松脱被卡的钻杆或工具的方法及其所用的解卡液技术

这里公开了含细泡沫的解卡液和它们用于松脱被卡在钻孔壁上的填料滤饼中的钻杆或工具的用途。该解卡液（流体）包括液体（水性、油性或它们的混合物），使该流体具有至少１０，０００厘泊的低剪切速率粘度的增粘剂，细泡沫产生性表面活性剂和细泡沫。该解卡液用于在常规钻井或井维修操作中松脱被卡在钻孔壁上的填料滤饼中的钻杆或工具的普通方法中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利申请是US专利申请No.08/800,727(02/13/97提交)、PCT国际专利申请No.PCT/US98/02566(02/10/98提交)和US专利申请序列号No.09/121,713(07/24/98提交)的部分延续申请；要求了它们每一个的优先权。本专利技术涉及用于促进在钻孔内被卡的钻杆或工具(优选差压被卡的钻杆)的松脱的方法和组合物。曾有许多发生卡钻的原因一些有规律地发生，一些限于特殊区域和一些是独特的。工业惯例将这些原因分类为差压或机械卡钻。差压卡钻被认为是由以下机理发生的。在大多数钻井作业过程中，由钻探泥浆圆柱体施加的流体静压大于地层流体压力。在可渗透地层中，泥浆滤液从钻孔流入岩石中并形成滤饼。在滤饼两侧存在压力差，它等于在泥浆柱的压力和地层的压力之间的差异。当钻杆处在钻孔的中心时，由于泥浆失去平衡而引起的流体静压将作用于其周围的各个方向。然而，如果该钻杆触碰所述滤饼，则失衡的泥浆将推动钻杆进一步深入到滤饼中，因此增加了在钻杆和滤饼之间的接触面积。滤液仍然被从钻杆和地层之间的滤饼中挤出，因此使滤饼收缩并使钻杆进一步穿入滤饼从而进一步增加了接触面积。如果该差压足够高并作用于足够大的面积上，则该钻杆可能被卡住。差压卡钻通常发生在钻杆在一定时间内保持不动的时候，例如在连接或勘探中。当钻探那些衰竭储层时由于相关的高度失衡而使差压卡钻成为特别突出的问题。将压差被卡的钻杆松动所需要的力尤其取决于下面因素a.在钻孔和地层之间的压差。任何失衡会导致侧向力，它由于孔的偏移而存在。b.钻杆的嵌入井壁泥饼中的表面面积。泥饼越厚或钻杆直径越大，这一面积可能越大。c.在钻杆和井壁泥饼之间形成的结合力是很重要的因素，与卡钻粘着力成正比。这能够包括摩擦力，内聚力和粘着力。它倾向于随时间的延长而增加，使得松脱钻杆更加困难。差压卡钻与其它形式的卡钻如机械卡钻不同。泥浆循环不会被中断，因为在钻孔中没有阻塞物阻止流动，而这正是因钻孔桥接或塌落而被卡住的钻杆的情况。差压卡钻不可能在任何方向上移动或旋转钻杆。当钻杆被卡住时，钻孔者通常尝试利用机械运动即通过拔、振动、扭转来松动它，或者，如果在将要卡钻之前立即运动钻杆，尝试在相反方向上运动它。这通常无法使钻杆松脱，当然，对所能施加的力还有限制，因为太大的力会使钻杆折断并使情况更糟糕。如果该钻杆仍然被卡住，则有时候在实践中使用钻杆松脱剂，即解卡液。解卡液是化学性质活泼的混合物，它可以是油性或水性的，包括乳液，如果运动钻杆不能松动它时则在卡钻区域上方放置解卡液来尝试松动钻杆。据信这通过侵蚀该泥浆滤饼来起作用。它们是以碎块形式(人们称之为丸剂)沿着钻井向下被泵抽到卡钻区域而定位。丸剂一般含有足够的物质以覆盖卡钻区并稍微扩展超过该区域，覆盖卡钻区域面积的1.5倍的总面积。实现这一目的所需要的丸剂体积通常是大约100bbl。常常让丸剂浸泡到钻杆松动或尝试松动该钻杆的努力被放弃为止。然而，也常常使用较小或较大的丸剂和使用两种或多种丸剂，在使用一批丸剂后等待一段浸泡时间再使用下一批，并利用泵一点点地使该丸剂通过卡钻区。解卡液通常是由该领域的公司作为专有掺混物来销售，通常并不披露它们的化学成分。然而，一些解卡液是以沥青质化合物为基础和一些是以乙二醇、甘油和醇类和脂肪酸以及这些化合物的衍生物为基础。传统上，通过使用固体颗粒增重剂如重晶石使丸剂密度以类似方式增大至泥浆的密度，用增粘剂防止沉积，优选将解卡液的密度与钻井液(它在钻杆被卡之前一直在使用)的密度匹配。例如，如果该钻井液具有14磅/加仑(ppg)的密度，则该解卡液将用例如重晶石增重，以达到14ppg的解卡液密度。然而，密度匹配并不总是被认为有必要，也不总是最佳工序。在现有技术中已知有许多此类解卡液。在环保要求不禁止或不妨碍它们的应用的那些情况下，曾经比较成功地使用柴油。多年来，沥青型解卡液，例如由Baker-Hughes销售的产品BLACKMAGIC SFTTM和BLACK MAGICTM的使用也取得了一定的成功。对于沥青、柴油、矿物油或其它油性解卡液不能或不得使用的情况，其它许多市场上可买到的、对环境友好的解卡液已经被用来尝试用于松动被卡的钻杆，但通常只取得有限的成功。例如，聚α-烯烃作为润滑剂/解卡液的使用已公开于David O.Trahan等人的US专利No.4,876,017中，此类物质由The Coastal MudCompany以商标COASTALUBETM销售。James R.Hayes等人的US专利No.5,002,672是解卡液(由Lafayette，La.的Turbo-Chem International，Inc.销售)的另一实例，它包括甘油磷酸酯以及单酸甘油酯和/或甘油二酯的聚酰氧基多羧酸酯与其它增粘剂和密封剂相结合使用。Heinz Mueller等人的US专利No.4,964,615公开了使用酸烷基酯或该酯的混合物的另一种解卡液。Halliday等人的US专利No.5,608,879公开了使用含有位于烃内部的至少一个双键的烯烃异构体作为解卡液添加剂。Patel等人的US法定专利技术登记No.H1000公开了使用包含支链低聚物的合成烃，该低聚物是由含有C2-C24链长的一种或多种烯烃合成的，其平均分子量是120到1000。许多其它商购解卡液是现有技术中已知的，例如，由Coastal MudCompany，Abbeville La.销售的COASTALSPOT解卡液(一种多元醇酯)，由Baroid Drilling Fluids，Inc.of Houston，Tex.销售的ENVIRO-SPOTTM，PETROFREETM酯和BARO-SPOTTM解卡液，由CescoChemicals，Inc.of Lafayette，La.销售的CESCO A-25 SPOTTM产品，由M-I Drilling Fluids，Inc.销售的PIPE-LAXTM产品(一种甘油酯)，以及由Integrity Industries销售的VL-250产品(一种萜烯-环状C10的掺混物)。该ENVIRO-SPOTTM产品是一种乳化剂，润滑剂，胶凝剂及其它物质的掺混物。BARO-SPOTTM产品是一种表面活性剂，润滑剂和增粘剂的掺混物。SURFYNOLTM440，一种C14乙炔多元醇，由Air Products，Inc.销售。BXR-2000是由Baroid Drilling Fluids，Inc.销售的聚乙二醇。MONATM939是Mona Industries，Inc.销售的磷酸酯。也已知(由爱尔兰都柏林的Gait International销售的KOPLUS LLTM物质)将柠檬酸与有机或无机盐(包括氯化钾)混合使用来松动被卡的钻杆。然而，这些已知的解卡液中的每一种在松动被卡的钻杆上都仅仅取得有限的成功。松脱被卡钻杆或工具的方法包括定位该钻杆或工具被卡在钻孔穿过的地层中的地点，和将一定体积的解卡液引入到被卡钻杆或工具的位置的深度，其中解卡液的体积足以置换在钻孔内整个被卡区域中的流体。因此，本专利技术的目的是将细泡沫引入到解卡液中来改进其性能。本专利技术的另一目的是制备具有至少约10,000厘泊的低剪切速率粘度和含有细泡沫的解卡液。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于松脱在钻孔内被卡的钻杆或工具的解卡液，它包括选自含水的液体、含油的液体和它们的混合物的液体，在其中引入了一种或多种增粘剂、细泡沫产生性表面活性剂以及细泡沫，所述增粘剂使所述解卡液具有用布氏粘度计在０．５ｒｐｍ下测量的至少大约１０，０００厘泊的低剪切速率粘度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤米F布鲁凯，杰克C考恩，
申请(专利权)人：ACTI系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]