控制泥浆性质的技术制造技术

本发明专利技术公开了用于通过化学和/或物理处理将被污染的钻井泥浆的稳定性维持在所需范围内的方法和系统。在一个方面中，方法包括在地下区域中注入钻井泥浆，所述钻井泥浆包含一定量的含有火山灰的第一钻井泥浆添加剂，确定与所述地下区域的工艺相关的气体的存在，和通过将一定量的第二钻井泥浆添加剂注入穿过所述地下区域来中和所述气体，所述第二钻井泥浆添加剂包含气体中和剂。

Technology for controlling the properties of mud

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制泥浆性质的技术优先权声明本申请要求2015年5月27日提交的美国临时申请号62/166,948的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本说明书涉及水系钻井泥浆组合物和相关方法。背景每年使用数百万筒水系泥浆以在海岸和近海钻井环境中勘探和开采油气资源二者。已经在油气、地热、和水钻井行业中使用膨润土泥浆作为钻井泥浆添加剂，以用于孔清洁、钻屑悬浮、地层支撑、和其他钻井操作。膨润土泥浆的常规化学结构与严重的技术限制有关，原因在于对一价和二价盐、不希望的泥浆固体、水泥污染、pH变化、和在100摄氏度以上的温度变化的差的承受能力。标准泥浆系统还与地表下地层如硬石膏、蒸发岩、刺穿盐丘(saltdiapir)、富含粘土的地层、反应性页岩、泥灰岩等具有强的相互作用。因为不能使用盐抑制膨润土泥浆的反应性淡水相，所以它在对蒸发岩、硬石膏和反应性页岩进行钻井中产生严重的钻孔问题，这在许多油田中是经常遇到的。归因于在膨润土泥浆配制物中使用的淡水的高溶解能力，在对页岩、蒸发岩和硬石膏进行钻井时发生孔扩大和循环损失。膨润土泥浆触发的钻孔问题可能会导致设置未计划用的套管柱，使得总体井成本的显著增加，并且还可能会导致需要用于校正的补救措施的差的固井工作。然而，归因于膨润土泥浆的严重的技术限制，在许多油田中它们无法有效用于对蒸发岩、硬石膏、富含粘土且含盐的地层进行钻井。概述本说明书描述了通过化学和/或物理处理将被污染的钻井泥浆的性质维持在所需范围内的系统和方法。在一些实例中，方法包括在地下区域中注入钻井泥浆，所述钻井泥浆包含一定量的含有火山灰的第一钻井泥浆添加剂，确定与所述地下区域的工艺相关的气体的存在，和通过将一定量的第二钻井泥浆添加剂注入穿过所述地下区域来中和所述气体，所述第二钻井泥浆添加剂包含气体中和剂。在一些实施方案中，所述第一钻井泥浆添加剂还包含水、增粘剂和pH缓冲液。确定所述气体的存在可以包括检测所述气体的浓度。气体的浓度还可以包括将气体取样探针连接至所述地下区域和使用所述气体取样探针测量所述气体的浓度。所述气体取样探针可以包括表面监测系统。在一些实施方案中，确定所述气体的存在可以包括将所述气体的浓度与浓度阈值进行比较。浓度阈值可以是约10份/百万(ppm)。所述方法还可以包括测量与所述第一钻井泥浆添加剂和所述第二钻井泥浆添加剂混合的所述钻井泥浆的一组过滤性质、流变性质和凝胶强度性质。在所述钻井泥浆中的所述火山灰的量可以在所述钻井泥浆的约5重量％至约8重量％的范围内。所述水的量可以是大于90重量％的量。所述增粘剂的量可以在所述钻井泥浆的约0.3重量％至约0.8重量％的范围内。所述双功能泥浆添加剂的量可以在所述水系钻井泥浆的约0.5％(w/w)至约1％(w/w)的范围内。所述钻井泥浆不包含方石英。所述火山灰呈现约40微米的D50值。所述火山灰可以包含二氧化硅、氧化铝、氢氧化钙、氧化铁、和氧化镁。在一些实施方案中，所述水可以包含淡水、海水、盐水或地层盐水中的至少一种。所述钻井泥浆添加剂具有小于约100微米的粒度分布。所述钻井泥浆添加剂可以包含洋车前子(psyllium)壳、羟基丙基化淀粉、阿拉伯糖(aribonose)或木糖中的至少一种。所述钻井泥浆添加剂具有在约8cP至约30cP的范围内的粘度。本公开还提供了另一种方法，所述方法包括以下动作：将钻井泥浆添加剂加入至钻井泥浆，所述钻井泥浆添加剂包含一定量的火山灰和气体中和剂，通过在对井眼进行钻井的同时使包含所述钻井泥浆添加剂的所述钻井泥浆流经地下地层，将响应于对所述井眼进行钻井穿过所述地下地层而从所述地下地层释放的气体的影响中和。在一些实施方案中，所述钻井泥浆添加剂还包含水、增粘剂和pH缓冲液中的至少一种。在所述钻井泥浆中的所述火山灰的量可以在所述钻井泥浆的约5重量％至约8重量％的范围内。所述水的量可以是大于90重量％的量。所述增粘剂的量可以在所述钻井泥浆的约0.3重量％至约0.8重量％的范围内。所述双功能泥浆添加剂的量可以在所述钻井泥浆的约0.5％(w/w)至约1％(w/w)的范围内。所述钻井泥浆不包含方石英。所述火山灰可以呈现40微米的D50值。所述火山灰可以包含二氧化硅、氧化铝、氢氧化钙、氧化铁和氧化镁。在一些实施方案中，所述水可以是淡水、海水、盐水、地层盐水或它们的组合。所述钻井泥浆添加剂具有小于约100微米的粒度分布。所述钻井泥浆添加剂可以包含洋车前子壳、羟基丙基化淀粉、阿拉伯糖、木糖、或它们的组合。所述钻井泥浆添加剂具有在8cP至30cP的范围内的粘度。在以下附图和描述中给出了在本说明书中描述的主题的一个或多个实施方案的详情。根据说明书、附图和权利要求，主题的其他特征、方面、和优点将会变得显而易见。附图简述图1示出了用于在地下地层中钻井的实例井系统。图2是用于中和地下地层中的气体的实例过程的流程图。图3是用于中和地下地层中的气体的另一个实例过程的流程图。在各个附图中相似的附图编号和标记表示相似的元件。详细描述本说明书涉及通过化学和/或物理处理将被污染的钻井泥浆的性质维持在所需范围内。提供钻井泥浆组合物和相关方法作为本实施方案的实施方案。钻井泥浆组合物含有火山灰并且针对高盐含量、水泥、石灰、和高温的承受能力提供改善的性质。在地下区域中的井眼形成包括，例如使用钻井装备，对地下区域进行钻井。钻井泥浆被注入并且流经进行钻井的井眼。钻井泥浆用于多个目的，以下描述了其中的一些。有时，在地下区域中捕获的有害气体可以响应于钻井而释放。可以通过将某些钻井添加剂(有时被称为气体中和剂或氧清除剂)加入至钻井泥浆中来中和这样的气体。然而，那些气体中和剂可能会负面影响钻井泥浆的性能。本公开描述了可以与气体中和剂一起加入至钻井泥浆中的钻井添加剂，其降低或消除了气体中和剂对钻井泥浆的负面影响，而不影响气体中和剂中和从地下区域释放的有害气体的能力。可以实施在本说明书中描述的主题的具体实施方案从而实现以下优点中的一个或多个。本实施方案提供了职业健康、安全与环境(OHSE)以及环保的泥浆钻孔添加剂，其不含致癌物质(例如，方石英)。钻孔泥浆提供相对简单的配制物，其容易维持并且自由处置在装备运行附近。作为本实施方案的另一个优点，提出的泥浆组合物允许将氯化钾和泥浆系统中的其他类型的抑制剂结合而不引起泥浆性质的任何改变，从而提供对反应性页岩、粘土、泥灰岩和其他水敏感性地层的抑制。泥浆组合物还对泥浆固体具有较高的承受能力，以防止泥浆的流变和过滤性质的任何大幅改变。泥浆组合物此外还对一价和二价盐具有较高的承受能力，以防止泥浆组合物的流变、凝胶强度、过滤、和泥饼构建性质的任何大幅改变。泥浆承受在每筒泥浆5至25磅范围内的盐浓度并且还承受一价盐(例如，NaCl或KCl)和二价盐(例如，CaCl2)的饱和水平。在一些实施方案中，泥浆承受高达饱和水平的任何盐浓度。额外的优点是，本实施方案的泥浆组合物对水泥污染具有较高的承受能力，以防止泥浆组合物的流变、凝胶强度、过滤、和泥饼构建性质的任何大幅改变。泥浆组合物的实施方案具有较高的热稳定性(高达100摄氏度)，以防止泥浆系统的流变、凝胶强度、过滤、和泥饼构建性质的任何大幅改变。泥浆组合物的实施方案具有低的美国石油协会(AmericanPetroleumI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：在地下区域中注入钻井泥浆，所述钻井泥浆包含一定量的含有火山灰的第一钻井泥浆添加剂；确定与所述地下区域的工艺相关的气体的存在；和通过将一定量的第二钻井泥浆添加剂注入穿过所述地下区域来中和所述气体，所述第二钻井泥浆添加剂包含气体中和剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.27 US 62/166,9481.一种方法，所述方法包括：在地下区域中注入钻井泥浆，所述钻井泥浆包含一定量的含有火山灰的第一钻井泥浆添加剂；确定与所述地下区域的工艺相关的气体的存在；和通过将一定量的第二钻井泥浆添加剂注入穿过所述地下区域来中和所述气体，所述第二钻井泥浆添加剂包含气体中和剂。2.权利要求1所述的方法，其中所述第一钻井泥浆添加剂还包含水、增粘剂和pH缓冲液。3.权利要求1所述的方法，其中确定所述气体的存在包括检测所述气体的浓度。4.权利要求3所述的方法，其中检测所述气体的浓度还包括：将气体取样探针连接至所述地下区域；和使用所述气体取样探针测量所述气体的浓度。5.权利要求4所述的方法，其中所述气体取样探针包括表面监测系统。6.权利要求1所述的方法，其中确定所述气体的存在包括将所述气体的浓度与浓度阈值进行比较。7.权利要求6所述的方法，其中所述浓度阈值是约10ppm。8.权利要求1所述的方法，所述方法还包括测量与所述第一钻井泥浆添加剂和所述第二钻井泥浆添加剂混合的所述钻井泥浆的一组过滤性质、流变性质和凝胶强度性质。9.权利要求1所述的方法，其中在所述钻井泥浆中的所述火山灰的量在所述钻井泥浆的约5重量％至约8重量％的范围内。10.权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姆迪·阿马努拉，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA