专利名称：用于井眼清洁的清洁剂及其使用方法
技术领域：
本文中公开的实施方案总体上涉及清洁井眼的方法。特别地，本文中公开的实施方案涉及能够清洁井眼的清洁流体。
背景技术：
在井眼的钻探过程中，各种流体典型地用在井中以用于各种功能。这些流体可通过钻探管和钻头循环到井眼中，然后可随后向上流过井眼至地面。在该循环过程中，钻探流体可发挥作用以将钻屑从所述孔的底部移除至地面，当循环被中断时悬浮碎屑和增重材料，控制地下压力，保持井眼的完整性直到井的截面被下套管并注水泥，通过提供足够的液静压以防止地层流体进入井眼而使流体从地层分离，冷却和润滑钻柱与钻头，和/或使渗透速率最大化。通常钻井开始使用水基流体。然而，随着钻井深度增加，地层压力和热量增加，并且这些条件必须使用第二流体，通常是油基流体。在一种流体顶替(代替)另一种的过程中，隔离流体和/或代替流体用于在旧流体和新流体之间提供物理屏障，并且还发挥清洁残留旧流体的井的作用。在裸眼井中，在钻孔到总深度时，油基流体必须从井眼除去，并且井眼准备用于生产，即通过清洁残留流体的井，从而除去滤饼，并且安装完井设备。在下套管的孔中，在成功地钻孔预定深度时，通过隔离被具有套管柱或衬里的井眼所横切的地层，井眼可典型地准备用于其完井阶段。具体而言，钻头和钻柱从井中除去， 并且更大直径的套管柱或衬里插入并且使用水泥固定在其中。套管还确保钻孔的持久性， 并且防止地层流体从除正在被开采的地层之外的其它地层进入井眼。类似于裸眼井，套管必须被清洁以将残留流体从壁上除去。在井可以被完井并且投入生产之前，必须清洁井眼，并且使用完井流体例如盐水来顶替井眼中存在的流体。清洁方法发挥作用以除去积累在井眼(包括套管或衬里)的壁上的残留流体，以及井中存在的固体。另外，清洁套管壁还可在仅开采过程中间隔需要，以除去积累的碎片和残渣，例如油、石蜡和水垢。井的内壁上的碎片和残渣可对于井的生产力具有不利的影响。清洁井眼典型地通过使用隔离流体和清洁洗涤物来进行。间隔物的特征通常在于是增稠组合物，其主要发挥功能是在顶替井眼中存在的流体时作为流体活塞。通常，间隔物含有可察觉量的增重材料以及滤失控制剂。另一方面，清洁洗涤物或流体通常是稀薄的或相对非粘性的流体，其原理上是有效的，因为残留流体和滤饼上的湍流、稀释和表面活性剂作用。清洁流体可含有一些固体以作为研磨剂，但是固体含量通常显著低于间隔物中的固体含量，因为清洁流体典型地粘度太低而不具有良好的固体运载能力。这些清洁流体对于在油基井眼流体至水基井眼流体之间的转化是特别需要的，使得钻孔表面上的基本上所有油性残留物可被除去。因此，存在持续需要开发这样的清洁流体，所述清洁流体可用于顶替井眼流体并且使钻孔表面清洁。
发明概述在一个方面中，本文中公开的实施方案涉及一种清洁井眼的壁的方法，所述方法包括使所述壁和清洁流体接触，所述清洁流体包含基础流体，所述基础流体包含基础油和互溶剂或萜烯中的至少一种的混合物；以及烷基糖苷。在另一方面，本文中公开的实施方案涉及一种清洁其中含有油基流体的井眼中的套管的方法，所述方法包括注射柴油以顶替所述油基流体；注射增重的隔离流体以顶替所述柴油；注射清洁流体以顶替所述增重的隔离流体，所述清洁流体包含基础流体，所述基础流体包含基础油和互溶剂或萜烯中的至少一种的混合物；以及表面活性剂，即，至少一种烷基糖苷；以及注射盐水以顶替所述清洁流体。本发明的其他方面和优点通过阅读下列说明和所附权利要求而明显化。发明详述在一个方面中，本文中公开的实施方案涉及在清洁钻孔表面(包括井眼中的套管和衬里)中使用的井眼流体、及在其中使用的方法。更具体地，本文中公开的实施方案涉及在基础油中使用烷基糖苷以清洁钻孔表面上存在的流体残留物和/或，以在从油基流体转变至水基流体的过程中赋予壁是水润湿的。尽管常规清洁流体是水基流体，但是本文中公开的实施方案依靠使用油相来辅助清洁钻孔表面。具体地，本公开的清洁流体可在从井眼顶替油基井眼流体的过程中使用，在该期间套管柱、管的内部或其他钻孔表面可被清洁并且转化为水润湿的以用于安装水基流体。在可选择的实施方案中，在从第一油基流体转化至第二油基流体的转变过程中，壁可被清洁并且保持油润湿的。通过使用烷基糖苷表面活性剂来实现清洁钻孔表面(并且准备表面以变成水润湿的)。烷基糖苷是非离子性的，通常是生物可降解表面活性剂。糖苷是取代的糖化物，其中取代基通过氧原子连接至醛或酮碳。因此，糖苷被认为是缩醛。对于术语“糖化物”，术语 “糖苷”既不限定分子中糖化物单元的数量也不限定身份(identity)。为了描述糖化物单元的身份，通常通过加入词尾“_糖苷(side)”来修改糖化物单元的名称。例如，配糖体是具有一个或多个葡萄糖单元的糖苷，而果糖苷是具有一个或多个果糖单元的糖苷。依照本公开用作清洁剂的烷基糖苷非离子性表面活性剂可具有式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个碳原子的一价烷基。本文中使用的术语“烷基”包括脂肪族或脂环族的。换言之，烷基可以是直链或支链的、饱和或不饱和的、并且可含有碳、氢、氧等。 在特定实施方案中，烷基是含有8至16个碳原子的直链饱和烃基。R’表示含有2至4个碳原子的二价烷基，其中术语“烷基”如上面所论述的那样使用。基团(R’ 0)表示氧-亚烷基重复单元，其通常衍生自环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷。字母X表示在所述烷基糖苷中氧基-亚烷基单元的数量，并且可从0变化至约12。 氧基-亚烷基单元可在和糖化物(下面讨论)反应之前加入到醇中，作为一种方式来获得或改变糖苷的烷基部分的期望链长度。Z表示还原的含有5或6个碳原子的糖化物结构部分(moiety)，并且y表示所述糖苷中糖化物单元的数量。糖化物链的长度通常通过下列方式来描述向其名称增加描述性前缀(例如单糖、二糖等)，或用数值表述链的“聚合度”(缩写为DP)，该数值表示结合在一起以形成链的糖化物单元的数量。单糖是多羟基醛和多羟基酮，当未取代时其具有分子 SCnH2n0n。单糖可结合或聚合并伴随水的损失，以形成变化的长度和糖化物单元的链。例如，葡萄糖(也称为右旋糖)是单糖(DP = 1)；蔗糖和麦芽糖是二糖(DP = 2)；以及淀粉和纤维素是(DP = 1000或更大)的多糖。因此，糖苷包括任何链长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单糖例如低级烷基糖苷(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、麦芽糖、麦芽三糖、乳糖、木二糖、蜜二糖、纤维二糖、蜜三糖、水苏糖等)和其他多糖的材料。然而，聚合度影响糖苷的表面活性 (通过增加分子的亲水性部分)。通常，当糖化物链的亲水性平衡烷基链的亲油性时，烷基糖苷的表面活性最大化。因此，在烷基具有10至16个碳原子的特定实施方案中，平均DP 可以被选择在约1. 0至5. 0的范围，在另一实施方案中选择在约1. 2至3. 0的范围，并且在又一实施方案中选择在约1. 3至1. 8的范围。烷基糖苷可通过下列方式来制备使期望形成目标糖苷的“烷基”部分的类型和链长度的醇与糖化物反应物(例如单糖，例如葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、果糖等， 或多糖例如淀粉、半纤维素、乳糖、麦芽糖、蜜二糖等)或与糖苷起始材料(其中其苷元 (aglycone)部分不同于期望用于最终目标烷基糖苷产物的烷基取代基)反应。典型地，这种反应在高温和酸性催化剂存在下进行。形成烷基多配糖体的示例性反应路径如下所示
权利要求
1.一种清洁井眼的壁的方法，所述方法包括使所述壁和清洁流体接触，所述清洁流体包含基础流体，所述基础流体包含基础油与互溶剂或萜烯中的至少一种的混合物；以及烷基糖苷。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烷基糖苷的HLB为约9至约15。
3.根据权利要求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个碳原子的一价烷基；R’表示含有2至4个碳原子的二价烷基；χ表示在所述烷基糖苷中氧基-亚烷基单元的数量，其从0变化至约12 ；Z表示含有5 或6个碳原子的糖化物结构部分，并且y表示所述糖苷中糖化物单元的数量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中y的范围是从1.3至1. 8。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述基础油包括矿物油或柴油。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述互溶剂包含选自下列各项中的至少一种化合物乙二醇、乙二醇单丁基醚和二甘醇一丁醚。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述清洁流体包含约5%至约40%的烷基糖苷和约60%至约95%的所述基础流体。
8.根据权利要求7所述的方法，其中清洁流体包含10至50体积％的基础油、约10至 45体积％的互溶剂、约10至40体积％的萜烯、以及约5至40体积％的烷基糖苷。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述清洁流体与稀释流体混合，所述稀释流体包括水性流体或油性流体。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述清洁流体和稀释流体按约5至50体积％的清洁流体和约50至95体积％的稀释流体进行混合。
11.一种清洁其中含有油基流体的井眼中的套管的方法，所述方法包括注射柴油以顶替所述油基流体；注射增重的隔离流体以顶替所述柴油；注射清洁流体以顶替所述增重的隔离流体，所述清洁流体包含基础流体，所述基础流体包含基础油与互溶剂或萜烯中的至少一种的混合物；以及表面活性剂，即，至少一种烷基糖苷；以及注射盐水以顶替所述清洁流体。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述盐水具有至少一种包含在其中的增粘剂。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述注射所述清洁流体包括以足以引起湍流的速率注射所述清洁流体。
14.根据权利要求11所述的方法，其中至少一个注射步骤包括以足以引起湍流的速率注射。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述表面活性剂的HLB为约9至约15。
16.根据权利要求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个碳原子的一价烷基；R’表示含有2至4个碳原子的二价烷基；χ表示在所述烷基糖苷中氧基-亚烷基单元的数量，其从0变化至约12 ；Z表示含有 5或6个碳原子的糖化物结构部分，并且y表示所述糖苷中糖化物单元的数量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中y的范围是从1.3至1. 8。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述基础油包括矿物油或柴油。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述互溶剂包括选自下列各项中的至少一种化合物乙二醇、乙二醇单丁基醚和二甘醇一丁醚。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述清洁流体包含约5%至约40%的烷基糖苷和约60%至约95%的所述基础流体。
21.根据权利要求20所述的方法，其中清洁流体包含10至50体积％的基础油、约10 至45体积％的互溶剂、约10至40体积％的萜烯、以及约5至40体积％的烷基糖苷。
22.根据权利要求11所述的方法，其中所述清洁流体与稀释流体混合，所述稀释流体包括水性流体或油性流体。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述清洁流体和稀释流体按约5至50体积％的清洁流体和约50至95体积％的稀释流体进行混合。
全文摘要
一种清洁井眼的壁的方法，所述方法包括使所述壁接触清洁流体，所述清洁流体包含基础流体，所述基础流体包含基础油与互溶剂或萜烯中的至少一种的混合物；以及本发明中公开的烷基糖苷。
文档编号C09K8/524GK102282233SQ201080004448
公开日2011年12月14日 申请日期2010年1月8日 优先权日2009年1月15日
发明者吕少华, 尤金·达金, 莫里斯·阿维 申请人:M-I有限公司