專利名稱：用于井眼清潔的清潔劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中公開的實施方案總體上涉及清潔井眼的方法。特別地，本文中公開的實施方案涉及能夠清潔井眼的清潔流體。
背景技術(shù)：
在井眼的鉆探過程中，各種流體典型地用在井中以用于各種功能。這些流體可通過鉆探管和鉆頭循環(huán)到井眼中，然后可隨后向上流過井眼至地面。在該循環(huán)過程中，鉆探流體可發(fā)揮作用以將鉆屑從所述孔的底部移除至地面，當循環(huán)被中斷時懸浮碎屑和增重材料，控制地下壓力，保持井眼的完整性直到井的截面被下套管并注水泥，通過提供足夠的液靜壓以防止地層流體進入井眼而使流體從地層分離，冷卻和潤滑鉆柱與鉆頭，和/或使?jié)B透速率最大化。通常鉆井開始使用水基流體。然而，隨著鉆井深度增加，地層壓力和熱量增加，并且這些條件必須使用第二流體，通常是油基流體。在一種流體頂替(代替)另一種的過程中，隔離流體和/或代替流體用于在舊流體和新流體之間提供物理屏障，并且還發(fā)揮清潔殘留舊流體的井的作用。在裸眼井中，在鉆孔到總深度時，油基流體必須從井眼除去，并且井眼準備用于生產(chǎn)，即通過清潔殘留流體的井，從而除去濾餅，并且安裝完井設備。在下套管的孔中，在成功地鉆孔預定深度時，通過隔離被具有套管柱或襯里的井眼所橫切的地層，井眼可典型地準備用于其完井階段。具體而言，鉆頭和鉆柱從井中除去， 并且更大直徑的套管柱或襯里插入并且使用水泥固定在其中。套管還確保鉆孔的持久性， 并且防止地層流體從除正在被開采的地層之外的其它地層進入井眼。類似于裸眼井，套管必須被清潔以將殘留流體從壁上除去。在井可以被完井并且投入生產(chǎn)之前，必須清潔井眼，并且使用完井流體例如鹽水來頂替井眼中存在的流體。清潔方法發(fā)揮作用以除去積累在井眼(包括套管或襯里)的壁上的殘留流體，以及井中存在的固體。另外，清潔套管壁還可在僅開采過程中間隔需要，以除去積累的碎片和殘渣，例如油、石蠟和水垢。井的內(nèi)壁上的碎片和殘渣可對于井的生產(chǎn)力具有不利的影響。清潔井眼典型地通過使用隔離流體和清潔洗滌物來進行。間隔物的特征通常在于是增稠組合物，其主要發(fā)揮功能是在頂替井眼中存在的流體時作為流體活塞。通常，間隔物含有可察覺量的增重材料以及濾失控制劑。另一方面，清潔洗滌物或流體通常是稀薄的或相對非粘性的流體，其原理上是有效的，因為殘留流體和濾餅上的湍流、稀釋和表面活性劑作用。清潔流體可含有一些固體以作為研磨劑，但是固體含量通常顯著低于間隔物中的固體含量，因為清潔流體典型地粘度太低而不具有良好的固體運載能力。這些清潔流體對于在油基井眼流體至水基井眼流體之間的轉(zhuǎn)化是特別需要的，使得鉆孔表面上的基本上所有油性殘留物可被除去。因此，存在持續(xù)需要開發(fā)這樣的清潔流體，所述清潔流體可用于頂替井眼流體并且使鉆孔表面清潔。
發(fā)明概述在一個方面中，本文中公開的實施方案涉及一種清潔井眼的壁的方法，所述方法包括使所述壁和清潔流體接觸，所述清潔流體包含基礎(chǔ)流體，所述基礎(chǔ)流體包含基礎(chǔ)油和互溶劑或萜烯中的至少一種的混合物；以及烷基糖苷。在另一方面，本文中公開的實施方案涉及一種清潔其中含有油基流體的井眼中的套管的方法，所述方法包括注射柴油以頂替所述油基流體；注射增重的隔離流體以頂替所述柴油；注射清潔流體以頂替所述增重的隔離流體，所述清潔流體包含基礎(chǔ)流體，所述基礎(chǔ)流體包含基礎(chǔ)油和互溶劑或萜烯中的至少一種的混合物；以及表面活性劑，即，至少一種烷基糖苷；以及注射鹽水以頂替所述清潔流體。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點通過閱讀下列說明和所附權(quán)利要求而明顯化。發(fā)明詳述在一個方面中，本文中公開的實施方案涉及在清潔鉆孔表面(包括井眼中的套管和襯里)中使用的井眼流體、及在其中使用的方法。更具體地，本文中公開的實施方案涉及在基礎(chǔ)油中使用烷基糖苷以清潔鉆孔表面上存在的流體殘留物和/或，以在從油基流體轉(zhuǎn)變至水基流體的過程中賦予壁是水潤濕的。盡管常規(guī)清潔流體是水基流體，但是本文中公開的實施方案依靠使用油相來輔助清潔鉆孔表面。具體地，本公開的清潔流體可在從井眼頂替油基井眼流體的過程中使用，在該期間套管柱、管的內(nèi)部或其他鉆孔表面可被清潔并且轉(zhuǎn)化為水潤濕的以用于安裝水基流體。在可選擇的實施方案中，在從第一油基流體轉(zhuǎn)化至第二油基流體的轉(zhuǎn)變過程中，壁可被清潔并且保持油潤濕的。通過使用烷基糖苷表面活性劑來實現(xiàn)清潔鉆孔表面(并且準備表面以變成水潤濕的)。烷基糖苷是非離子性的，通常是生物可降解表面活性劑。糖苷是取代的糖化物，其中取代基通過氧原子連接至醛或酮碳。因此，糖苷被認為是縮醛。對于術(shù)語“糖化物”，術(shù)語 “糖苷”既不限定分子中糖化物單元的數(shù)量也不限定身份(identity)。為了描述糖化物單元的身份，通常通過加入詞尾“_糖苷(side)”來修改糖化物單元的名稱。例如，配糖體是具有一個或多個葡萄糖單元的糖苷，而果糖苷是具有一個或多個果糖單元的糖苷。依照本公開用作清潔劑的烷基糖苷非離子性表面活性劑可具有式RO- (R’ 0) xZy，其中字母0表示氧原子并且R，R’，X，Z和y如下所示R表示含有6至25個碳原子的一價烷基。本文中使用的術(shù)語“烷基”包括脂肪族或脂環(huán)族的。換言之，烷基可以是直鏈或支鏈的、飽和或不飽和的、并且可含有碳、氫、氧等。 在特定實施方案中，烷基是含有8至16個碳原子的直鏈飽和烴基。R’表示含有2至4個碳原子的二價烷基，其中術(shù)語“烷基”如上面所論述的那樣使用?；鶊F(R’ 0)表示氧-亞烷基重復單元，其通常衍生自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷。字母X表示在所述烷基糖苷中氧基-亞烷基單元的數(shù)量，并且可從0變化至約12。 氧基-亞烷基單元可在和糖化物(下面討論)反應之前加入到醇中，作為一種方式來獲得或改變糖苷的烷基部分的期望鏈長度。Z表示還原的含有5或6個碳原子的糖化物結(jié)構(gòu)部分(moiety)，并且y表示所述糖苷中糖化物單元的數(shù)量。糖化物鏈的長度通常通過下列方式來描述向其名稱增加描述性前綴(例如單糖、二糖等)，或用數(shù)值表述鏈的“聚合度”(縮寫為DP)，該數(shù)值表示結(jié)合在一起以形成鏈的糖化物單元的數(shù)量。單糖是多羥基醛和多羥基酮，當未取代時其具有分子 SCnH2n0n。單糖可結(jié)合或聚合并伴隨水的損失，以形成變化的長度和糖化物單元的鏈。例如，葡萄糖(也稱為右旋糖)是單糖(DP = 1)；蔗糖和麥芽糖是二糖(DP = 2)；以及淀粉和纖維素是(DP = 1000或更大)的多糖。因此，糖苷包括任何鏈長度的未取代的和取代的分子。例如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、果糖等以及可水解以形成單糖例如低級烷基糖苷(例如甲基糖苷、乙基糖苷、丙基糖苷、丁基糖苷等)、寡糖(例如蔗糖、麥芽糖、麥芽三糖、乳糖、木二糖、蜜二糖、纖維二糖、蜜三糖、水蘇糖等)和其他多糖的材料。然而，聚合度影響糖苷的表面活性 (通過增加分子的親水性部分)。通常，當糖化物鏈的親水性平衡烷基鏈的親油性時，烷基糖苷的表面活性最大化。因此，在烷基具有10至16個碳原子的特定實施方案中，平均DP 可以被選擇在約1. 0至5. 0的范圍，在另一實施方案中選擇在約1. 2至3. 0的范圍，并且在又一實施方案中選擇在約1. 3至1. 8的范圍。烷基糖苷可通過下列方式來制備使期望形成目標糖苷的“烷基”部分的類型和鏈長度的醇與糖化物反應物(例如單糖，例如葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖等， 或多糖例如淀粉、半纖維素、乳糖、麥芽糖、蜜二糖等)或與糖苷起始材料(其中其苷元 (aglycone)部分不同于期望用于最終目標烷基糖苷產(chǎn)物的烷基取代基)反應。典型地，這種反應在高溫和酸性催化劑存在下進行。形成烷基多配糖體的示例性反應路徑如下所示
權(quán)利要求
1.一種清潔井眼的壁的方法，所述方法包括使所述壁和清潔流體接觸，所述清潔流體包含基礎(chǔ)流體，所述基礎(chǔ)流體包含基礎(chǔ)油與互溶劑或萜烯中的至少一種的混合物；以及烷基糖苷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述烷基糖苷的HLB為約9至約15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述烷基糖苷具有式RO-(R’0)xZy，其中字母0表示氧原子；R表示含有8至16個碳原子的一價烷基；R’表示含有2至4個碳原子的二價烷基；χ表示在所述烷基糖苷中氧基-亞烷基單元的數(shù)量，其從0變化至約12 ；Z表示含有5 或6個碳原子的糖化物結(jié)構(gòu)部分，并且y表示所述糖苷中糖化物單元的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中y的范圍是從1.3至1. 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基礎(chǔ)油包括礦物油或柴油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述互溶劑包含選自下列各項中的至少一種化合物乙二醇、乙二醇單丁基醚和二甘醇一丁醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述清潔流體包含約5%至約40%的烷基糖苷和約60%至約95%的所述基礎(chǔ)流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中清潔流體包含10至50體積％的基礎(chǔ)油、約10至 45體積％的互溶劑、約10至40體積％的萜烯、以及約5至40體積％的烷基糖苷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述清潔流體與稀釋流體混合，所述稀釋流體包括水性流體或油性流體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述清潔流體和稀釋流體按約5至50體積％的清潔流體和約50至95體積％的稀釋流體進行混合。
11.一種清潔其中含有油基流體的井眼中的套管的方法，所述方法包括注射柴油以頂替所述油基流體；注射增重的隔離流體以頂替所述柴油；注射清潔流體以頂替所述增重的隔離流體，所述清潔流體包含基礎(chǔ)流體，所述基礎(chǔ)流體包含基礎(chǔ)油與互溶劑或萜烯中的至少一種的混合物；以及表面活性劑，即，至少一種烷基糖苷；以及注射鹽水以頂替所述清潔流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述鹽水具有至少一種包含在其中的增粘劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述注射所述清潔流體包括以足以引起湍流的速率注射所述清潔流體。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中至少一個注射步驟包括以足以引起湍流的速率注射。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述表面活性劑的HLB為約9至約15。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述烷基糖苷具有式R0-(R’0)xZy，其中字母0 表示氧原子；R表示含有8至16個碳原子的一價烷基；R’表示含有2至4個碳原子的二價烷基；χ表示在所述烷基糖苷中氧基-亞烷基單元的數(shù)量，其從0變化至約12 ；Z表示含有 5或6個碳原子的糖化物結(jié)構(gòu)部分，并且y表示所述糖苷中糖化物單元的數(shù)量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中y的范圍是從1.3至1. 8。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述基礎(chǔ)油包括礦物油或柴油。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述互溶劑包括選自下列各項中的至少一種化合物乙二醇、乙二醇單丁基醚和二甘醇一丁醚。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述清潔流體包含約5%至約40%的烷基糖苷和約60%至約95%的所述基礎(chǔ)流體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中清潔流體包含10至50體積％的基礎(chǔ)油、約10 至45體積％的互溶劑、約10至40體積％的萜烯、以及約5至40體積％的烷基糖苷。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述清潔流體與稀釋流體混合，所述稀釋流體包括水性流體或油性流體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述清潔流體和稀釋流體按約5至50體積％的清潔流體和約50至95體積％的稀釋流體進行混合。
全文摘要
一種清潔井眼的壁的方法，所述方法包括使所述壁接觸清潔流體，所述清潔流體包含基礎(chǔ)流體，所述基礎(chǔ)流體包含基礎(chǔ)油與互溶劑或萜烯中的至少一種的混合物；以及本發(fā)明中公開的烷基糖苷。
文檔編號C09K8/524GK102282233SQ201080004448
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者呂少華, 尤金·達金, 莫里斯·阿維 申請人:M-I有限公司