NO343087B1

NO343087B1 - Sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluider

Info

Publication number: NO343087B1
Application number: NO20111305A
Authority: NO
Inventors: Zhijun Tang; Laiju Han; Guiqing Ma; Xinggui He; Guoliang Ci; Shengli Cao; Yunqian Ma; Huaizhen Zhao; Yunbo Xu
Original assignee: China Petrochemical Corp; Shengli Drilling Tech Research Inst Of Sinopec
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2018-10-29
Also published as: MX2011010227A; NO20111305A1; CN101979457A; MX353521B; CN101979457B

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluider benyttet på fagområdet for bore- og kompletteringsoperasjoner ved boring etter offshore olje og gass, spesielt på området for ikke-perforerende boring- og kompletteringsoperasjoner. De vedrørende sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene består essensielt av de følgende komponentene: a) rent sjøvann, b) et saltresistent og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddel, c) en utvaskingshemmer, d) eventuelt, et bore- og kompletteringsfluidsmøremiddel, e) eventuelt, et reservoarbeskyttende middel, f) et bore- og kompletteringsfluidpreserveringsmiddel, g) eventuelt, en pHregulator, og h) eventuelt, et bore- og kompletteringsfluidskumdempemiddel.

Description

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører sjøvannsbaserte, partikkelfrie (faststoffrie), miljøvennlige bore- og kompletteringsfluider benyttet på fagområdet for bore- og kompletteringsoperasjoner i utnyttelsen av olje og gass offshore, spesielt på området for ikke-perforeringsboring og kompletteringsoperasjoner.

Kjent teknikk

Bore- og kompletteringsfluider er fluider som er klargjort ved å benytte en mengde råmaterialer og kjemiske tilsetningsstoffer, som holder seg i kontakt med olje- og gassonen under prosessene med boring og komplettering. Bore- og kompletteringsfluider bør imøtekomme en mengde prosesskrav, miljømessige krav, og bør samtidig være i stand til å beskytte reservoaret, og forhindre at fastfasekaks eller borekaks blokkerer strupen (innløpet). De bør også forhindre at filtratet invaderer reservoaret og dermed interagere med reservoarkomponentene og slik forårsake effekter slik som leirekspansjon, partikkelmigrering og så videre, noe som blokkerer reservoaret, eller som blokkerer reservoaret med sedimentene som skyldes interaksjonen med fluidet i reservoaret. Bore- og kompletteringsfluider bør levere et visst fluidkolonnetrykk for å balansere formasjonsbelastningen og stabilisere brønnveggen, for slik å forhindre brønnspark og brønnutblåsning forårsaket av fluidinvasjon inn i brønnen. Videre bør de også sikre effektiv rensing av brønnhullet ved å frakte ut borekaks og suspendert materiale.

På fagområdet for bore- og kompletteringsoperasjoner blir bore- og kompletteringsfluider med faste stoffer vanlig benyttet per i dag. Det grunnleggende prisnippet for anvendelse av den skjermende, midlertidige pluggingsteknikken for å beskytte olje- og gassonen er å benytte loven for midlertidige plugging for faste partikler: en tynn, kompakt beskyttelsesring med en svært lav permeabilitet, en tykkelse som kan bli perforert av en perforerende kule og enkel for utførelse av oppløsningsprosessering blir dannet nær brønnveggen i løpet av den svært korte tiden når reservoaret åpnes ved boring, for å forhindre at borekompletteringsfluidene invaderer og forurenser formasjonen for å oppnå formålet med olje- og gassonebeskyttelse. Når det gjelder reservoaret med benyttelsen av de ikke-perforerende bore- og kompletteringsoperasjonene så er ikke den skjermende, midlertidige pluggingsteknikken anvendbar for olje- og gassonebeskyttelse, men i stedet bør faststoffrie bore- og kompletteringsfluider bli benyttet for å beskytte olje- og gassonen. Spesielt krever offshore oljeutvinning og –utvikling at bore- og kompletteringsfluider bør ha konvensjonelle egenskaper slik som tetthet, surhet og alkaliskhet, filtrat, reologiske egenskap, stabilitet, i tillegg til kravene lav eller ikke-toksisitet og miljømessig ufarlighet for bore- og kompletteringsfluidene osv.

For å kunne imøtekomme de stadig strengere miljøkravene offshore, og behovet for å redusere kostnaden for bore- og kompletteringsfluider, så må bore- og kompletteringsfluider ha god miljømessig aksept, og ha sjøvann som den kontinuerlige fasen for å unngå økningen i kostnaden for bore- og kompletteringsfluider som påløper ved transport av ferskvann til offshore boreplattformene. Dersom ferskvann blir benyttet som den kontinuerlige fasen vil kostnaden for bore- og kompletteringsfluidene være svært høy (1 m<3>ferskvann koster opptil flere titalls Yuan (RMB) og hver fot som bores krever omtrent 2,02 m<3>vann, og vannleveringen i stor skala kan forstyrres på grunn av værpåvirkning.) Dersom sjøvann benyttes er et stort antall uorganiske kationer slik som Ca<2+>, Mg<2+>og Na<2+>i sjøvann nyttige for å forbedre brønnveggstabiliteten.

De vanlig anvendte partikkelfrie bore- og kompletteringsfluidene inkluderer boreog kompletteringsfluidene av ren saltoppløsning av uorganiske salter som i hovedsak er sammensatt av ren saltoppløsning av uorganiske salter og en leirestabilisator og de partikkelfrie bore- og kompletteringsfluidene av polymer og format. De uorganiske saltkomponentene i bore- og kompletteringsfluidene av ren saltoppløsning av uorganiske salter, slik som natriumklorid, ammoniumklorid, kalsiumklorid, kalsiumbromid, sinkbromid osv., har ganske store korroderende effekter og skader dermed i stor grad nedihullsfasiliteter, rørledninger, pumper osv., og uorganiske saltkomponenter har en tendens til å krystallisere, blokkere formasjon, og noen systemer omfatter toksiske komponenter som er skadelige for mennesker og miljøet.

Patentsøknaden CN 2008 10049256.6 tilkjennegir også høytemperaturresistente og saltresistente partikkelfrie bore- og kompletteringsfluider fremstilt fra vann, format, klebemiddel, filtreringstapsreduserende middel, oljelagsbeskyttende middel og polymeralkohol anti-utvaskingsmiddel, men fluidene er ikke sjøvannsbaserte, partikkelfrie bore- og kompletteringsmidler.

De nevnte, nåværende, partikkelfrie bore- og kompletteringsfluidene lider av problemer med korrosjon og skumdannelse i kompletteringsoperasjonene innen fagfeltet for offshore oljeutvinning og -utvikling. De nåværende bore- og kompletteringsfluidene kan ikke løse disse problemene.

US 2006/0019834 beskriver partikkelfrie, klare borefluider som eksempelvis deionisert vann, KCl/sjø saltvann og natrium klorid-mettet vann.

YUE QIANSHENG et al., Petroleum Exploration and Development, vol. 37(2): 232-236 beskriver sjøvannsbasert, faststoff-fritt borefluider.

US 2007/0197399 beskriver fluider inneholdende skumdemper.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse har som formål å tilveiebringe et sjøvannsbasert, partikkelfritt, miljøvennlig bore- og kompletteringsfluid der de benyttede komponentene alle er miljøvennlige. Slike sjøvannsbaserte, partikkelfrie miljøvennlige bore- og kompletteringsfluider er hensiktsmessige for offshore oljeog gassboreoperasjoner og -kompletteringsoperasjoner, spesielt ikke-perforerende bore- og kompletteringsoperasjoner. Det ikke bare optimaliserer egenskapene for bore- og kompletteringsfluidene, men oppnår også effektene med å beskytte reservoaret, beskytte miljøet og forbedre utnyttelsesgraden av offshore olje- og naturgassressurser.

De sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene beskrevet heri inneholder fortrinnsvis essensielt de følgende komponentene:

a) rent sjøvann,

b) et saltresistent og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddel,

c) en utvaskingshemmer,

d) eventuelt, et bore- og kompletteringsfluidsmøremiddel,

e) eventuelt, et reservoarbeskyttende middel,

f) et bore- og kompletteringsfluidpreserveringsmiddel (også kjent som bore- og kompletteringsfluidkorrosjonshemmere),

g) eventuelt, en pH-regulator, og

h) eventuelt, et bore- og kompletteringsfluidskumdempemiddel.

Blant disse blir det rene sjøvannet i a) benyttet som en kontinuerlig fase (også kjent som den grunnleggende væsken i det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet), og det referer fortrinnsvis til det rene sjøvannet som oppnås ved å filtrere gjennom et sjøvannsfilter med en filterkjerneporestørrelse på ≤ 5 μm, fortrinnsvis ≤ 3 μm. Sjøvannet er enkelt og billig tilgjengelig. Videre er sjøvannet stabilt og miljøvennlig.

Det saltresistente og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddelet i b) er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra hydroksyetylcellulose (HEC), xantangummi (XC), natriumkarboksymetylcellulose (CMC) og polyanionisk cellulose (PAC). Den nevnte xantangummien (XC) er smaksløs, ikke-toksisk og har høy trygghetsprofil. The US Food and Drug Administration godkjente anvendelsen av xantangummi i matvarer i 1969. I 1983 godkjente the Food and Agriculture Organization i FN xantangummi som et tilsetningsstoff i matvarer uten å begrenses dens dosering. Xantangummi har høy viskositet, god termisk stabilitet (anvendelsestemperatur: -18 ºC ~ 130 ºC), høye surhets-, alkali- og salttoleranseegenskaper (i stand til å opprettholde de opprinnelige egenskapene ved pH-verdier fra 1 til 12), og mens den foreligger sammen med salter som har høye konsentrasjoner forblir den fremdeles et stabilt fortykningssystem. Den har god suspensjonsegenskap for uløselige, faste partikler og oljedråper, og en unik, reologisk egenskap slik at ved skjærevirkningen så minsker viskositeten i løsningen raskt, men med en gang skjæret frigjøres så vil viskositeten straks endres tilbake. Slike gode egenskaper gjør xantangummi til et utbredt benyttet middel i oljeboring og gruvedrift. Polymerene med medium molekylvekt som blir valgt som det saltresistente og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddelet slik som hydroksyetylcellulose (HEC), natriumkarboksymetylcellulose (CMC), polyanionisk cellulose (PAC) osv., har gode saltresistente og temperaturresistente egenskaper og virker som kontrollmidlene for fortyknings- og filtratreduksjonsegenskapene i systemet. Disse polymerene med medium molekylvekt inneholder et stort antall funksjonelle grupper, slik som hydroksylgrupper (-OH), karboksylgrupper (-COOH), som kan bli adsorbert på overflatene av leirpartikler for å danne absorpsjonslag og dermed øke hydratiseringsskalltykkelsen på leirpartiklene på brønnveggen for å forhindre at leirpartiklene flokkulerer og fortykkes og bindes til større partikler. Som et resultat av dette dannes en tynn, seig mud-masse på brønnveggen.

Filtermassepermeabiliteten blir redusert, filtrat blir minsket, og imens er den poreblokkerende og filtratviskositetsforbedrende effekten til filtratreduksjonsmiddelet nyttig for filtratreduksjon.

Utvaskingshemmeren c) er minst én som fortrinnsvis er valgt fra vannløselige formater, polyakrylamidkalium (K-PAM), polymer-alkohol anti-utvaskingsmidler, organisk silikon og kaliumklorid. Formater har de følgende tre effektene i bore- og kompletteringsfluider: (1) øker det flytende saltinnholdet i bore- og kompletteringsfluidet, reduserer inntrengningen av vannmolekyler med de todelte effektene av å innlegge de organiske kationene og den elektrostatiske kraften for å forhindre eller redusere den osmotiske hydreringen, for slik å spille rollen som utvaskingshemmer, (2) redusere den frie vannaktiviteten i bore- og kompletteringsfluider slik at dannelsen av vann gjennomgår revers osmose mot brønnhullet og fremmer stabiliteten til brønnveggen; format HCOO-, en polar hydreringsgruppe med et forholdsvis lite volum blir adsorbert på leiroverflaten via hydrogenbindingskrefter, for slik å øke hydreringsskalltykkelsen, og forhindre den ytterligere hydreringen av leire og danne en struktur som tillater at bore- og kompletteringsfluidet har god reologi og stabilitet, (3) har en forholdsvis høy tetthet og virker også som et vektemiddel, god løselighet i vann, rask oppløsning, uovertruffen kompatibilitet og termisk stabilitet. Formatbore- og formatkompletteringsfluidene som slik er formulert er trygge og ikke-toksiske ved anvendelse, godt kompatible med miljøet og lett nedbrytbare, noe som gir en miljøvennlig bore- og kompletteringfluidtilsetning. For det tidligere nevnte polyakrylamidkaliumsaltet blir adsorpsjonsgruppene på polymerene derav absorbert på leire, binder sammen et stort antall leirpartikler og belegger dem. Dette forhindrer leiren fra å dispergere på den ene siden, og forhindrer på den andre siden at vannmolekyler lett kan trenge inn i leirens krystallag og forhindrer leire fra å ekspandere og dispergere på grunn av hydrering, for slik å oppnå utvaskingshemmereffekten. Produktet er en vanlig benyttet ikke-toksisk, ikkekorroderende utvaskingsinhibitor som har de kombinerte effektene av å redusere filtrat, forbedre strømningsmønsteret og øke smøring. Det kan forbedre de reologiske egenskapene til kompletteringsfluider, har god kompatibilitet med andre prosesseringsmidler og sterk anti-temperaturevne (≥ 150 ºC).

Bore- og kompletteringsfluidsmøremiddelet er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra hvit olje, silikonolje og polymer-alkohol smøremidler. Polymer-alkohol smøremidlene kan være polyeter-polyol anti-utvaskingssmøremidler fremskaffet ved kopolymerisering av etylenoksid (EO) og propylenoksid (PO) med lavmolekylvekts-alkoholer som igangsetter, som har en sterkt hemmende effekt og gode smøreegenskaper. De kan vesentlig redusere friksjonskoeffisienten for kompletteringsfluidet, øke styrken for ekstremtrykkfilmen, forbedre filtratevnen til kompletteringsfluidet, har en sterk evne til å beskytte reservoaret og er ikkefluorescerende. De har en EC50-verdi som er høyere enn 1,0 x 10<5>mg/l og er fullstendig ikke-toksiske. Testresultatene for det biologiske oksygenkravet i sjøvann viser at de enkelt brytes ned biologisk. Den ovenfor nevnte hvite oljen kan være flytende olje fremskaffet fra fraksjonene med smørende oljer fra petroleumsolje ved avvoksing, hydrogenering og raffinering og kjemisk raffinering. Fordi den hvite oljen er ikke-toksisk, smaksløs, har lavt nivå av fluorescens og ikke påvirker loggingen av geologisk fluorescens så blir den hyppig benyttet ved oljeboring som kompletteringsfluidsmøremiddelet for å redusere friksjonen mellom veggen og boreredskapet (eller foring), redusere borestrengrotasjonsdreiemoment og motstanden mot å trekke ut av hull og kjøre inn i hull, og forbedre smøringen i kompletteringsfluidet.

Det reservoarbeskyttende middelet i e) er minst ett som er valgt fra reservoarbeskyttende midler av modifiserte polymeralkoholer og trimetylpropenylammoniumklorid. Den primære komponenten i det ikkefluorescerende reservoarbeskyttende middelet av modifiserte polymeralkoholer er en ikke-ionisk, mettet karbonkjedepolymer. Fordi hovedmolekylkjedene alle har karbonatomer, og fordi de fleste av sidekjedene er hydroksylgrupper, tillates det at en stor mengde hydrogenbindinger dannes mellom alkoholmolekylene og leirpartikler. I mellomtiden, fordi polymeralkoholer har egenskapen med blakkingspunkt som er justerbart, så er polymeralkoholer løselige i vann når temperaturen er lav, og kan da bli adsorbert på boreredskapet og brønnveggen, og danne en molekylær film i en fase som likner oljefasen for å forbedre smøreevnen til borefluider, og når temperaturen er høyere enn blakkingspunktet blir polymeralkoholer separert fra vann og kan feste seg til brønnveggen for å danne hydrofobe lag, for slik å forbedre kvaliteten på mud-masser og samarbeide med filtratreduksjonsmidler for å danne en tett, glatt filtermasse for å hindre at fuktigheten trenger inn i formasjonen. Derfor har de uovertrufne effekter på forhindring av skiferhydrering og -dispergering, stabilisering av brønnveggen og beskyttelse av reservoaret. Det nevnte trimetylpropenylammoniumkloridet er en liten kationstabilisator. Fordi elektriske dobbeltlag blir dannet på grunn av leirpartiklene som absorberer vann og ekspanderer kan den lille kationstabilisatoren komprimere elektriske dobbeltlag for å unngå ekspansjon, og samtidig forhindre at leire som møter vann fra å løsne fra steinmatriksen noe som blokkerer strupen etter forflytning, for derved å øke permeabiliteten og redusere skaden på reservoaret.

Bore- og kompletteringsfluidpreserveringsmiddelet i f) er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra 2-alkyl-N-hydroksyetyl-N-hydroksypropyl-sulfo-imidazolin, trietanolaminfosfat-dihydrofosfat og molybdatkomplekskorrosjonsinhibitorer.

2-alkyl-N-hydroksyetyl-N-hydroksypropyl-sulfo-imidazolin kan bli adsorbert på metalloverflater og har gode surhets-, alkali- og salttoleranseegenskaper slik at det effektivt reduserer korrosjonen forårsaket av saltløsning på utstyr.

Trietanolaminfosfat-dihydrofosfat kan danne et lag med en beskyttende film som har god kjemisk stabilitet på ståloverflaten i naturlig sjøvann slik at det effektivt hemmer korrosjonen av stål i sjøvann. Når konsentrasjonen derav er 135 mg/l – 225 mg/l er den korrosjonshemmende effektiviteten så høy som >99 %. Det har fortrinnet av den lave konsentrasjonen, den høye korrosjonshemmende effektiviteten, den enkle ”chean-up” og enkelt tilgjengelige råmaterialene, ikketoksisitet, ingen forurensing og så videre. Natriummolybdatkomplekskorrosjonshemmer har en god korrosjonshemmende evne på karbonstål med en korrosjonshemmende effektivitet på omtrent 95 % som øker ettersom temperaturen stiger.

pH- regulatoren i g) er minst én som fortrinnsvis er valgt fra kaliumhydroksid (KOH), natriumhydroksid (NaOH), natriumkarbonat (Na2CO3) for anvendelse i justering av pH-verdier for bore- og kompletteringsfluider til området på fra 7 til 11, fortrinnsvis fra 8 til 10.

Bore- og kompletteringsfluidskumdempemiddelet i h) er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra glyserinpolyeter, emulgert silikonolje, dimetylsilikonolje og skumdemper 7501 (Defoamer 7501). Glyserinpolyeter, også kjent som trihydroksypolyeter eller polyetertriol, som har en molekylvekt på 3000 ± 300, er en fargeløs eller lysegul, transparent, viskøs væske som er ikke-toksisk med en relativ tetthet (20 ºC/4 ºC) på 1,004 ~ 1,005, et flammepunkt på 268 ºC, en viskositet (25 ºC) på 470 ~ 520 mPa·s, er uløselig i vann men løselig i etanol, benzen og andre organiske løsningsmidler. Dimetylsilikonolje, som er fargeløs og transparent, er et nytt, syntetisk polymermateriale som har et høyt flammepunkt og lavt frysepunkt, som kan bli benyttet ved en temperatur på -50 ºC ~ 200 ºC i lang tid. Den har en liten viskositet-temperaturkoeffisient, høy kompresjonsrate, lav overflatespenning og er ikke løselig i vann, animalske og vegetabilske oljer og mineraloljer med høyt kokepunkt, med god kjemisk stabilitet og er ikke-toksisk. Den har blitt benyttet hyppig som et skumdempemiddel i petroleumsoljeindustrien, kjemisk industri, medisinsk industri, farmasøytisk industri og matvareprosessindustri. Den emulgerte silikonoljen er en rent hvit emulsjon med nøytral pH, liten overflatespenning, en vid vannkontaktvinkel, god smøreegenskap, ingen toksiske eller skadelige effekter på organismer (inkludert menneskekroppen), ingen korrosjon og belegning av metaller, ingen volatilitets-, varmeresistens- og antioksidasjonsegenskaper. Skumdemper 7501 er en sammensetning av mannitol, fettsyrer, natriumhydroksid, som er et lysegult kolloid som er uløselig i vann. Det er et godt oljeløselig, ikke-ionisk overflateaktivt polyolmiddel.

De foretrukket tilsatte mengdene av komponentene ovenfor for det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet er som følger (vekt/volum-prosent (tonn/m<3>%)):

b) det saltresistente og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddelet er 2 % - 6,5 %, mer foretrukket 3 % - 5 %,

c) utvaskingshemmeren er 2 % - 15,5 %, mer foretrukket 5 % - 11 %,

d) bore- og kompletteringsfluidsmøremiddelet er 3 % - 8 %, mer foretrukket 4 % -6 %,

e) det reservoarbeskyttende middelet er 2 % - 8 %, mer foretrukket 3 % - 7 %,

f) bore- og kompletteringsfluidpreserveringsmiddelet er 1 % - 5 %, mer foretrukket 1,5 % - 4 %, enda mer foretrukket 2 % - 3 %,

g) pH-regulatoren er 0,5 % - 3 %, mer foretrukket 1 % - 2 %,

h) bore- og kompletteringsfluidskumdempemiddelet er 0 % - 2 %, fortrinnsvis 0,1 % - 1 %.

Balansen er rent sjøvann.

Betegnelsen ”vekt/volum-prosent” henviser i dette dokument til ”tonn/m<3>%”.

De nevnte komponentene i b) – h) blir også kalt tilsetningsstoffer. De tilsatte mengdene av tilsetningsstoffene varierer i anvendelse i overensstemmelse med de ulike tetthetsområdene for bore- og kompletteringsfluider og termiske resistenskrav. Spesielt i tilfellene med høy temperatur og den høye tettheten for bore- og kompletteringsfluidene så vil de tilsatte mengdene bli økt i noen grad.

Beskrevet heri er også en fremgangsmåte for fremstilling av de tidligere nevnte sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene som omfatter: dispergere de tidligere nevnte komponentene b), c), eventuelt d), eventuelt e), f), eventuelt g), eventuelt h), fortrinnsvis ved en temperatur på -5 ºC ~ 50 ºC, mer foretrukket ved romtemperatur, jevnt fordelt i sjøvann a) og fortsette å røre i en viss tidsperiode for å oppnå de sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige boreog kompletteringsfluidene.

Sammenlignet med den kjente teknikken har denne oppfinnelsen de følgende fortrinn: De sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene som blir tilveiebrakt ved foreliggende oppfinnelse er hensiktsmessige for ikke-perforerende bore- og kompletteringsoperasjoner ved offshore olje- og gassboring, i tillegg er komponentene som er valgt for bore- og kompletteringsfluidene all miljøvennlige, kjemiske midler som ikke bare optimaliserer egenskapene til bore- og kompletteringsfluidene men som også oppnår effektene med å beskytte reservoaret og miljøet. Eksperimenter viste at de sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene ifølge foreliggende oppfinnelse har en EC50-verdi på ≥ 6,0 x 10<5>mg/l, fortrinnsvis ≥ 6,5 x 10<5>mg/l, og en gjenvinningsverdi for fjellpermeabilitet på ≥ 90,5 %, fortrinnsvis 93,0 %. I reservoartesten i Bohai-havet ved en brønndybde på 3502 meter til 3913 meter hadde de sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene en tetthet på 1,05 g/cm<3>– 1,10 g/cm<3>. Brønnen ble utsatt for en DST der en struper med en diameter på 8 med mer ble benyttet til blow-out, og vi oppnådde produktiviteten: daglig råoljekapasitet på ≥ 150 m<3>, fortrinnsvis ≥ 160 m<3>, naturgass ≥ 13000 m<3>, fortrinnsvis ≥ 14500 m<3>. Slik var produksjonseffekten uovertruffen.

Utførelse av oppfinnelsen

De følgende eksemplene ble benyttet for å forklare foreliggende oppfinnelse i detalj uten at dette er ment å skulle begrense oppfinnelsen på noen måte.

Eksempel 1:

250 m<3>med rent sjøvann klargjort ved filtrering gjennom et sjøvannsfilter med en porekjernestørrelse på 5 μm ble injisert inn i produksjonstanken med en elektrisk rører, og etter at tilsetningen av rent sjøvann var ferdig ble den elektriske røreren skrudd på, og mens det ble rørt, med en blandetrakt utstyrt med en hydraulisk jetpumpe, ble 15 tonn natriumformat som utvaskingshemmer (som også virker som vektemiddel), 12,5 tonn hvit olje som bore- og kompletteringsfluidsmøremiddel, 15 tonn med modifisert polymeralkohol PGP-5 som det reservoarbeskyttende middelet, 2,5 tonn trietanolamin fosfatdihydro-fosfat som preserveringsmiddelet, 2,5 tonn natriumhydroksid som det pH-regulerende middelet, 250 kilogram dimetylsilikonolje som skumdempemiddel for bore- og kompletteringsfluidene og 5 tonn polyanionisk cellulose (PAC) som det saltresistente og viskositetsøkende filtratreduksjonsmidlet ble tilsatt i sekvens. Etter at alle råmaterialene var tilsatt ble røringen fortsatt i ikke mindre enn fire timer for fullstendig og jevnt løse opp råmaterialene for å gi det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet. Nevnte sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluid ble benyttet i en 30A-1-brønn i en region i Shengli-oljefeltet i Bohai-havet, og de spesifikke resultatene er vist i tabell 1 nedenfor.

Eksempel 2:

200 m<3>rent sjøvann klargjort ved filtrering gjennom et sjøvannsfilter med en filterkjerneporestørrelse på 3 μm ble injisert inn i produksjonstanken med en elektrisk rører, og etter at tilsetningen av rent sjøvann var ferdig ble den elektriske røreren skrudd på. Og under omrøring, med en blandetrakt utstyrt med en hydraulisk jetpumpe, så ble 30 tonn natriumformat som utvaskingshemmeren (som også virker som vektemiddelet), 10 tonn med hvit olje som bore- og kompletteringsfluidsmøremiddelet, 12 tonn modifisert polymeralkohol PGP-5 som det reservoarbeskyttende middelet, 2 tonn med trietanolamin fosfatdihydro-fosfat som preserveringsmiddelet, 2 tonn med natriumhydroksid som det pH-regulerende middelet, 200 kg skumdempemiddel 7501 for bore- og kompletteringsfluider og 4 tonn med hydroksyetylcellulose (HEC) XT-20 som det saltresistente og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddelet tilsatt i sekvens. Etter at alle råmaterialene var tilsatt ble røringen fortsatt i ikke mindre enn fire timer for fullstendig og jevnt løse opp råmaterialene for å gi det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet. Nevnte sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluid ble benyttet i en 30A-1-brønn i en region i Shengli-oljefeltet i Bohai-havet, og de spesifikke resultatene er vist i tabell 1 nedenfor.

Bore- og kompletteringsfluidene ifølge foreliggende oppfinnelse ble benyttet på feltene i en region i Shengli-oljefeltet i Bohai-havet, og de spesifikke resultatene er vist i tabell 1 nedenfor.

Tabell 1

Arbeidsprosedyrer for sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluider

1. Før operasjoner blir boreredskapene kjørt ned i bunnen av brønnen for skylling av den indre veggen av foringsrøret og den indre veggen av ”ground loop pipeline” med sirkulert vann.

2. Etter grundig vask av sirkulasjonstanken blir det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet ifølge eksempel 1 eller eksempel 2 injisert inn i brønnen og sirkulasjonstanken med en slampumpe, og uten å gå gjennom vibrasjonssikt, sirkulerer gjennom hele brønnen inntil alle tilsetningsstoffer er løst, og går deretter gjennom en 80-mesh (porestørrelse på 0,18 med mer) vibrasjonssikten inntil vibrasjonssiktstekstilet ikke er tilklint.

3. Under innboring bør vedlikeholdsbehandlingen bli utført i en gelvæsketank ved formulering av bore- og kompletteringsfluidene ifølge formuleringene i eksempel 1 eller eksempel 2.

4. Etter sluttført boring blir boret trukket ut og kjørt i hullet på en kort distanse. Når boret kjøres i hullet til bunnen blir en vibrerende sikt med et 150-mesk (porestørrelse på 0,102 med mer) sikttekstil benyttet for fullstendig sirkulasjon av bore- og kompletteringsfluidene. Operasjonsprosedyrene for opptrekk av boret fra hullet og innsetting av sikten bør ikke bli utført før det ikke lenger returneres steinavfall fra den vibrerende sikten.

Claims

PATENTKRAV

1. Sjøvannsbasert, partikkelfritt, miljøvennlig bore- og kompletteringsfluid,

k a r a k t e r i s e r t v e d at det inneholder de følgende komponentene:

a) rent sjøvann,

b) et saltresistent og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddel, hvor den tilsatte mengden, basert på en vekt/volum-prosent, er 2 % - 6,5 %,

c) en utvaskingshemmer, hvor den tilsatte mengden, basert på vekt/volumprosent, er 2 % - 15,5 %,

d) et bore- og kompletteringsfluidsmøremiddel, hvor den tilsatte mengden, basert på vekt/volum-prosent, er 3 % - 8 %,

e) et reservoarbeskyttende middel, hvor den tilsatte mengden, basert på vekt/volum-prosent, er 2 % - 8 %,

f) et bore- og kompletteringsfluidpreserveringsmiddel, hvor den tilsatte mengden, basert på vekt/volum-prosent, er 1 % - 5 %.

g) en pH-regulator, hvor den tilsatte mengden, basert på vekt/volum-prosent, er 0,5 % - 3 %, og

h) et bore- og kompletteringsfluidskumdempemiddel, hvor den tilsatte mengden, basert på vekt/volum-prosent, er 0,1 % - 2 %,

hvori

det rene sjøvannet i a) er det rene sjøvannet som er oppnådd ved filtrering gjennom et sjøvannsfilter med en filterkjerneporestørrelse på ≤ 5 μm,

det saltresistente og viskositetsøkende filtratreduksjonsmiddelet i b) er minst ett som er valgt fra hydroksyetylcellulose (HEC), xantangummi (XC), natriumkarboksymetylcellulose (CMC) og polyanionisk cellulose (PAC),

utvaskingshemmeren i c) er minst én som fortrinnsvis er valgt fra vannløselige formater, polyakrylamidkalium (K-PAM), polymeralkohol-antiutvaskingsmidler, organisk silikon og kaliumklorid,

bore- og kompletteringsfluidsmøremiddelet i d) er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra hvit olje, silikonolje og polymeralkohol-smøremidler,

det reservoarbeskyttende middelet i e) er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra reservoarbeskyttende midler av modifiserte polymeralkoholer og trimetylpropenylammoniumklorid,

bore- og kompletteringsfluidpreserveringsmiddelet i f) er minst ett valgt fra 2-alkyl-N-hydroksyetyl-N-hydroksypropyl-sulfoimidazolin, trietanolaminfosfatdihydrofosfat og molybdatkomplekskorrosjonshemmere,

pH-regulatoren i g) er minst én som fortrinnsvis er valgt fra kaliumhydroksid (KOH), natriumhydroksid (NaOH), natriumkarbonat (Na2CO3),

bore- og kompletteringsfluidskumdempemiddelet i h) er minst ett som fortrinnsvis er valgt fra glyserinpolyeter, emulgert silikonolje, dimetylsilikonolje og skumdemper 7501.

2. Sjøvannsbasert, partikkelfritt, miljøvennlig bore- og kompletteringsfluid ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d at filterkjerneporestørrelsen er ≤ 3 μm.

3. Sjøvannsbasert, partikkelfritt, miljøvennlig bore- og kompletteringsfluid ifølge krav 1 eller 2,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den tilsatte mengden av komponent e), basert på vekt/volum-prosent, er 3 % - 7 %.

4. Sjøvannsbasert, partikkelfritt, miljøvennlig bore- og kompletteringsfluid ifølge krav 1, 2 eller 3,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den tilsatte mengden av komponent h, basert på vekt/volum-prosent, er 0,1 % - 1 %.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet ifølge krav 1-4,

k a r a k t e r i s e r t v e d at fremgangsmåten omfatter trinnene:

dispergering av komponentene b), c), d), e), f), g), h), ved en temperatur på -5 ºC -50 ºC, jevnt i rent sjøvann a), og å fortsette å røre i en viss tidsperiode, for å oppnå de sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidene.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,

k a r a k t e r i s e r t v e d at dispergering av komponentene b), c), d), e), f), g), h) skjer ved romtemperatur.

7. Anvendelse av det sjøvannsbaserte, partikkelfrie, miljøvennlige bore- og kompletteringsfluidet ifølge krav 1-4 på området for bore- og

kompletteringsoperasjoner.