NO346916B1 - Borehole fluids used with oil swellable elements - Google Patents
Borehole fluids used with oil swellable elements Download PDFInfo
- Publication number
- NO346916B1 NO346916B1 NO20141016A NO20141016A NO346916B1 NO 346916 B1 NO346916 B1 NO 346916B1 NO 20141016 A NO20141016 A NO 20141016A NO 20141016 A NO20141016 A NO 20141016A NO 346916 B1 NO346916 B1 NO 346916B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fluid
- borehole
- oily
- oil
- swellable
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 252
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 76
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- -1 alkyl diamide Chemical compound 0.000 claims description 37
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 30
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 23
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 23
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 19
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 18
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 13
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 8
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 8
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L strontium sulfate Chemical compound [Sr+2].[O-]S([O-])(=O)=O UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims description 3
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010450 olivine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021646 siderite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 claims 2
- ZWXOQTHCXRZUJP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);manganese(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Mn+2].[Mn+3].[Mn+3] ZWXOQTHCXRZUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 36
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 19
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 12
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 6
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 6
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical class C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-Methylstyrene Chemical compound CC1=CC=C(C=C)C=C1 JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N octadecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 2
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CUVLMZNMSPJDON-UHFFFAOYSA-N 1-(1-butoxypropan-2-yloxy)propan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)OCC(C)O CUVLMZNMSPJDON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)CO CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoyloxyethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOC(=O)C=C KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCAHUFWKIQLBNB-UHFFFAOYSA-N 3-(3-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COCCCOCCCO QCAHUFWKIQLBNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 101100004297 Caenorhabditis elegans bet-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002535 acidifier Substances 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Chemical class [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920005557 bromobutyl Polymers 0.000 description 1
- YFRNYWVKHCQRPE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enoic acid Chemical compound C=CC=C.OC(=O)C=C YFRNYWVKHCQRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001622 calcium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L calcium dibromide Chemical compound [Ca+2].[Br-].[Br-] WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920005556 chlorobutyl Polymers 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010696 ester oil Substances 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005560 fluorosilicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- RPOCFUQMSVZQLH-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dione;2-methylprop-1-ene Chemical compound CC(C)=C.O=C1OC(=O)C=C1 RPOCFUQMSVZQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 229920005555 halobutyl Polymers 0.000 description 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 229910001623 magnesium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L magnesium bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].[Br-] OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000005375 organosiloxane group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000636 poly(norbornene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 1
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 229940032147 starch Drugs 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- ROWWCTUMLAVVQB-UHFFFAOYSA-N triethoxysilylmethanamine Chemical compound CCO[Si](CN)(OCC)OCC ROWWCTUMLAVVQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WILBTFWIBAOWLN-UHFFFAOYSA-N triethyl(triethylsilyloxy)silane Chemical compound CC[Si](CC)(CC)O[Si](CC)(CC)CC WILBTFWIBAOWLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMCRETWEZLOFQT-UHFFFAOYSA-M trimethyl(3-triethoxysilylpropyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCO[Si](OCC)(OCC)CCC[N+](C)(C)C JMCRETWEZLOFQT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N vinylsilane Chemical compound [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/426—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells for plugging
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/035—Organic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
Description
BOREHULLSFLUIDER ANVENDT MED OLJESVELLBARE ELEMENTER BOREHOLE FLUIDS USED WITH OIL-SOLVABLE ELEMENTS
BAKGRUNN BACKGROUND
Under komplettering av brønner i jordformasjoner anvendes generelt ulike fluider i brønnen av en rekke årsaker. Alminnelige anvendelser for borehullsfluider innbefatter: smøring og kjøling av borkronens skjæroverflater under generelle boreoperasjoner eller boring i en jordoljeholdig målformasjon, suspendering av løsnede formasjonsstykker og transport av dem til overflaten, kontroll av formasjonsfluidtrykket med henblikk på å unngå blow-out, opprettholdelse av brønnstabilitet og minimering av fluidtap inn i formasjonen gjennom hvilken brønnen bores, frakturering av formasjonen i brønnens nærhet, fortrengning av fluidet i brønnen med et annet fluid, rengjøring av brønnen, testing av brønnen, formidling av hydraulisk hestekraft til borkronen, anbringelse av en packer, brønnplugging eller forberedelse av brønnen med henblikk på plugging, og på annen måte behandling av brønnen eller formasjonen. During the completion of wells in soil formations, different fluids are generally used in the well for a number of reasons. Common applications for downhole fluids include: lubrication and cooling of bit cutting surfaces during general drilling operations or drilling in an oil-bearing target formation, suspending loosened formation pieces and transporting them to the surface, controlling formation fluid pressure to avoid blow-out, maintaining well stability and minimizing of fluid loss into the formation through which the well is being drilled, fracturing of the formation in the vicinity of the well, displacing the fluid in the well with another fluid, cleaning the well, testing the well, imparting hydraulic horsepower to the bit, placing a packer, plugging or preparing the well of the well for the purpose of plugging, and otherwise treating the well or formation.
Borehullsfluider eller mud kan innbefatte et basefluid, som i alminnelighet er vann, diesel eller mineralolje, eller en syntetisk forbindelse. Vektmaterialer (oftest anvendes bariumsulfat eller barytt) kan tilsettes for å øke densitet, og leirer, slik som bentonitt, kan tilsettes for å understøtte fjerning av borekaks fra brønnen og for å tildanne en filterkake på hullets vegger. Borehole fluids or mud may include a base fluid, which is generally water, diesel or mineral oil, or a synthetic compound. Weight materials (barium sulphate or barite are most often used) can be added to increase density, and clays, such as bentonite, can be added to support the removal of cuttings from the well and to form a filter cake on the walls of the hole.
Borehullsfluider bidrar også til borehullets stabilitet, og kontrollerer strømmen av gass, olje eller vann fra porene i formasjonen for å forhindre for eksempel strømmen, eller i uønskede tilfeller blow-out av formasjonsfluider eller kollaps i jordformasjoner satt under press. Fluidsøylen i hullet utøver et hydrostatisk trykk som er proporsjonalt med hullets dybde og fluidets densitet. Høytrykksformasjoner kan kreve et fluid med en densitet så høy som cirka 10 pund per gallon (ppg), og kan i noen tilfeller være så høy som 21 eller 22 ppg. Borehole fluids also contribute to the stability of the borehole, and control the flow of gas, oil or water from the pores in the formation to prevent, for example, the flow, or in undesirable cases blow-out of formation fluids or collapse in earth formations put under pressure. The fluid column in the hole exerts a hydrostatic pressure that is proportional to the depth of the hole and the density of the fluid. High pressure formations may require a fluid with a density as high as approximately 10 pounds per gallon (ppg), and in some cases may be as high as 21 or 22 ppg.
Oljebaserte mud (OBM-er) har blitt anvendt på grunn av deres fleksibilitet med hensyn til å oppfylle egenskaper relatert til densitet, inhibering, friksjonsreduksjon og reologi som ønskes i borehullsfluider. Boreindustrien har anvendt vannbaserte mud (WBM-er) fordi de er rimelige. Det anvendte mud og borekaks fra brønner boret med WBM-er, kan enkelt bortskaffes på stedet ved de fleste onshore-plasseringer. WBM-er og borekaks kan også slippes ut fra plattformer i mange amerikanske farvann offshore så lenge gjeldende retningslinjer for utslippsbegrensninger, utslippsstandarder og andre tillatte grenser overholdes. Oil-based muds (OBMs) have been used because of their flexibility in meeting properties related to density, inhibition, friction reduction and rheology desired in downhole fluids. The drilling industry has adopted water-based muds (WBMs) because they are inexpensive. The spent mud and cuttings from wells drilled with WBMs can be easily disposed of on site at most onshore locations. WBMs and drilling cuttings may also be discharged from platforms in many U.S. waters offshore as long as applicable discharge limitation guidelines, discharge standards and other permissible limits are met.
En spesifikk kategori av borehulls- eller kompletteringsfluider innbefatter ringromsfluider eller packerfluider, som pumpes inn i ringformede åpninger rom i et borehull, slik som for eksempel (1) mellom en borehullsvegg og én eller flere fôringsrørstrenger som strekker seg inn i et borehull, eller (2) mellom tilstøtende, konsentriske rørstrenger som strekker seg inn i et borehull, eller (3) i ett eller begge av et A- eller B-ringrom i et borehull som omfatter i det minste et A- og B-ringrom med én eller flere indre rørstrenger som strekker seg inn i borehullet, hvilke kan løpe parallelt med eller nominelt parallelt med hverandre og kan eller kan ikke være konsentriske eller nominelt konsentriske med den ytre fôringsrørstreng, eller (4) i ett eller flere av et A-, B- eller C-ringrom i et borehull som omfatter i det minste et A-, B- og C-ringrom med én eller flere indre rørstrenger som strekker seg inn i borehullet, hvilke kan løpe parallelt eller nominelt parallelt med hverandre og kan eller kan ikke være konsentriske eller nominelt konsentriske med den ytre fôringsrørstreng. Ytterligere alternativt kan den ene eller flere rørstrenger ganske enkelt kjøres gjennom en kanal eller ett eller flere ytre rør for å forbinde ett eller flere borehull med et annet borehull eller for å føre fra ett eller flere borehull til et sentralisert samle- eller prosesseringssenter; og ringromsfluidet kan ha blitt anbrakt inne i kanalen eller røret/rørene, men utvendig i forhold til det ene eller de flere rørstrenger deri. A specific category of wellbore or completion fluids includes annulus fluids or packer fluids, which are pumped into annular aperture spaces in a wellbore, such as, for example (1) between a wellbore wall and one or more casing strings extending into a wellbore, or (2) ) between adjacent concentric tubing strings extending into a borehole, or (3) in one or both of an A or B annulus in a borehole comprising at least an A and B annulus with one or more internal tubing strings extending into the borehole, which may run parallel or nominally parallel to each other and may or may not be concentric or nominally concentric with the outer casing string, or (4) in one or more of an A, B or C -an annulus in a borehole comprising at least an A, B and C annulus with one or more inner pipe strings extending into the borehole, which may run parallel or nominally parallel to each other and may or may not be concentric or nominally concentric with the outer casing string. Further alternatively, the one or more pipe strings may simply be run through a conduit or one or more outer pipes to connect one or more boreholes to another borehole or to lead from one or more boreholes to a centralized collection or processing center; and the annulus fluid may have been placed inside the channel or the pipe(s), but externally in relation to the one or more pipe strings therein.
Slike packerfluider tjener først og fremst til å beskytte fôringsrøret, men tjener også til å tilveiebringe hydrostatisk trykk for å utjevne trykk i forhold til formasjonen, for å senke trykk over tetningselementer eller packere; eller til å begrense differensialtrykk som virker på borehullet, fôringsrøret og produksjonsrørsystemet for å forhindre kollaps av borehullet, og/eller bistå kontroll av en brønn i tilfelle av en lekkasje i produksjonsrørsystemet eller når packeren ikke lenger tilveiebringer en tetning eller har blitt åpnet. Selv om packerfluider kan formuleres med tilstrekkelig densitet til å oppfylle slike funksjoner, unngås i packerfluider konvensjonelt faste vektmaterialer som ofte anvendes i andre borehullsfluider på grunn av bekymringene for fast setning, især fordi packerfluider ofte forblir i ringrommet i lange tidsperioder uten sirkulasjon. Videre, i tillegg til å tjene de ovennevnte konvensjonelle funksjoner, kan fluidet, for packerelementer som aktiveres av packerfluidet eller ringromsfluidet, også formuleres med hensyn til slike ytterligere betraktninger. Such packer fluids serve primarily to protect the casing, but also serve to provide hydrostatic pressure to equalize pressure relative to the formation, to depressurize sealing elements or packers; or to limit differential pressure acting on the wellbore, casing and production tubing to prevent wellbore collapse, and/or assist control of a well in the event of a leak in the production tubing or when the packer no longer provides a seal or has been opened. Although packer fluids can be formulated with sufficient density to fulfill such functions, solid weight materials that are often used in other downhole fluids are conventionally avoided in packer fluids due to the concerns about settling, especially because packer fluids often remain in the annulus for long periods of time without circulation. Furthermore, in addition to serving the above conventional functions, the fluid, for packer elements activated by the packer fluid or annulus fluid, may also be formulated with respect to such additional considerations.
En annen kategori borehulls- eller kompletteringsfluider innbefatter åpent borehull-fluider til ufôrede avsnitt av brønnen. Fluidene pumpes inn i et vertikalt avsnitt eller høyvinkelavsnitt av et borehull, hvor den målproduserende formasjon eller injeksjonsformasjonen ofte forblir eksponert under produksjon eller injeksjon og/eller kan innbefatte hvilke som helst av de følgende: svellbare packere, utvendige fôringsrørpackere, perforerte linere, sandkontrollsikter eller sandsikter, hovedrør og/eller utvalgte inflowkontrollinnretninger som kan eller kan ikke innbefatte måleinstrumenter, kontrolledninger og til og med nedsenkbare pumper. Ofte oppdages åpent borehullfluidet i det åpne borehull forut for, og fungerer for å muliggjøre, installasjon av hvilke som helst av de ovennevnte. I eksempelet med en svellbar packer/polymer(er) kan åpent borehull-fluidet tilveiebringe funksjonalitet, slik at packeren/polymeren utvides, idet det således tilveiebringes en barriere for å kontrollere trykk, bevegelse av fluider og for å øke den nedre installasjons integritet. Another category of wellbore or completion fluids includes open-hole fluids for unlined sections of the well. The fluids are pumped into a vertical section or high-angle section of a wellbore, where the target producing formation or injection formation often remains exposed during production or injection and/or may include any of the following: swellable packers, external casing packers, perforated liners, sand control screens or sand screens , mains and/or selected inflow control devices which may or may not include gauges, control lines and even submersible pumps. Often, the open hole fluid is detected in the open hole prior to, and functions to enable, the installation of any of the above. In the example of a swellable packer/polymer(s), the open hole fluid can provide functionality such that the packer/polymer expands, thus providing a barrier to control pressure, movement of fluids and to increase the integrity of the lower installation.
Følgelig er det et vedvarende behov for forbedringer i borehullsfluider, slik at de oppnår tilstrekkelig densitet og tar hensyn til andre faktorer som kan være særlig ønskelige ved anvendelse med packerelementer og/eller svellbare polymerer som anvendes i borehull og åpent borehull. Consequently, there is a continuing need for improvements in borehole fluids, so that they achieve sufficient density and take into account other factors which may be particularly desirable when used with packer elements and/or swellable polymers used in boreholes and open boreholes.
KORT BESKRIVELSE SHORT DESCRIPTION
I ett aspekt vedrører heri beskrevne utførelsesformer en fremgangsmåte for komplettering av et borehull, som innbefatter å innføre et oljeholdig borehullsfluid inn i et borehull som har en vannbasert filterkake på vegger derav; å bringe det oljeholdige borehullsfluid i kontakt med et oljesvellbart element i borehullet; og å tillate svelling av det oljesvellbare element, hvor det oljeholdige borehullsfluid er i det vesentlige fritt for ikke-assosierte surfaktanter, emulgatorer, fuktemidler eller dispergeringsmidler, og kan innbefatte et oljeaktig fluid og et vektmateriale. In one aspect, the embodiments described herein relate to a method for completing a borehole, which includes introducing an oily borehole fluid into a borehole having a water-based filter cake on walls thereof; contacting the oil-containing wellbore fluid with an oil-swellable element in the wellbore; and allowing swelling of the oil-swellable element, wherein the oily wellbore fluid is substantially free of unassociated surfactants, emulsifiers, wetting agents or dispersants, and may include an oily fluid and a weighting material.
I et annet aspekt angår heri beskrevne utførelsesformer en fremgangsmåte for aktivering av et oljesvellbart packersystem, som innbefatter å innføre i et borehull som har en vannbasert filterkake på veggene derav, et oljeholdig borehullsfluid; å bringe det oljeholdige borehullsfluid i kontakt med et oljesvellbart element i borehullet; og å tillate svelling av det oljesvellbare element, hvor det oljeholdige borehullsfluid innbefatter en oljeaktig kontinuerlig fase, hvor den oljeaktige kontinuerlige fase danner i det vesentlige alt av det oljeholdige borehullsfluids fluidfase; et alkyldiamid, og et organofilt belagt vektmateriale som har en partikkelstørrelse d90 på mindre enn cirka 20 mikroner. In another aspect, embodiments described herein relate to a method for activating an oil-swellable packer system, which includes introducing into a borehole having a water-based filter cake on the walls thereof, an oily borehole fluid; contacting the oil-containing wellbore fluid with an oil-swellable element in the wellbore; and allowing swelling of the oil-swellable element, wherein the oily wellbore fluid includes an oily continuous phase, wherein the oily continuous phase forms substantially all of the fluid phase of the oily wellbore fluid; an alkyl diamide, and an organophilic coated weight material having a particle size d90 of less than about 20 microns.
I nok et annet aspekt angår heri beskrevne utførelsesformer et borehullsfluid som innbefatter en oljeaktig kontinuerlig fase, hvor den oljeaktige kontinuerlige fase danner i det vesentlige alt av borehullsfluidets fluidfase, et alkyldiamid, og et organofilt belagt vektmateriale som har en partikkelstørrelse d90 på mindre enn cirka 20 mikroner, hvor borehullsfluidet er i det vesentlige fritt for hvilke som helst ikke-assosierte surfaktanter, dispergeringsmidler eller emulgatorer. In yet another aspect, embodiments described herein relate to a borehole fluid that includes an oily continuous phase, wherein the oily continuous phase forms substantially all of the borehole fluid's fluid phase, an alkyl diamide, and an organophilic coated weight material having a particle size d90 of less than about 20 microns, the wellbore fluid being substantially free of any unassociated surfactants, dispersants or emulsifiers.
Denne korte beskrivelse er ment å introdusere et utvalg av konsepter som beskrives ytterligere i den detaljerte beskrivelse. Det er ikke hensikten med denne korte beskrivelse å identifisere nøkkeltrekk eller essensielle trekk ved den i kravene angitte gjenstand, ei heller er det hensikten at den skal anvendes som et hjelpemiddel for å begrense omfanget av den i kravene angitte gjenstand. Andre aspekter og fordeler ifølge oppfinnelsen vil fremgå tydelig av den følgende beskrivelse og de medfølgende krav. This brief description is intended to introduce a selection of concepts which are described further in the detailed description. It is not the purpose of this brief description to identify key features or essential features of the item specified in the requirements, nor is it intended to be used as an aid to limit the scope of the item specified in the requirements. Other aspects and advantages according to the invention will appear clearly from the following description and the accompanying claims.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figur 1 er en isometrisk gjengivelse av et eksempel på et system hvori utførelsesformene av et tetningselement kan implementeres. Figure 1 is an isometric representation of an example of a system in which the embodiments of a sealing element can be implemented.
Figur 2 er et stolpediagram som viser en oljesvellbar packers totale volumøkning når den bløtlegges i ulike svellefluidformuleringer. Figure 2 is a bar graph showing an oil swellable packer's total volume increase when soaked in various swelling fluid formulations.
Figur 3 er et fotografi som viser to svellefluidformuleringers kompatibilitet med en vannbasert filterkake. Figure 3 is a photograph showing the compatibility of two swelling fluid formulations with a water-based filter cake.
Figur 4 er et stolpediagram som viser svellingen av en oljesvellbar packer når den bløtlegges i en fluidprøve sammenlignet med diesel. Figure 4 is a bar graph showing the swelling of an oil swellable packer when soaked in a fluid sample compared to diesel.
DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION
Heri beskrevne utførelsesformer angår borehullsfluider (og fremgangsmåter for anvendelse av slike borehullsfluider) til ulike kompletteringsoperasjoner. The embodiments described herein relate to borehole fluids (and methods for using such borehole fluids) for various completion operations.
Utførelsesformer ifølge den foreliggende offentliggjøring angår især borehullsfluider som anvendes til å aktivere oljesvellbare polymersammensetninger av et svellbart element til en brønn som er boret med et vannbasert borehullsfluid. De oljesvellbare elementer (og således borehullsfluider ifølge den foreliggende offentliggjøring) kan anvendes i oljesvellbare packersystemanvendelser slik som, men ikke begrenset til, komplettering av brønner, plugging eller abandonering av brønner, isolering av soner av brønnen, reservoarinndeling eller borehullssegmentering. Embodiments according to the present disclosure particularly relate to borehole fluids used to activate oil-swellable polymer compositions of a swellable element for a well that is drilled with a water-based borehole fluid. The oil-swellable elements (and thus borehole fluids according to the present disclosure) can be used in oil-swellable packer system applications such as, but not limited to, completion of wells, plugging or abandonment of wells, isolation of zones of the well, reservoir division or borehole segmentation.
Borehullsfluidene ifølge den foreliggende offentliggjøring kan således ha flere komponenter, herunder et oljeholdig basefluid, slik at det er en tilstrekkelig mengde av det fluid som er fritt til å diffundere inn i og svelle polymeren, og et vektmateriale for å gi det oljeaktige fluid mer tyngde, slik at en høyere densitet kan oppnås. Borehullsfluidene ifølge den foreliggende offentliggjøring kan også anvendes til å aktivere en svellbar polymersammensetning som har blitt plassert i borehullet som et packerelement, til gruspakking eller andre heri drøftede anvendelser. Den svellbare sammensetning kan være oljesvellbart materiale som sveller ved diffusjon av hydrokarboner inn i det oljesvellbare materiale. The wellbore fluids according to the present disclosure may thus have several components, including an oily base fluid, so that there is a sufficient amount of the fluid that is free to diffuse into and swell the polymer, and a weight material to give the oily fluid more weight, so that a higher density can be achieved. The borehole fluids of the present disclosure can also be used to activate a swellable polymer composition that has been placed in the borehole as a packer element, for gravel packing or other applications discussed herein. The swellable composition can be oil-swellable material which swells by diffusion of hydrocarbons into the oil-swellable material.
I noen utførelsesformer kan et borehull bores under anvendelse av et vannbasert borehullsfluid, hvor det vannbasert borehullsfluid filtrerer inn i formasjonen for å danne en vannbasert filterkake. Som anvendt heri er en vannbasert filterkake en filterkake som er vannvåt, og kan være dannet av et hvilket som helst vannholdig fluid, for eksempel med vann eller et vandig fluid som den største fluiddel i fluidet og/eller en hvilken som helst emulsjon som danner en vannvåt filterkake ved filtrering inn i formasjonen. I en særlig utførelsesform kan det vannbaserte borehullsfluid fortrenges av et oljeholdig borehullsfluid ifølge den foreliggende offentliggjøring, som tillates å diffundere inn i oljesvellbare materialer som er plassert nedihulls, slik som for eksempel en oljesvellbar packer, idet det bevirkes at de oljesvellbare materialer "aktiveres" eller sveller. In some embodiments, a borehole may be drilled using a water-based borehole fluid, where the water-based borehole fluid filters into the formation to form a water-based filter cake. As used herein, a water-based filter cake is a filter cake that is water-wet, and may be formed from any aqueous fluid, for example with water or an aqueous fluid as the major fluid portion of the fluid and/or any emulsion that forms a water-wet filter cake when filtering into the formation. In a particular embodiment, the water-based wellbore fluid may be displaced by an oil-containing wellbore fluid according to the present disclosure, which is allowed to diffuse into oil-swellable materials placed downhole, such as, for example, an oil-swellable packer, causing the oil-swellable materials to be "activated" or sleepers.
I en annen utførelsesform kan den oljesvellbare packer inkorporeres i en siktesammenstillingspacker til en åpent borehull-komplettering forut for produksjonen av hydrokarboner fra et borehull, for å benytte den svellbare packer til å oppnå soneisolering og til å blokkere potensiell uønsket fluidinntrengen. Slike teknikker beskrives mer detaljert i US-patentsøknad nr.2007/0151724, som det hermed henvises til, og som i sin helhet skal betraktes som værende en del av nærværende søknad. In another embodiment, the oil-swellable packer can be incorporated into a screening assembly packer for an open well completion prior to the production of hydrocarbons from a wellbore, to use the swellable packer to achieve zone isolation and to block potential unwanted fluid intrusion. Such techniques are described in more detail in US patent application no. 2007/0151724, to which reference is hereby made, and which in its entirety shall be considered as being part of the present application.
Som nevnt ovenfor kan borehullsfluidet som anvendes til å aktivere eller svelle det oljesvellbare element, være et oljeholdig fluid. I noen utførelsesformer tildannes det oljeholdige borehullsfluid utelukkende eller i det vesentlige fullt ut av et oljeaktig fluid som i det vesentlige er fritt for en vandig komponent og i det vesentlige fritt for emulgatorer eller lignende. I en annen utførelsesform er borehullsfluidets fluidfase tildannet av et oljeaktig fluid som i det vesentlige er fritt for en vandig komponent og i det vesentlige fritt for emulgatorer, men kan inneholde en viss mengde av et ikke-vandig, ikke-oljeaktig fluid. I nok en annen utførelsesform kan det oljeholdige borehullsfluid være en direkte emulsjon, hvor et oljeaktig fluid er en diskontinuerlig fase inne i en vandig eller ikkeoljeaktig kontinuerlig fase som er formulert til å være i det vesentlige fri for emulgatorer eller lignende. As mentioned above, the borehole fluid used to activate or swell the oil-swellable element can be an oily fluid. In some embodiments, the oily borehole fluid is formed exclusively or essentially entirely from an oily fluid that is essentially free of an aqueous component and essentially free of emulsifiers or the like. In another embodiment, the fluid phase of the borehole fluid is made up of an oily fluid which is essentially free of an aqueous component and essentially free of emulsifiers, but may contain a certain amount of a non-aqueous, non-oily fluid. In yet another embodiment, the oily borehole fluid may be a direct emulsion, where an oily fluid is a discontinuous phase within an aqueous or non-oily continuous phase which is formulated to be substantially free of emulsifiers or the like.
Svellbare elementer Swellable elements
Som nevnt ovenfor anvendes borehullsfluidet til å aktivere et svellbart packersystem eller andre svellbare elementer. Svellbare packersystemer innbefatter en svellbar sammensetning som kan anvendes til å fylle et rom i borehullet. Det svellbare packersystem kan bestå av den svellbare sammensetning alene, men i noen utførelsesformer innbefatter det svellbare packersystem den svellbare sammensetning anvendt som en redskapskomponent i kompletteringsoperasjoner hvor et packerelement plasseres i et produserende intervall av borehullet for å tilveiebringe ringformet isolasjon mellom et øvre og et nedre avsnitt av brønnen. Hyppig fastgjøres den svellbare sammensetning til et hovedrør, liner eller til og med fôringsrøret. Svelling av sammensetningen kan påbegynnes på et hvilket som helst tidspunkt, men i noen utførelsesformer sveller sammensetningen i det minste etter at utstyret er installert i brønnen. As mentioned above, the borehole fluid is used to activate a swellable packer system or other swellable elements. Swellable packer systems include a swellable composition that can be used to fill a space in the borehole. The swellable packer system may consist of the swellable composition alone, but in some embodiments the swellable packer system includes the swellable composition used as a tooling component in completion operations where a packer element is placed in a producing interval of the wellbore to provide annular isolation between an upper and a lower section of the well. Often the swellable composition is attached to a main pipe, liner or even the feed pipe. Swelling of the composition may be initiated at any time, but in some embodiments, the composition swells at least after the equipment is installed in the well.
Videre er svellbare sammensetninger slike som, når de utsettes for et eller flere bestemte stoffer, slik som vann eller hydrokarboner, sveller eller utvider seg til en størrelse som er større enn elementets størrelse før svelling. Borehullsfluidets basefluid som anvendes i forbindelse med de svellbare sammensetninger, absorberes inn i den svellbare packer ved hjelp av diffusjon. Gjennom molekylenes tilfeldige termale bevegelse i væsken, diffunderer fluidet inn i packeren. Når packeren er viklet om et rørelements ytre omkrets, er resultatet av svellingen en økning i den svellbare packers fremstilte utvendige diameter. Fluidet kan fortsette å diffundere inn i packeren, idet det bevirkes at packerelementet sveller, slik at det når fôringsrørets innvendige diameter eller brønnens åpne borehull, og vil fortsette å svelle helt til de indre spenninger inne i packermaterialet når likevekt. Det vil si at svelletrykket øker helt til diffusjon ikke lenger kan finne sted. Det svellbare element kan især svelle i det minste tilstrekkelig til at det svellbare element skaper en tetning i ringrommet, slik som en differensialt tettende ringformet barriere som skapes mellom øvre og nedre avsnitt av brønnen. Valgfritt kan den svellbare packer anvendes til å skape en barriere mellom designerte avsnitt av et åpent borehull for å tillate selektiv isolering under komplettering eller etter komplettering. I utførelsesformer kan det svellbare elements tykkelse svelle i det minste 5%, i det minste 10%, i det minste 15%, i det minste 20%, i det minste 25%, eller i det minste 50%. Ofte kan det svellbare element begrenses til å utvide seg kun i en radial retning, men i andre utførelsesformer kan det utvide seg både radialt og aksialt. Furthermore, swellable compositions are those which, when exposed to one or more particular substances, such as water or hydrocarbons, swell or expand to a size greater than the size of the element before swelling. The borehole fluid's base fluid, which is used in connection with the swellable compositions, is absorbed into the swellable packer by means of diffusion. Through the random thermal movement of the molecules in the liquid, the fluid diffuses into the packer. When the packer is wrapped around a pipe member's outer circumference, the result of the swelling is an increase in the swellable packer's manufactured outside diameter. The fluid can continue to diffuse into the packer, causing the packer element to swell, so that it reaches the inside diameter of the casing or the well's open bore, and will continue to swell until the internal stresses within the packer material reach equilibrium. That is, the swelling pressure increases until diffusion can no longer take place. In particular, the swellable element can swell at least sufficiently for the swellable element to create a seal in the annulus, such as a differentially sealing annular barrier that is created between the upper and lower sections of the well. Optionally, the swellable packer can be used to create a barrier between designated sections of an open borehole to allow selective isolation during completion or after completion. In embodiments, the swellable element thickness may swell at least 5%, at least 10%, at least 15%, at least 20%, at least 25%, or at least 50%. Often the swellable element can be limited to expand only in a radial direction, but in other embodiments it can expand both radially and axially.
Andre utførelsesformer kan innbefatte et svellbart element i en broplugg, som er et redskap som kan plasseres og settes i et borehull for å isolere en nedre del av borehullet fra en øvre del av borehullet. Other embodiments may include an inflatable element in a bridge plug, which is a tool that can be positioned and inserted into a borehole to isolate a lower part of the borehole from an upper part of the borehole.
Ifølge en fremgangsmåte for anvendelse kan en svellbar packer eller annet element, slik som en broplugg, plasseres i et avsnitt av et borehull som har blitt boret, i utførelsesformer, med et vannbasert fluid, slik at en vannbasert filterkake forblir på borehullsvegger. Mer en ett svellbart element kan naturligvis plasseres i borehullet. En kombinasjon av svellbare packere og/eller broplugger kan også plasseres i avsnitt av et borehull. Et svellefluid innføres deretter direkte inn i selve ringrommet, eller innføres inn i ringrommet via rørstrengen eller fôringsrøret. Svellefluidet kan tillates å komme i kontakt med packerens eller bropluggens svellbare element, hvilket bevirker at det svellbare element begynner å svelle. Svellefluidet kan tillates å forbli i kontakt med det svellbare element i en tid som er tilstrekkelig til at det svellbare element sveller og utvider seg til en størrelse som er tilstrekkelig for å tette ringrommet. According to one method of application, a swellable packer or other element, such as a bridge plug, can be placed in a section of a borehole that has been drilled, in embodiments, with a water-based fluid, so that a water-based filter cake remains on borehole walls. More than one swellable element can of course be placed in the borehole. A combination of swellable packers and/or bridge plugs can also be placed in sections of a borehole. A swelling fluid is then introduced directly into the annulus itself, or introduced into the annulus via the pipe string or the feed pipe. The swelling fluid may be allowed to contact the packer's or bridge plug's swellable element, causing the swellable element to begin to swell. The swelling fluid may be allowed to remain in contact with the swellable element for a time sufficient for the swellable element to swell and expand to a size sufficient to seal the annulus.
Svellbare sammensetninger som anvendes i fremgangsmåtene ifølge den foreliggende offentliggjøring, kan være tildannet av ulike materialer som i tilstrekkelig grad sveller eller utvider seg i nærvær av hydrokarboner. Illustrative svellbare materialer kan være naturlige gummier, nitrilgummier, hydrogenert nitrilgummi, etylen-propylen-kopolymergummi, etylen-propylen-dien-terpolymergummi, butylgummi, halogenisert butylgummi, bromert butylgummi, klorert butylgummi, klorert polyetylen, stivelse-polyakrylatsyre-podet kopolymer, polyvinylalkohol-syklisk syreanhydrid-podet kopolymer, isobutylenmaleinsyreanhydrid, polyakrylater, akrylatbutadiengummi, vinylacetatakrylatkopolymer, polyetylenoksidpolymerer, karboksymetylcellulosetypepolymerer, stivelse-polyakrylonitril-podede kopolymerer, styren, styren-butadiengummi, polyetylen, polypropylen, etylen-propylenkomonomergummi, etylenpropylendienmonomergummi, etylenvinylacetatgummi, hydrert akrylonitril-butadiengummi, akrylonitrilbutadiengummi, isoprengummi, neoprengummier, sulfonerte polyetylener, etylenakrylat, epiklorhydrinetylenoksidkopolymerer, etylen-propylengummier, etylen-propylendienterpolymergummier, etylenvinylacetatkopolymer, akrylamider, akrylonitrilbutadiengummier, polyestere, polyvinylklorider, hydrogenerte akrylonitrilbutadiengummier, fluorgummier, fluorsilikongummier, silikongummier, poly-2,2,1-bisykloheptener (polynorbornen), alkylstyrener eller kloroprengummi. Selv om den spesifikke kjemi ikke er begrensende for de foreliggende fremgangsmåter, kan oljesvellende polymersammensetninger også innbefatte oljesvellbare elastomerer. Swellable compositions used in the methods of the present disclosure may be formed from various materials which sufficiently swell or expand in the presence of hydrocarbons. Illustrative swellable materials may be natural rubbers, nitrile rubbers, hydrogenated nitrile rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, brominated butyl rubber, chlorinated butyl rubber, chlorinated polyethylene, starch-polyacrylic acid graft copolymer, polyvinyl alcohol- cyclic acid anhydride graft copolymer, isobutylene maleic anhydride, polyacrylates, acrylate butadiene rubber, vinyl acetate acrylate copolymer, polyethylene oxide polymers, carboxymethyl cellulose type polymers, starch-polyacrylonitrile graft copolymers, styrene, styrene butadiene rubber, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene comonomer rubber, ethylene propylene diene monomer rubber, ethylene vinyl acetate rubber, hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, isoprene rubbers, neoprene rubbers, sulphonated polyethylenes, ethylene acrylate, epichlorohydrin ethylene oxide copolymers, ethylene-propylene rubbers, ethylene-propylene diene interpolymer rubbers, ethylene vinyl acetate copolymer, acrylamides, acrylonitrileb utadiene rubbers, polyesters, polyvinyl chlorides, hydrogenated acrylonitrile butadiene rubbers, fluororubbers, fluorosilicone rubbers, silicone rubbers, poly-2,2,1-bicycloheptenes (polynorbornene), alkylstyrenes or chloroprene rubbers. Although the specific chemistry is not limiting to the present methods, oil-swellable polymer compositions may also include oil-swellable elastomers.
Oljeholdige borehullsfluider Oily borehole fluids
Som nevnt ovenfor, for å aktivere det oljesvellbare element, dvs. få det svellbare element til å svelle, kan borehullsfluidet være oljeholdig. Det oljeholdige borehullsfluid kan inneholde en mengde av et oljeaktig fluid som er tilstrekkelig til å aktivere den svellbare sammensetning ved diffusjon av det oljeaktige fluid inn i det oljesvellbare materiale. Den mengde av olje som vil bevirke tilstrekkelig svelling av det svellbare element til å gå i inngrep med og tette mot den motsvarende borehullskomponent, kan variere, for eksempel med utgangspunkt i packerens størrelse, påkrevet omfang av svelling/utvidelse av elementet osv. As mentioned above, in order to activate the oil swellable element, i.e. to cause the swellable element to swell, the wellbore fluid may be oily. The oily borehole fluid may contain an amount of an oily fluid sufficient to activate the swellable composition by diffusion of the oily fluid into the oil-swellable material. The amount of oil that will cause sufficient swelling of the swellable element to engage and seal against the corresponding borehole component can vary, for example based on the size of the packer, required extent of swelling/expansion of the element, etc.
I noen utførelsesformer kan de oljeholdige fluider ifølge den foreliggende offentliggjøring innbefatte et oljeaktig fluid som fluidets kontinuerlige fase, hvorimot andre utførelsesformer kan anvende en direkte emulsjon der det oljeaktige fluid er en diskontinuerlig fase inne i en vandig eller ikke-oljeaktig kontinuerlig fase. In some embodiments, the oily fluids of the present disclosure may include an oily fluid as the continuous phase of the fluid, whereas other embodiments may employ a direct emulsion where the oily fluid is a discontinuous phase within an aqueous or non-oily continuous phase.
Oljeaktige fluider kan være en væske, slik som en naturlig eller syntetisk olje, og i noen utførelsesformer kan det oljeaktige fluid velges fra gruppen som innbefatter dieselolje; mineralolje; en syntetisk olje, slik som hydrogenerte og ikke-hydrogenerte olefiner, herunder polyalfaolefiner, lineære og forgrenede olefiner og lignende, polydiorganosiloksaner, siloksaner eller organosiloksaner, estere av fettsyrer, især rettkjedede, forgrenede og sykliske alkyletere av fettsyrer, blandinger derav og lignende forbindelser som er kjente for fagmannen; og blandinger derav. I en bestemt utførelsesform kan fluidene formuleres under anvendelse av dieselolje eller en syntetisk olje som den eksterne kontinuerlige fase. Oily fluids can be a liquid, such as a natural or synthetic oil, and in some embodiments, the oily fluid can be selected from the group including diesel oil; mineral oil; a synthetic oil, such as hydrogenated and non-hydrogenated olefins, including polyalphaolefins, linear and branched olefins and the like, polydiorganosiloxanes, siloxanes or organosiloxanes, esters of fatty acids, especially straight-chain, branched and cyclic alkylethers of fatty acids, mixtures thereof and similar compounds which are known to the person skilled in the art; and mixtures thereof. In a particular embodiment, the fluids may be formulated using diesel oil or a synthetic oil as the external continuous phase.
I en utførelsesform kan det oljeaktige fluid være til stede uten en hvilken som helst vandig eller ikke-oljeaktig fase, eller kan i det vesentlige være fritt for et vandig og/eller ikke-oljeaktig fluid (slik som de som beskrives nedenfor). Som anvendt heri kan i det vesentlige fritt for et vandig eller ikke-oljeaktig fluid, oppfattes som å bety at fluidet inneholder mindre enn 20 vol% av et vandig eller ikke-oljeaktig fluid, eller mindre enn 10 vol% eller 5 vol% i andre utførelsesformer. I andre utførelsesformer kan fluidet imidlertid inneholde et ikke-vandig, ikke-oljeaktig fluid som har delvis blandbarhet (dvs. noe, men ikke full løselighet, slik som i det minste 10-25% eller større blandbarhet) med det oljeaktige fluid i en mengde som er mer enn 20 vol%. I tillegg kan felles løsemidler, dvs. et fluid som er løselig i både vandige og oljeaktige fluider, være til stede i det oljeaktige fluid, herunder i de oljeaktige fluider som er i det minste i det vesentlige fri for et vandig eller ikke-oljeaktig fluid. Illustrative eksempler på slike felles løsemidler innbefatter for eksempel isopropanol, dietylenglykolmonoetyleter, dipropylenglykolmonometyleter, tripropylenbutyleter, dipropylenglykolbutyleter, dietylenglykolbutyleter, butylkarbitol, dipropylenglykolmetyleter, ulike estere, slik som etyllaktat, propylenkarbonat, butylenkarbonat osv., og pyrolidoner. In one embodiment, the oily fluid may be present without any aqueous or non-oily phase, or may be substantially free of an aqueous and/or non-oily fluid (such as those described below). As used herein, substantially free of an aqueous or non-oily fluid can be understood to mean that the fluid contains less than 20 vol% of an aqueous or non-oily fluid, or less than 10 vol% or 5 vol% of other embodiments. In other embodiments, however, the fluid may contain a non-aqueous, non-oily fluid that has partial miscibility (ie, some but not full solubility, such as at least 10-25% or greater miscibility) with the oily fluid in an amount which is more than 20 vol%. In addition, co-solvents, i.e. a fluid which is soluble in both aqueous and oily fluids, may be present in the oily fluid, including in the oily fluids which are at least substantially free of an aqueous or non-oily fluid . Illustrative examples of such common solvents include, for example, isopropanol, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene butyl ether, dipropylene glycol butyl ether, diethylene glycol butyl ether, butyl carbitol, dipropylene glycol methyl ether, various esters, such as ethyl lactate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc., and pyrrolidones.
Når formulert uten eller i det vesentlig fritt for en vandig eller ikke-oljeaktig fase (eller til og med hvis det inneholder et ikke-vandig, ikke-oljeaktig fluid som er delvis blandbart med et oljeaktig fluid), kan fluidet også være fritt for eller i det vesentlige fritt for eventuelle ikke-assosierte surfaktanter, fuktemidler, dispergeringsmidler eller emulgatorer, dvs. hvilke som helst amfifile forbindelser som innehar både hydrofile og hydrofobe grupper i molekylet. Som anvendt heri viser "ikke-assosierte" til molekyler som ikke er kjemisk bundet til eller ellers kjemisk eller fysisk assosiert med en annen art (slik som et fast vektmateriale). Etter en slik definisjon vil et dispergeringsmiddel eller fuktemiddel som tilveiebringes som et belegg på vektmateriale, betraktes som å være assosiert, ikke ikke-assosiert. Som anvendt heri betyr i det vesentlige fri for en ikkeassosiert surfaktant, fuktemiddel, dispergeringsmiddel eller emulgator, mindre enn en mengde som ville generere en omvendt emulsjon for en hvilken som helst mengde av et vandig eller ikke-oljeaktig fluid til stede i fluidet. Slike mengder kan for eksempel være mindre enn 5 pund per barrel (ppb) eller mindre enn 4 ppb, 3 ppb, 2 ppb eller 1 ppb, i andre utførelsesformer. Således kan et fuktemiddel eller dispergeringsmiddel tilveiebringes for å belegge et fast vektmateriale, men mengden som tilsettes ville ikke være så stor at en omvendt emulsjon kunne dannes med et hvilket som helst overskudd av fuktemiddel eller dispergeringsmiddel. Et slikt overskudd kan være mindre enn 5 ppb, 4 ppb, 3 ppb, 2 ppb eller 1 ppb i ulike utførelsesformer. When formulated without or substantially free of an aqueous or non-oily phase (or even if it contains a non-aqueous, non-oily fluid that is partially miscible with an oily fluid), the fluid may also be free of or substantially free of any non-associated surfactants, wetting agents, dispersants or emulsifiers, i.e. any amphiphilic compounds containing both hydrophilic and hydrophobic groups in the molecule. As used herein, "non-associated" refers to molecules that are not chemically bound to or otherwise chemically or physically associated with another species (such as a solid weight material). Under such a definition, a dispersant or wetting agent provided as a coating on weight material would be considered to be associated, not non-associated. As used herein, substantially free of an unassociated surfactant, wetting agent, dispersing agent or emulsifier means less than an amount that would generate an inverse emulsion for any amount of an aqueous or non-oily fluid present in the fluid. Such amounts may be, for example, less than 5 pounds per barrel (ppb) or less than 4 ppb, 3 ppb, 2 ppb, or 1 ppb, in other embodiments. Thus, a wetting agent or dispersing agent may be provided to coat a solid weight material, but the amount added would not be so great that an inverted emulsion could be formed with any excess of wetting agent or dispersing agent. Such an excess may be less than 5 ppb, 4 ppb, 3 ppb, 2 ppb or 1 ppb in various embodiments.
I noen utførelsesformer kan borehullsfluidet være en direkte emulsjon som har et vandig eller ikke-oljeaktig fluid som en kontinuerlig fase, hvor det oljeaktige fluid er tilveiebrakt som en diskontinuerlig fase tilveiebrakt deri. Direkte emulsjoner kan formuleres slik at de er i det vesentlige fri for en emulgator, surfaktant, dispergeringsmiddel eller fuktemiddel, som definert ovenfor. Ikke-oljeaktige fluider som kan anvendes i de heri beskrevne utførelsesformer, kan være en væske, slik som en vandig væske. I utførelsesformer kan den ikke-oljeaktige væske velges fra gruppen som innbefatter ferskvann, havvann, en saltoppløsning inneholdende organiske og/eller uorganiske oppløste salter, væsker inneholdende vannblandbare organiske forbindelser og kombinasjoner derav. In some embodiments, the wellbore fluid may be a direct emulsion having an aqueous or non-oily fluid as a continuous phase, where the oily fluid is provided as a discontinuous phase provided therein. Direct emulsions can be formulated to be substantially free of an emulsifier, surfactant, dispersant or wetting agent, as defined above. Non-oily fluids that can be used in the embodiments described herein can be a liquid, such as an aqueous liquid. In embodiments, the non-oily liquid may be selected from the group including fresh water, seawater, a saline solution containing organic and/or inorganic dissolved salts, liquids containing water-miscible organic compounds, and combinations thereof.
Eksempelvis kan det vandige fluid formuleres med blandinger av ønskede salter i ferskvann. Slike salter kan innbefatte, men er ikke begrenset til, for eksempel alkalimetallklorider, hydroksider eller karboksylater. I ulike utførelsesformer av det heri beskrevne borehullsfluid, kan saltoppløsningen innbefatte havvann, vandige løsninger hvori saltkonsentrasjonen er mindre enn den i havvann, eller vandige løsninger hvor saltkonsentrasjonen er større enn den i havvann. Salter som kan finnes i havvann innbefatter, men er ikke begrenset til, natrium, kalsium, aluminium, magnesium, kalium, strontium og litium, salter av klorider, bromider, karbonater, jodider, klorater, bromater, formater, nitrater, oksider, fosfater, sulfater, silikater og fluorider. Salter som kan inkorporeres i en gitt saltoppløsning, innbefatter et hvilket som helst eller flere hvilke som helst av de som finnes i naturlig havvann eller hvilke som helst andre organiske eller uorganiske oppløste salter. I tillegg kan saltoppløsninger som kan anvendes i de heri drøftede borehullsfluider, være naturlige eller syntetiske, hvor syntetiske saltoppløsninger har en tendens til å ha en mye enklere konstitusjon. I én utførelsesform kan borehullsfluidets densitet også kontrolleres ved å øke saltkonsentrasjonen i saltoppløsningen (opp til metning). I en bestemt utførelsesform kan en saltoppløsning innbefatte haloid- eller karboksylatsalter av mono- eller divalente kationer av metall, slik som cesium, kalium, kalsium, sink og/eller natrium. Spesifikke eksempler på slike salter innbefatter, men er ikke begrenset til, NaCl, CaCl2, NaBr, CaBr2, ZnBr2, NaHCO2, KHCO2, KCl, NH4Cl, CsHCO2, MgCl2, MgBr2, KH3C2O2, KBr, NaH3C2O2 og kombinasjoner derav. For example, the aqueous fluid can be formulated with mixtures of desired salts in fresh water. Such salts may include, but are not limited to, for example, alkali metal chlorides, hydroxides or carboxylates. In various embodiments of the borehole fluid described herein, the salt solution may include seawater, aqueous solutions in which the salt concentration is less than that in seawater, or aqueous solutions in which the salt concentration is greater than that in seawater. Salts that may be found in seawater include, but are not limited to, sodium, calcium, aluminum, magnesium, potassium, strontium and lithium, salts of chlorides, bromides, carbonates, iodides, chlorates, bromates, formates, nitrates, oxides, phosphates, sulphates, silicates and fluorides. Salts which may be incorporated into a given salt solution include any one or more of those found in natural seawater or any other organic or inorganic dissolved salts. In addition, salt solutions that can be used in the borehole fluids discussed herein can be natural or synthetic, where synthetic salt solutions tend to have a much simpler constitution. In one embodiment, the density of the borehole fluid can also be controlled by increasing the salt concentration in the salt solution (up to saturation). In a particular embodiment, a salt solution may include halide or carboxylate salts of mono- or divalent metal cations, such as cesium, potassium, calcium, zinc and/or sodium. Specific examples of such salts include, but are not limited to, NaCl, CaCl2, NaBr, CaBr2, ZnBr2, NaHCO2, KHCO2, KCl, NH4Cl, CsHCO2, MgCl2, MgBr2, KH3C2O2, KBr, NaH3C2O2 and combinations thereof.
I utførelsesformene som anvender direkte emulsjoner, kan borehullsfluidet inneholde et oljeaktig fluid (for å svelle det oljesvellbare element) i en mengde som har en nedre grense på en hvilken som helst av 10 vol%, 20 vol%, 30 vol%, 40 vol% eller 50 vol%, og en øvre grense på en hvilken som helst av 40 vol%, 50 vol%, 60 vol%, 70 vol% eller 80 vol%, hvor en hvilken som helst lavere grense kan kombineres med en hvilken som helst øvre grense. I spesifikke utførelsesformer kan det oljeaktige fluid utgjøre 20-70 vol% av borehullsfluidet, 30-60 vol% eller 40-50 vol%, hvor resten av fluiddelen er det ikkeoljeaktige fluid. In the embodiments using direct emulsions, the wellbore fluid may contain an oily fluid (to swell the oil-swellable element) in an amount having a lower limit of any of 10 vol%, 20 vol%, 30 vol%, 40 vol% or 50 vol%, and an upper limit of any of 40 vol%, 50 vol%, 60 vol%, 70 vol% or 80 vol%, where any lower limit may be combined with any upper limit. In specific embodiments, the oily fluid may constitute 20-70 vol% of the borehole fluid, 30-60 vol% or 40-50 vol%, where the rest of the fluid part is the non-oily fluid.
Faste vektmaterialer Fixed weight materials
Fluidets densitet kan økes ved å inkorporere et fast vektmateriale. Faste vektmaterialer som anvendes i noen av de heri beskrevne utførelsesformer, kan innbefatte en rekke uorganiske forbindelser som er velkjente for fagfolk. I noen utførelsesformer kan vektmaterialet velges fra ett eller flere av materialene som innbefatter for eksempel bariumsulfat (barytt), kalsiumkarbonat (kalsitt eller aragonitt), dolomitt, ilmenitt, hematitt eller andre jernmalmer, olivin, sideritt, manganoksid og strontiumsulfat. I en bestemt utførelsesform kan kalsiumkarbonat eller et annet syreløselig vektmateriale anvendes. The density of the fluid can be increased by incorporating a solid weight material. Solid weight materials used in any of the embodiments described herein may include a variety of inorganic compounds well known to those skilled in the art. In some embodiments, the weight material may be selected from one or more of the materials including, for example, barium sulfate (baryte), calcium carbonate (calcite or aragonite), dolomite, ilmenite, hematite or other iron ores, olivine, siderite, manganese oxide, and strontium sulfate. In a particular embodiment, calcium carbonate or another acid-soluble weight material can be used.
Fagmannen vil innse at valg av et bestemt materiale i stor grad kan avhenge av materialets densitet, da den laveste borehullsfluidviskositet generelt oppnås ved en hvilken som helst bestemt densitet ved å anvende partiklene med høyest densitet. I noen utførelsesformer kan vektmaterialet utgjøres av partikler som er sammensatt av et materiale med egenvekt på i det minste 2,3; i det minste 2,4 i andre utførelsesformer; i det minste 2,5 i andre utførelsesformer; i det minste 2,6 i andre utførelsesformer; og i det minste 2,68 i atter andre utførelsesformer. Vektmaterialer med høyere densitet kan også anvendes, som har en egenvekt på cirka 4,2, 4,4 eller til og med så høyt som 5,2. Those skilled in the art will recognize that the choice of a particular material may depend to a large extent on the density of the material, as the lowest borehole fluid viscosity is generally achieved at any particular density by using the particles with the highest density. In some embodiments, the weight material can be made up of particles that are composed of a material with a specific gravity of at least 2.3; at least 2.4 in other embodiments; at least 2.5 in other embodiments; at least 2.6 in other embodiments; and at least 2.68 in still other embodiments. Higher density weight materials can also be used, having a specific gravity of approximately 4.2, 4.4 or even as high as 5.2.
Eksempelvis kan et vektmateriale dannet av partikler som har en egenvekt på i det minste 2,68, tillate borehullsfluider å bli formulert for å dekke de fleste densitetsbehov, men likevel ha en partikkelvolumfraksjon som er lav nok til at fluidet er pumpbart. Andre hensyn kan imidlertid ha innvirkning på valg av produkt, slik som kostnad, tilgjengelighet lokalt, den kraft som er påkrevet for oppmaling, og hvorvidt faststoffresten eller filterkaken enkelt kan fjernes fra brønnen. I bestemte utførelsesformer kan borehullsfluidet formuleres med kalsiumkarbonat eller et annet syreløselig materiale. For example, a weight material formed from particles having a specific gravity of at least 2.68 may allow wellbore fluids to be formulated to meet most density needs, yet have a particle volume fraction low enough for the fluid to be pumpable. However, other considerations can have an impact on the choice of product, such as cost, local availability, the power required for grinding, and whether the solid residue or filter cake can be easily removed from the well. In certain embodiments, the borehole fluid may be formulated with calcium carbonate or another acid-soluble material.
De faste vektmaterialer kan være av en hvilken som helst partikkelstørrelse (og partikkelstørrelsesfordeling), men noen utførelsesformer kan innbefatte vektmaterialer som har et mindre partikkelstørrelsesområde enn vektmaterialer av API-grad, som det generelt kan vises til som mikroniserte vektmaterialer. Slike vektmaterialer kan generelt være i mikronområdet (eller mindre), herunder submikronpartikler i The solid weights may be of any particle size (and particle size distribution), but some embodiments may include weights having a smaller particle size range than API grade weights, which may generally be referred to as micronized weights. Such weight materials can generally be in the micron range (or less), including submicron particles i
nanostørrelsesområdet. the nanosize range.
I noen utførelsesformer kan vektmaterialenes midlere partikkelstørrelse (d50) være i området fra en nedre grense på større enn 5 nm, 10 nm, 30 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 500 nm, 700 nm, 0,5 mikron, 1 mikron, 1,2 mikroner, 1,5 mikroner, 3 mikroner, 5 mikroner eller 7,5 mikroner, til en øvre grense på mindre enn 500 nm, 700 mikroner, 1 mikron, 3 mikroner, 5 mikroner, 10 mikroner, 15 mikroner, 20 mikroner, hvor partiklene kan være i et område fra en hvilken som helst nedre grense til en hvilken som helst øvre grense. I andre utførelsesformer kan vektmaterialenes d90 (den størrelse ved hvilken 90% av partiklene er mindre) være i området fra en nedre grense på større enn 20 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 500 nm, 700 nm, 1 mikron, 1,2 mikroner, 1,5 mikroner, 2 mikroner, 3 mikroner, 5 mikroner, 10 mikroner eller 15 mikroner, til en øvre grense på mindre enn 30 mikroner, 25 mikroner, 20 mikroner, 15 mikroner, 10 mikroner, 8 mikroner, 5 mikroner, 2,5 mikroner, 1,5 mikroner, 1 mikron, 700 nm, 500 nm, hvor partiklene kan være i et område fra en hvilken som helst nedre grense til en hvilken som helst øvre grense. De ovenfor beskrevne partikkelområder kan oppnås ved å finmale materialene til den ønskede partikkelstørrelse eller ved utfelling av materialet fra en sammenstillingstilnærming fra bunnen av. Utfelling av slike materialer er beskrevet i US-patentsøknadspublikasjon nr.2010/009874, som er tildelt rettsinnehaver av den foreliggende søknad, og som det hermed henvises til, og som i sin helhet skal betraktes som værende en del av foreliggende søknad. En fagmann vil forstå at avhengig av hvilken størrelsesbestemmende teknikk som anvendes, kan vektmaterialet ha en partikkelstørrelsesfordeling annet enn en monomodal fordeling. Det vil si at vektmaterialet kan ha en partikkelstørrelsesfordeling som i ulike utførelsesformer kan være monomodal, som kan eller kan ikke være gaussisk, bimodal eller polymodal. In some embodiments, the mean particle size (d50) of the weight materials may range from a lower limit of greater than 5 nm, 10 nm, 30 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 500 nm, 700 nm, 0.5 micron, 1 micron, 1.2 micron, 1.5 micron, 3 micron, 5 micron or 7.5 micron, to an upper limit of less than 500 nm, 700 micron, 1 micron, 3 micron, 5 micron, 10 micron, 15 micron , 20 microns, where the particles may range from any lower limit to any upper limit. In other embodiments, the d90 of the weight materials (the size at which 90% of the particles are smaller) may range from a lower limit of greater than 20 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 500 nm, 700 nm, 1 micron, 1 ,2 microns, 1.5 microns, 2 microns, 3 microns, 5 microns, 10 microns or 15 microns, to an upper limit of less than 30 microns, 25 microns, 20 microns, 15 microns, 10 microns, 8 microns, 5 microns, 2.5 microns, 1.5 microns, 1 micron, 700 nm, 500 nm, where the particles may range from any lower limit to any upper limit. The particle ranges described above can be achieved by finely grinding the materials to the desired particle size or by precipitation of the material from a scratch assembly approach. Precipitation of such materials is described in US patent application publication no. 2010/009874, which is assigned to the right holder of the present application, and to which reference is hereby made, and which is to be considered in its entirety as being part of the present application. A person skilled in the art will understand that depending on which sizing technique is used, the weight material may have a particle size distribution other than a monomodal distribution. That is, the weight material may have a particle size distribution which in various embodiments may be monomodal, which may or may not be Gaussian, bimodal or polymodal.
I én utførelsesform er et vektmateriale størrelsestilpasset slik at: partikler som har en diameter på mindre enn 1 mikron, utgjør 0 til 15 volumprosent; partikler som har en diameter på mellom 1 mikron og 4 mikroner, utgjør 15 til 40 volumprosent; partikler som har en diameter på mellom 4 mikroner og 8 mikroner, utgjør 15 til 30 volumprosent; partikler som har en diameter på mellom 8 mikroner og 12 mikroner, utgjør 5 til 15 volumprosent; partikler som har en diameter på mellom 12 mikroner og 16 mikroner, utgjør 3 til 7 volumprosent; partikler som har en diameter på mellom 16 mikroner og 20 mikroner, utgjør 0 til 10 volumprosent; partikler som har en diameter på mer enn 20 mikroner, utgjør 0 til 5 volumprosent. I en annen utførelsesform er vektmaterialet av en slik størrelse at den kumulative volumfordeling er: mindre enn 10 prosent av partiklene er mindre enn 1 mikron; mindre enn 25 prosent er i området 1 mikron til 3 mikroner; mindre enn 50 prosent er i området 2 mikroner til 6 mikroner; mindre enn 75 prosent er i området 6 mikroner til 10 mikroner; og mindre enn 90 prosent er i området 10 mikroner til 24 mikroner. In one embodiment, a weight material is sized such that: particles having a diameter of less than 1 micron comprise 0 to 15 percent by volume; particles having a diameter between 1 micron and 4 microns constitute 15 to 40 percent by volume; particles having a diameter between 4 microns and 8 microns constitute 15 to 30 percent by volume; particles having a diameter between 8 microns and 12 microns constitute 5 to 15 percent by volume; particles having a diameter between 12 microns and 16 microns constitute 3 to 7 percent by volume; particles having a diameter between 16 microns and 20 microns constitute 0 to 10 percent by volume; particles having a diameter greater than 20 microns constitute 0 to 5 percent by volume. In another embodiment, the weight material is of such a size that the cumulative volume distribution is: less than 10 percent of the particles are less than 1 micron; less than 25 percent are in the 1 micron to 3 micron range; less than 50 percent are in the range of 2 microns to 6 microns; less than 75 percent are in the range of 6 microns to 10 microns; and less than 90 percent are in the 10 micron to 24 micron range.
Anvendelsen av vektmaterialer som har slike størrelsesfordelinger er, beskrevet i US-patentsøknadspublikasjoner nr.2005/0277553 og 2010/0009874, som er tildelt rettsinnehaver av den foreliggende søknad, og som det hermed henvises til, og som i sin helhet skal betraktes som værende en del av foreliggende søknad. Partikler som har disse størrelsesfordelinger, kan oppnås ved hjelp av et hvilken som helst middel som er kjent innenfor teknikken. The use of weight materials that have such size distributions is described in US patent application publications no. 2005/0277553 and 2010/0009874, which are assigned to the right holder of the present application, and to which reference is hereby made, and which in its entirety shall be considered as being a part of the present application. Particles having these size distributions can be obtained by any means known in the art.
I noen utførelsesformer innbefatter vektmaterialene dispergerte faste kolloidale partikler med en vektmidlere partikkeldiameter (d50) på mindre enn 10 mikroner, som er belagt med et organofilt, polymert antiflokkuleringsmiddel eller dispergeringsmiddel. I andre utførelsesformer innbefatter vektmaterialene dispergerte faste kolIoidale partikler med en vektmidlere partikkeldiameter (d50) på mindre enn 8 mikroner, som er belagt med et polymert antiflokkulerende middel eller dispergeringsmiddel; mindre enn 6 mikroner i andre utførelsesformer; mindre enn 4 mikroner i andre utførelsesformer; og mindre enn 2 mikroner i atter andre utførelsesformer. Den fine partikkelstørrelse vil generere suspensjoner eller slurryer som vil utvise en redusert tendens til sediment eller siging, og det polymere dispergeringsmiddel på partikkelens overflate kan kontrollere interpartikkelinteraksjonene og vil således danne lavere reologiske profiler. Det er kombinasjonen av fin partikkelstørrelse og kontroll av kolloidale interaksjoner som forener de to formål med lavere viskositet og minimal siging. In some embodiments, the weight materials include dispersed solid colloidal particles having a weight average particle diameter (d50) of less than 10 microns, which are coated with an organophilic polymeric antiflocculating agent or dispersant. In other embodiments, the weight materials include dispersed solid colloidal particles having a weight average particle diameter (d50) of less than 8 microns, which are coated with a polymeric antiflocculating agent or dispersant; less than 6 microns in other embodiments; less than 4 microns in other embodiments; and less than 2 microns in still other embodiments. The fine particle size will generate suspensions or slurries that will exhibit a reduced tendency to sediment or seepage, and the polymeric dispersant on the particle's surface can control the interparticle interactions and will thus form lower rheological profiles. It is the combination of fine particle size and control of colloidal interactions that unites the two purposes of lower viscosity and minimal seepage.
I noen utførelsesformer kan vektmaterialene være ubelagte. I andre utførelsesformer kan vektmaterialene være belagt med et organofilt belegg, slik som et dispergeringsmiddel, herunder karboksylsyrer med molekylvekt på i det minste 150 Dalton, slik som oljesyre, stearinsyre og flerbasiske fettsyrer, alkylbenzensulfosyrer, alkansulfosyrer, lineær alfaolefinsulfosyre og jordalkalimetallsalter derav. Ytterligere eksempler på egnede dispergeringsmidler kan innbefatte en polymerforbindelse, slik som et polyakrylatester bestående av i det minste én monomer valgt blant stearylmetakrylat, butylakrylat og akrylsyremonomerer. Det illustrative polymerdispergeringsmiddel kan ha en midlere molekylvekt fra cirka 10000 Dalton til cirka 200000 Dalton, og i en annen utførelsesform fra cirka 17000 Dalton til cirka 30000 Dalton. Fagmannen vil innse at annet akrylat eller andre umettede karboksylsyremonomerer (eller estere derav) kan anvendes til å oppnå i det vesentlige de samme resultater som de heri beskrevne. In some embodiments, the weight materials may be uncoated. In other embodiments, the weight materials can be coated with an organophilic coating, such as a dispersing agent, including carboxylic acids with a molecular weight of at least 150 Daltons, such as oleic acid, stearic acid and polybasic fatty acids, alkylbenzenesulfonic acids, alkanesulfonic acids, linear alpha olefinsulfonic acid and alkaline earth metal salts thereof. Further examples of suitable dispersants may include a polymer compound, such as a polyacrylate ester consisting of at least one monomer selected from stearyl methacrylate, butyl acrylate and acrylic acid monomers. The illustrative polymer dispersant can have an average molecular weight from about 10,000 Daltons to about 200,000 Daltons, and in another embodiment from about 17,000 Daltons to about 30,000 Daltons. The person skilled in the art will realize that other acrylate or other unsaturated carboxylic acid monomers (or esters thereof) can be used to achieve essentially the same results as those described herein.
I utførelsesformer kan de belagte vektmaterialer tildannes ved hjelp av enten en tørr beleggingsprosess eller en våt beleggingsprosess. Vektmaterialer som egner seg til anvendelse i andre heri beskrevne utførelsesformer, kan innbefatte de som beskrives i US-patentsøknadspublikasjon nr.2004/0127366, 2005/0101493, 2006/0188651, 2008/0064613, og US-patent nr.6,586,372 og 7,176,165, idet det hermed henvises til disse, og de skal alle betraktes som værende en del av nærværende søknad. In embodiments, the coated weight materials can be formed using either a dry coating process or a wet coating process. Weight materials suitable for use in other embodiments described herein may include those described in US Patent Application Publication Nos. 2004/0127366, 2005/0101493, 2006/0188651, 2008/0064613, and US Patent Nos. 6,586,372 and 7,176,165, as reference is hereby made to these, and they shall all be considered as being part of the present application.
Partikkelmaterialene som beskrives heri (dvs. de belagte og/eller ubelagte vektmaterialer), kan tilsettes til et borehullsfluid som et vektmateriale i en tørr form eller konsentrert som slurry i enten et vandig medium eller som en organisk væske. Som er kjent, kan en organisk væske ha de miljømessige karakteristika som er påkrevet for additiver til oljeholdige borehullsfluider. Med dette i tankene kan det oljeaktige fluid ha en kinematisk viskositet på mindre enn 10 centistoke (10 mm2/s) ved 40°C og, av sikkerhetsmessige årsaker, et flammepunkt på over 60°C. Egnede oljeaktige væsker er for eksempel dieselolje, mineral- eller hvitoljer, n-alkaner eller syntetiske oljer, slik som alfaolefinoljer, esteroljer, blandinger av disse fluider, så vel som andre lignende fluider som er kjente for fagmannen innenfor boreteknikken, eller annen borehullsfluidformulering. I én utførelsesform oppnås den ønskede partikkelstørrelsesfordeling ved hjelp av våtmaling av de grovere materialer i det ønskede bærerfluid. The particulate materials described herein (ie the coated and/or uncoated weight materials) can be added to a borehole fluid as a weight material in a dry form or concentrated as a slurry in either an aqueous medium or as an organic liquid. As is known, an organic fluid can have the environmental characteristics required for additives to oily wellbore fluids. With this in mind, the oily fluid may have a kinematic viscosity of less than 10 centistokes (10 mm2/s) at 40°C and, for safety reasons, a flash point of over 60°C. Suitable oily fluids are, for example, diesel oil, mineral or white oils, n-alkanes or synthetic oils, such as alpha olefin oils, ester oils, mixtures of these fluids, as well as other similar fluids known to those skilled in the art of drilling, or other borehole fluid formulation. In one embodiment, the desired particle size distribution is achieved by means of wet milling of the coarser materials in the desired carrier fluid.
Slike faste vektmaterialer kan være særlig nyttige i borehullsfluider som er formulert med en fullt ut oljeaktig fluidfase. I en særlig utførelsesform kan et organofilt belagt vektmateriale som har en partikkelstørrelse innenfor hvilke som helst av de beskrevne områder, anvendes i et fluid som er fritt for eller i det vesentlige fritt for en vandig fase inneholdt deri. Faste vektmaterialer kan også anvendes i de direkte emulsjon emulsjoner ifølge den foreliggende offentliggjøring for å tilveiebringe ytterligere densitet utover det som tilveiebringes av den vandige fase, etter behov. Such solid weight materials can be particularly useful in borehole fluids that are formulated with a fully oily fluid phase. In a particular embodiment, an organophilic coated weight material having a particle size within any of the described ranges can be used in a fluid which is free of or substantially free of an aqueous phase contained therein. Solid weight materials may also be used in the direct emulsion emulsions of the present disclosure to provide additional density beyond that provided by the aqueous phase, as needed.
I en utførelsesform kan borehullsfluidet ha en densitet som er større enn cirka 8,0 pund per gallon (ppg), eller i det minste 10, 12 eller 14 ppg i en annen utførelsesform. I nok en annen utførelsesform er borehullsfluidets densitet i noen utførelsesformer i området fra cirka 6 til cirka 18 ppg, der vektmaterialet tilsettes i en mengde for å øke basefluidets densitet med i det minste 1 ppg eller med i det minste 2, 4 eller 6 ppg i andre utførelsesformer. In one embodiment, the wellbore fluid may have a density greater than about 8.0 pounds per gallon (ppg), or at least 10, 12 or 14 ppg in another embodiment. In yet another embodiment, the density of the wellbore fluid in some embodiments is in the range of from about 6 to about 18 ppg, wherein the weighting material is added in an amount to increase the density of the base fluid by at least 1 ppg or by at least 2, 4 or 6 ppg in other embodiments.
Borehullsfluidadditiver Downhole fluid additives
Andre additiver som kan innbefattes i de heri beskrevne borehullsfluider, innbefatter for eksempel fuktemidler, organofile leirer, viskositetsøkende midler, fluidtapskontrollmidler, surfaktanter, dispergeringsmidler, grenseflatespenningsreduksjonsmidler, pH-buffere, felles løsemidler, tynnere, fortynningsmidler og rengjøringsmidler. Tilsetningen av slike midler bør være velkjente for fagmannen innenfor teknikken av å formulere borehullsfluider og mud. Other additives which may be included in the borehole fluids described herein include, for example, wetting agents, organophilic clays, viscosity increasing agents, fluid loss control agents, surfactants, dispersants, interfacial tension reducing agents, pH buffers, common solvents, thinners, diluents and cleaning agents. The addition of such agents should be well known to those skilled in the art of formulating borehole fluids and muds.
I noen utførelsesformer kan additiver inkluderes i sammensetningen for å modifisere reologiske egenskaper, slik som viskositet og flow. Eksempelvis innbefatter organiske tiksotroper som egner seg for tilsetning til borehullsfluider ifølge den foreliggende offentliggjøring, alkyldiamider, slik som de som har den generelle formel: R1-HN-CO-(CH2)n-CO-NH-R2, hvor n er et heltall fra 1 til 20, fra 1 til 4 eller fra 1 til 2, og R1 er en alkylgruppe som har fra 1 til 20 karboner, fra 4 til 12 karboner, eller 5 til 8 karboner, og R2 er hydrogen eller en alkylgruppe som har fra 1 til 20 karboner, eller er hydrogen eller en alkylgruppe som har fra 1 til 4 karboner, hvor R1 og R2 kan eller kan ikke være identiske. Slike alkyldiamider kan for eksempel anskaffes fra M-I L.L.C. (Houston, TX) under handelsnavnet VERSAPAC™. Slike alkyldiamidviskositetsøkende midler kan være særlig egnet for anvendelse i et oljeholdig borehullsfluid som i det vesentlige er fritt for et vandig eller ikke-oljeaktig fluid, men kan også inkluderes i direkte emulsjoner. In some embodiments, additives may be included in the composition to modify rheological properties, such as viscosity and flow. For example, organic thixotropics suitable for addition to wellbore fluids according to the present disclosure include alkyl diamides, such as those having the general formula: R1-HN-CO-(CH2)n-CO-NH-R2, where n is an integer from 1 to 20, from 1 to 4 or from 1 to 2, and R1 is an alkyl group having from 1 to 20 carbons, from 4 to 12 carbons, or 5 to 8 carbons, and R2 is hydrogen or an alkyl group having from 1 to 20 carbons, or is hydrogen or an alkyl group having from 1 to 4 carbons, where R 1 and R 2 may or may not be identical. Such alkyl diamides can be obtained, for example, from M-I L.L.C. (Houston, TX) under the trade name VERSAPAC™. Such alkyl diamide viscosity increasing agents can be particularly suitable for use in an oily borehole fluid which is essentially free of an aqueous or non-oily fluid, but can also be included in direct emulsions.
I andre utførelsesformer kan organofile leirer, slik som aminbehandlede leirer, være nyttige som viskositetsøkende midler i fluidsammensetningen ifølge den foreliggende offentliggjøring. VG-69<TM >og VG-PLUS<TM >er organoleirematerialer, tilgjengelige fra M-I L.L.C., Houston, Texas, som kan anvendes i de heri beskrevne utførelsesformer. Slike organofile leirer, så vel som vannbaserte leirer, kan være særlig nyttige i å bistå i formasjonen og stabiliseringen av en direkte emulsjon. Andre viskositetsøkende midler som kan anvendes, innbefatter delvis hydrolysert polyakrylamid (PHPA), biopolymerer (slik som guargummi, stivelse, xantangummi og lignende), bentonitt, attapulgitt, sepiolitt, polyamidharpikser, polyanionisk karboksymetylcellulose (PAC eller CMC), polyakrylater, lignosulfonater, så vel som andre vannløselige polymerer. Når en direkte emulsjon formuleres uten et emulgeringsmiddel, en surfaktant osv., kan det viskositetsøkende middel inkorporeres for å øke de to fasers viskositet og således blandbarhet, slik at en direkte (olje-i-vann) emulsjon dannes ved blanding i en high shear-blander, slik som det uttrykk forstås av fagfolk, idet den opererer ved minst 3500 rpm, eller i det minste 5000 eller 7000 rpm i andre utførelsesformer. In other embodiments, organophilic clays, such as amine treated clays, may be useful as viscosity increasing agents in the fluid composition of the present disclosure. VG-69<TM> and VG-PLUS<TM> are organoclay materials, available from M-I L.L.C., Houston, Texas, which can be used in the embodiments described herein. Such organophilic clays, as well as water-based clays, can be particularly useful in assisting in the formation and stabilization of a direct emulsion. Other viscosity increasing agents that may be used include partially hydrolyzed polyacrylamide (PHPA), biopolymers (such as guar gum, starch, xanthan gum, and the like), bentonite, attapulgite, sepiolite, polyamide resins, polyanionic carboxymethyl cellulose (PAC or CMC), polyacrylates, lignosulfonates, as well as like other water-soluble polymers. When a direct emulsion is formulated without an emulsifier, a surfactant, etc., the viscosity increasing agent can be incorporated to increase the viscosity of the two phases and thus miscibility, so that a direct (oil-in-water) emulsion is formed by mixing in a high shear mixer, as that term is understood by those skilled in the art, operating at at least 3500 rpm, or at least 5000 or 7000 rpm in other embodiments.
I andre utførelsesformer kan pyrogene silika og/eller utfelt silika anvendes som et viskositetsøkende middel. I atter andre utførelsesformer kan utfelte silika med fordel anvendes for å tilveiebringe både vektøkning og viskosifisering av det oljeaktige basefluid. Når anvendt for å tilveiebringe vekt og viskosifisering, kan de utfelte silika anvendes i tillegg til eller i stedet for de ovenfor beskrevne vektmaterialer. Alternativt kan de relative mengder av vektmaterialet og det utfelte silika i borehullsfluidformuleringen justeres slik at borehullsfluidet har både den ønskede densitet og de ønskede flowegenskaper. In other embodiments, fumed silica and/or precipitated silica can be used as a viscosity-increasing agent. In yet other embodiments, precipitated silica can advantageously be used to provide both weight gain and viscosification of the oily base fluid. When used to provide weight and viscosification, the precipitated silicas can be used in addition to or in place of the weight materials described above. Alternatively, the relative amounts of the weight material and the precipitated silica in the borehole fluid formulation can be adjusted so that the borehole fluid has both the desired density and the desired flow properties.
Utfelte silika har en porøs struktur og kan fremstilles fra reaksjonen av en alkalisilikatløsning med en mineralsyre. Alkalisilikater kan for eksempel velges fra én eller flere av natriumsilikat, kaliumsilikat, litiumsilikat og kvaternære ammoniumsilikater. Utfelte silikaer kan fremstilles ved hjelp av destabiliseringen og utfellingen av silika fra løselige silikater ved tilsetning av en mineralsyre og/eller syregasser. Reaktantene innbefatter således et alkalimetallsilikat og en mineralsyre, slik som svovelsyre, eller et forsurende middel, slik som karbondioksid. Utfelling kan utføres under alkaliske betingelser, for eksempel ved tilsetning av en mineralsyre og en alkalisilikatløsning til vann med konstant agitering. Valget av agitering, utfellingsvarighet, tilsetningshastighet av reaktanter, temperatur, konsentrasjon og pH kan endre de resulterende silikapartiklers egenskaper. Precipitated silica has a porous structure and can be produced from the reaction of an alkali silicate solution with a mineral acid. Alkali silicates can, for example, be selected from one or more of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate and quaternary ammonium silicates. Precipitated silicas can be produced by means of the destabilization and precipitation of silica from soluble silicates by the addition of a mineral acid and/or acid gases. The reactants thus include an alkali metal silicate and a mineral acid, such as sulfuric acid, or an acidifying agent, such as carbon dioxide. Precipitation can be carried out under alkaline conditions, for example by adding a mineral acid and an alkali silicate solution to water with constant agitation. The choice of agitation, precipitation duration, rate of addition of reactants, temperature, concentration and pH can change the properties of the resulting silica particles.
Utfelte silika som er nyttige i utførelsesformene heri, kan innbefatte fintfordelte faste partikkelmaterialer, slik som pulvere, silt eller sand, så vel som forsterkede flokker eller agglomerater av mindre partikler av silisiumholdig materiale. I noen utførelsesformer kan det utfelte silika (eller agglomerater derav) ha en midlere partikkelstørrelse (D50) på mindre enn 50 mikroner; mindre enn 20 mikroner i andre utførelsesformer; og i området fra cirka 1 mikron til cirka 10 mikroner, slik som cirka 4 til cirka 6 mikroner i atter andre utførelsesformer. I noen utførelsesformer kan utfelte silikaer som har en større initial midlere partikkelstørrelse anvendes, hvor skjær eller andre betingelser kan føre til findeling av slike partikler, slik som oppbrytning av agglomeratene, hvilket fører til en silikapartikkel som har en nyttig midlere partikkelstørrelse. Precipitated silicas useful in the embodiments herein may include finely divided solid particulate materials, such as powders, silts, or sands, as well as reinforced flocs or agglomerates of smaller particles of siliceous material. In some embodiments, the precipitated silica (or agglomerates thereof) may have an average particle size (D50) of less than 50 microns; less than 20 microns in other embodiments; and in the range of about 1 micron to about 10 microns, such as about 4 to about 6 microns in still other embodiments. In some embodiments, precipitated silicas having a larger initial average particle size may be used, where shear or other conditions may cause comminution of such particles, such as breaking up the agglomerates, resulting in a silica particle having a useful average particle size.
Utfelte silika kan inneholde varierende mengder av restalkalimetallsalter som er et resultat av assosiasjonen av det samsvarende silikatmotion med tilgjengelige anioner som syrekilden bidrar med. Restsalter kan ha grunnformelen MX, hvor M er et gruppe 1-alkalimetall valgt blant Li, Na, K, Cs, et gruppe 2-metall valgt blant Mg, Ca og Ba, eller organiske kationer såsom ammonium, tetraalkylammonium, imidazolium, alkylimidazolium og lignende; og X er et anion valgt blant haloider slik som F, Cl, Br, I, og/eller sulfater, sulfonater, fosfonater, perklorater, borater og nitrater. I en utførelsesform kan restsaltene velges blant én eller flere av Na2SO4 og NaCl, og det utfelte silika kan ha et restsaltinnhold (ekvivalent Na2SO4) på mindre enn cirka 2 vekt%. Mens pH-en til de resulterende utfelte silikaer kan variere, kan utførelsesformer av silikaene som er nyttige i de heri beskrevne utførelsesformer, ha en pH på i området fra cirka 6,5 til cirka 9, slik som i området fra cirka 6,8 til cirka 8. Precipitated silica can contain varying amounts of residual alkali metal salts which are the result of the association of the corresponding silicate motion with available anions contributed by the acid source. Residual salts can have the basic formula MX, where M is a group 1 alkali metal selected from Li, Na, K, Cs, a group 2 metal selected from Mg, Ca and Ba, or organic cations such as ammonium, tetraalkylammonium, imidazolium, alkylimidazolium and the like ; and X is an anion selected from halides such as F, Cl, Br, I, and/or sulfates, sulfonates, phosphonates, perchlorates, borates, and nitrates. In one embodiment, the residual salts can be selected from one or more of Na2SO4 and NaCl, and the precipitated silica can have a residual salt content (equivalent to Na2SO4) of less than approximately 2% by weight. While the pH of the resulting precipitated silicas may vary, embodiments of the silicas useful in the embodiments described herein may have a pH in the range of from about 6.5 to about 9, such as in the range of from about 6.8 to approximately 8.
I andre utførelsesformer kan overflatemodifiserte utfelte silikaer anvendes. Det overflatemodifiserte utfelte silika kan innbefatte for eksempel et lipofilt belegg. In other embodiments, surface-modified precipitated silicas can be used. The surface-modified precipitated silica may include, for example, a lipophilic coating.
Overflatemodifiseringen kan tilsettes til silikaet etter utfelling. Alternativt kan silikaet utfelles i nærvær av ett eller flere av de ovenfor beskrevne overflatemodifiseringsmidler. The surface modification can be added to the silica after precipitation. Alternatively, the silica can be precipitated in the presence of one or more of the surface modifiers described above.
Det har vist seg at overflatemodifiserte utfelte silikaer ifølge utførelsesformene heri med fordel kan tilveiebringe både vektøkning og viskosifisering av det oljeaktige basefluid. Utfelte silikaer ifølge utførelsesformene heri er nyttige for å tilveiebringe borehullsfluider som har forbedret termisk stabilitet i temperaturekstremer, mens de over tid utviser en i det vesentlige konstant reologisk profil. It has been shown that, according to the embodiments herein, surface-modified precipitated silicas can advantageously provide both weight gain and viscosification of the oily base fluid. Precipitated silicas according to the embodiments herein are useful for providing wellbore fluids that have improved thermal stability at temperature extremes, while exhibiting a substantially constant rheological profile over time.
I noen utførelsesformer kan silikapartiklenes overflate modifiseres kjemisk ved hjelp av et antall syntetiske teknikker. Partiklenes overflatefunksjonalitet kan skreddersys for å forbedre løselighet, dispersjonsevne eller introdusere reaktive funksjonelle grupper. Dette kan oppnås ved å bringe de utfelte silikapartikler til å reagere med organosilaner eller siloksaner, hvori reaktive silangrupper som er til stede på molekylet, kan bli kovalent bundet til silikagitteret som utgjør partiklene. Ikke-begrensende eksempler på forbindelser som kan anvendes til å funksjonalisere de utfelte silikapartiklers overflate, innbefatter aminoalkylsilaner, slik som aminopropyltrietoksysilan, aminometyltrietoksysilan, trimetoksy[3-(fenylamino)propyl]silan og trimetyl[3-(trietoksysilyl)propyl]ammoniumklorid; alkoksyorganomerkaptosilaner, slik som bis(3-(trietoksysilylpropyl) tetrasulfid, bis(3-(trietoksysilylpropyl)disulfid, vinyltrimetoksysilan, vinyltrietoksysilan, 3-merkaptopropyltrimetoksysilan; 3-merkaptopropyltrietoksysilan; 3aminopropyltrietoksysilan og 3-aminopropyltrimetoksysilan; og alkoksysilaner. In some embodiments, the surface of the silica particles can be chemically modified using a number of synthetic techniques. The surface functionality of the particles can be tailored to improve solubility, dispersibility or introduce reactive functional groups. This can be achieved by causing the precipitated silica particles to react with organosilanes or siloxanes, in which reactive silane groups present on the molecule can be covalently bound to the silica lattice that makes up the particles. Non-limiting examples of compounds that can be used to functionalize the surface of the precipitated silica particles include aminoalkylsilanes, such as aminopropyltriethoxysilane, aminomethyltriethoxysilane, trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane and trimethyl[3-(triethoxysilyl)propyl]ammonium chloride; alkoxyorganomercaptosilanes, such as bis(3-(triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis(3-(triethoxysilylpropyl)disulfide, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; 3-mercaptopropyltriethoxysilane; 3aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane; and alkoxysilanes.
I annen utførelsesform kan organosilikonmaterialer som inneholder reaktive endegrupper, være kovalent koplet til silikapartiklenes overflate. Reaktive polysiloksaner kan innbefatte for eksempel dietyldiklorsilan, fenyletyldietoksysilan, metylfenyldiklorsilan, 3,3,3-trifluorpropylmetyldiklorsilan, trimetylbutoksysilan, sym –difenyltetrametyldisiloksan, oktametyltrisiloksan, oktametylsyklotetrasiloksan, heksametyldisiloksan, pentametyldiklorsilan, trimetylklorsilan, trimetylmetoksysilan, trimetyletoksysilan, metyltriklorsilan, metyltrietoksysilan, metyltrimetoksysilan, heksametylsyklotrisiloksan, heksametyldisiloksan, heksaetyldisiloksan, dimetyldiklorsilan, dimetyldimetoksysilan, dimetyldietoksysilan, polydimetylsiloksaner omfattende 3 til 200 dimetylsiloksyenheter, trimetylsiloksy eller hydroksydimetylsiloksy endeblokkerte poly(dimetylsiloksan) polymerer (silikonoljer) som har en tilsynelatende viskositet innenfor området på fra 1 til 1000 mPascal ved 25°C, vinylsilan, gamm-metakryloksypropyltrimetoksysilan, polysiloksaner, f.eks. polysiloksansfærer, og blandinger av slike organosilikonmaterialer. In another embodiment, organosilicone materials containing reactive end groups can be covalently linked to the surface of the silica particles. Reaktive polysiloksaner kan innbefatte for eksempel dietyldiklorsilan, fenyletyldietoksysilan, metylfenyldiklorsilan, 3,3,3-trifluorpropylmetyldiklorsilan, trimetylbutoksysilan, sym –difenyltetrametyldisiloksan, oktametyltrisiloksan, oktametylsyklotetrasiloksan, heksametyldisiloksan, pentametyldiklorsilan, trimetylklorsilan, trimetylmetoksysilan, trimetyletoksysilan, metyltriklorsilan, metyltrietoksysilan, metyltrimetoksysilan, heksametylsyklotrisiloksan, heksametyldisiloksan, hexaethyldisiloxane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, polydimethylsiloxanes comprising 3 to 200 dimethylsiloxy units, trimethylsiloxy or hydroxydimethylsiloxy end-blocked poly(dimethylsiloxane) polymers (silicone oils) having an apparent viscosity within the range of from 1 to 1000 mPascal at 25°C, vinyl silane, gamm-methacryloxypropyltrimethoxysilane , polysiloxanes, e.g. polysiloxane spheres, and mixtures of such organosilicone materials.
De overflatemodifiserte utfelte silikaer kan ha et BET-5 nitrogenoverflateområde på mindre enn cirka 200 m<2>/g. I noen utførelsesformer kan det overflatemodifiserte utfelte silikas overflateområde være mindre enn cirka 150 m<2>/g. I andre utførelsesformer kan overflateområdet være i området fra cirka 20 m<2>/g til cirka 70 m<2>/g. The surface modified precipitated silicas may have a BET-5 nitrogen surface area of less than about 200 m<2>/g. In some embodiments, the surface area of the surface modified precipitated silica may be less than about 150 m<2>/g. In other embodiments, the surface area can be in the range from about 20 m<2>/g to about 70 m<2>/g.
I én eller flere utførelsesformer har det utfelte silika et BET-5 nitrogenoverflateområde på 20 m<2>/g til 70 m<2>/g, som beregnet ut fra overflateadsorpsjonen av N2 under anvendelse av BET-1-punktmetoden, en pH i området på pH 7,5 til pH 9, og en midlere partikkeldiameter i området på 20 nm til 100 nm. In one or more embodiments, the precipitated silica has a BET-5 nitrogen surface area of 20 m<2>/g to 70 m<2>/g, as calculated from the surface adsorption of N2 using the BET-1 point method, a pH of the range of pH 7.5 to pH 9, and an average particle diameter in the range of 20 nm to 100 nm.
I noen utførelsesformer kan utfelte silikaer som er nyttige i utførelsesformer heri, innbefatte de som beskrives i US-patentsøknadspublikasjoner nr.2010/0292386, 2008/0067468, 2005/0131107, 2005/0176852, 2006/0225615, 2006/0228632 og 2006/0281009, som det alle hermed henvises til, og som hver og en skal betraktes som en del av nærværende søknad. In some embodiments, precipitated silicas useful in embodiments herein may include those described in US Patent Application Publication Nos. 2010/0292386, 2008/0067468, 2005/0131107, 2005/0176852, 2006/0225615, 2006/022863062, and 2006/02286309. , all of which are hereby referred to, and each of which is to be considered as part of the present application.
Et annet additiv til oljeaktige borehullsfluider som valgfritt kan inkluderes i de heri beskrevne oljeaktige borehullsfluider, er et fluidtapskontrollmiddel. Another additive to oily wellbore fluids that can optionally be included in the oily wellbore fluids described herein is a fluid loss control agent.
Fluidtapskontrollmidler kan virke for å forhindre tap av fluid til den omgivende formasjon ved å redusere permeabiliteten til barrieren av stivnet borehullsfluid. Egnede fluidtapskontrollmidler kan innbefatte slike som modifiserte lignitter, asfaltforbindelser, gilsonitt, organofile humussure salter fremstilt ved å bringe huminsyre til å reagere med amider eller polyalkylenpolyaminer, og øvrige fluidtapsadditiver, slik som en metylstyren/akrylatkopolymer. Slike fluidtapskontrollmidler kan benyttes i en mengde som er i det minste fra cirka 0,5 til cirka 15 pund per barrel. Det fluidtapsreduserende middel bør være motstandsdyktig overfor forhøyede temperaturer, og inert eller biologisk nedbrytbart. ECOTROL RD<TM>, et oljeløselig polymert fluidtapskontrollmiddel som kan anvendes i borehullsfluidet, er kommersielt tilgjengelig fra M-I L.L.C., Houston, Texas. Fluid loss control agents can act to prevent loss of fluid to the surrounding formation by reducing the permeability of the barrier of congealed wellbore fluid. Suitable fluid loss control agents may include such as modified lignites, asphalt compounds, gilsonite, organophilic humic acid salts prepared by reacting humic acid with amides or polyalkylene polyamines, and other fluid loss additives, such as a methylstyrene/acrylate copolymer. Such fluid loss control agents may be used in an amount that is at least from about 0.5 to about 15 pounds per barrel. The fluid loss reducing agent should be resistant to elevated temperatures, and inert or biodegradable. ECOTROL RD<TM>, an oil-soluble polymeric fluid loss control agent that can be used in the wellbore fluid, is commercially available from M-I L.L.C., Houston, Texas.
For å illustrere en utførelsesform av en brønnkomplettering med et svellbart packersystem, utplasseres et ringformet tetningselement (packer) i et borehull. Figur 1 viser en utførelsesform av et ringformet tetningselement 100 innbefattende avsnitt fremstilt av den svellbare sammensetning. Tetningselementet 100 kan innbefatte et støtteelement 110 som har et ytre svellbart element 120 anordnet omkring en ytre diameter derav. Støtteelementet 110 kan også ha et indre svellbart element 130 anordnet omkring en indre diameter derav. Støtteelementet 110 kan ha åpninger 115 tildannet derigjennom, idet det ytre svellbare element 120 tillates å utgjøre en enhet med det indre svellbare element 130. To illustrate an embodiment of a well completion with a swellable packer system, an annular sealing element (packer) is deployed in a borehole. Figure 1 shows an embodiment of an annular sealing element 100 including sections made of the swellable composition. The sealing element 100 may include a support element 110 which has an outer swellable element 120 arranged around an outer diameter thereof. The support element 110 can also have an inner swellable element 130 arranged around an inner diameter thereof. The support element 110 may have openings 115 formed therethrough, the outer swellable element 120 being allowed to form a unit with the inner swellable element 130.
Det ytre svellbare element 120 kan anordnes omkring støtteelementet 110, og kan konfigureres til å gå i inngrep med en vegg av et borehull eller annen struktur som er anordnet omkring det ytre svellbare element 120. Det indre svellbare element 130 kan konfigureres til å svelle inne i støtteelementet 110 omkring et rørelement eller annet objekt som er i det minste delvis anordnet inne i støtteelementet 110. De svellbare elementer 120 og 130 bringes til å utgjøre en enhet, idet tetningselementet 100 tillates å motstå differensialtrykk. De svellbare elementer 120 og 130 kan fremstilles av den svellbare sammensetning. The outer swellable member 120 may be disposed around the support member 110, and may be configured to engage a wall of a borehole or other structure disposed around the outer swellable member 120. The inner swellable member 130 may be configured to swell within the support element 110 around a pipe element or other object which is at least partially arranged inside the support element 110. The swellable elements 120 and 130 are made to form a unit, the sealing element 100 being allowed to withstand differential pressure. The swellable elements 120 and 130 can be made from the swellable composition.
Etter at tetningselementet 100 er plassert i borehullet omkring en rørstreng eller borestreng (sammen med eventuelt annet kompletteringsutstyr), tildannes et oljeholdig borehullsfluid (slik som et hvilket som helst av de ovenfor beskrevne) ved å blande et basefluid med et vektmateriale (slik som et mikronisert vektmateriale) sammen med additiver som tilveiebringer de riktige reologiske egenskaper som er påkrevet for brønnen. Borehullsfluidet pumpes deretter nedihulls (enten direkte inn i ringrommet eller gjennom en rørstreng), og tillates å komme i kontakt med de svellbare elementer som er plassert i borehullet (tidligere eller etterfølgende plassert deri). I en bestemt utførelsesform kan det oljeholdige borehullsfluid fortrenge et vannbasert borehullsfluid anvendt til å bore i det minste en del av borehullet. Slik fortrengning kan finne sted med eller uten anvendelse av spacer-fluider, som kjent innenfor teknikken, men uten noen vaske- eller breaker-fluider. Alternativt, i andre utførelsesformer, kan det vannbaserte borefluid først fortrenges med en behandlet mud, en faststoffri mud eller en saltoppløsning forut for innføring til det oljeholdige fluid ifølge den foreliggende offentliggjøring. Således kan det oljeholdige fluid pumpes inn i et borehull som har en vannbasert filterkake på veggene derav, uten at den vannbaserte filterkake fjernes og brønnen på annen måte rengjøres. Det oljeholdige fluid kan diffundere inn i de oljesvellbare elementer 120 og 130, som kan svelle helt til de indre spenninger inne i polymeren når likevekt. Det vil si at svelletrykket øker helt til diffusjon ikke lenger kan finne sted. På dette punkt skapes en differensialt tettende ringformet barriere mellom brønnens øvre og nedre avsnitt. I noen utførelsesformer innføres det oljeholdige fluid ifølge den foreliggende offentliggjøring inn i et ufôret avsnitt av brønnen, under packerelementet. Andre utførelsesformer kan involvere innføring av det oljeholdige fluid over packerelementet eller både over og under packerelementet. After the sealing element 100 is placed in the borehole around a pipe string or drill string (along with any other completion equipment), an oily borehole fluid (such as any of those described above) is formed by mixing a base fluid with a weight material (such as a micronized weight material) together with additives that provide the correct rheological properties required for the well. The borehole fluid is then pumped downhole (either directly into the annulus or through a pipe string), and is allowed to contact the swellable elements placed in the borehole (previously or subsequently placed therein). In a particular embodiment, the oily borehole fluid may displace a water-based borehole fluid used to drill at least part of the borehole. Such displacement can take place with or without the use of spacer fluids, as known in the art, but without any washing or breaker fluids. Alternatively, in other embodiments, the water-based drilling fluid may first be displaced with a treated mud, a solids-free mud, or a saline solution prior to introduction into the oily fluid of the present disclosure. Thus, the oily fluid can be pumped into a borehole which has a water-based filter cake on the walls thereof, without the water-based filter cake being removed and the well being otherwise cleaned. The oily fluid can diffuse into the oil-swellable elements 120 and 130, which can swell until the internal stresses within the polymer reach equilibrium. That is, the swelling pressure increases until diffusion can no longer take place. At this point, a differentially sealing ring-shaped barrier is created between the upper and lower sections of the well. In some embodiments, the oily fluid of the present disclosure is introduced into an unlined section of the well, below the packer element. Other embodiments may involve introducing the oily fluid above the packer element or both above and below the packer element.
Som anvendt heri, innbefatter en "brønn" i det minste ett borehull boret inn i en undergrunnsformasjon, som kan være et reservoar eller tilstøtende et reservoar. Et borehull kan ha vertikale og horisontale avsnitt, og det kan være rett, kurvet eller forgrenet. Borehullet kan være et åpent borehull eller et fôret borehull. I et borehull med åpent borehull plasseres en rørstreng, som tillater fluider å bli plassert inn i eller fjernet fra borehullet, inn i borehullet. I et fôret borehull plasseres et fôringsrør i borehullet, og en rørstreng kan plasseres i fôringsrøret. Et ringrom er det område mellom to konsentriske objekter, slik som mellom borehullet og fôringsrøret eller mellom fôringsrør og rørstreng, hvor fluid kan strømme. As used herein, a "well" includes at least one borehole drilled into a subsurface formation, which may be a reservoir or adjacent to a reservoir. A borehole can have vertical and horizontal sections, and it can be straight, curved or branched. The borehole can be an open borehole or a lined borehole. In an open-hole wellbore, a tubing string, which allows fluids to be placed into or removed from the wellbore, is placed into the wellbore. In a cased borehole, a casing pipe is placed in the borehole, and a pipe string can be placed in the casing pipe. An annulus is the area between two concentric objects, such as between the borehole and casing or between casing and pipe string, where fluid can flow.
Ringformede tetningselementer som egner seg for anvendelse i andre heri beskrevne utførelsesformer, kan innbefatte, men er ikke begrenset til, de som er beskrevet i US-patentsøknadspublikasjoner nr.2007/0151724, 2007/0205002, 2008/0308283, og US-patenter nr.7,143,832 og 7,849,930, idet det hermed henvises til disse, og de skal alle betraktes som værende en del av nærværende søknad. Tetningselementer kan også anvendes i kombinasjon med hvilke som helst andre redskaper hvor isolasjon av borehullssegmenter er ønsket. Annular sealing elements suitable for use in other embodiments described herein may include, but are not limited to, those described in US Patent Application Publication Nos. 2007/0151724, 2007/0205002, 2008/0308283, and US Patent Nos. 7,143,832 and 7,849,930, as reference is hereby made to these, and they shall all be considered as being part of the present application. Sealing elements can also be used in combination with any other tools where isolation of borehole segments is desired.
Selv om den illustrerte utførelsesform er ett eksempel av mange potensielle anvendelser, tilveiebringes det av forklaringshensyn. Mange andre typer anvendelser som benytter et mangfold av kompletteringsutstyr, gruspakkingsteknikker og borehullsorienteringer, kan dra nytte av det beskrevne svellbare packersystem. I en annen utførelsesform av en brønnkomplettering kan packeren inkorporeres i en siktesammenstillingspacker til en åpen borehull-komplettering for å benytte den svellbare packer til å oppnå soneisolering og til å blokkere potensiell uønsket fluidinntrengen, som beskrevet i US-patentsøknadspublikasjon nr.2007/0151724, som det hermed henvises til, og som i sin helhet skal betraktes som værende en del av nærværende patentsøknad. Although the illustrated embodiment is one example of many potential applications, it is provided for purposes of explanation. Many other types of applications utilizing a variety of completion equipment, gravel packing techniques and borehole orientations can benefit from the swellable packer system described. In another embodiment of a well completion, the packer can be incorporated into a screening assembly packer for an open well completion to utilize the swellable packer to achieve zone isolation and to block potential unwanted fluid intrusion, as described in US Patent Application Publication No. 2007/0151724, which is hereby referred to, and which in its entirety shall be considered as being part of the present patent application.
Eksempler Examples
Som nevnt ovenfor kan de oljeholdige fluider ifølge den foreliggende offentliggjøring anvendes til å svelle en oljesvellbar packersammensetning som anvendes i et borehull som har blitt boret med et vannbasert borefluid, hvor det er resterende vannbasert fluid i form av en vannbasert filterkake gjenværende i brønnen. Slike fluider kan innbefatte et hvilket som helst vannbasert borehullsfluid som er kjent innenfor teknikken, hvilket kan inneholde et vandig fluid (slik som de som beskrives ovenfor) som utgjør i det vesentlige alt av fluidets fluiddel, én eller flere faste partikler, herunder bromidler eller vektmaterialer som er kjent innenfor teknikken, fluidtapskontroll og/eller viskositetsøkende midler, slik som xantan eller andre naturlige eller syntetiske polymerer, så vel som andre additiver som er kjente innenfor borefluidteknikken. As mentioned above, the oily fluids according to the present publication can be used to swell an oil-swellable packer composition that is used in a borehole that has been drilled with a water-based drilling fluid, where there is residual water-based fluid in the form of a water-based filter cake remaining in the well. Such fluids may include any water-based borehole fluid known in the art, which may contain an aqueous fluid (such as those described above) constituting substantially all of the fluid portion of the fluid, one or more solid particles, including bridging agents or weight materials known in the art, fluid loss control and/or viscosity increasing agents, such as xanthan or other natural or synthetic polymers, as well as other additives known in the drilling fluid art.
Eksempel 1 Example 1
For å måle de oljeholdige borehullsfluiders effektivitet med hensyn til å aktivere en oljesvellbar packer, ble det fremstilt fire borehullsfluidformuleringer. Blandet i de ulike mengdeforhold innbefattet prøvene de følgende komponenter: diesel, vann, tørt kalsiumklorid, kalk; SAFE-CARB<TM >2, et kalsiumkarbonat-vektmateriale; ECOTROL RD<TM>, en oljeløselig metylstyren/akrylatkopolymer; kalk; VG-PLUS<TM>, et organofilt leireviskositetsøkende middel; VERSCOAT<TM>, et modifisert amidoamin utledet fra fettsyreemulgator og fuktemiddel; VERSAWET<TM>, en oksidert fettsyresurfaktant; To measure the effectiveness of the oil-containing wellbore fluids in activating an oil-swellable packer, four wellbore fluid formulations were prepared. Mixed in the various proportions, the samples included the following components: diesel, water, dry calcium chloride, lime; SAFE-CARB<TM >2, a calcium carbonate weighting material; ECOTROL RD<TM>, an oil-soluble methylstyrene/acrylate copolymer; lime; VG-PLUS<TM>, an organophilic clay viscosity increasing agent; VERSCOAT<TM>, a modified amidoamine derived fatty acid emulsifier and wetting agent; VERSAWET<TM>, an oxidized fatty acid surfactant;
VERSAMUL<TM>, en blanding av fettsyrer og talloljeemulgator til oljebaserte mud; ECF-2184, en alkoksylert fettalkohol terminert med en karboksylsyreemulgator; VERSAMUL<TM>, a mixture of fatty acids and tall oil emulsifier for oil-based muds; ECF-2184, an carboxylated fatty alcohol terminated with a carboxylic acid emulsifier;
VERSAPAC<TM>, et alkyldiamid; og EMI-2180, et mikronisert kalsiumkarbonatvektmateriale som har en d90 på cirka 10 mikroner, en d50 på cirka 4 mikroner, og en d10 på cirka 1,5 belagt med et organofilt belegg fremstilt av stearylmetakrylat, butylakrylat og akrylsyremonomerer, hvorav alle er tilgjengelige fra M-I LLC (Houston, Texas). Fluidformuleringene er som følger: VERSAPAC<TM>, an alkyl diamide; and EMI-2180, a micronized calcium carbonate weight material having a d90 of about 10 microns, a d50 of about 4 microns, and a d10 of about 1.5 coated with an organophilic coating made from stearyl methacrylate, butyl acrylate, and acrylic acid monomers, all of which are available from M-I LLC (Houston, Texas). The fluid formulations are as follows:
Tabell 1 Formuleringer for oljesvellbare packerfluider Table 1 Formulations for oil-swellable packer fluids
Dieselolje ble anvendt som en kontroll i prøve 1. Et konvensjonelt omvendt system med olje-til-vann-forhold (OWR) på 60:40 ble blandet til prøve 2 under anvendelse av VERSCOAT<TM>, VERSAWET<TM >for å oljevæte systemet og opprettholde en omvendt emulsjon med saltoppløsningsfase, og SAFE-CARB<TM >2 som vektmaterialet. I tillegg ble en HIPR-emulsjon (high internal phase ratio-emulsjon) fremstilt til prøve 3, som ikke inneholdt noen faste stoffer, og en spesiell emulgator som opprettholder et vann-i-oljesystem ved svært lav OWR som ikke er mulig under anvendelse av konvensjonell kjemi. Endelig er prøve 4 et heloljesystem fremstilt med det organiske alkyldiamidviskositetsøkende middel for å oppnå suspensjon av det organofilt belagte kalsiumkarbonatvektmateriale, som kan redusere eller fjerne behovet for en emulgator eller et fuktemiddel i fluidet. Diesel oil was used as a control in sample 1. A conventional reverse system with an oil-to-water ratio (OWR) of 60:40 was mixed into sample 2 using VERSCOAT<TM>, VERSAWET<TM> to oil-wet the system and maintaining an inverted emulsion with saline phase, and SAFE-CARB<TM >2 as the weight material. In addition, a high internal phase ratio (HIPR) emulsion was prepared for sample 3, which contained no solids, and a special emulsifier that maintains a water-in-oil system at very low OWR that is not possible using conventional chemistry. Finally, sample 4 is an all-oil system prepared with the organic alkyl diamide viscosity increasing agent to achieve suspension of the organophilic coated calcium carbonate weight material, which can reduce or eliminate the need for an emulsifier or a wetting agent in the fluid.
Svelleanalyser ble utført hvor deler av prøve 1-4, referert til som "bløtefluid" i tabell 2, ble lastet inn i trykksatte celler med en kupong av et oljesvellbart packermateriale, og plassert i en ovn for statisk aldring ved 225°F (107<o>C) i 24 timer. Påfølgende den statiske inkubasjonstid ble celler fjernet, luftkjølt og målt. Prøve 1, dieseloljekontrollen, ble helt i et glass som inneholdt en kupongprøve, og aldret i 24 timer ved romtemperatur, da det av sikkerhetsmessige årsaker ikke var mulig å teste fluidet ved forhøyet temperatur. Swelling analyzes were performed in which portions of samples 1-4, referred to as "soak fluid" in Table 2, were loaded into pressurized cells with a coupon of an oil-swellable packer material, and placed in an oven for static aging at 225°F (107< o>C) for 24 hours. Following the static incubation time, cells were removed, air cooled and measured. Sample 1, the diesel oil control, was poured into a glass containing a coupon sample and aged for 24 hours at room temperature, as for safety reasons it was not possible to test the fluid at an elevated temperature.
Resultatene er vist i tabell 2 og figur 1. The results are shown in table 2 and figure 1.
Tabell 2 Beregnet endring i oljesvellbar packerkupongstørrelse etter eksponering for ulike oljebaserte fluider. Table 2 Calculated change in oil-swellable packer coupon size after exposure to various oil-based fluids.
Eksempel 2 Example 2
For å bestemme økningen i fluidegenskaper til packersvellefluidet i helolje under høytemperaturbetingelser nedihulls, ble to forskjellige varianter av 9,6 lb/gal-volumer av prøve 4 blandet som vist i tabell 3. Fluidet ble skåret på en Silverson-blander, idet assosiert varme ble kontrollert med et kjølebad for å holde temperaturen under 150°F (66<o>C). Viskositetsdata for begge formuleringer er vist i tabell 4. I begge prøver av prøve 4 ble en økning i reologien observert etter statisk aldring ved 225°F (107<o>C) i 24 timer. To determine the increase in fluid properties of the packer swell fluid in whole oil under high temperature downhole conditions, two different varieties of 9.6 lb/gal volumes of sample 4 were mixed as shown in Table 3. The fluid was sheared on a Silverson mixer, the associated heat being controlled with a cooling bath to keep the temperature below 150°F (66<o>C ). Viscosity data for both formulations are shown in Table 4. In both samples of Sample 4, an increase in rheology was observed after static aging at 225°F (107<o>C ) for 24 hours.
Tabell 3 Formuleringer for Prøve 4 Variasjonssystemer Table 3 Formulations for Sample 4 Variation systems
Tabell 4 Reologi for 9,6 lb/gal Prøve 4 Variasjonssystemer Table 4 Rheology for 9.6 lb/gal Sample 4 Variation Systems
Eksempel 3 Example 3
For å påvise det oljeholdige packersvellefluidets kompatibilitet Prøve 4 i forhold til et konvensjonelt omvendt emulsjon-fluid, ble en filterkake generert under anvendelse av et vannbasert reservoar-drill-in-fluid på en aloksittskive ved 220°F (104<o>C). Cellen ble tømt for borefluid og erstattet med prøve 4-1 (tabell 3), i kontakt av den vannbaserte filterkake. Denne prosedyre ble gjentatt for en andre celle, idet det ble anvendt en konvensjonell omvendt emulsjon, dvs. prøve 2. Cellene ble trykksatt til 100 psi og oppvarmet til 150°F i 24 timer. Cellene ble deretter fjernet og latt kjøle til romtemperatur. To demonstrate the compatibility of the oily packer swelling fluid Sample 4 with respect to a conventional reverse emulsion fluid, a filter cake was generated using an aqueous reservoir drill-in fluid on an aloxite disc at 220°F (104<o>C ). The cell was emptied of drilling fluid and replaced with sample 4-1 (table 3), in contact with the water-based filter cake. This procedure was repeated for a second cell, using a conventional inverted emulsion, i.e. sample 2. The cells were pressurized to 100 psi and heated to 150°F for 24 hours. The cells were then removed and allowed to cool to room temperature.
Celler ble disassemblert og filterkakene fjernet og fotografert. En emulsjon ble observert på den vannbaserte filterkake eksponert for omvendt emulsjon-fluidet (rute B, figur 3), hvilket kan tilskrives degraderingen av filterkaken ved hjelp av emulgatorer anvendt til å stabilisere den omvendte emulsjonen. Filterkaken eksponert for et heloljesystem (og fri for alle emulgatorer og fuktemidler) i prøve 4 (rute A, figur 3), utviste ikke tegn på emulsjondannelse. Cells were disassembled and the filter cakes removed and photographed. An emulsion was observed on the water-based filter cake exposed to the reverse emulsion fluid (lane B, Figure 3), which can be attributed to the degradation of the filter cake by emulsifiers used to stabilize the reverse emulsion. The filter cake exposed to an all-oil system (and free of all emulsifiers and wetting agents) in sample 4 (route A, Figure 3) showed no signs of emulsion formation.
Eksempel 4 Example 4
Et oljeholdig borehullsfluid formulert med et silikaadditiv, ble testet for evne til viskositet og aktivere et oljesvellbart element. ECF-2723, et amorft utfelt silika med en d50 på cirka 5 mikroner, er tilgjengelig fra M-I SWACO (Houston, Texas). Fluidformuleringene er som følger: An oily borehole fluid formulated with a silica additive was tested for the ability to viscosity and activate an oil-swellable element. ECF-2723, an amorphous precipitated silica with a d50 of approximately 5 microns, is available from M-I SWACO (Houston, Texas). The fluid formulations are as follows:
Tabell 5 Formuleringer for oljesvellbare packerfluider Table 5 Formulations for oil-swellable packer fluids
Reologien (målt ved 120F) for prøve 5 ble testet for initiale egenskaper etter blanding, så vel som etter 18 timers statisk aldring ved 180F, som vist i tabell 6. Selv om et lite fall i reologi ble observert, som vist i tabell 6, var det ingen tegn på vektmaterialebunnfelling etter statisk aldring. En toppoljeseparasjon på ca.2mm ble målt. The rheology (measured at 120F) of sample 5 was tested for initial properties after mixing, as well as after 18 hours of static aging at 180F, as shown in Table 6. Although a small drop in rheology was observed, as shown in Table 6, there was no evidence of weight material precipitation after static aging. A top oil separation of approx. 2mm was measured.
Tabell 6 Reologi for 9,6 lb/gal Prøve 5 System Table 6 Rheology for 9.6 lb/gal Sample 5 System
For å evaluere den faststofflastede prøve 5's siktepluggende potensiale, ble en produksjonssiktetest (PST, production screen test) utført. Produksjonssiktetesten består av en 1,2 liters trykksatt celle hvor fluid las passere gjennom en sandkontrollsiktekupong. Feil ved testen kan være indikasjoner på plugging fra en endring i hastigheten ved hvilken fluid passerer gjennom kupongen bemerkes, eller plugging stopper fluidstrømningen fullstendig. PST-en ble utført under anvendelse av 1 liter fluidvolum ved 20 psi gjennom en viklet maskesil, mål 6. Det var ingen tegn på plugging, idet fluidet fritt passerte gjennom på 6,53 sekunder. Viklet maskesil-kupongen ble fjernet, forsiktig renset i løsemiddel for å kontrollere for synlige tegn på faststoffer innfanget i kupongen. Kupongen fremstod ren, uten tegn på innfangne materialer. To evaluate the screen plugging potential of the solids loaded sample 5, a production screen test (PST) was performed. The production sieve test consists of a 1.2 liter pressurized cell where fluid is passed through a sand control sieve coupon. Failure of the test may be indicative of plugging from a change in the rate at which fluid passing through the coupon is noted, or plugging stops fluid flow completely. The PST was performed using 1 liter fluid volume at 20 psi through a wound mesh screen, size 6. There was no evidence of plugging as the fluid passed freely through in 6.53 seconds. The wrapped mesh strainer coupon was removed, carefully cleaned in solvent to check for visible signs of solids trapped in the coupon. The coupon appeared clean, with no sign of trapped materials.
Prøve 5 ble også underkastet en svelletest, hvor en prøve av oljesvellbart elastomermateriale ble plassert i en celle som inneholdt et volum av prøve 5. Sample 5 was also subjected to a swelling test, where a sample of oil-swellable elastomeric material was placed in a cell containing a volume of sample 5.
Elastomerkupongen ble statisk aldret i fluidprøven i 18 timer ved 180F, og deretter målt under anvendelse av en digital krumpasser innledningsvis og etter aldring for å sammenligne kupongen med hensyn til svelleytelse. De registrerte målinger innbefatter toppbredde, bunnbredde, høyde og tykkelse, som vist i figur 7 nedenfor. En sammenligning (en økning i svelling som et lengdemål) av den i prøve 5 bløtlagte kupong med en elastomerkupong bløtlagt i diesel i 18 timer ved romtemperatur (av sikkerhetsårsaker) er presentert i figur 4. The elastomer coupon was statically aged in the fluid sample for 18 hours at 180F, and then measured using a digital caliper initially and after aging to compare the coupon for swelling performance. The recorded measurements include top width, bottom width, height and thickness, as shown in figure 7 below. A comparison (an increase in swelling as a measure of length) of the sample 5 soaked coupon with an elastomeric coupon soaked in diesel fuel for 18 hours at room temperature (for safety reasons) is presented in Figure 4.
Tabell 7 Resultater av svelletest Table 7 Results of swelling test
Utførelsesformer ifølge den foreliggende offentliggjøring angår et borehullsfluid som kan anvendes i kompletteringen av en brønn. For brønner som har blitt boret med et vannbasert fluid, kan den foreliggende offentliggjøring med fordel tillate anvendelsen av en oljesvellbar packer som kan ha bedre tetningskarakteristika enn en vannsvellbar packer. Videre kan utførelsesformer ifølge den foreliggende offentliggjøring også tillate anvendelsen av et oljeholdig fluid som kan vektes til ønsket densitet (med henblikk på brønnkontroll) uten risiko for partikkelbunnfall. Videre, i en utførelsesform som anvender et heloljesystem eller en direkte emulsjon, som beskrevet heri, kan elimineringen eller den reduserte mengde av emulgatoren, surfaktantene eller fuktemidlene være ønskelig for å minimere interaksjonen mellom den vannbaserte filterkake og det oljeholdige borehullsfluid, idet fortrengningslogistikk mellom vann- og oljeholdige fluider således forenkles. Embodiments according to the present disclosure relate to a borehole fluid that can be used in the completion of a well. For wells that have been drilled with a water-based fluid, the present disclosure may advantageously allow the use of an oil-swellable packer which may have better sealing characteristics than a water-swellable packer. Furthermore, embodiments according to the present publication can also allow the use of an oily fluid which can be weighted to the desired density (for the purpose of well control) without the risk of particle precipitation. Furthermore, in an embodiment using an all-oil system or a direct emulsion, as described herein, the elimination or reduced amount of the emulsifier, surfactants or wetting agents may be desirable to minimize the interaction between the water-based filter cake and the oily wellbore fluid, as displacement logistics between water- and oily fluids are thus simplified.
Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet med hensyn til et begrenset antall utførelsesformer, vil fagmenn som drar nytte av denne offentliggjøring, innse at det kan tenkes ut andre utførelsesformer som ikke avviker fra oppfinnelsens omfang som angitt heri. Følgelig skal oppfinnelsens omfang kun begrenses av de medfølgende krav. Although the invention has been described with respect to a limited number of embodiments, those skilled in the art having the benefit of this disclosure will recognize that other embodiments may be devised which do not depart from the scope of the invention as set forth herein. Accordingly, the scope of the invention shall only be limited by the accompanying claims.
Selv om noen få eksempler på utførelsesformer har blitt detaljert beskrevet i det ovenstående, vil fagmannen lett forstå at mange modifikasjoner er mulige i eksemplene på utførelsesformer uten at det i vesentlig grad avvikes fra den foreliggende oppfinnelses omfang. Følgelig er det hensikten at alle slike modifikasjoner skal være innbefattet av omfanget av denne offentliggjøring som definert av de medfølgende krav. I kravene er midler pluss funksjon-setninger ment å dekke de heri beskrevne strukturer som utførende den anførte funksjon og ikke kun strukturelle ekvivalenter, men også ekvivalente strukturer. Selv om en spiker og en skrue ikke er strukturelle ekvivalenter ved at en skrue anvender en sylindrisk overflate for å feste sammen deler av tre, mens en skrue benytter en helisk overflate, kan således en spiker og en skrue være ekvivalente strukturer i sammenhengen av å feste sammen deler av tre. Although a few examples of embodiments have been described in detail in the above, the person skilled in the art will easily understand that many modifications are possible in the examples of embodiments without significantly deviating from the scope of the present invention. Accordingly, it is intended that all such modifications be included within the scope of this disclosure as defined by the accompanying claims. In the claims, means plus function sentences are intended to cover the structures described herein as performing the stated function and not only structural equivalents, but also equivalent structures. Thus, although a nail and a screw are not structurally equivalent in that a screw uses a cylindrical surface to fasten together pieces of wood, while a screw uses a helical surface, a nail and a screw can be equivalent structures in the context of fastening together parts of wood.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261590502P | 2012-01-25 | 2012-01-25 | |
US201261669379P | 2012-07-09 | 2012-07-09 | |
PCT/US2013/022971 WO2013112725A1 (en) | 2012-01-25 | 2013-01-24 | Wellbore fluids used with oil-swellable elements |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20141016A1 NO20141016A1 (en) | 2014-08-29 |
NO346916B1 true NO346916B1 (en) | 2023-02-27 |
Family
ID=48873909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20141016A NO346916B1 (en) | 2012-01-25 | 2013-01-24 | Borehole fluids used with oil swellable elements |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
BR (1) | BR112014018383B1 (en) |
CO (1) | CO7151481A2 (en) |
EC (1) | ECSP14015889A (en) |
GB (1) | GB2513773A (en) |
MY (1) | MY176972A (en) |
NO (1) | NO346916B1 (en) |
WO (1) | WO2013112725A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX2018001195A (en) * | 2015-07-29 | 2018-04-24 | Mi Llc | Methods of formulating wellbore fluids. |
US10253234B2 (en) * | 2015-07-29 | 2019-04-09 | M-I L.L.C. | Wellbore fluids for use downhole |
WO2020023401A1 (en) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Emulsifiers for direct emulsion drilling fluids |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070074869A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | M-I Llc | In-situ solidification of invert emulsion fluids to form gas tight annular barrier |
US20080041589A1 (en) * | 1996-07-24 | 2008-02-21 | M-I Llc | Method of completing a well with sand screens |
US20100009874A1 (en) * | 2006-09-11 | 2010-01-14 | M-I L.L.C. | Precipitated weighting agents for use in wellbore fluids |
US20110036573A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Weaver Jimmie D | Methods for Swelling Swellable Elements in a Portion of a Well Using a Water-in-Oil Emulsion |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7373991B2 (en) * | 2005-07-18 | 2008-05-20 | Schlumberger Technology Corporation | Swellable elastomer-based apparatus, oilfield elements comprising same, and methods of using same in oilfield applications |
EA013347B1 (en) * | 2006-06-20 | 2010-04-30 | Эм-Ай Эл. Эл. Си. | Highly branched polymeric materials as coating on weighting agents |
US20100323933A1 (en) * | 2009-06-23 | 2010-12-23 | Fuller Michael J | Hydrocarbon-Based Filtercake Dissolution Fluid |
-
2013
- 2013-01-24 MY MYPI2014702036A patent/MY176972A/en unknown
- 2013-01-24 NO NO20141016A patent/NO346916B1/en unknown
- 2013-01-24 BR BR112014018383-0A patent/BR112014018383B1/en active IP Right Grant
- 2013-01-24 WO PCT/US2013/022971 patent/WO2013112725A1/en active Application Filing
- 2013-01-24 GB GB1414176.6A patent/GB2513773A/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-08-22 CO CO14184001A patent/CO7151481A2/en unknown
- 2014-08-26 EC ECIEPI201415889A patent/ECSP14015889A/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080041589A1 (en) * | 1996-07-24 | 2008-02-21 | M-I Llc | Method of completing a well with sand screens |
US20070074869A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | M-I Llc | In-situ solidification of invert emulsion fluids to form gas tight annular barrier |
US20100009874A1 (en) * | 2006-09-11 | 2010-01-14 | M-I L.L.C. | Precipitated weighting agents for use in wellbore fluids |
US20110036573A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Weaver Jimmie D | Methods for Swelling Swellable Elements in a Portion of a Well Using a Water-in-Oil Emulsion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MY176972A (en) | 2020-08-28 |
CO7151481A2 (en) | 2014-12-29 |
GB2513773A (en) | 2014-11-05 |
BR112014018383B1 (en) | 2021-09-08 |
GB201414176D0 (en) | 2014-09-24 |
BR112014018383A2 (en) | 2017-06-20 |
WO2013112725A1 (en) | 2013-08-01 |
NO20141016A1 (en) | 2014-08-29 |
BR112014018383A8 (en) | 2017-07-11 |
ECSP14015889A (en) | 2015-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2836582C (en) | Wellbore fluid used with swellable elements | |
EP3577187B1 (en) | Invert emulsion based drilling fluid and methods of using same | |
US10000984B2 (en) | Wellbore fluid used with oil-swellable elements | |
US10273400B2 (en) | Colloidal silica and polymer system for insulating packer fluids | |
US10590338B2 (en) | Wrinkled capsules for treatment of subterranean formations | |
US20120245058A1 (en) | Graphene-Containing Fluids for Oil and Gas Exploration and Production | |
US11339318B2 (en) | Thermal stability of high temperature oil based system enhanced by organophilic clay | |
US20150197998A1 (en) | Process for recovery of oleaginous fluids from wellbore fluids | |
NO340746B1 (en) | Method of using drilling fluid containing biodegradable, organophilic clay | |
NO20161092A1 (en) | Viscosifier for treatment of a subterranean formation | |
WO2015122889A1 (en) | Temperature-triggered viscosifier for treatment of a subterranean formation | |
NO20141016A1 (en) | Borehole fluids used with oil swellable elements | |
WO2016186663A1 (en) | Alkylpolyglucoside derivative fluid loss control additives for wellbore treatment fluids | |
AU2015202446B2 (en) | Wellbore fluid used with swellable elements | |
US20210131201A1 (en) | Oil swellable material for low temperature lost circulation material application | |
AU2012259128A1 (en) | Wellbore fluid used with swellable elements | |
WO2022010502A1 (en) | Stimuli responsive polymers for lost circulation applications | |
AU2015204270A1 (en) | Methods of using oleaginous fluids for completion operations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: HAMSOE PATENTBYRA AS, POSTBOKS 171, 4301 SANDNES |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: SCHLUMBERGER TECHNOLOGY B.V., NL |