CN113924352A - 使用稀释剂组合物钻井孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于钻井孔的技术。所述技术包括a)将钻井液组合物引入由地层限定的钻孔中；b)将包括至少一种单宁和至少一种金属盐的稀释剂组合物引入所述钻孔中；和c)使所述稀释剂组合物与所述钻井液组合物在所述钻孔中接触，其中所述至少一种单宁和至少一种金属盐并未异位络合。所述至少一种金属盐包括至少一种铜盐、至少一种锌盐，或至少一种铜盐和至少一种锌盐两者。

Description

使用稀释剂组合物钻井孔的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年4月9日提交的美国临时专利申请No.62/831,386的优先权权益，所述临时专利申请以引用的方式整体并入本文中。
技术领域
本公开涉及用于钻井孔的方法，且更具体来说，涉及使用稀释剂组合物来钻探自然资源井的方法。
背景技术
可以钻井来提取例如石油、天然气或水等自然资源。井孔被地层，例如页岩或粘土包围，这会影响井孔的稳定性。例如，地层可能会对井孔施加压力，或者来自地层的流体可能流入井孔中。地层可包括可渗透区域，并且引入井孔的流体可能会渗入这些可渗透区域，导致流体损失。这种流体损失会影响钻井效率，可能需要更换钻井液，并且会影响地层的稳定性。
钻井组合物，例如钻井液或钻井泥浆，可用于促进井孔的钻探。钻井液或泥浆可沿井孔分布和循环，以提供针对钻井设备的例如冷却和润滑等功能，或去除钻屑和清理钻孔。除了执行这些功能之外，钻井组合物还可以帮助提高地层稳定性。
钻井液的流变性会影响其性能。例如，将钻井液的粘度保持在阈值上限以下可以提供更好的钻井液性能。添加剂，例如稀释剂可用于控制钻井液的流变性。然而，稀释剂仍然需要有所改进，例如在降低配方成本的同时保持优于现有稀释剂的性能。
发明内容
提供此发明内容以通过简化形式介绍各种概念，所述概念将在下面的具体实施方式中进一步加以描述。本发明内容不旨在确定要求保护的主题的所需或基本特征，也不旨在限制要求保护的主题的范围。
在一些方面，本公开描述了用于钻井孔的技术。所述技术包括a)将钻井液组合物引入由地层限定的钻孔中；b)将包含至少一种单宁和至少一种金属盐的稀释剂组合物引入钻孔中；以及c)使稀释剂组合物和钻井液组合物在钻孔中接触。至少一种单宁和至少一种金属盐并未异位络合。至少一种金属盐包括至少一种铜盐、至少一种锌盐、或至少一种铜盐和至少一种锌盐两者。
此发明内容和以下具体实施方式提供实例并且仅仅是对本公开的解释。因此，以上发明内容和以下具体实施方式不应被认为是限制性的。除了本文阐述的特征或其变体之外，还可以提供另外的特征或其变体，例如在具体实施方式中描述的那些的各种特征组合和子组合。
附图说明
以下附图构成本公开的一部分并且被包括在内以进一步说明本发明的某些方面。通过参考这些附图中的一个或多个并结合本文呈现的具体实施方案的详细描述，可以更好地理解本发明。
图1是示出用于钻井孔的技术的实施方案的流程图。
图2是说明不含硫酸铜的稀释组合物与包括不同浓度的硫酸铜的稀释组合物的稀释效率的比较的图表。
尽管本文公开的发明易于进行各种修改和替代形式，但仅以举例方式在附图中示出了几个特定方面并在下文详细描述。这些特定方面的附图和详细描述不旨在以任何方式限制本发明构思或所附权利要求的广度或范围。相反，提供附图和详细的书面描述是为了向本领域技术人员说明本发明构思，并使这些人能够提出和使用本发明构思。
具体实施方式
应当理解，本公开的应用不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的部件构造和布置细节。
定义
为了更清楚地定义本文使用的术语，提供以下定义。除非另有说明，否则以下定义适用于本公开。如果一个术语在本公开中使用但在本文中未具体定义，则可以应用IUPACCompendium of Chemical Terminology,第2版(1997)中的定义，只要该定义与本文中应用的任何其它公开内容或定义不冲突，或使该定义适用的任何技术方案不确定或无效。如果以引用方式并入本文的任何文件提供的任何定义或用法与本文提供的定义或用法相冲突，则以本文提供的定义或用法为准。
虽然组合物和方法是根据“包含”各种组分或步骤来描述的，但除非另有说明，否则组合物和方法也可以“基本上由”或“由”各种组分或步骤“组成”。
术语“一个(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”旨在包括复数替代方案，例如至少一个。除非另有说明，否则本文使用的术语“包括”、“具有(with)”和“具有(having)”被定义为包括(即开放语言)。
本文公开了各种数值范围。除非另有说明，否则当申请人公开或要求保护任何类型的范围时，申请人的意图是单独公开或要求所述范围可以合理包含的每个可能的数字，包括该范围的端点以及其中包含的任何子范围和子范围的组合。例如，本文公开的范围的所有数值端点都是近似值，除非被附带条件排除。作为代表性实例，如果申请人在本公开内容的一个方面公开了稀释剂组合物包括约1重量％至约10重量％的硫酸铜，则此范围应被解释为包含约1重量％和约10重量％的硫酸铜。
值或范围在本文中可以表示为“约”、从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达这样的值或范围时，公开的其它实施方案包括所列举的特定值、从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当值表示为近似值时，通过使用先行词“约”，将理解为特定值形成另一实施方案。将进一步理解，本文公开了多个值，并且除了值本身之外，每个值在本文中还公开为“约”该特定值。在另一方面，术语“约”的使用意指所述值的±20％、所述值的±15％、所述值的±10％、所述值的±5％、所述值的±3％，或所述值的±1％。
如果申请人出于任何原因选择要求保护少于全部的公开内容，例如为了说明申请人在提交申请时可能不知道的参考，申请人保留限制或排除任何此类值或范围组的任何单独成员的权利，包括组内可以根据范围或以任何类似方式要求保护的任何子范围或子范围组合。此外，如果申请人出于任何原因选择要求保护少于全部的公开内容，例如为了说明申请人在提交申请时可能不知道的参考，申请人保留限制或排除任何单独的取代基、类似物、化合物、配体、结构或它们的组，或要求保护的组的任何成员的权利。
术语“干燥混合物”或“干燥共混物”是指干燥或基本干燥的组合物，其包括两种或更多种基本干燥的组分，除了用于配制干燥混合物或干燥共混物的固体组分中所含的少量水分。即，没有水或液体添加到颗粒或颗粒固体组分的共混物或混合物中。干燥混合物或干燥共混物可包括含有结合水合水(例如FeSO4·H2O等)的化合物。
如普通技术人员所理解的，本文使用的术语“单宁”应意指天然单宁和改性单宁，且指多酚分子或物种的类别，包括但不限于源自或提取自树木(即树皮)或植物的鞣红或其取代类似物。术语“改性单宁”是指通过例如水解、磺化、甲基化、乙酰化或缩合等方法改性的天然单宁。
如普通技术人员所理解的，术语“白坚木”是指单宁的粉末形式，例如源自或提取自白坚木树，破斧木(Schinopsis)、乔迪娜木(Jodina)或盾籽木(Aspidosperma)物种的单宁酸。
术语“未异位络合”、“基本上异位未反应”、“基本上异位未络合”等是指成分的组合，例如本文公开的干燥单宁和金属盐成分的组合，其中没有加热或任何其它使单宁与金属盐反应或络合的尝试。在一些方面，这些术语是指干燥成分的组合，其中未添加溶剂以试图使单宁与金属盐反应或络合，直到将这些成分添加到钻井液中。因此，这些术语是指在使用地点之外，例如在井孔之外的基本上未反应或未络合的状态。
术语“取代的”当用于描述一个基团时，例如，当指代特定基团的取代类似物时，旨在描述这样的化合物或基团，其中任何非氢部分形式上取代该基团或化合物中的氢，并且旨在为非限制性的。化合物或基团在本文中也可称为“未取代的”或等效术语，例如“非取代的”，其指原始基团或化合物。除非另有说明或排除，否则“取代的”旨在为非限制性的并且包括本领域技术人员所指定和理解的无机取代基或有机取代基。
如本领域技术人员所理解的，本文所用的术语“金属盐”是指酸的氢原子被金属原子置换形成的化合物。金属盐的实例包括但不限于卤化物(例如氯化物或溴化物)、硫酸盐、乙酸盐、氢氧化乙酸盐、硝酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐等，金属(例如铜、锌、铬、铁、锡等)化合物。
尽管在本发明的实践或测试中可以使用与本文所述的那些相似或等效的任何方法和材料，但本文描述了典型的方法和材料。
本文提及的所有公开案和专利以引用的方式并入本文以用于描述和公开例如在公开案中描述的结构和方法，其可以与当前描述的发明结合使用。提供贯穿全文讨论的公开案仅用于其在本申请的申请日之前的公开。本文中的任何内容均不应被解释为承认发明人无权凭借在先发明而先于此类公开。
本公开大体上涉及用于钻井孔的技术。控制钻井泥浆(也称为钻井液)的流变性可以避免与粘度过高相关的问题。可以将稀释剂组合物添加到钻井泥浆中以控制流变性，例如通过降低粘度。稀释剂组合物的有效性可取决于一种或多种因素，例如盐度、固体含量、化学组成、pH和温度。一些添加剂可以很好地控制流变学，但由于其环境影响或由于其相对较高的成本而不是优选的。
稀释剂组合物可包括一种或多种单宁，例如磺甲基化白坚木。已经表明，通过添加铬盐或锡盐(也称为亚锡盐)可以实现更好的单宁有效性。然而，铬盐，例如包括Cr6+的盐可能与环境影响有关。亚锡盐或锡盐可能相对昂贵，并且可能具有其它阻碍性经济影响。
已经发现，当与单宁酸或单宁酸源(例如白坚木)组合时，锌盐和铜盐可以在稀释剂组合物中用作铬盐和/或亚锡盐的部分替代物或完全替代物，同时提供相当或更好的稀释特性，例如，在水基钻井泥浆中。锌盐或铜盐中的一种或两种也可以是经济有效的。
金属盐可以与稀释剂组合物中的单宁反应或络合。例如，一些稀释剂组合物可包括络合的单宁和铬盐。令人惊讶地发现，与包括络合组分的组合物相比，使用包括干燥共混物的稀释剂组合物提供相当或更好的稀释特性，所述干燥共混物包括基本上异位未反应或未络合的单宁和金属盐。根据本公开的稀释剂组合物的组分可以原位络合，例如，在将组合物在井孔条件下引入井孔之后，包括使组合物与钻井泥浆接触、分散或混合。
在一些方面，本公开描述了用于钻井孔的技术。所述技术包含a)将钻井液组合物引入由地层限定的钻孔中；b)将包含至少一种单宁和至少一种金属盐的稀释剂组合物引入钻孔中；c)使稀释剂组合物与钻井液组合物在钻孔中接触。至少一种单宁和至少一种金属盐未异位络合，例如，它们以干燥混合物的形式提供。至少一种金属盐包括至少一种铜盐、至少一种锌盐或至少一种铜盐和至少一种锌盐两者(组合)。
现在转向图，图1是示出用于钻井孔的技术的实施例的流程图。所述技术包括将钻井液组合物引入由地层限定的钻孔中(10)。地层可包括地下地层，例如，包括诸如石油或天然气等自然资源的储层。钻孔可以是导向孔或用诸如钻头等钻孔设备钻出的井孔。钻井液组合物可包括水基组合物和/或油基组合物。钻井液可包括水、一种或多种粘土和添加剂。粘土可包括膨润土、海泡石、凹凸棒石、聚合粘土或任何合适的粘土。添加剂可包括增稠剂或增粘剂、抗絮凝剂、润滑剂、滤失控制剂、惰性固体、加重剂或任何其它合适的钻井液添加剂，例如重晶石、硫酸钙或氯化钠。
所述技术包括将包括至少一种单宁和至少一种金属盐的稀释剂组合物引入钻孔中(20)。在一些方面，将稀释剂组合物引入钻孔中(10)包括(i)将包括至少一种单宁的单宁组合物引入钻孔中；和(ii)将包含至少一种金属盐的金属盐组合物引入钻孔中。在一些方面，在将金属盐组合物引入钻孔中之前或与其同时将单宁组合物引入钻孔中。
在一些方面，至少一种单宁包括单宁酸、白坚木、磺甲基化白坚木或磺化单宁。在一些方面，至少一种单宁包括磺甲基化白坚木。在一些方面，至少一种单宁基本上由磺甲基化白坚木组成。
在一些方面，稀释剂组合物包括至少约50重量％的至少一种单宁。例如，稀释剂组合物包括至少约50重量％的磺甲基化白坚木。在一些方面，稀释剂组合物包括至少约60重量％的磺甲基化白坚木。在一些方面，稀释剂组合物包括至少约70重量％的磺甲基化白坚木。在一些方面，稀释剂组合物包括约70重量％的磺甲基化白坚木。
至少一种单宁和至少一种金属盐并未异位络合。例如，至少一种单宁和至少一种金属盐在稀释剂组合物被引入使用地点，例如钻孔之前不与稀释剂组合物的彼此或其它组分反应或络合。在一方面，至少一种单宁和至少一种金属盐不形成反应产物，例如，其中发生络合。至少一种单宁和至少一种金属盐在被引入钻孔中的钻井液中之后可能倾向于反应或络合。因此，至少一种单宁和至少一种金属盐可以仅原位形成络合物或反应产物。
至少一种金属盐可包括至少一种铜盐、至少一种锌盐或至少一种铜盐和至少一种锌盐两者。在一些方面，至少一种金属盐包括至少一种铜盐和至少一种锌盐。在一些方面，至少一种铜盐包括硫酸铜。在一些方面，至少一种锌盐包括硫酸锌、氯化锌或硫酸锌和氯化锌的组合。在一些方面，金属盐基本上由至少一种铜盐组成。在一些方面，金属盐基本上由硫酸铜组成。在一些方面，金属盐基本上由至少一种锌盐组成。在一些方面，金属盐基本上由氯化锌组成。在一些方面，金属盐基本上由硫酸锌组成。在一些方面，金属盐基本上由至少一种铜盐和至少一种锌盐组成。在一些方面，稀释剂组合物不包括除至少一种铜盐和/或至少一种锌盐和亚铁盐(例如硫酸亚铁)之外的任何金属盐。在一些方面，稀释剂组合物不包括任何铬盐。在一些方面，稀释剂组合物不包括任何亚锡盐。在一些方面，稀释剂组合物不包括任何铬盐或任何亚锡盐。在一些方面，稀释剂组合物包括铬盐和/或亚锡盐中的一种或两种。铬盐可包括乙酸铬，例如乙酸铬(III)氢氧化物(CAS#39430-51-8)。亚锡盐可包括硫酸亚锡。
在一些方面，稀释剂组合物包含至少约1重量％的硫酸铜。在一些方面，稀释剂组合物包含至少约3重量％的硫酸铜。在一些方面，稀释剂组合物包含至少约5重量％的硫酸铜。在一些方面，稀释剂组合物包含约1重量％至约10重量％的硫酸铜。在一些方面，稀释剂组合物包含约2重量％至约8重量％的硫酸铜。在一些方面，稀释剂组合物包含约3重量％至约7重量％的硫酸铜。例如，在一些方面，稀释剂组合物可包括浓度为约1.0％重量、约1.5％重量、约2.0％重量、约2.5％重量、约3.0％重量、约3.5重量％、约4.0重量％、约4.5重量％、约5.0重量％、约5.5重量％、约6.0重量％、约6.5重量％、约7.0重量％、约7.5％重量或约8.0重量％的硫酸铜。
在一些方面，稀释剂组合物包括至少约5重量％的至少一种锌盐。例如，稀释剂组合物可包括至少约5重量％的氯化锌或硫酸锌。在一些方面，稀释剂组合物包含至少约10重量％的七水硫酸锌。
在一些方面，将稀释剂组合物引入钻孔中(20)可以发生在将钻井液组合物引入钻孔中(10)之后或与其同时发生。在其它方面，将稀释剂组合物引入钻孔中(20)发生在将钻井液组合物引入钻孔中(10)之前。在另外的方面，将稀释剂组合物引入钻孔中(20)可以与将钻井液组合物引入钻孔中(10)基本连续。例如，可以将稀释剂组合物和钻井液组合物的物料流连续引入钻孔中，例如通过管道、通道等。
在一些方面，稀释剂组合物包括至少一种单宁和至少一种金属盐的干燥混合物。在一些这样的方面，将稀释剂组合物引入钻孔中(20)可包括将粉末流、颗粒流、空气或气体悬浮流、固体流、输送机流、螺旋流或基本上干燥的稀释剂组合物的另一干燥物料流引入钻井液中。在一些这样的方面，将稀释剂组合物引入钻孔中(20)可包括将至少一种单宁和至少一种金属盐同时引入钻孔中，例如以干燥混合物的形式，或者，将至少一种单宁和至少一种金属盐连续引入钻井液、钻孔或正在引入钻孔的钻井液中。
在一些方面，稀释剂组合物进一步包括硫酸亚铁。在一些方面，稀释剂组合物包括至少约5重量％的硫酸亚铁。在一些方面，稀释剂组合物包括至少约9重量％的硫酸亚铁。在一些方面，稀释剂组合物包括约9重量％的硫酸亚铁。
在一些方面，稀释剂组合物进一步包括分散剂，例如褐煤、苛化褐煤、褐煤钾或木质素磺酸盐，或任何其它合适的分散剂。在一些方面，分散剂包括苛化褐煤。
在一些方面，稀释剂组合物包括至少约8重量％的苛化褐煤。在一些方面，稀释剂组合物包括约8重量％的苛化褐煤。在一些方面，稀释剂组合物包括至少约15重量％的苛化褐煤。
在一些方面，稀释剂组合物包括硫酸亚铁、苛化褐煤和至少一种选自硫酸铜、硫酸锌和/或氯化锌的金属盐。
在一些方面，稀释剂组合物包括约9重量％的硫酸亚铁、约70重量％的磺甲基化白坚木和至少约8重量％的苛化褐煤。在一些这样的方面，稀释剂组合物的余量包括至少一种选自硫酸铜、硫酸锌和/或氯化锌的金属盐。
在一些方面，如根据方案A所测量，稀释剂组合物的稀释效率为至少约30％，如本公开的别处所述。在一些这样的方面，稀释剂组合物的稀释效率为至少约40％，或至少约50％，或至少约60％，或至少约70％，或至少约80％，或至少约90％。
在一些方面，图2的技术包括使稀释剂组合物与钻井液组合物在钻孔中接触(30)。例如，稀释剂组合物和钻井液组合物可在钻孔内组合、接触、分散或混合，例如由钻井液与稀释剂组合物的流动、循环或再循环产生。响应于接触(30)，至少一种单宁和至少一种金属盐可以在钻孔中反应或络合。
在一些方面，图2的技术进一步包括钻探地层以限定井孔或使井孔延伸。例如，引入钻井液(10)可以与钻探地层基本上同时进行。在一些这样的方面，引入稀释剂组合物(20)和使稀释剂组合物与钻井液组合物在钻孔中接触(30)可以与引入钻井液(10)作为连续操作基本上同时和连续地进行。当达到合适的井孔深度时，可以停止钻探。
因此，根据本公开的技术可用于在钻井孔时控制钻井泥浆的流变特性。
实施例
通过以下实施例进一步说明本发明，所述实施例不应以任何方式解释为对本发明范围的限制。在阅读本文的说明书之后，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神或所附权利要求术的范围的情况下想到各种其它方面、实施方案、修改和其等同物。
制备了不同类型的基泥浆。通过在基泥浆中加入不同数量和类型的稀释剂并在不同温度下热轧来制备测试泥浆。比较了不具有和具有不同稀释剂的不同泥浆的流变特性。例如，如本文所论述的，稀释剂的稀释效率基于与测试泥浆相比，基泥浆的屈服点的相对降低来确定。
实施例1:第一基泥浆的制备
第一基泥浆(也称为基液)使用型号50实验室分散搅拌机(Premier MillCorporation,Reading,PA)或等效物制备。基液(泥浆)在室温下动态调节24小时。
根据表1所示的配方，遵循添加和混合时间的顺序制备基泥浆。
钻井液在适当大小的Nalgene大瓶中制备或转移至该瓶。将大瓶置于瓶滚动器上并滚动至少24小时以允许流体完全平衡。此时泥浆被认为是稳定的，并被储存数月以根据需要使用。优选在储存时保持瓶子滚动。
表1.第一基泥浆配方的制备
Figure BDA0003373540000000111
实施例2:测试泥浆的制备
通过向实施例1的基泥浆中加入不同的稀释剂来制备测试泥浆。使用配备有9B29X叶轮叶片或等效物的型号9B多功能混合器(Sterling Multi Products,Inc.,Prophetstown,Illinois)将基泥浆混合至少5分钟，随后取出样品以制备单个测试样品。单个测试样品的配方如表2所示。在两种温度(150℉和300℉)下测试的稀释剂浓度也如表2所示。
表2.单个测试样品的制备
材料 量(g) 混合时间(min)
基液(泥浆) 395 -
API测试校准重晶石 50 10
稀释剂 1lbm/bbl(150℉)，3lbm/bbl(300℉) 1
NaOH 至pH 10<sup>*</sup> 10
*在确定测试样品的稀释效率时，无稀释剂的比较基泥浆样品的pH未进行调整。
单个测试泥浆样品在滚子烘箱中在150℉或300℉下动态调节16小时，热轧室用氮气预压至200psi。
调节后，将泥浆冷却至室温，且将除坯料外的泥浆的pH调整为10。
添加到各个测试泥浆中的样品稀释剂配方显示在表3中。如参考实施例3所讨论地评估稀释效率。
表3.稀释剂配方的制备
Figure BDA0003373540000000121
Figure BDA0003373540000000131
CL：苛化褐煤。
MS：金属盐
每个样品稀释剂配方包括70重量％磺甲基化白坚木和9重量％硫酸亚铁，呈干燥的未反应/未络合混合物形式。样品1的配方类似于市售的稀释剂配方Drill
Figure BDA0003373540000000132
(Chevron Phillips Chemical,The Woodlands,TX)。样品1的配方类似于市售稀释剂Drill-
Figure BDA0003373540000000133
稀释剂(Chevron Phillips Chemical,The Woodlands,TX)。样品14的配方类似于市售配方
Figure BDA0003373540000000134
(Chevron Phillips Chemical,The Woodlands,TX)。
实施例3:基泥浆和测试泥浆的流变特性评估
通过在Multimixer中混合5分钟并热轧至150℉或300℉，将泥浆单独重新分散或混合。在600rpm、300rpm、200rpm、100rpm、6rpm和3rpm(就偏转表盘读数而言)下使用型号35粘度计(Fann Instrument Company,Houston,Texas)或等效物在目标温度下测量粘度。θrpm是在特定rpm下观察到的偏转角。表观粘度(以cP为单位的AV)根据标准API实践使用方程式1计算。塑性粘度(PV，以cP为单位)根据标准API实践使用方程式2计算。屈服点(YP，以lbs/100ft2为单位)根据标准API实践使用方程式3计算。实施例3的方案是“方案A”。
AV＝θ600/2 (方程式1)
PV＝θ600-θ300 (方程式2)
YP＝θ300-PV (方程式3)
稀释效率使用方程式4计算。
％稀释效率＝100x(YPb-YPt)/YPb
(方程式4)
在方程式2中，YPb是基泥浆在pH 7.53处的YP，且YPt是用稀释剂处理的泥浆，即pH被调整至pH 10.0的测试泥浆的YP。更高的稀释效率与更好的稀释性能直接相关。因此，方案A可用于确定稀释剂组合物的稀释效率。
基泥浆和测试泥浆(包括样品稀释剂配方)在150°F下的流变特性呈现于表4A和4B中。样品8未在150°F下进行测试。基泥浆和测试泥浆(包括样品稀释剂配方)在300°F下的流变特性呈现于表5A和5B中。pH为10的基泥浆以及样品2、3和10未在300°F下进行测试。
表4A.基泥浆和测试泥浆在150°F下的流变特性
Figure BDA0003373540000000141
表4B.基泥浆和测试泥浆在150℉下的流变特性
Figure BDA0003373540000000151
表5A.基泥浆和测试泥浆在300℉下的流变特性
Figure BDA0003373540000000152
表5B.基泥浆和测试泥浆在300℉下的流变特性
Figure BDA0003373540000000153
表4A、4B、5A和5B中的所选结果在图2中呈现为分数稀释效率值。图2是说明不含硫酸铜的稀释组合物与包括不同浓度的硫酸铜的稀释组合物的稀释效率的比较的图表。
因此，与包括铬或锡盐的稀释剂配方相比，单独或组合的包括硫酸铜和氯化锌的稀释剂配方具有相似或更好的稀释效率。此外，与包括其它金属盐，例如铬、锡或锰盐的配方相比，包括铜和锌盐的配方具有令人惊讶的更好的稀释效率。
实施例4:第二基泥浆的制备以及第二基泥浆和测试泥浆的流变特性评估
使用表6中列出的组分，按照所示顺序和混合时间，使用根据实施例1的一般程序制备第二基泥浆。
表6.第二基泥浆配方的制备
Figure BDA0003373540000000161
将实施例2(表3)的样品1、样品11、样品12、样品13和样品14的稀释剂配方以1lbm/bbl的浓度添加到第二基泥浆中以制备测试泥浆。流变特性在50℉下和在200℉下热轧后，使用参考实施例3描述的技术确定。结果列于表7(50℉)和表8(200℉)中。在表7和表8中，稀释效率是相对于每个表中所示的pH下的第二基泥浆测量的。
表7.第二基泥浆和测试泥浆在50℃下的流变特性
Figure BDA0003373540000000171
表8.在200℃下热轧16小时后第二基泥浆与50℃下的测试泥浆的流变特性
Figure BDA0003373540000000172
实施例5:第三基泥浆的制备以及第三基泥浆和测试泥浆的流变特性评估
通过将200mL去离子水添加至2L实施例4的第二基泥浆中来制备第三基泥浆。
将实施例2的样品1和样品10的稀释剂配方以1lbm/bbl的浓度添加到第三基泥浆中以制备测试泥浆。在50℃下，并在200℃下热轧后，使用参考实施例3描述的技术，并使用型号900粘度计(
Figure BDA0003373540000000173
Houston,TX)确定流变特性。结果列于下表9中。
表9.第三基泥浆和测试泥浆在50℃下和200℃下热轧16小时后的流变特性，在50℃下测量流体特性
Figure BDA0003373540000000181
实施例6:第四基泥浆的制备以及第三基泥浆和测试泥浆的流变特性评估
通过将300mL去离子水添加至2L实施例4的第二基泥浆中来制备第四基泥浆。将实施例2的样品1、样品10、样品11、样品13和样品14的稀释剂配方以1lbm/bbl的浓度添加至第四基泥浆中以制备测试泥浆。在50℉下和在200℉下热轧后，使用参考实施例3描述的技术并使用型号900粘度计
Figure BDA0003373540000000182
Houston,TX)来确定流变特性。结果列于下表10(50℃)和表11(200℃热轧后)中。
表10.第四基泥浆和测试泥浆在50℃下的流变特性
Figure BDA0003373540000000183
Figure BDA0003373540000000191
表11.在200℃下热轧16小时的第四基泥浆的流变特性，在50℃下测量流变学
Figure BDA0003373540000000192
上文参考许多方面和实施方案以及具体实施例描述了本发明。根据以上具体实施方式，本领域技术人员将想到许多变化。所有此类明显的变化都在所附权利要求书的全部预期范围内。本发明的其它方面可以包括但不限于以下方面。许多方面被描述为“包括”某些组分或步骤，但是，除非另外特别说明，否则可以“基本上由”或“由”这些组分或步骤“组成”。
方面1.一种钻井孔的方法，所述方法包括：
a)将钻井液组合物引入由地层限定的钻孔中；
b)将包含至少一种单宁和至少一种金属盐的稀释剂组合物引入钻孔中；和
c)使稀释剂组合物与钻井液组合物在钻孔中接触；
其中至少一种单宁和至少一种金属盐未异位络合，且
其中至少一种金属盐包含至少一种铜盐、至少一种锌盐或至少一种铜盐和至少一种锌盐的组合。
方面2.如方面1所述的方法，其中将所述稀释剂组合物引入所述钻孔中发生在将所述钻井液组合物引入所述钻孔中之后或与其同时发生。
方面3.如方面1所述的方法，其中将所述至少一种单宁引入所述钻孔中与将所述至少一种金属盐引入所述钻孔中同时发生。
方面4.如方面1至3中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含所述至少一种单宁和所述至少一种金属盐的干燥混合物。
方面5.如方面1至3中任一项所述的方法，其中将所述稀释剂组合物引入所述钻孔中包括：
将包含至少一种单宁的单宁组合物引入钻孔中；和
将包含至少一种金属盐的金属盐组合物引入钻孔中。
方面6.如方面5所述的方法，其中在将金属盐组合物引入钻孔中之前或与其同时将单宁组合物引入钻孔中。
方面7.如方面1至6中任一项所述的方法，其中所述至少一种单宁包含磺甲基化白坚木。
方面8.如方面1至7中任一项所述的方法，其中所述至少一种金属盐包含至少一种铜盐和至少一种锌盐。
方面9.如方面1至8中任一项所述的方法，其中所述至少一种铜盐包含硫酸铜。
方面10.如方面1至9中任一项所述的方法，其中所述至少一种锌盐包含硫酸锌、氯化锌或硫酸锌和氯化锌的组合。
方面11.如方面1至10中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物进一步包含硫酸亚铁。
方面12.如方面1至11中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物进一步包含苛化褐煤。
方面13.如方面1至7中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含硫酸亚铁、苛化褐煤和至少一种选自硫酸铜、硫酸锌和/或氯化锌的金属盐。
方面14.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约1重量％的硫酸铜。
方面15.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约3重量％的硫酸铜。
方面16.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约5重量％的硫酸铜。
方面17.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约1重量％至约10重量％的硫酸铜。
方面18.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约2重量％至约8重量％的硫酸铜。
方面19.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约3重量％至约7重量％的硫酸铜。
方面20.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约5重量％的氯化锌。
方面21.如方面1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约10重量％的七水硫酸锌。
方面22.如方面1至21中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约60重量％的磺甲基化白坚木。
方面23.如方面1至21中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约70重量％的磺甲基化白坚木。
方面24.如方面1至23中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约8重量％的苛化褐煤。
方面25.如方面1至23中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约15重量％的苛化褐煤。
方面26.如方面1至25中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约5重量％的硫酸亚铁。
方面27.如方面1至25中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约9重量％的硫酸亚铁。
方面28.如方面1至23中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约9重量％的硫酸亚铁、约70重量％的磺甲基化白坚木和至少约8重量％的苛化褐煤。
方面29.如方面1至17中任一项所述的方法，其中如根据方案A所测量，所述稀释剂组合物的稀释效率为至少约30％。
方面30.如方面1至18中任一项所述的方法，所述方法进一步包括钻探地层以限定井孔或使井孔延伸。

Claims (30)

1.一种钻井孔的方法，所述方法包括：
a)将钻井液组合物引入由地层限定的钻孔中；
b)将包含至少一种单宁和至少一种金属盐的稀释剂组合物引入所述钻孔中；和
c)使所述稀释剂组合物与所述钻井液组合物在所述钻孔中接触；
其中所述至少一种单宁和至少一种金属盐并未异位络合，并且
其中所述至少一种金属盐包含至少一种铜盐、至少一种锌盐，或至少一种铜盐和至少一种锌盐的组合。
2.如权利要求1所述的方法，其中将所述稀释剂组合物引入所述钻孔中发生在将所述钻井液组合物引入所述钻孔中之后或与其同时发生。
3.如权利要求1所述的方法，其中将所述至少一种单宁引入所述钻孔中与将所述至少一种金属盐引入所述钻孔中同时发生。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含所述至少一种单宁和所述至少一种金属盐的干燥混合物。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述稀释剂组合物引入所述钻孔中包括：
将包含所述至少一种单宁的单宁组合物引入所述钻孔中；和
将包含所述至少一种金属盐的金属盐组合物引入所述钻孔中。
6.如权利要求5所述的方法，其中将所述单宁组合物引入所述钻孔中在将所述金属盐组合物引入所述钻孔中之前或与其同时发生。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述至少一种单宁包含磺甲基化白坚木。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述至少一种金属盐包含至少一种铜盐和至少一种锌盐。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述至少一种铜盐包含硫酸铜。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述至少一种锌盐包含硫酸锌、氯化锌，或硫酸锌和氯化锌的组合。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物进一步包含硫酸亚铁。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物进一步包含苛化褐煤。
13.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含硫酸亚铁、苛化褐煤，和至少一种选自硫酸铜、硫酸锌和/或氯化锌的金属盐。
14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约1重量％的硫酸铜。
15.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约3重量％的硫酸铜。
16.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约5重量％的硫酸铜。
17.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约1重量％至约10重量％的硫酸铜。
18.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约2重量％至约8重量％的硫酸铜。
19.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约3重量％至约7重量％的硫酸铜。
20.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约5重量％的氯化锌。
21.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约10重量％的七水硫酸锌。
22.如权利要求1至21中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约60重量％的磺甲基化白坚木。
23.如权利要求1至21中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约70重量％的磺甲基化白坚木。
24.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约8重量％的苛化褐煤。
25.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约15重量％的苛化褐煤。
26.如权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约5重量％的硫酸亚铁。
27.如权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含至少约9重量％的硫酸亚铁。
28.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述稀释剂组合物包含约9重量％的硫酸亚铁、约70重量％的磺甲基化白坚木和至少约8重量％的苛化褐煤。
29.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中如根据方案A所测量，所述稀释剂组合物的稀释效率为至少约30％。
30.如权利要求1至18中任一项所述的方法，所述方法进一步包括钻探所述地层以限定井孔或使井孔延伸。
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