％w/v的浓度存在。例如，海枣籽粉末可以以约2％w/v的浓度存在。
本公开还涉及钻井液。钻井液包含海枣籽粉末、匀化剂和流体。钻井液可以是不含粘土的钻井液。流体可以包括水。在一些实施方案中，匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。匀化剂可以以约0.1％至约5％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。在一些实施方案中，匀化剂包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。
在一些实施方案中，钻井液包括将碱性盐加入到钻井液中以提高流体的pH。碱性盐可以包括氢氧化钠。碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到大于约9。例如，碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到约9至约10.5之间。
在一些实施方案中，钻井液还包含消泡剂。消泡剂的量可以足以从流体中移除空气泡。
在一些实施方案中，海枣籽粉末是粒状形式。例如，海枣籽粉末可以具有小于约150μm的尺寸分布。海枣籽粉末也可以具有范围在50μm至150μm之间的尺寸分布。在一些实施方案中，海枣籽粉末可以以约1％w/v至约5％w/v的浓度存在。例如，海枣籽粉末可以以约2％w/v的浓度存在。
本说明书中所描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和以下描述中陈述。主题的其他特征、方面和优点根据描述、附图和权利要求将变得明显。
附图简述
图1A-1D是海枣籽粉末制备系统的示意图。
图2是用于制备海枣籽粉末的示例方法的流程图。
图3是用于制备包含海枣籽粉末的钻井液的示例方法的流程图。
图4是示出示例钻井液的初滤失(spurt loss)行为的条形图。
图5是示出示例钻井液的API滤失行为的条形图。
图6是示出示例钻井液的泥饼质量和厚度的条形图。
图7是示出在高温/高压(HTHP)条件下评价的示例钻井液的初滤失行为的条形图。
图8是示出在HTHP条件下评价的示例钻井液的滤失行为的条形图。
图9是示出在HTHP条件下评价的示例钻井液的泥饼厚度的条形图。
图10是用于使用包含海枣籽粉末的钻井液钻井眼的示例方法的流程图。
各个附图中的相同的附图标记和标示表示相同的要素。
详述
本公开描述作为用于钻井液的降滤失剂的海枣籽粉末。在钻井的过程中，将水基或油基钻井液从地面泵送到孔的底部并且然后通过使用适当的钻机水力学和泥浆泵带回到地面。由于地面下区域是多孔和可渗透的，因此钻井液可以向该区域损失。钻井泥浆的碱性泥浆滤液向附近井眼地层的过度损失可以造成地层中的粘土的膨胀和分散，导致钻孔不稳定性问题。泥浆滤液的过度损失还可以引起在钻地下区域时的严重的地层损坏。此外，由于水向多孔地层中的逃逸造成的超过可接受范围的钻井液的损失可以改变钻井液的流变和触变性质。钻井液在易压差卡钻(differential sticking prone)、高可渗透的区域中的过度脱水可以在钻孔壁上引起厚泥饼。由于过度脱水造成的钻井泥浆的功能能力的改变可以导致不同类型的代价高的钻井问题，如差的孔清洗、孔灌满、管道卡住(pipe sticking)、诱发的循环漏失、在进行起下管柱的同时的高压力瞬时波动和抽汲作用、或其他钻井问题。至少由于这些原因，在制造钻孔的同时对钻井液的滤失可能性的控制对于油气勘探开发的钻井和生产阶段两者都是重要的。
降滤失剂用在钻井液和完井液的配制中，以将流体向周围地层的损失控制在可接受的范围内，例如在标准美国石油协会(American Petroleum Institute，API)测试条件的标准(例如，API推荐实施13B-1和13B-2)中低于约15cc/30分钟。多种有机和无机聚合物以及基于植物的材料可以用作滤失控制添加剂以保持钻井液的质量和功能能力。一些合成聚合物添加剂不易生物降解并且由此可以造成一些环境问题，尤其在敏感环境中。
本公开描述海枣籽粉末作为用于水基钻井液的降滤失剂或降滤失剂补充剂用于防止在井眼形成期间钻井液的过度损失的应用。海枣籽粉末可以是适合于在敏感环境，例如海上钻井环境中的应用的生态友好并且易生物降解的天然降滤失剂。如下文描述，海枣籽粉末可以由海枣形成为具有范围在50μm至150μm之间的尺寸分布的颗粒。而且，如下文描述，在212°F和500psi过平衡压力下的API滤失测试和高温/高压(HTHP)测试表明海枣籽粉末的存在可以显著减少不含粘土体系的API和HTHP滤失行为。采用海枣籽粉末作为降滤失剂使得能够再利用海枣工业的废弃副产品。海枣籽粉末可以作为可能难以制造或高价获得(或两者)的其他降滤失剂的可行备选。
图1A-1D是海枣籽粉末制备系统的示意图。图2是用于制备海枣籽粉末的示例方法200的流程图。在202，从海枣剥去果肉以分离籽。在204，将分离的籽例如用淡水或其他流体洗涤，以从籽移除粘性果肉。在206，烘烤籽。例如，图1A示出用于烘烤籽的烘烤器102，如具有平整表面的平底锅或器皿。烘烤籽可以移除籽中的多余水分，这因而可以使籽更易碎并且因此容易研磨。在208，将烘烤的籽冷却，例如至室温。在210，研磨烘烤过、冷却了的籽。例如，图1B示出用于将一定量(例如，100g或其他量)的籽研磨成包含在微米范围内的不同尺寸的颗粒的粉末的研磨器104。研磨器104可以是可以在多个步骤中将籽研磨一定持续时间(例如，约30至40分钟)的可编程研磨机。在212，可以筛分研磨的籽。例如，图1C示出可以包括具有不同尺寸的筛目的一个或多个筛的筛分系统106。使研磨的籽穿过在筛分系统106中的筛可以允许将研磨的籽分成具有对应于筛目尺寸的尺寸的颗粒。以该方式，在一些实施方式中，可以获得具有小于150μm的尺寸的海枣籽粉末。
包含海枣籽的钻井液
本公开涉及钻井液。钻井液包含海枣籽粉末、匀化剂和流体。
钻井液可以是不含粘土的钻井液。流体可以包括水。例如，钻井液可以是不含粘土的水基钻井液。水可以包括淡水、盐水、采出水(produced water)、返排水、微碱水、海水、及其混合物。
如本文中使用的，术语“不含粘土”是指在不将任何粘土加入到钻井液的条件下配制的钻井液。在钻井期间，这种“不含粘土”的钻井液可以由地层或由与包含粘土和褐煤的循环流体混合获取粘土和褐煤。
在一些实施方案中，海枣籽粉末是粒状形式。例如，海枣籽粉末可以具有小于约150μm的尺寸分布。海枣籽粉末也可以具有范围在50μm至150μm之间的尺寸分布。
如本文中使用的，术语“约”可以允许一定程度的值或范围的可变性，例如在所陈述的值或所陈述的范围界限的10％以内，5％以内，或1％以内。
在一些实施方案中，海枣籽粉末以约1％w/v至约10％w/v、约1％w/v至约5％w/v、或约1％w/v至约3％w/v的浓度存在。例如，海枣籽粉末可以以约10％w/v、7％、5％、3％、2％、或约1％w/v的浓度存在。
如本文中使用的，“w/v”是指组分的克数/100mL流体。例如，在350mL流体中的6g海枣籽粉末将以约1.7％w/v的浓度存在于流体中。
在一些实施方案中，匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。匀化剂还可以包括多糖；含有以下这些单糖单元中的一种或多种的生物聚合物或其衍生物：半乳糖；甘露糖；葡萄糖苷；葡萄糖；木糖；阿拉伯糖；果糖；葡糖醛酸；或硫酸吡喃糖酯。合适的多糖的实例包括但不限于瓜尔胶(例如，羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟乙基瓜尔胶、和羧甲基羟丙基瓜尔胶(“CMHPG”))；纤维素衍生物(例如，羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、和羧甲基羟乙基纤维素)；硬葡聚糖；琥珀酰聚糖；diutan；或其组合。
匀化剂可以以约0.1％至约10％w/v、约0.1％至约8％w/v、约0.1％至约6％w/v、约0.1％至约5％w/v、约0.1％至约4％w/v、约0.1％至约3％w/v、约0.1％至约2％w/v、或0.1％至约1％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以以约10％w/v、8％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.9％、0.6％、或约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.1％至约2％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。例如，钻井液可以每350mL流体包含约1g黄原胶。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.1％至约2％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。例如，钻井液可以每350mL水包含约1g改性淀粉。匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约1％至约3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。例如，钻井液可以每175mL流体包含约1g洋车前子壳。
在一些实施方案中，钻井液包含碱性盐，碱性盐可以提高钻井液的pH。碱性盐可以包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钠、碳酸钠、氧化镁、及其组合。在一些实施方案中，碱性盐包括氢氧化钠(NaOH)。碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到大于约9的pH。例如，碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到约9至约10.5之间的pH。
在一些实施方案中，钻井液还包含消泡剂。消泡剂的量可以足以从流体中移除空气泡。例如，每350mL流体可以加入约两至三滴消泡剂。
钻井液可以另外地包含一种或多种添加剂，包括表面活性剂(例如，发泡剂、润湿剂、清净剂、润滑剂、或腐蚀抑制剂)、水软化剂、氧清除剂、杀生物剂、腐蚀抑制剂、和增重剂。
包含海枣籽的钻井液的制备
另外，在本公开中提供用于制备钻井液的方法。方法包括将海枣籽粉末和匀化剂与流体混合以提供钻井液。
钻井液可以是水基钻井液。钻井液可以是不含粘土的钻井液。例如，钻井液可以是不含粘土的水基钻井液。水可以包括淡水、盐水、采出水、返排水、微碱水、海水、及其混合物。
在一些实施方案中，海枣籽粉末是粒状形式。例如，海枣籽粉末可以具有小于约150μm的尺寸分布。海枣籽粉末也可以具有范围在50μm至150μm之间的尺寸分布。
在一些实施方案中，海枣籽粉末以约1％w/v至约10％w/v、约1％w/v至约5％w/v、或约1％w/v至约3％w/v的浓度存在。例如，海枣籽粉末可以以约10％w/v、7％、5％、3％、2％、或约1％w/v的浓度存在。
匀化剂可以是洋车前子壳(psyllium husk，PHP)、改性淀粉(MS)或黄原胶(XC)中的至少一种。在一些实施方案中，匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。匀化剂还可以至少包括多糖；含有以下这些单糖单元中的一种或多种的生物聚合物或其衍生物：半乳糖；甘露糖；葡萄糖苷；葡萄糖；木糖；阿拉伯糖；果糖；葡糖醛酸；或硫酸吡喃糖酯。合适的多糖的实例包括但不限于瓜尔胶(例如，羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟乙基瓜尔胶、和羧甲基羟丙基瓜尔胶(“CMHPG”))；纤维素衍生物(例如，羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、和羧甲基羟乙基纤维素)；硬葡聚糖；琥珀酰聚糖；diutan；及其组合。
匀化剂可以以约0.1％至约10％w/v、约0.1％至约8％w/v、约0.1％至约6％w/v、约0.1％至约5％w/v、约0.1％至约4％w/v、约0.1％至约3％w/v、约0.1％至约2％w/v、或0.1％至约1％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以以约10％w/v、8％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.9％、0.6％、或约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.1％至约2％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。例如，钻井液可以每350mL流体包含约1g黄原胶。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.1％至约2％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。例如，钻井液可以每350mL水包含约1g改性淀粉。匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约1％至约3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。例如，钻井液可以每175mL流体包含约1g洋车前子壳。
方法还可以包括加入碱性盐以提高钻井液的pH。碱性盐可以包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钠、碳酸钠、氧化镁、及其组合。在一些实施方案中，所加入的碱性盐包括氢氧化钠。所加入的碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到大于约9的pH。所加入的碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到约9至约10.5之间的pH。
方法还可以包括将消泡剂加入到钻井液中。消泡剂的量可以足以从钻井液中移除海枣籽粉末与其混合的空气泡。
为了使用钻井液钻井眼，可以使钻井液流到井眼中。
图3是用于制备包含海枣籽粉末的钻井液的示例方法300的流程图。在302，将一定量的海枣籽粉末与一定体积的水混合。在304，将匀化剂加入到混合物中以使海枣籽粉末均匀地悬浮在钻井液中。匀化剂可以是，例如，洋车前子壳(PHP)、改性淀粉(MS)或黄原胶(XC)。加入到混合物中的一定量的匀化剂可以足以增加水的粘度以使得一定量的海枣籽粉末可以均匀地分布在一定体积的水中。在306，加入碱性盐(例如，氢氧化钠或其他碱性盐)以调整钻井液的pH以使得钻井液是碱性的。碱性盐的实例包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钠、碳酸钠、或其他碱性盐。在308，将混合物例如通过使用高速搅拌器混配。在过度发泡的情况下，在310，可以加入消泡剂以移除空气泡。通过如在以下表中所示实施方法300配制了几种包含海枣籽粉末的水基钻井液。
钻井眼的方法
另外，在本公开中提供钻井眼的方法。使用包含海枣籽粉末、匀化剂和流体的钻井液钻井眼。
钻井液可以是不含粘土的钻井液。流体可以包括水。例如，钻井液可以是不含粘土的水基钻井液。水可以包括淡水、盐水、采出水、返排水、微碱水、海水、及其混合物。在一些实施方案中，包含任何其中溶解的物质的水以钻井液的体积的约50％至100％存在于钻井液中。
在一些实施方案中，海枣籽粉末是粒状形式。例如，海枣籽粉末可以具有小于约150μm的尺寸分布。海枣籽粉末也可以具有范围在50μm至150μm之间的尺寸分布。
在一些实施方案中，海枣籽粉末以约1％w/v至约10％w/v、约1％w/v至约5％w/v、或约1％w/v至约3％w/v的浓度存在。例如，海枣籽粉末可以以约10％w/v、7％、5％、3％、2％或约1％w/v的浓度存在。
钻井液可以适合于作为用于粒料的载体流体。例如，在钻井期间，岩屑可以被钻井液携带沿井身上行并且流出井眼。岩屑的尺寸的范围可以从泥沙尺寸的颗粒到以厘米测量的大块。岩屑可以具有大于2的比重。这些高密度切屑具有非常迅速地从水或油中分离的趋势。匀化剂可以用于增加在井流体中流体悬浮和携带的粒状物质的能力(例如，海枣籽粉末)。
在一些实施方案中，匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。匀化剂还可以至少包括多糖；含有以下这些单糖单元中的一种或多种的生物聚合物或其衍生物：半乳糖；甘露糖；葡萄糖苷；葡萄糖；木糖；阿拉伯糖；果糖；葡糖醛酸；或硫酸吡喃糖酯。合适的多糖的实例包括但不限于瓜尔胶(例如，羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟乙基瓜尔胶、和羧甲基羟丙基瓜尔胶(“CMHPG”))；纤维素衍生物(例如，羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、和羧甲基羟乙基纤维素)；硬葡聚糖；琥珀酰聚糖；diutan；及其组合。在一些实施方案中，匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。
匀化剂可以以约0.1％至约5％w/v的浓度存在。例如，匀化剂包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。在一些实施方案中，匀化剂包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。在一些实施方案中，匀化剂包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。
匀化剂可以以约0.1％至约10％w/v、约0.1％至约8％w/v、约0.1％至约6％w/v、约0.1％至约5％w/v、约0.1％至约4％w/v、约0.1％至约3％w/v、约0.1％至约2％w/v、或0.1％至约1％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以以约10％w/v、8％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.9％、0.6％、或约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.1％至约2％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以包括黄原胶并且以约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.1％至约2％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以包括改性淀粉并且以约0.3％w/v的浓度存在。匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约1％至约3％w/v的浓度存在。例如，匀化剂可以包括洋车前子壳并且以约0.6％w/v的浓度存在。
在一些实施方案中，方法还包括将碱性盐加入到钻井液中以提高流体的pH。碱性盐可以包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钠、碳酸钠、氧化镁、及其组合。在一些实施方案中，碱性盐包括氢氧化钠。碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到大于约9的pH。例如，碱性盐的量可以足以将钻井液的pH提高到约9至约10.5之间的pH。
在一些实施方案中，方法还包括将消泡剂加入到钻井液中。消泡剂的量可以足以从流体中移除空气泡。
钻井液可以另外地包含一种或多种添加剂，包括表面活性剂(例如，发泡剂、润湿剂、清净剂、润滑剂、或腐蚀抑制剂)、水软化剂、氧清除剂、杀生物剂、腐蚀抑制剂、和增重剂。
增重剂的实例是水溶性盐，包括无机盐。增重剂可以溶解于流体(例如，水)中。可以将盐加入到水源中，例如，以提供盐水，和产生的具有所需密度的钻井液。还可以由于与钻井液与地层和地层流体的相容性相关的原因包含盐。
钻井液的评价
评价通过实施上述方法300制备的各钻井液。在一些实施方式中，通过在API条件下进行初滤失测试、滤失测试、泥饼厚度测试、或过滤时间测试中的一种或多种来评价各钻井液。在一些实施方式中，在HTHP条件下进行初滤失测试、滤失测试、泥饼厚度测试、或过滤测试中的一种或多种。还在不使用海枣籽粉末的情况下制备并且在API条件和HTHP条件下评价钻井液。评价结果的比较揭示包含海枣籽粉末的钻井液相对于不包含海枣籽粉末的钻井液显示优越的防滤失性。
参照以下表描述几种钻井液的组成。各钻井液可以通过采用上述方法300的全部或部分来制造。
实施例
实施例I和II
第一钻井液(实施例I)和第二钻井液(实施例II)的组成在表1中示出。如以下所示，实施例I不包含任何海枣籽粉末并且实施例II包含一定量的海枣籽粉末。另外，实施例I和实施例II中的每个都使用1g黄原胶(XC)作为匀化剂以增加水的粘度。
表1.实施例I和II钻井液的组成。
实施例III和IV
第三钻井液(实施例III)和第四钻井液(实施例IV)的组成在表2中示出。如以下所示，实施例III不包含任何海枣籽粉末并且实施例IV包含一定量的海枣籽粉末。另外，实施例III使用6g的MS作为匀化剂，并且实施例IV使用1g的XC作为匀化剂以增加水的粘度。
| 钻井液组分 | 实施例III | 实施例IV |
| 水(mL) | 350 | 350 |
| PHP(g) | 0 | 0 |
| XC(g) | 0 | 1 |
| MS(g) | 6 | 0 |
| 海枣籽粉末(g) | 0 | 6 |
| NaOH(mL) | 根据需要将pH升至10 | 根据需要将pH升至10 |
| 消泡剂(cc) | 根据需要2至3滴 | 根据需要2至3滴 |
表2.实施例III和IV钻井液的组成。
实施例V和VI
第五钻井液(实施例V)和第六钻井液(实施例VI)的组成在表3中示出。如以下所示，实施例V不包含任何海枣籽粉末并且实施例VI包含一定量的海枣籽粉末。另外，实施例V和实施例VI中的每个都使用2g洋车前子壳(PHP)作为匀化剂以增加水的粘度。
表3.实施例V和VI钻井液的组成。
上述实施例I-VI中的每个都是不含粘土的。在实施例I-VI中的每个中使用的水是淡水。评价上述实施例I-VI的滤失行为。在HTHP条件下评价以下描述的实施例VII-X的滤失行为。
实施例VII、VIII、IX和X
第七钻井液(实施例VII)、第八钻井液(实施例VIII)、第九钻井液(实施例IX)、和第十钻井液(实施例X)的组成在表4中示出。实施例VII和VIII使用淡水制造，并且实施例IX和X使用红海水制造。实施例VII、VIII、IX和X中的每个都使用2g的PHP作为匀化剂以增加水的粘度。另外，实施例VII和IX不包含任何海枣籽粉末，并且实施例VIII和X包含一定量的海枣籽粉末。实施例VII、VIII、IX和X中的每个都是不含粘土的。
表4.实施例VII、VIII、IX和X钻井液的组成。
结果
测量实施例I-VI的API过滤性质。以下表5示出API测试的实验结果。
表5.示例钻井液的API滤失测试结果。
图4是示出示例钻井液的初滤失行为的条形图400。不含粘土的实施例I和实施例II的初滤失行为的比较表明对于不包含海枣籽粉末的实施例I的90cc API初滤失，但是对于包含海枣籽粉末的实施例II的仅9cc API初滤失。这是由于海枣籽粉末的存在而产生的API初滤失的约90％下降。该结果证明海枣籽粉末作为用于水基钻井液体系的降滤失剂或添加剂补充剂的应用和合适性。
不含粘土的为常规降滤失剂的实施例III与包含海枣籽粉末的实施例IV的初滤失行为的比较也揭示包含海枣籽粉末的钻井液的改善的初滤失行为。实施例IV的初滤失行为相对于实施例III的初滤失行为低约40％。该结果再次支持海枣籽粉末作为降滤失剂以控制水基泥浆的滤失行为的应用。
不含粘土的不包含海枣籽粉末的实施例V和包含海枣籽粉末的实施例VI的初滤失行为的比较揭示实施例VI的初滤失行为比实施例V的初滤失行为低约50％，尽管两个实施例的初滤失行为都低(即，小于或等于约2cc)。该结果进一步证明海枣籽粉末作为用于水基泥浆体系的降滤失剂的合适性。
图5是示出示例钻井液的API滤失行为的条形图500。不含粘土的实施例I和实施例II的滤失行为的比较表明对于不包含海枣籽粉末的实施例I的175cc API滤失，但是对于包含海枣籽粉末的实施例II的仅31cc API滤失。这是由于海枣籽粉末的存在而产生的滤失的约82％下降。该结果证明海枣籽粉末作为用于水基钻井液体系的降滤失剂或添加剂补充剂的应用和合适性。
不含粘土的为常规降滤失剂的实施例III与包含海枣籽粉末的实施例IV的滤失行为的比较也揭示包含海枣籽粉末的钻井液的改善的滤失行为。该结果再次支持海枣籽粉末作为降滤失剂以控制水基泥浆的滤失行为的应用。
不含粘土的不包含海枣籽粉末的实施例V和包含海枣籽粉末的实施例VI的滤失行为的比较揭示实施例VI的滤失行为比不包含海枣籽粉末的实施例V的滤失行为低约50％。该结果进一步证明海枣籽粉末作为用于水基泥浆体系的降滤失剂的合适性。图5中所示的线表示对于水基钻井液体系的API推荐最大滤失值(其小于15cc/30分钟过滤时间)。实施例II、IV和VI中的海枣籽粉末的存在将体系的过滤行为降低至低于API推荐值25％。结果再次证实海枣籽粉末作为用于水基钻井液体系的降滤失剂或添加剂补充剂的合适性。
图6是示出示例钻井液的泥饼质量和厚度的条形图600。不含粘土的实施例I和实施例II的泥饼厚度的比较表明对于不包含海枣籽粉末的实施例I的非常薄但是质量差的泥饼的形成，但是对于包含海枣籽粉末的实施例II的薄且质量好的泥饼。实施例II中的泥饼的质量通过实施例II的API初滤失和滤失行为的显著下降来反映。对于实施例IV和实施例VI分别相对于实施例III和实施例V观察到类似结果。在作为降滤失剂或添加剂补充剂的海枣籽粉末的存在下质量好且薄的泥饼的沉积将在减小在易压差卡钻的钻孔环境中的压差卡钻问题的范围方面起积极作用。其还将在减少其他泥饼相关的钻井问题方面起积极作用。由于这些原因，海枣工业副产品“海枣籽”具有用作用于开发用于油气田应用的添加剂/产品的当地可获得的原料的高潜力。
表6示出HTHP测试的实验结果。
表6.示例钻井液的HTHP测试结果。
图7是示出在HTHP条件下评价的示例钻井液的初滤失行为的条形图700。不含粘土的实施例VII和实施例VIII的初滤失行为的比较表明在不包含海枣籽粉末的实施例VII中的8.4cc HTHP初滤失，但是在包含海枣籽粉末的实施例VIII中的仅4cc HTHP初滤失。这是由于海枣籽粉末的存在而产生的相对于实施例VII在实施例VIII中的HTHP滤失的超过50％下降。不含粘土的实施例IX和实施例X的初滤失行为的比较揭示在海枣籽粉末的存在下的类似初滤失降低，由此支持海枣籽粉末作为用于基于淡水和海水两者的钻井液体系的降滤失剂或添加剂补充剂的应用。
图8是示出在HTHP条件下评价的示例钻井液的滤失行为的条形图800。不含粘土的实施例VII和实施例VIII的滤失行为的比较表明在不包含海枣籽粉末的实施例VII中的76.4cc HTHP滤失，但是在包含海枣籽粉末的实施例VIII中的仅30cc HTHP滤失。这是由于海枣籽粉末的存在而产生的相对于实施例VII在实施例VIII中的HTHP滤失的超过60％下降。不含粘土的实施例IX和实施例X的滤失行为的比较揭示在海枣籽粉末的存在下的类似滤失降低，由此支持海枣籽粉末作为用于基于淡水和海水两者的钻井液体系的降滤失剂或添加剂补充剂的应用。
图9是示出在HTHP条件下评价的示例钻井液的泥饼厚度的条形图900。实施例VII、VIII、IX和X的泥饼厚度的比较表明在存在和不存在海枣籽粉末的两种情况下非常薄的泥饼的形成。这表明海枣籽粉末在物理行为，即泥饼的厚度中没有异常影响。然而，相对于包含海枣籽粉末的钻井液(实施例VIII和X)，不含海枣籽粉末的钻井液(即，实施例VII和IX)在进行过滤测试时由于缺少充分分散且坚硬的泥饼的形成而生成质量差的泥饼。在使用包含海枣籽粉末的钻井液时形成的泥饼的优异质量通过泥饼的充分分散和均匀的性质以及钻井液的HTHP初滤失和滤失行为的显著下降来反映。在海枣籽粉末的存在下质量好且薄的泥饼的沉积可以在减小在易压差卡钻的钻孔环境中的压差卡钻的范围方面起积极作用。
图10是用于使用包含海枣籽粉末的钻井液钻井眼的示例方法的流程图1000。在1002，将海枣籽粉末混合到钻井液中。例如，可以将海枣籽粉末到钻井液中以制造上述实施例II、IV、VI、VIII或X中的任一种。备选地，可以将其他量的海枣籽粉末与其他体积的钻井液混合以制造与上述实施例II、IV、VI、VIII或X不同的钻井液。在1004，可以使用包含海枣籽粉末的钻井液钻井眼。例如，可以将钻井液从井眼的地面泵送到钻井柱中，泵送通过位于井眼中的钻井系统中的钻头，泵送通过在钻井柱和井眼之间形成的环带，并且泵送出井眼的地面。在一些实施方式中，可以将6克海枣籽粉末与350ml水混合以制备均匀浆料。
已经描述本主题的特定实施方式。此处描述的工艺的顺序可以与参照流程图示出和描述的顺序不同。在一些实施方式中，可以忽略按顺序示出的工艺中的一个或多个。例如，烘烤的籽可以在冷却籽之前或在不冷却籽的条件下研磨。在另一实例中，碱性盐可以在匀化剂之前加入。在另一实例中，匀化剂和盐可以在海枣籽粉末之前加入到水中。其他实施方式在以下权利要求的范围内。
Claims (27)
1.一种方法，所述方法包括：
将海枣籽粉末和匀化剂与流体混合以提供钻井液；和
使用所述钻井液钻井眼。
2.权利要求1所述的方法，其中所述流体包括水。
3.权利要求1所述的方法，其中所述钻井液是不含粘土的钻井液。
4.权利要求1所述的方法，其中所述匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。
5.权利要求1所述的方法，其中所述匀化剂以约0.1％w/v至约5％w/v的浓度存在。
6.权利要求1所述的方法，所述方法还包括将碱性盐加入到所述钻井液中以提高所述钻井液的pH。
7.权利要求6所述的方法，其中碱性盐的量足以将所述钻井液的pH提高到大于约9。
8.权利要求1所述的方法，其中所述海枣籽粉末具有小于约150μm的尺寸分布。
9.权利要求1所述的方法，其中所述海枣籽粉末以约1％w/v至约5％w/v的浓度存在。
10.一种方法，所述方法包括使用包含海枣籽粉末、匀化剂和流体的钻井液钻井眼。
11.权利要求10所述的方法，其中所述钻井液是不含粘土的钻井液。
12.权利要求10所述的方法，其中所述流体包括水。
13.权利要求10所述的方法，其中所述匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。
14.权利要求10所述的方法，其中所述匀化剂以约0.1％w/v至约5％w/v的浓度存在。
15.权利要求10所述的方法，所述方法还包括将碱性盐加入到所述钻井液中以提高所述流体的pH。
16.权利要求10所述的方法，其中碱性盐的量足以将所述钻井液的pH提高到大于约9。
17.权利要求10所述的方法，其中所述海枣籽粉末具有小于约150μm的尺寸分布。
18.权利要求10所述的方法，其中所述海枣籽粉末以约1％w/v至约5％w/v的浓度存在。
19.一种钻井液，所述钻井液包含：
海枣籽粉末；
匀化剂；和
流体。
20.权利要求19所述的钻井液，其中所述流体包括水。
21.权利要求19所述的钻井液，其中所述钻井液是不含粘土的钻井液。
22.权利要求19所述的钻井液，其中所述匀化剂包括以下各项中的至少一种：洋车前子壳、改性淀粉、或黄原胶。
23.权利要求19所述的钻井液，其中所述匀化剂以约0.1％w/v至约5％w/v的浓度存在。
24.权利要求19所述的钻井液，所述钻井液还包含碱性盐。
25.权利要求19所述的钻井液，其中所述钻井液具有大于约9的pH。
26.权利要求19所述的钻井液，其中所述海枣籽粉末具有小于约150μm的尺寸分布。
27.权利要求19所述的钻井液，其中所述海枣籽粉末以约1％w/v至约5％w/v的浓度存在。
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