|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Солевой раствор для применения в работах в стволе скважины в подземном пласте для добычи углеводородов, в котором соль состоит из ионного соединения, выбранного из группы, состоящей из йодида стронция, бромида церия, йодида церия, хлорида церия, бромида лантана, йодида лантана, хлорида лантана и их смесей. 2. Раствор по п.1, имеющий плотность в интервале от примерно 13 фунтов/галлон (1,56 кг/л) до примерно 23 фунтов/галлон (2,76 кг/л). 3. Раствор по п.1, где раствор представляет собой инвертный эмульсионный буровой раствор. 4. Раствор по п.1, состоящий, по существу, из солевого раствора, где раствор является прозрачным. 5. Раствор по п.1, где раствор является водным, и вода, составляющая солевой раствор, насыщена ионным соединением. 6. Способ проведения работ в стволе скважины в подземном пласте для добычи углеводородов, включающий применение в ходе работ в стволе скважины раствора по любому из пп.1-5. 7. Способ по п.6, где солевой раствор имеет плотность в диапазоне от примерно 13 фунтов/галлон (1,56 кг/л) до примерно 23 фунтов/галлон (2,76 кг/л). 8. Способ по п.6, где работа в стволе скважины представляет собой бурение ствола скважины и указанный раствор представляет собой инвертный эмульсионный буровой раствор. 9. Способ по п.6, где работа в стволе скважины представляет собой заканчивание скважины и указанный раствор представляет собой раствор для заканчивания скважины. 10. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины представляет собой бурение скважины через продуктивную зону подземного пласта. 11. Способ по п.10, где скважина включает обсадную колонну и способ дополнительно включает перфорирование обсадной колонны и установку труб в скважине. 12. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины включает заканчивание скважины, пробуренной через продуктивную зону подземного пласта. 13. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины включает ремонт скважины, проходящей через подземный пласт. 14. Способ по п.6, где солевой раствор состоит, по существу, из воды и ионного соединения. 15. Способ по п.6, где солевой раствор насыщен ионным соединением.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Солевой раствор для применения в работах в стволе скважины в подземном пласте для добычи углеводородов, в котором соль состоит из ионного соединения, выбранного из группы, состоящей из йодида стронция, бромида церия, йодида церия, хлорида церия, бромида лантана, йодида лантана, хлорида лантана и их смесей. 2. Раствор по п.1, имеющий плотность в интервале от примерно 13 фунтов/галлон (1,56 кг/л) до примерно 23 фунтов/галлон (2,76 кг/л). 3. Раствор по п.1, где раствор представляет собой инвертный эмульсионный буровой раствор. 4. Раствор по п.1, состоящий, по существу, из солевого раствора, где раствор является прозрачным. 5. Раствор по п.1, где раствор является водным, и вода, составляющая солевой раствор, насыщена ионным соединением. 6. Способ проведения работ в стволе скважины в подземном пласте для добычи углеводородов, включающий применение в ходе работ в стволе скважины раствора по любому из пп.1-5. 7. Способ по п.6, где солевой раствор имеет плотность в диапазоне от примерно 13 фунтов/галлон (1,56 кг/л) до примерно 23 фунтов/галлон (2,76 кг/л). 8. Способ по п.6, где работа в стволе скважины представляет собой бурение ствола скважины и указанный раствор представляет собой инвертный эмульсионный буровой раствор. 9. Способ по п.6, где работа в стволе скважины представляет собой заканчивание скважины и указанный раствор представляет собой раствор для заканчивания скважины. 10. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины представляет собой бурение скважины через продуктивную зону подземного пласта. 11. Способ по п.10, где скважина включает обсадную колонну и способ дополнительно включает перфорирование обсадной колонны и установку труб в скважине. 12. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины включает заканчивание скважины, пробуренной через продуктивную зону подземного пласта. 13. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины включает ремонт скважины, проходящей через подземный пласт. 14. Способ по п.6, где солевой раствор состоит, по существу, из воды и ионного соединения. 15. Способ по п.6, где солевой раствор насыщен ионным соединением.
Евразийское ои 025908 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.02.28
(21) Номер заявки 201490620
(22) Дата подачи заявки
2012.10.14 (51) Int. Cl. C09K 8/03 (2006.01) C09K 8/36 (2006.01)
(54) СОЛЕВЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ
(31) 13/276,921
(32) 2011.10.19
(33) US
(43) 2014.09.30
(86) PCT/US2012/060162
(87) WO 2013/059103 2013.04.25
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ХАЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСЕЗ, ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Перез Грегори Пол, Девилль Джей Пол (US)
(74) Представитель:
Хмара М.В., Рыбаков В.М., Новоселова С.В., Дощечкина В.В., Липатова И.И. (RU)
(56) US-A1-2007111897 US-A1-2002130090 EP-A1-1038936 US-A-5352362
(57) Прозрачный солевой раствор с высокой плотностью для применения для заканчивания скважины в подземных пластах для добычи углеводородов. Солевой раствор содержит ионное соединение, выбранное из группы, состоящей из йодида цинка, бромида стронция, йодида стронция, бромида церия, йодида церия, хлорида церия, бромида лантана, йодида лантана, хлорида лантана и их смесей. Солевой раствор можно также успешно применять в качестве внутренней фазы инвертных эмульсионных буровых растворов.
Область техники
Настоящее изобретение относится к буровым растворам и растворам для заканчивания скважин для применения в нефтегазоносных подземных формациях (пластах) и к способам бурения и заканчивания подземных зон с применением этих растворов.
Предшествующий уровень техники
Для увеличения потока углеводородов из углеводородсодержащих подземных формаций, через которые проходят стволы скважин, были использованы различные способы. Обычно используемый способ включает перфорирование формации для образования каналов, через которые углеводороды вытекают из формации в ствол скважины. Цель состоит в том, чтобы обеспечить максимальную проницаемость или проводимость формации, так что углеводороды формации текут в скважину с наименьшим возможным сопротивлением. Это может быть достигнуто путем:
(1) предотвращения входа твердых частиц в формацию, что может уменьшить проницаемость пласта;
(2) применения растворов для заканчивания скважин, которые не способствуют набуханию и/или диспергированию частиц формации, контактирующих с раствором для заканчивания скважины;
(3) предотвращения попадания частиц формации в перфорационные каналы и
(4) недопущения чрезмерного вхождения скважинного раствора в формацию.
Для того, чтобы минимизировать повреждения формации, для заканчивания и ремонта скважины используют растворы специального состава. Растворы для заканчивания скважины используют после окончания бурения и на этапе заканчивания или переоборудования скважины. Заканчивание скважины обычно включает цементирование обсадной колонны, перфорирование обсадной колонны и установку труб и насосов для начала эксплуатации в ходе добычи углеводородов. Во время ремонта скважин, например замены труб, замены насоса, геофизических исследований в скважине, повторного перфорирования и очистки от песка или других отложений, используют раствор для ремонта скважин.
Различные функции растворов для вскрытия пласта, заканчивания и ремонта скважин включают контроль давления в скважине, предотвращение выброса при заканчивании или ремонте скважины и предотвращение разрыва обсадной колонны скважины из-за чрезмерного повышения давления. Раствор призван помочь контролировать скважину, не повреждая продуктивную формацию или компоненты за-канчивания скважины. Конкретные системы растворов для заканчивания скважины выбирают для оптимизации работ по заканчиванию скважины в соответствии с характеристиками конкретной геологической формации.
Буровые растворы для вскрытия пласта, используемые при бурении через продуктивную зону нефтегазоносной подземной формации, и растворы для заканчивания скважин, используемые для заканчива-ния, или переоборудования, или ремонта скважины, как правило, включают прозрачный солевой раствор. В настоящем документе "продуктивная зона" означает часть нефтегазоносной подземной формации, которая содержит углеводороды; и, таким образом, если ствол скважины проходит через эту часть формации, то, вероятно, в ствол скважины поступят углеводороды из данный продуктивной зоны. "Продуктивная зона" может альтернативно называться "эксплуатационная зона" или "газонефтяная зона".
Обычный буровой раствор редко подходит для заканчивания скважин из-за содержания в нем твердых частиц, его pH и ионного состава. Буровые растворы для вскрытия пласта в некоторых случаях могут быть пригодны и для бурения, и для заканчивания скважин. Растворы могут содержать взвешенное твердое вещество, состоящее из частиц различных размеров. Некоторые типы взвешенных веществ будут иметь частицы достаточно большого размера и достаточно большой массы, чтобы быстро оседать на дно контейнера при отстаивании образца раствора (оседаемые твердые вещества). Очень маленькие частицы оседают очень медленно или вообще не оседают, если образец регулярно перемешивают или частицы являются коллоидными. Эти маленькие твердые частицы делают раствор мутным (то есть замутненным или непрозрачным). Возможность того, что проникновение частиц и/или наращивание фильтрационной корки ведет к повреждению формации за счет снижения проницаемости в продуктивной зоне, было известно в течение многих лет. Если проницаемость будет ухудшена, ее трудно восстановить. Потеря проницаемости может означать снижение ожидаемых темпов добычи и, в конечном счете, может привести к уменьшению общего объема добычи.
Таким образом, важность применения прозрачных растворов для заканчивания скважины и растворов для ремонта скважин, позволяющих свести к минимуму повреждения формации, в настоящее время широко признана, и применение тяжелых прозрачных солевых растворов в качестве растворов для за-канчивания скважин в настоящее время получило широкое распространение. Большинство таких применяемых в нефтяной и газовой промышленности тяжелых солевых растворов представляют собой солевые растворы галогенидов кальция, в частности, солевой раствор хлорида кальция или бромида кальция, солевые растворы галогенидов натрия, в частности, солевой раствор хлорида натрия или бромида натрия, хлорида калия, бромида цинка или солевые растворы формиатов, в частности, формиатов калия или цезия.
В настоящем документе термины "раствор для заканчивания скважин" и "солевой раствор для за-канчивания скважины" следует понимать как синонимы, где данные термины включают растворы или
солевые растворы для вскрытия пласта и для ремонта скважин, а также растворы или солевые растворы для заканчивания скважин, если специально не указано иное.
Вызовы, связанные с поисками нефти и газа, в последние годы усилились, в том числе усилился акцент на экологической совместимости растворов, применяемых в бурении, и проблемах безопасности для персонала буровых установок и другого персонала, имеющего контакт с указанными растворами. Существует потребность в большем количестве вариантов улучшенных растворов, в частности для работ по заканчиванию и ремонту скважин, а также для вскрытия пласта.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает новые ионные соединения, пригодные для применения для повышения плотности солевого раствора для применения в заканчивании скважин в подземных формациях (пластах), а также для применения в качестве внутренней фазы инвертных эмульсий, используемых в инвертных эмульсионных буровых растворах для бурения в подземных формациях (пластах). Эти ионные соединения включают йодид цинка, галогениды стронция и галогениды редкоземельных металлов, способные обеспечить или повысить плотность солевого раствора без применения частиц, которые могут вызвать повреждения подземной формации.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Растворы для заканчивания скважин (солевые растворы), чтобы достичь желаемой плотности, обычно содержат большое количество ионного соединения (соли), растворенного в воде. Обычно плотность солевых растворов достигает диапазона от 8,5 до более чем 20 фунтов/галлон (примерно от 1,02 до более чем 2,4 кг/л). Для целей заканчивания скважин такие солевые растворы предпочтительнее растворов с твердыми нерастворимыми утяжелителями, поскольку твердые утяжелители, как считается, часто вызывают нежелательные повреждения коллекторной части формации.
Настоящее изобретение описывает ионные соединения, особенно подходящие для повышения плотности солевых растворов для заканчивания скважин. Ионные соединения по настоящему изобретению не только являются растворимыми в воде, но они обеспечивают прозрачный водный раствор и плотность водного раствора более 10 фунтов/галлон (1,2 кг/л). Ионные соединения настоящего изобретения удовлетворяют и превосходят стандарты безопасности нефтяной промышленности для окружающей среды и персонала буровой установки, использующего солевые растворы для работ по бурению и закан-чиванию скважины. Кроме того, ионные соединения по настоящему изобретению являются в достаточной степени доступными, что делает их использование практически возможным.
Одно из ионных соединений, содержащихся в солевом растворе для заканчивания скважин настоящего изобретения, представляет собой йодид цинка. В то время как бромид цинка используют в настоящее время в солевых растворах для заканчивания скважин, йодид цинка не используют. Тем не менее, йодид цинка имеет высокую атомную массу и хорошо растворим в воде. В теории, йодид цинка может обеспечить 432 г массы на 100 мл воды. На практике, солевые растворы йодида цинка могут применяться в качестве растворов для заканчивания скважин, имеющих плотность около 22,6 фунтов/галлон (2,7 кг/л). Эта плотность может быть весьма желательной для солевых растворов для заканчивания скважин, и до настоящего изобретения такая плотность считалась трудно достижимой для прозрачных солевых растворов. В своей простейшей и наиболее предпочтительной форме солевой раствор для заканчивания скважин с йодидом цинка согласно настоящему изобретению включает в себя только йодид цинка и воду.
Другие ионные соединения, содержащиеся в солевых растворах для заканчивания скважин по настоящему изобретению, представляют собой галогениды стронция. Помимо обладания большой атомной массой (87,6 г/моль) стронций является одним из самых распространенных элементов в земной коре, еще более распространенным, чем цинк. Соединение стронция с галогенами дает соединения с высокой молекулярной массой и значительной растворимостью в воде. В теории бромид стронция может обеспечить 102 г массы на 100 мл воды, и йодид стронция может обеспечить 178 г массы на 100 мл воды. На практике солевые растворы бромида стронция могут применяться в качестве растворов для заканчивания скважин, имеющих плотность около 13,9 фунтов/галлон (1,67 кг/л), и солевые растворы йодида стронция могут применяться в качестве растворов для заканчивания скважин, имеющих плотность около 17,1 фунтов/галлон (2,05 кг/л). В своей простейшей и наиболее предпочтительной форме солевой раствор для заканчивания скважин с галогенидом стронция по настоящему изобретению содержит только бромид стронция или йодид стронция и воду.
Дополнительные ионные соединения, содержащиеся в солевых растворах для заканчивания скважины по настоящему изобретению, представляют собой галогениды редкоземельных металлов, предпочтительно галогениды церия и лантана. Церий имеет необходимую высокую атомную массу (140,1 г/моль) и является распространенным в земной коре, являясь 25 по распространенности элементом, более распространенным, чем медь. Лантан также имеет высокую атомную массу (138,9 г/моль) и является 28 по распространенности элементом в земной коре (более распространенным, чем кобальт). Соединение церия и/или лантана с бромом, йодом или хлором дает соединения с высокой молекулярной массой и существенной растворимостью в воде. Хлорид церия имеет теоретическую растворимость 100 г в 100 мл воды. Насыщенный водный раствор хлорида церия может быть использован в качестве раствора для за
канчивания скважины, имеющего плотность 13,5 фунтов/галлон (1,62 кг/л). Насыщенный водный раствор хлорида лантана может применяться в качестве раствора для заканчивания скважины, имеющего плотность 13,6 фунтов/галлон (1,63 кг/л). В своей простейшей и наиболее предпочтительной форме солевой раствор для заканчивания скважины с галогенидом редкоземельного металла по настоящему изобретению содержит только галогенид редкоземельного металла, в частности церия и/или лантана, и воду.
В таблице приведены данные для экспериментально приготовленных растворов ионных соединений по данному изобретению в воде, представляющих собой простейшие растворы для заканчивания скважин.
Различные смеси ионных соединений по настоящему изобретению могут быть растворены в воде, давая солевой раствор для заканчивания скважин по настоящему изобретению. Хотя это и не предпочтительно, солевые растворы по настоящему изобретению также могут быть смешаны с обычными солевыми растворами для заканчивания скважин.
Солевые растворы по настоящему изобретению предпочтительно содержащие, по существу, ионные соединения по изобретению и воду, также полезны в качестве внутренней фазы инвертных эмульсионных буровых растворов. То есть солевые растворы по настоящему изобретению могут заменить солевой раствор хлорида кальция, обычно используемый (и обычно содержащийся в количестве 25%) в ин-вертных эмульсионных буровых растворах. Применение солевых растворов настоящего изобретения обеспечивает повышение плотности бурового раствора и потенциально дает преимущества, позволяя использовать в растворе меньше утяжелителей и твердых частиц. Применение солевых растворов настоящего изобретения также потенциально позволит обеспечить желаемую стабильность сланца.
Вышеприведенное описание изобретения предназначено для описания предпочтительных вариантов осуществления. В описанные растворы и способы применения могут быть внесены различные изменения без отступления от объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Солевой раствор для применения в работах в стволе скважины в подземном пласте для добычи углеводородов, в котором соль состоит из ионного соединения, выбранного из группы, состоящей из йо-дида стронция, бромида церия, йодида церия, хлорида церия, бромида лантана, йодида лантана, хлорида лантана и их смесей.
2. Раствор по п.1, имеющий плотность в интервале от примерно 13 фунтов/галлон (1,56 кг/л) до примерно 23 фунтов/галлон (2,76 кг/л).
3. Раствор по п.1, где раствор представляет собой инвертный эмульсионный буровой раствор.
4. Раствор по п.1, состоящий, по существу, из солевого раствора, где раствор является прозрачным.
5. Раствор по п.1, где раствор является водным, и вода, составляющая солевой раствор, насыщена ионным соединением.
6. Способ проведения работ в стволе скважины в подземном пласте для добычи углеводородов, включающий применение в ходе работ в стволе скважины раствора по любому из пп.1-5.
7. Способ по п.6, где солевой раствор имеет плотность в диапазоне от примерно 13 фунтов/галлон (1,56 кг/л) до примерно 23 фунтов/галлон (2,76 кг/л).
8. Способ по п.6, где работа в стволе скважины представляет собой бурение ствола скважины и указанный раствор представляет собой инвертный эмульсионный буровой раствор.
9. Способ по п.6, где работа в стволе скважины представляет собой заканчивание скважины и указанный раствор представляет собой раствор для заканчивания скважины.
10. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины представляет собой бурение скважины через продуктивную зону подземного пласта.
11. Способ по п.10, где скважина включает обсадную колонну и способ дополнительно включает перфорирование обсадной колонны и установку труб в скважине.
12. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины включает заканчивание скважины, пробу
10.
ренной через продуктивную зону подземного пласта.
13. Способ по п.9, где работа по заканчиванию скважины включает ремонт скважины, проходящей через подземный пласт.
14. Способ по п.6, где солевой раствор состоит, по существу, из воды и ионного соединения.
15. Способ по п.6, где солевой раствор насыщен ионным соединением.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025908
- 1 -
025908
- 1 -
025908
- 1 -
025908
- 1 -
025908
- 1 -
025908
- 1 -
025908
- 4 -
|
