基于生物质的油田化学品制造技术

本发明专利技术涉及得自产油微生物的微生物生物质，所述微生物生物质提供用于井相关流体的具有成本效益的生物降解性添加剂。所述生物质可用作降滤失剂、粘度调节剂、乳化剂、润滑剂或密度调节剂。

Oilfield chemicals based on biomass

The present invention relates to microbial biomass derived from an oil producing microorganism that provides a cost-effective biodegradable additive for a well associated fluid. The biomass can be used as a filtrate reducer, a viscosity modifier, an emulsifier, a lubricant, or a density regulator.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于生物质的油田化学品相关申请案本申请要求2011年4月I日提交的美国临时申请号61 / 471，013和2012年3月9日提交的美国临时申请号61 / 609，214的权益，这些临时申请据此整体以引用方式并入本文。
技术介绍

本专利技术为降滤失剂、桥堵材料、粘度调节剂提供基于微生物生物质的成分，以及可用于钻井液、维修流体、完井液、固井液、储层流体和其他用于钻井应用的流体的其他用途。可用作降滤失剂、桥堵材料、粘度调节剂的基于微生物质的材料涉及石油和天然气勘探、地热井、水井和向地下钻孔的其他应用领域。专利技术背景钻井液(有时在本领域称为“钻井泥浆”)是结合钻孔而使用的流体。虽然通常用于钻取石油和天然气井，但是钻井液也用于其他应用，包括钻水井和地热井。钻井液的三大类别是水基泥浆(其可以是分散的和非分散的)、非水性泥浆(有时称为“油基泥浆”)和气态钻井流体。在钻井时，几个问题需要应付，包括:保持钻头冷却和干净，地层流体(即，诸如存在于所钻地层中的油的流体)进入井筒，以及悬浮和除去钻屑。由于这些问题，钻井液需要具有正确的粘度和流动性的组合。钻井液需要足够粘稠，以防止地层流体进入井筒以及以悬浮钻屑。某些钻井液也带出或除去悬浮的钻屑。当钻取油井时，可迫使来自钻井液的滤液进入邻近的地下地层(“侵入”)。这会损坏地层；例如，一些地带含有粘土，这些粘土被钻井液水化时往往会阻挡油和气进入钻孔。为防止或减少这种损坏，降滤失剂用来控制水性钻井液的渗滤速率并通形成滤饼起到密封地层中的孔的作用。用于密封滤饼(或“壁饼”)孔的材料包括了诸如淀粉、改性淀粉、纤维素、改性纤维素、合成聚合物(诸如聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺)和褐煤的材料(参见以引用方式并入本文的美国专利号5，789，349)。侵入由通常比地层压力大的静液柱的压差引起，特别是在低压力或枯竭的地带。侵入也因岩石中的开口和流体穿过岩石的能力、地带的孔隙率和渗透性所致。更近的技术利用通过向水或盐水中加入专门的聚合物而产生的低剪切速率粘度(LSRV)流体，以形成钻井液。这些聚合物在非常低的剪切速率下产生极高的粘度。LSRV通过产生进入地层开口的高阻力而有助于控制钻井液的侵入和渗滤。由于流体以非常慢的速率运动，因此粘度变得很高，并且钻井液以 轻微的渗透包含在钻孔内。参见Drill-1n Fluids Improve HighAngle Well Production , Supplement to the Petroleum Engineer International,March,1995。然而，循环液漏失仍然是一个问题。当静水柱的差压远大于地层压力时，就会发生循环液漏失。岩石的开口接纳并储存钻井液，使得较少回到表面发生再循环。流体在井下流失，并会导致孔洞不稳定、卡住钻杆和井控丧失。除了流体体积流失外，还需要昂贵的循环液漏失材料(LCM或“降滤失剂”)。这些材料通常为诸如甘蔗纤维、木纤维、棉籽壳、坚果壳、云母、玻璃纸和其他材料的纤维、颗粒状或薄片材料。将这些LCM材料加到流体体系中，使得它们可被带入漏失区并嵌入以形成架桥，其他材料则可以在架桥上开始聚集和密封(参见以引用方式并入本文的美国专利号6，770，601)。除了用于钻井的流体外，各种流体也用于从井中采出诸如石油和天然气的自然资源。这些流体可起到抑制腐蚀、从水中分离烃、阻止形成抑制性固体(诸如石蜡、垢和金属氧化物)以及提高井产量的作用。流体还可以用于固井、水力压裂和酸化。专利技术概要本专利技术在某些实施方案中提供用于形成或维护钻孔或井或者从钻孔或井进行生产的流体，其中该流体包含来自产油微生物的生物质。在特定实施方案中，生物质起到桥堵齐?、降滤失剂、粘度调节剂、乳化剂、润滑剂和/或密度调节剂的作用。在一些实施方案中，流体包含水性或非水性溶剂并任选地包含一种或多种另外的组分，使得流体可作为钻井液、钻开液、修井液、解卡液(spotting fluid)、固井液、储层流体、采出液、水力压裂流体或完井液。流体中的生物质可以来自产油微生物，诸如微藻、酵母、真菌或细菌。微生物生物质可以包括例如完整细胞、裂解细胞、完整细胞与裂解细胞的组合、从中去除了油的细胞和/或来自产油微生物的多糖。在某些实施方案中，微生物生物质经化学修饰。示例性化学修饰包括疏水、亲水、阴离子和阳离子部分的共价连接。在特定实施方案中，微生物生物质通过选自以下的一种或多种化学反应而化学修饰:酯交换、皂化、交联、阴离子化(例如羧甲基化)、乙酰化和水解。微生物生物质在某些实施方案中可占流体的约0.1重量％至约20重量％。在多个实施方案中，流体包含一种或多种选自以下的另外添加剂:膨润土、黄原胶、瓜尔胶、淀粉、羧甲基 纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、杀生物剂、PH调节剂、除氧剂、起泡剂、破乳剂、腐蚀抑制剂、粘土控制剂、分散剂、絮凝剂、减摩剂、桥堵剂、润滑剂、增粘剂、盐、表面活性剂、酸、降滤失添加剂、气体、乳化剂、密度调节剂、柴油燃料和微泡沫(aphron)。例如，流体可包含浓度为流体约0.001质量％至5质量％的平均直径为5至50微米的微泡沫。在特定实施方案中，生物质通过产油微生物的干燥、压榨和溶剂提取油的一者或多者而产生。生物质在某些实施方案中可由产油微生物的异养生长产生，包括例如专性异养生物诸如桑椹型无绿藻(Prototheca moriformis)的异养生长。在某些实施方案中，与不含产油微生物生物质的流体相比，包含上述产油微生物生物质的流体具有降低的API滤失试验值。示例性的流体根据持续7.5或30分钟的API滤失试验相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有大于2、5或10倍的流体滤失降低。在特定实施方案中，包含产油微生物生物质的流体如使用Couette型粘度计测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有2倍、5倍、10倍或更大的屈服点增加。在一些实施方案中，包含产油微生物生物质的流体如根据通过陶瓷盘过滤器进行的静态滤失试验进行测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有至少2倍的初滤失量(spurt loss volume)降低。在特定实施方案中,包含产油微生物生物质的流体如根据通过陶瓷盘进行的静态滤失试验进行测量相对于不含产油微生物生物质的对照流体而言可具有至少2倍的总滤失量降低。在任一种情况下，示例性陶瓷盘可具有5微米、10微米或20微米的孔径。在某些实施方案中，在持续30分钟或60分钟后在静态滤失试验中测量到了初滤失量或总滤失量的降低。在某些实施方案中，包含产油微生物生物质的流体根据通过Couette型粘度计进行的凝胶强度试验相对于不含该生物质的对照流体而言可具有至少2倍的凝胶强度增加。在特定实施方案中，凝胶强度试验进行7.5分钟或30分钟的持续时间。在一些实施方案中，在0.01 /秒与1000 /秒之间的剪切速率下测量时，包含产油微生物生物质的流体在18°C与200°C之间的温度下老化至少16小时后可比老化前具有更高的粘度计算值。本专利技术在某些实施方案中还提供形成井筒、或维护、或从井中产生采出液的方法，其中该方法需要引入任何上述流体。在特定实施方案中，该方法需要使用流体进行选自以下的井维修作业:完井作业、防砂作业、修井作业和水力压裂作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成或维护钻孔或井或者从钻孔或井进行生产的流体，所述流体包含来自产油微生物的生物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.01 US 61/471,013;2012.03.09 US 61/609,2141.一种用于形成或维护钻孔或井或者从钻孔或井进行生产的流体，所述流体包含来自产油微生物的生物质。2.根据权利要求1所述的流体，其中所述生物质起到桥堵剂、降滤失剂、粘度调节剂、乳化剂、润滑剂或密度调节剂的作用。3.根据权利要求1所述的流体,其中所述流体包含水性或非水性溶剂并任选地包含一种或多种另外的组分，使得所述流体可作为钻井液、钻开液、修井液、解卡液、固井液、储层流体、采出液、水力压裂流体或完井液。4.根据权利要求1至3任一项所述的流体，其中所述产油微生物选自微藻、酵母、真菌和细菌。5.根据权利要求1至4任一项所述的流体，其中所述微生物生物质包括完整细胞、裂解细胞、完整细胞与裂解细胞的组合、从中去除了油的细胞或来自所述产油微生物的多糖。6.根据权利要求1至5任一项所述的流体，其中对所述微生物生物质进行化学修饰。7.根据权利要求6所述的流体，其中所述化学修饰包括疏水、亲水、阴离子和阳离子部分的共价连接。8.根据权利要求7所述的流体，其中所述微生物生物质通过选自以下的一种或多种化学反应而化学修饰:酯交换、皂化、交联、阴离子化、乙酰化和水解。9.根据权利要求8所述的流体，其中所述阴离子化为羧甲基化。10.根据权利要求1至9任一项所述的流体，其中所述微生物生物质为所述流体的约0.1重量％至约20重量％。11.根据权利要求1至10任一项所述的流体，所述流体还包含选自以下的一种或多种添加剂:膨润土、黄原胶、瓜尔胶、淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、杀生物剂、pH调节剂、除氧剂、起泡剂、破乳剂、腐蚀抑制剂、粘土控制剂、分散剂、絮凝剂、减摩剂、桥堵剂、润滑剂、增粘剂、盐、表面活性剂、酸、降滤失添加剂、气体、乳化剂、密度调节剂、柴油燃料和微泡沫。12.根据权利要求11所述的流体，其中所述流体包含浓度为所述流体约0.001质量％至5质量％的平均直径为5至50微米的微泡沫。13.根据权利要求1至12任一项所述的流体，其中所述生物质通过所述产油微生物的干燥、压榨和溶剂提取油的一者或多者而产生。14.根据权利要求1至13任一项所述的流体，其中所述生物质通过所述产油微生物的异养生长产生。15.根据权利要求14所述的流体，其中所述产油微生物为专性异养生物。16.根据权利要求15所述的流体，其中所述产油微生物为桑椹型无绿藻(PiOtot...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·莱基特斯基，S·索萨，A·G·戴，
申请(专利权)人：索拉兹米公司，
类型：
国别省市：