[发明专利]基于生物质的油田化学品

说明书

相关申请案

本申请要求2011年4月1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。

背景技术

技术领域

本发明为降滤失剂、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。

发明背景

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-In Fluids Improve High Angle 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。

发明概要