Скважинный флюид и способ его составления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента Раскрыт способ составления скважинного флюида, который включает осаждение утяжелителя бурового раствора из раствора и добавление осажденного утяжелителя к базовой жидкости для образования скважинного флюида. Также раскрыты флюиды и способы составления скважинных флюидов, которые содержат покрытые диспергатором осажденные утяжелители бурового раствора. 015666 Перекрестная ссылка на родственные заявки Данная заявка в соответствии с 35 USC119 имеет притязания на приоритет по патентной заявке США 60/825156, поданной 11 сентября 2006 г., которая включена в данное описание посредством ссылки во всей полноте. Предпосылки к созданию изобретения Область техники, к которой относится изобретение Варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании, относятся в целом к скважинным флюидам. В особенности, варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании,относятся к осажденным утяжелителям буровых растворов для применения в скважинном флюиде. Предшествующий уровень техники При бурении или освоении скважин в формациях различные промывные жидкости (флюиды) обычно применяются в скважине по ряду причин. Обычные применения скважинных флюидов включают смазку и охлаждение поверхностей бурового долота при бурении в целом или добуривании (т.е. бурении в целевом нефтеносном пласте (формации), транспортировку "обрезков" (кусочков пласта, отбитых режущим действием зубца на буровом долоте) к поверхности, контроль давления флюида в формации для предотвращения выбросов, поддержание стабильности скважины, суспендирование твердых веществ в скважине, минимизацию поглощения промывочной жидкости и стабилизацию пласта, через который бурят скважину, разлом формации под скважиной, вытеснение бурового раствора в скважине другим флюидом, очистку скважины, тестирование скважины, передачу гидравлической мощности буровому долоту, флюид, применяемый для установки пакера (уплотнителя), ликвидацию скважины или подготовку скважины для ликвидации, и иным образом обработку скважины или формации. В целом, буровые растворы должны поддаваться насосной перекачке под давлением, вниз через шнуры бурильной трубы, затем через и вокруг головки бурового долота глубоко в землю и, далее, возвращаться назад к поверхности земли через кольцевое пространство между наружной стороной бурильной колонны и стенкой шурфа или обсадной трубы. Помимо обеспечения смазки бурения и эффективности, и замедления истирания, буровые растворы должны суспендировать и транспортировать твердые частицы к поверхности для просеивания и удаления. Кроме того, флюиды должны обладать способностью к суспендированию дополнительных утяжелителей (для увеличения удельного веса бурового раствора), в общем случае, мелкоизмельченных баритов (рудного минерала сульфата бария) и транспортной глины и других веществ, способных к прилипанию к и покрытию поверхности скважины. Буровые растворы в целом характеризуются как тиксотропные системы с текучими средами. Это значит, что они проявляют низкую вязкость в условиях сдвига, таким образом, как в условиях циркуляции (как происходит при перекачке насосом или контакте с движущейся головкой бура). Однако, когда действие сдвига останавливают, флюид должен обладать способностью к суспендированию твердых веществ, которые он содержит, для предотвращения гравитационного разделения. Кроме того, когда буровой раствор находится в условиях сдвига и является свободнотекущей средой, близкой к жидкости, он должен поддерживать достаточно высокую вязкость для уноса всего нежелательного материала в виде частиц со дна ствола скважины к поверхности. Состав бурового раствора должен также обеспечить удаление обрезков и другого нежелательного материала в виде частиц или иначе оседание из жидкой фракции. Существует возрастающая потребность в буровых растворах, имеющих реологические профили,которые обеспечивают более простое бурение таких скважин. Буровые растворы, имеющие адаптированные реологические свойства, обеспечивают настолько эффективное удаление обрезков из ствола скважины, насколько возможно, чтобы избежать образования скоплений шлама в скважине, которые могут вызвать прихват бурильной колонны, среди других случаев. С точки зрения перспективной гидравлики бурового раствора (эквивалентной плотности циркуляции бурового раствора) существует также необходимость снижения давлений, требуемых для циркуляции флюида, что поможет избежать приложения к формации избыточных усилий, которые могут вызвать разлом формации, что приводит к потере флюида и, возможно, скважины. Кроме того, усиленный профиль является необходимым для предотвращения осаждения или осадки утяжелителя во флюиде, если это происходит, то может привести к неоднородному профилю плотности в циркулирующей системе текучей среды, что в результате может приводить к проблемам контроля скважины (поступление газа/жидкости) и стабильности скважины (образование каверн/разломы). Для получения характеристик флюида, требуемых для решения этих сложных задач, перекачка флюида насосом должна быть легкой, так как она требует минимальной величины давления для продавливания ее через ограничения в циркулирующей системе текучей среды, такие как сопла долота или инструменты наклонной скважины. Или, другими словами, флюид должен обладать наименьшей возможной вязкостью в условиях высокого сдвига. Напротив, в зонах скважины, где область для потока флюида является большой и линейная скорость флюида является медленной, или где существуют условия низкого сдвига, необходимо, чтобы вязкость флюида была настолько высокой, насколько возможно, для суспендирования и транспорта бурового шлама. Это также применимо к периодам, когда флюид остается статическим в стволе скважины, где необходимо, чтобы как обрезки, так и утяжелители поддерживались-1 015666 суспендированными для предотвращения осаждения. Однако следует также отметить, что вязкость флюида не должна продолжать увеличиваться в статических условиях до неприемлемых уровней. В противном случае, когда необходима повторная циркуляция флюида, это может привести к избыточным давлениям, которые могут вызвать разлом формации, или, альтернативно, это может привести к потере времени, если усилие, требуемое для восстановления полностью циркулирующей системы текучей среды, находится вне пределов возможностей насосов. Скважинные флюиды должны также вносить вклад в устойчивость буровой скважины и регулировать поток газа, нефти или воды из пор формации, чтобы предотвратить, например, истечение или выброс текучих сред формации или разрушение сдавленных формаций. Столб жидкости в стволе скважины оказывает гидростатическое давление, пропорциональное глубине скважины и плотности флюида. Для пластов высокого давления может потребоваться флюид с удельным весом до 3,0. В настоящее время применяют разнообразные материалы для увеличения плотности скважинных флюидов. Они включают растворенные соли, такие как хлорид натрия, хлорид кальция и бромид кальция. Альтернативно, порошкообразные минералы, такие как барит, кальцит и гематит, добавляют к флюиду для образования суспензии с повышенной плотностью. Также описано применение мелкоизмельченного металла, такого как железо, в качестве утяжелителя в буровом растворе, где утяжелитель включает железные/стальные шарообразные частицы, имеющие диаметр меньше чем 250 мкм и предпочтительно между 15 и 75 мкм. Также предложено применение тонкоизмельченного порошкообразного карбоната кальция или железа; однако пластическая вязкость таких флюидов быстро увеличивается по мере того, как уменьшается размер частиц, что ограничивает применимость этих материалов. Одно требование к этим добавкам к скважинному флюиду состоит в том, что они образуют устойчивую суспензию и легко не оседают. Второе требование состоит в том, что суспензия проявляет низкую вязкость, чтобы облегчить перекачку насосом и минимизировать генерацию высоких давлений. Наконец,суспензия скважинного флюида должна также проявлять низкое поглощение промывочной жидкости. Общепринятые утяжелители буровых растворов, такие как порошкообразный барит, имеют средний диаметр частиц (d50) в интервале 10-30 мкм. Для суспендирования в достаточной мере этих материалов требуется добавление загустителя, такого как бентонит, для флюидов на водной основе или органически модифицированного бентонита для флюидов на масляной основе. Подходящий растворимый полимерный модификатор вязкости (загуститель), такой как ксантановая камедь, может также быть добавлен для замедления скорости седиментации утяжелителя. Однако, по мере увеличения количества добавленного загустителя для увеличения устойчивости суспензии, вязкость флюида (пластическая вязкость и/или динамическое напряжение сдвига) возрастает нежелательным образом, что приводит к пониженной способности к перекачке насосом. Это также относится к случаю,если загуститель применяется для поддержания желательного уровня суспендирования твердых веществ. Седиментация (или "осадка") утяжелителей в виде частиц становится более критически важной в стволах скважины, которые бурят при высоких углах отклонения от вертикали, осадка, например, равная одному дюйму (2,54 см), может привести в результате к непрерывному столбу флюида пониженной плотности вдоль верхней части стенки скважины. Такие шурфы с высоким углом часто бурят на больших расстояниях друг от друга, чтобы оценить, например, удаленные части нефтяного пласта. В таких случаях важно минимизировать пластическую вязкость бурового флюида, чтобы снизить потери давления вдоль длины буровой скважины. В то же время высокая плотность также должна поддерживаться для предотвращения выброса из скважины. Дополнительно, как отмечалось выше для утяжелителей в виде частиц, решение осадки становится все более важным, чтобы избежать дифференциального прихвата или оседания утяжелителей в виде частиц на нижней стороне скважины. Способность к составлению бурового раствора, имеющего высокую плотность и низкую пластическую вязкость, является также важной для глубоких шурфов высокого давления, где требуются скважинные флюиды с высокой плотностью. Высокие значения вязкости могут приводить в результате к возрастанию давления на дне ствола скважины в условиях перекачки насосом. Это увеличение "эквивалентной плотности бурового раствора" (ECD) может приводить в результате к открытию разрывов в формации и серьезным потерям скважинного флюида в пласт, подвергнутый разрыву. Повторно устойчивость суспензии является важной для поддержания гидростатического напора, чтобы избежать выброса. Цель получения флюидов с высокой плотностью плюс минимальной осадкой утяжелителя продолжает быть трудной задачей. Соответственно, существует постоянная необходимость усовершенствования скважинных флюидов. Краткое изложение сущности изобретения В одном аспекте варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании, относятся к способу составления скважинного флюида, который включает осаждение утяжелителя бурового раствора из раствора и добавление осажденного утяжелителя к базовой жидкости для образования скважинного флюида. В еще одном аспекте варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании, относятся к способу составления скважинного флюида, который включает осаждение утяжелителя бурового-2 015666 раствора из раствора; покрытие утяжелителя диспергатором и добавление осажденного утяжелителя к базовой жидкости для образования скважинного флюида. В еще одном аспекте варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании, относятся к скважинному флюиду, который включает базовую жидкость и осажденный утяжелитель бурового раствора. В еще одном аспекте варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании, относятся к скважинному флюиду, который включает скважинный флюид, который включает базовую жидкость и осажденный утяжелитель бурового раствора, покрытый диспергатором. Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидными, исходя из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения. Подробное описание изобретения В одном аспекте варианты осуществления изобретения, раскрытые в данном описании, относятся к осажденным утяжелителям бурового раствора для применения в скважинном флюиде. Дополнительно в данном описании также раскрыты способы составления и применения промывных жидкостей, содержащих осажденные утяжелители. Источником общепринятых утяжелителей буровых растворов, таких как барит, является добытая руда, которая может быть подвергнута процессам измельчения (дробления) для получения частиц,имеющих желательный размер частицы. Различные размеры частиц, применяемые в операциях по добыче, могут находиться в интервале, например, от барита по шкале API (Американского нефтяного института) (d90 70 мкм) до микронизированного барита (d90 1-25 мкм). Дополнительно, как обсуждается в публикациях патентных заявок США 20040127366, 20050101493, 20060188651, патентах США 6586372 и 7176165 и предварительной заявке США серийный 11/741199, каждая из которых принадлежит настоящему патентообладателю и, таким образом, включена посредством ссылки, микронизированные утяжелители буровых растворов могут обеспечить улучшенные эксплуатационные показатели при осадке, реологии и/или потере флюида. Однако варианты осуществления настоящего раскрытия предоставляют альтернативный источник таких утяжелителей посредством осаждения, которое может также обеспечить более широкий диапазон достижимых размеров частиц. Как использован здесь, термин "осажденные утяжелители буровых растворов" относится к утяжелителям, образованным синтетически из раствора посредством химического осаждения, по сравнению с общепринятыми утяжелителями, образованными в природе и добытыми в виде сырьевого материала, который может быть отнесен к первичному минералу. Термин "первичные минералы", такой как первичный барит, относится к первому сбываемому на рынке продукту, который включает сырьевые минералы, а также продукты простых способов обогащения, таких как промывка,обогащение в отсадочных машинах, разделение в тяжелой среде, обогащение на столах, флотацию и магнитное разделение. Однако для применения в скважинах минералы также дробятся/измельчаются и просеиваются. Осажденные утяжелители бурового раствора, применяемые в некоторых вариантах осуществления,раскрытых в данном описании, могут включать разнообразные осажденные формы типовых соединений утяжелителя, известных специалисту в данной области, которые могут включать, например, сульфат бария (барит), карбонат кальция (кальцит), карбонат магния (магнезит), карбонат кальция и магния (доломит), оксид железа (гематит), силикат магния и железа (оливин), карбонат железа (сидерит) и сульфат стронция (целестин). Дополнительно, поскольку утяжелители настоящего описания получают синтетически, рядовой специалист в данной области сможет оценить, что соединения, отличные от таковых, образованных в природе в виде минеральных руд, могут быть образованы посредством осаждения и использованы в качестве утяжелителей бурового раствора во флюидах настоящего описания. Таким образом, в одном варианте осуществления могут применяться различные сульфаты, карбонаты, силикаты,фосфаты, алюмосиликаты и т.д. Дополнительно, в то время как многие соли щелочных металлов, таких как натрий, являются хорошо растворимыми, другие, такие как алюмосиликат натрия и/или алюмосиликат натрия-магния, являются почти нерастворимыми и, таким образом, могут применяться в качестве альтернативных осажденных утяжелителей бурового раствора во флюидах настоящего описания. Специалист, имеющий обычную квалификацию в данной области, сможет распознать, что выбор материала конкретного утяжелителя может зависеть в значительной степени от плотности материала,поскольку в типовом случае минимальную вязкость скважинного флюида при любой конкретной плотности получают при использовании частиц с максимальной плотностью. Однако на выбор продукта могут влиять другие факторы, такие как стоимость, местная доступность и возможность легкого удаления из скважины остаточных твердых веществ или фильтрационной корки бурового раствора. В некоторых вариантах осуществления осажденный утяжелитель бурового раствора может быть образован из частиц, которые составлены из материала с удельным весом, равным по меньшей мере 1,8; по меньшей мере 2,3 в других вариантах осуществления; по меньшей мере 2,4 в других вариантах осуществления; по меньшей мере 2,5 в других вариантах осуществления; по меньшей мере 2,6 в других вариантах осуществления; и по меньшей мере 2,68 в еще других вариантах осуществления. Например, утяжелитель, образованный из частиц, имеющих удельный вес, равный по меньшей мере 2,68, может обеспе-3 015666 чить составление скважинного флюида таким образом, чтобы удовлетворить большинству требований к плотности и чтобы объем фракции частиц был все еще достаточно низким для осуществления перекачки насосом. В некоторых вариантах осуществления средний размер частиц (d50) утяжелителей может находиться в интервале от нижнего предела, составляющего более чем 5, 10, 30, 50, 100, 200, 500, 700 нм, 1, 1,2,1,5 мкм, до верхнего предела, составляющего менее чем 10, 5, 2,5, 1,5, 1 мкм, 700, 500, 100 нм, где частицы могут находиться в интервале от любого значения нижнего предела до любого значения верхнего предела. В других вариантах осуществления d90 (размер, при котором 90% частиц являются более мелкими) утяжелителей может находиться в интервале от нижнего предела, составляющего более чем 20, 50,100, 200, 500, 700 нм, 1, 1,2, 1,5, 3, 5 мкм, до верхнего предела, составляющего менее чем 25, 15, 10, 5,2,5, 1,5, 1 мкм, 700, 500 нм, где частицы могут находиться в интервале от любого значения нижнего предела до любого значения верхнего предела. Дополнительно специалист, имеющий обычную квалификацию в данной области, признает, что утяжелитель может иметь распределение по размерам частиц, отличное от мономодального распределения. Это означает, что утяжелитель может иметь распределение по размерам частиц, которое в различных вариантах осуществления может быть мономодальным, которое может быть или не может быть Гауссовским, бимодальным или полимодальным. Частицы, имеющие эти средние размеры частиц, могут быть получены химическим осаждением,при котором нерастворимые твердые утяжелители получают в результате химической реакции между химическими агентами в растворе. Осаждение происходит после смешивания по меньшей мере двух химических агентов в растворе. Специалист, имеющий обычную квалификацию в данной области, признает, что химическая идентичность этих смешанных химикатов будет зависеть от желательного результирующего соединения для применения в качестве утяжелителя. Например, когда желательным является утяжелитель на основе сульфата бария, раствор соли бария (например, гидроксид бария, хлорид бария и т.д.) может быть смешан с раствором сульфатной соли щелочного металла (например, сульфата натрия,серной кислоты) для осаждения сульфата бария. Однако когда желательным является карбонат, такой как карбонат кальция, раствор гидроксида кальция, соединенный с диоксидом углерода, дает в результате карбонат кальция. Другие сульфаты и карбонаты могут быть сходным образом образованы посредством замены раствора соли щелочного металла на еще один раствор соли щелочного металла (или другого металла), в то время как силикаты могут быть образованы путем замены раствора сульфатной соли на раствор силикатной соли, такой как силикат натрия. Дополнительно, для осаждения других соединений,таких как оксид железа, оксид железа может быть осажден из раствора соли железа путем воздействия на раствор повышенных температур и давлений для гидролиза железа в растворе и высаждения. Смешивание может осуществляться, например, в перемешиваемых корпусных реакторах (периодических или непрерывных), статических или роторно-статорных смесителях. Устройства, в которых ротор вращается при высокой скорости (такой, как по меньшей мере 120000 об/мин), являются особенно пригодными для применения при образовании таких осажденных утяжелителей, поскольку усилия сдвига,поперечно приложенные силы и силы трения сцепленных инструментов (в сочетании с высокими скоростями) могут приводить к образованию мелкоизмельченных, диспергированных частиц. Дополнительные методы, такие как применение соударяющихся струй, микроканальные смесители, применение реактора Тзйлора-Куэтта, могут улучшить интенсивность смешивания и приводить в результате к более мелким частицам и лучшей гомогенности частиц. Альтернативно, обработка ультразвуком, которая может обеспечить более высокую энергию сдвига у перемешивания для индуцирования микросмешивания и местного рассеивания высокой мощности, может также обеспечить более мелкие частицы и лучшую гомогенность частиц посредством обеспечения контроля различных параметров, таких как, независимо, потребляемая мощность, конструкция реактора, время пребывания, концентрация частиц или реагента. После того как раствор прошел через смеситель, полученные в результате осажденные утяжелители могут быть разделены и высушены для более позднего применения в скважинном флюиде. Конкретный смеситель, который может применяться, когда желательными являются наноразмерные утяжелители, обсуждается в патенте США 7238331, который включен в данное описание посредством ссылки во всей своей полноте. Как обсуждается выше, флюиды, применяемые в вариантах осуществления, раскрытых здесь, могут включать осажденные утяжелители. В некоторых вариантах осуществления осажденные утяжелители могут быть непокрытыми. В других вариантах осуществления осажденные утяжелители могут быть покрыты диспергатором или увлажнителем. Например, флюиды, применяемые в некоторых вариантах осуществления, раскрытых здесь, могут включать покрытые диспергатором осажденные утяжелители. Покрытие поверхности осажденных утяжелителей может осуществляться во время осаждения, после осаждения или как во время, так и после осаждения. Включение такого покрытия может быть желательным для предотвращения агломерации частиц и может также обеспечить желательные реологические воздействия на скважинный флюид, в котором применяются частицы. Поскольку этот термин применяется в данном описании, подразумевают, что "покрытие поверхности" означает, что достаточное количество молекул диспергатора абсорбируется (физически или химически) или иным образом прочно ассо-4 015666 циировано с поверхностью частиц, таким образом, что мелкие частицы материала не вызывают быстрого возрастания вязкости, наблюдаемого в предшествующем уровне техники. Применяя такое определение,специалист в данной области должен понять и оценить, что молекулы диспергатора могут в действительности не полностью покрывать поверхность частицы и то, что количественная оценка числа молекул является очень трудной. Следовательно, по необходимости, делают расчет на определение, ориентированное на результаты. В результате процесса можно регулировать коллоидные взаимодействия мелкодисперсных частиц посредством покрытия частицы диспергаторами перед добавлением к буровому раствору. Делая так, возможно систематически контролировать реологические свойства флюидов, содержащих добавку, а также устойчивость к загрязнениям во флюиде в дополнение к увеличению свойств поглощения промывочной жидкости (фильтрации) флюида. В некоторых вариантах осуществления осажденные утяжелители включают твердые коллоидные частицы, имеющие дефлокулянт или диспергатор, нанесенные на поверхность частицы. Размер осажденной частицы может предоставить суспензии или взвеси с высокой плотностью, которые проявляют сниженную тенденцию к осаждению или осадке, в то время как диспергатор на поверхности частицы регулирует взаимодействия между частицами, что приводит в результате к более низким реологическим профилям. Таким образом, сочетание высокой плотности, мелкого размера частиц и регулирования коллоидных взаимодействий посредством покрытия частиц диспергатором совмещает задачи высокой плотности, более низкой вязкости и минимальной осадки. В некоторых вариантах осуществления утяжелители включают диспергированные твердые коллоидные частицы со среднемассовым диаметром частицы (d50) менее 10 мкм, которые покрыты полимерным дефлокулянтом или диспергатором. В других вариантах осуществления утяжелители включают диспергированные твердые коллоидные частицы со среднемассовым диаметром частицы (d50) менее 8 мкм, которые покрыты полимерным дефлокулянтом или диспергатором; менее 4 мкм в других вариантах осуществления и менее 2 мкм в еще других вариантах осуществления. Маленький размер частиц будет генерировать суспензии или взвеси, которые будут проявлять сниженную тенденцию к осаждению или осадке, и полимерный диспергатор на поверхности частицы может регулировать взаимодействия между частицами и, таким образом, будет продуцировать более низкие реологические профили. Сочетание мелкого размера частиц и регулирования коллоидных взаимодействий совмещает две задачи более низкой вязкости и минимальной осадки. Покрытие осажденного утяжелителя диспергатором может быть достигнуто посредством добавления диспергатора к раствору перед смешиванием. Таким образом, по мере того, как происходят смешивание и осаждение, частицы покрываются. Присутствие диспергатора в процессе смешивания и перемешивания может также обеспечивать ингибирование роста зерен частиц, если желательными являются ультрамелкие или наноразмерные утяжелители, а также предотвращение агломерации частиц. Покрытие осажденного утяжелителя диспергатором может также осуществляться в процессе сухого смешивания вслед за осаждением так, чтобы процесс, по существу, был без растворителя. Процесс включает смешивание осажденного утяжелителя и диспергатора при желательном соотношении для образования смешанного материала. Смешанный материал может затем подаваться в теплообменную систему,такую как система термодесорбции. Смесь может быть направлена через теплообменник с использованием смесителя, такого как шнековый конвейер. При охлаждении полимер может оставаться связанным с утяжелителем. Смесь полимер/утяжелитель может быть далее разделена на утяжелитель, покрытый полимером, несвязанный полимер и любые агломераты, которые могут образоваться. Несвязанный полимер может необязательно быть возвращен в начало процесса, если это желательно. В еще одном варианте осуществления процесс сухого смешивания по отдельности может служить для покрытия утяжелителя без нагрева. Альтернативно, осажденный утяжелитель может быть покрыт посредством термоадсорбции, как описано выше, в отсутствие процесса сухого смешивания. В этом варианте осуществления процесс получения покрытого субстрата может включать нагрев осажденного утяжелителя до температуры, достаточной для реакции мономерного диспергатора на утяжелителе для образования покрытого полимером выдержанного по размеру утяжелителя и извлечение покрытого полимером утяжелителя. В еще одном варианте осуществления можно использовать катализируемый процесс для образования полимера в присутствии выдержанного по размеру утяжелителя. В еще одном варианте осуществления полимер может быть предварительно отформован и может термически адсорбироваться на выдержанный по размеру утяжелитель. Как упомянуто выше, варианты осуществления микронизированного утяжелителя могут включать дефлокулянт или диспергатор. В одном варианте осуществления диспергатор может быть выбран из карбоновых кислот с молекулярной массой, равной по меньшей мере 150 Да, таких как олеиновая кислота и многоосновные жирные кислоты, алкилбензолсульфоновых кислот, алкансульфоновых кислот, линейных альфа-олефинсульфоновых кислот, фосфолипидов, таких как лецитин, эфирсульфонатов, полиэфиров, включая их соли и включая их смеси. Могут также применяться синтетические полимеры, такие какHYPERMER ОМ-1 (Imperial Chemical Industries, PLC, London, United Kingdom) или полиакрилатные сложные эфиры, например. Такие полиакрилатные сложные эфиры могут включать полимеры стеарил-5 015666 метакрилата и/или бутилакрилата. В еще одном варианте осуществления могут применяться соответствующие кислоты, метакриловая кислота и/или акриловая кислота. Специалист в данной области признает, что другие акрилатные или другие мономеры из ненасыщенных карбоновых кислот (или их сложных эфиров) могут применяться для достижения, по существу, тех же результатов, как раскрыто в данном описании. Когда покрытый диспергатором микронизированный утяжелитель должен применяться во флюидах на водной основе, в конкретном варианте осуществления может быть использован водорастворимый полимер с молекулярной массой, равной по меньшей мере 2000 Да. Примеры таких водорастворимых полимеров могут включать гомополимер или сополимер любого мономера, выбранного из акриловой кислоты, итаконовой кислоты, малеиновых кислоты или ангидрида, гидроксипропилакрилатвинилсульфоновой кислоты, акриламидо-2-пропансульфоновой кислоты, акриламида, стиролсульфоновой кислоты,акриловых фосфатных сложных эфиров, метилвинилэфира и винилацетата или их солей. Полимерный диспергатор может иметь среднюю молекулярную массу от приблизительно 10000 до приблизительно 300000 Да в одном варианте осуществления, от приблизительно 17000 до приблизительно 40000 Да в еще одном варианте осуществления и от приблизительно 200000 до приблизительно 300000 Да в еще одном варианте осуществления. Средний специалист в данной области знает, что когда диспергатор добавляют к утяжелителю во время процесса размола, могут применяться полимеры с промежуточной молекулярной массой (10000-300000 Да). Кроме того, в особенности в пределах объема вариантов осуществления, раскрытых здесь, полимерный диспергатор должен быть полимеризован перед или одновременно с процессами влажного или сухого смешивания, раскрытых здесь. Такая полимеризация может включать, например, термическую полимеризацию, катализируемую полимеризацию, инициированную полимеризацию или их сочетание. Принимая во внимание состоящую из частиц природу осажденных и покрытых диспергатором осажденных утяжелителей, раскрытых здесь, специалист в данной области оценит, что дополнительные компоненты могут быть смешаны с утяжелителем для модификации различных макроскопических свойств. Например, могут быть включены средства, предотвращающие слипание, смазки и средства,применяемые для подавления нарастания влажности. Альтернативно, твердые вещества, которые усиливают маслянистость или помогают регулировать поглощение промывочной жидкости, могут быть добавлены к утяжелителям и буровому раствору, раскрытым здесь. В одном иллюстративном примере мелко размолотый натуральный графит, нефтяной кокс, графитированный углерод или их смеси добавляют для увеличения маслянистости, скорости проходки и поглощения промывочной жидкости, а также других свойств бурового раствора. В еще одном иллюстративном варианте осуществления применяют мелко размолотые полимерные материалы для придания различных характеристик буровому раствору. В случаях, когда добавляют такие материалы, важно отметить, что объем добавленного материала не должен оказывать существенного неблагоприятного воздействия на свойства и рабочие характеристики буровых растворов. В одном иллюстративном варианте осуществления полимерные материалы поглощения промывочной жидкости, содержащие менее 5 мас.%, добавляют для улучшения свойств бурового раствора. Альтернативно, менее 5 мас.% подходящего по размерам графита и нефтяного кокса добавляют для улучшения свойств маслянистости и поглощения промывочной жидкости флюида. Наконец, в еще одном иллюстративном варианте осуществления менее 5 мас.% общепринятого средства против слипания добавляют, чтобы способствовать хранению утяжелителей в резервуарах. Зернистые материалы, как описано здесь (т.е. покрытые и/или непокрытые осажденные утяжелители), могут быть добавлены к буровому раствору в качестве утяжелителя в сухом виде или концентрированными в виде взвеси либо в водной среде или в виде органической жидкости. Как известно, органическая жидкость должна иметь необходимые характеристики окружающей среды для добавок к буровым растворам на масляной основе. С учетом этого маслянистая жидкость может обладать кинематической вязкостью, меньшей чем 10 сантистокс (10 мм 2/с) при 40 С и, по причинам безопасности, температурой воспламенения, большей чем 60 С. Подходящие маслянистые жидкости представляют собой, например,дизельное топливо, минеральные или белые масла, н-алканы или синтетические масла, такие как альфаолефиновые масла, сложноэфирные масла, смеси этих жидких сред, а также другие сходные жидкие среды, известные специалисту в области бурения или другого составления скважинных флюидов. Составление скважинного флюида Осажденные частицы, описанные выше, могут применяться в любом скважинном флюиде, таком как для бурения, цементирования, заканчивания набивки, подземного ремонта (ремонта), возбуждения скважины, задавки скважины, вытесняющих жидкостях и других областях применения флюидов с высокой плотностью, таких как разделение в тяжелой среде или балластные жидкости кораблей или других транспортных средств. Такие альтернативные применения, а также другие применения настоящего флюида будут очевидными для специалиста в данной области из настоящего описания. В соответствии с одним вариантом осуществления утяжелители могут применяться в составлении скважинного флюида. Скважинный флюид может представлять собой буровой раствор на водной основе, прямую эмульсию,обращенную эмульсию или буровой раствор на масляной основе. Скважинные флюиды на водной основе могут иметь водный буровой раствор в качестве базовой-6 015666 жидкости и осажденный утяжелитель бурового раствора (покрытый или непокрытый). Скважинные флюиды на водной основе могут иметь водный буровой раствор в качестве базового бурового раствора и осажденный утяжелитель бурового раствора. Водный буровой раствор может включать по меньшей мере один компонент из свежей воды, морской воды, насыщенного солевого раствора, смесей воды и водорастворимых органических соединений и их смесей. Например, водный буровой раствор может быть составлен из смесей с желательными солями в свежей воде. Такие соли могут включать, но без ограничений, например, хлориды, гидроксиды или карбоксилаты щелочных металлов. В различных вариантах осуществления бурового раствора, раскрытых здесь, насыщенный солевой раствор может включать морскую воду, водные растворы, в которых концентрация соли меньше концентрации соли в морской воде,или водные растворы, в которых концентрация соли больше концентрации соли в морской воде. Соли,которые могут быть обнаружены в морской воде, включают, но без ограничения, натрий, кальций, серу,алюминий, магний, калий, стронций, кремний, литий и фосфорные соли хлоридов, бромидов, карбонатов, йодидов, хлоратов, броматов, форматов, нитратов, оксидов и фторидов. Соли, которые могут быть включены в насыщенный солевой раствор, включают любую или более из солей, присутствующих в природной морской воде или любые другие органические или неорганические растворенные соли. Дополнительно, насыщенные солевые растворы, которые могут применяться в буровых растворах,раскрытых здесь, могут являться природными или синтетическими, причем синтетические насыщенные солевые растворы имеют тенденцию к значительно более простому строению. В одном варианте осуществления плотность бурового раствора может контролироваться посредством увеличения концентрации соли в насыщенном солевом растворе (вплоть до насыщения). В конкретном варианте осуществления насыщенный солевой раствор может включать галогенидные или карбоксилатные соли моно- или дивалентных катионов металлов, таких как цезий, калий, кальций, цинк и/или натрий. Скваженные флюиды на масляной основе/обращенная эмульсия могут включать масляную дисперсионную среду, немасляную дисперсную среду и осажденный утяжелитель. Рядовой специалист в данной области сможет оценить, что микроосажденные утяжелители, описанные выше, могут быть модифицированы в соответствии с желательным применением. Например, модификации могут включать гидрофильную/гидрофобную природу диспергатора. Масляный буровой раствор может представлять собой жидкость, более предпочтительно природное или синтетическое масло и более предпочтительно масляный буровой раствор выбирают из группы,включающей дизельное топливо; минеральное масло; синтетическое масло, такое как гидрированные и негидрированные олефины, включая поли-альфа-олефины, линейные или разветвленные олефины и т.п.,полидиорганосилоксаны, силоксаны или органосилоксаны, сложные эфиры жирных кислот, конкретно,линейные, разветвленные и циклические алкиловые эфиры жирных кислот; сходные соединения, известные специалисту в данной области; и их смеси. Концентрация масляного бурового раствора должна быть достаточной, так чтобы образовалась обращенная эмульсия, и может составлять меньше, чем приблизительно 99 об.% от обращенной эмульсии. В одном варианте осуществления количество масляного бурового раствора составляет приблизительно от 30 до 95 об.% и более предпочтительно приблизительно от 40 до 90 об.% от бурового раствора в виде обращенной эмульсии. Масляный буровой раствор в одном варианте осуществления может включать по меньшей мере 5 об.% материала, выбранного из группы,включающей сложные эфиры, простые эфиры, ацетали, диалкилкарбонаты, углеводороды и их сочетания. Немасляный буровой раствор, применяемый в составлении флюида в виде обращенной эмульсии,раскрытого здесь, представляет собой жидкость и может быть водной жидкостью. В одном варианте осуществления немасляная жидкость может быть выбрана из группы, включающей морскую воду, насыщенный солевой раствор, содержащий органические и/или неорганические растворенные соли, жидкости, содержащие смешиваемые с водой органические соединения и их сочетания. Количество немасляного бурового раствора в типичном случае меньше, чем теоретический предел, необходимый для образования обращенной эмульсии. Таким образом, в одном варианте осуществления количество немасляного бурового раствора составляет меньше чем приблизительно 70 об.% и предпочтительно приблизительно от 1 до 70 об.%. В еще одном варианте осуществления немасляный буровой раствор составляет предпочтительно приблизительно от 5 до 60 об.% от флюида в виде обращенной эмульсии. Текучая фаза может включать либо водную промывочную жидкость, либо масляную промывочную жидкость, либо их смеси. В конкретном варианте осуществления покрытый барит или другие микронизированные утяжелители могут быть включены в скважинный флюид, который включает по меньшей мере одно из свежей воды, морской воды, насыщенного солевого раствора и их сочетаний. Для получения буровых растворов, раскрытых здесь, могут применяться общепринятые способы,аналогично обычно используемым способам, чтобы получить общепринятые буровые растворы на водной и масляной основе. В одном варианте осуществления желательное количество промывочной жидкости на водной основе и подходящее количество одного или более осажденных утяжелителей, как описано выше, смешивают вместе и оставшиеся компоненты бурового раствора добавляют последовательно при непрерывном смешивании. В еще одном варианте осуществления желательное количество масляной текучей среды, такой как базовое масло, немасляная текучая среда и подходящее количество одного или-7 015666 более осажденных утяжелителей смешивают вместе и оставшиеся компоненты добавляют последовательно при непрерывном смешивании. Обращенная эмульсия может быть образована посредством энергичного встряхивания, смешивания или сдвига масляной текучей среды и немасляной текучей среды. В еще одном варианте осуществления осажденные продукты настоящего описания могут применяться по отдельности или в сочетании с общепринятыми размолотыми механически утяжелителями. Другие добавки, которые могут быть включены в скважинные флюиды, раскрытые здесь, включают, например, смачивающие агенты, органофильные глины, загустители, средства контроля поглощения промывочной жидкости, поверхностно-активные вещества, диспергаторы, средства, снижающие межфазное напряжение, рН буферы, взаимные растворители, разбавители, разжижители и моющие средства. Добавление таких средств будет хорошо известно среднему специалисту в области составления буровых растворов и буровых глинистых растворов. Преимущественно варианты осуществления настоящего описания раскрыты для скважинных флюидов, которые могут обладать высокой плотностью без ущерба для реологии и/или риска осадки. Одной характеристикой флюидов, применяемых в некоторых вариантах осуществления, раскрытых здесь, является то, что частицы образуют устойчивую суспензию и легко не осаждаются. Дополнительной желательной характеристикой флюидов, применяемых в некоторых вариантах осуществления, раскрытых здесь, является то, что суспензия проявляет низкую вязкость при сдвиге, облегчающую перекачку насосом и минимизирующую генерацию высоких давлений и шансы на поглощения промывочной жидкости или притоки жидкости в скважину. Дополнительно посредством метода восходящего проектирования по сравнению с традиционным методом нисходящего проектирования можно достичь мелкодисперсных частиц без требования энергоемкого подхода с размельчением и, в особенности, могут быть получены наноразмерные утяжелители, которые иным образом реально недостижимы. Дополнительно там, где некоторые минеральные руды могут быть редкими, дорогими или с риском истощения, способы настоящего описания могут предоставить составление скважинного флюида независимо от таких факторов. Дополнительно, также отмечается, что поскольку сырьевая минеральная руда может содержать примеси, которые могут снижать удельный вес утяжелителей, снижение примесей (и, таким образом,повышение реального удельного веса) может происходить в результате синтетического образования утяжелителей в более контролируемом окружении. В то время как изобретение описано по отношению к ограниченному числу вариантов осуществления, средний специалист в данной области на основании преимуществ настоящего описания оценит, что могут быть разработаны другие варианты осуществления, которые не будут отходом от объема притязаний изобретения, как раскрыто в данном документе. Соответственно, объем притязаний изобретения должен быть ограничен только приложенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ составления скважинного флюида, в котором осуществляют химическое осаждение утяжелителя из раствора с d50 меньше чем 1 мкм, но больше чем 5 нм; и добавление химически осажденного утяжелителя к базовой жидкости для образования скважинного флюида. 2. Способ по п.1, в котором химическое осаждение включает смешивание раствора соли металла или щелочного металла по меньшей мере с одним из раствора сульфатной соли, диоксида углерода или растворов фосфата или силиката. 3. Способ по п.1, в котором химически осажденный утяжелитель содержит по меньшей мере один из сульфата бария, карбоната кальция, карбоната магния, карбоната кальция и магния, оксида железа,силиката магния, силиката железа, карбоната железа и сульфата стронция. 4. Способ по п.1, в котором химически осажденный утяжелитель имеет средний размер частиц меньше чем 100 нм. 5. Способ по п.4, в котором осажденный утяжелитель имеет средний размер частиц меньше чем 30 нм. 6. Способ по п.1, в котором базовая жидкость является жидкостью, выбранной из жидкости на водной основе, жидкости на масляной основе и обращенной эмульсии. 7. Способ бурения скважины, в котором бурение осуществляют с помощью скважинного флюида,полученного по п.1. 8. Способ составления скважинного флюида, в котором осуществляют химическое осаждение утяжелителя из раствора с d50 меньше чем 1 мкм, но больше чем 5 нм; покрытие утяжелителя диспергатором и добавление химически осажденного утяжелителя к базовой жидкости для образования скважинного флюида. 9. Способ по п.8, в котором химическое осаждение и покрытие осуществляют одновременно. 10. Способ по п.8, в котором химическое осаждение и покрытие осуществляют последовательно. 11. Способ по п.8, в котором диспергатор содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из олеиновой кислоты, полиосновных жирных кислот, алкилбензолсульфоновых кислот, алкансульфоновых кислот, линейных альфа-олефинсульфоновых кислот, их солей с щелочно-земельными металлами и фос-8 015666 фолипидов. 12. Способ по п.8, в котором диспергатор содержит полиакрилатные сложные эфиры. 13. Способ по п.10, в котором полиакрилатный сложный эфир представляет собой по меньшей мере один, выбранный из полимеров стеарилметакрилата, бутилакрилата и акриловой кислоты. 14. Способ по п.8, в котором химическое осаждение включает смешивание раствора соли щелочного металла по меньшей мере с одним из раствора сульфатной соли и диоксида углерода. 15. Способ по п.8, в котором химически осажденный утяжелитель содержит по меньшей мере один из сульфата бария, карбоната кальция, карбоната магния, карбоната кальция и магния, оксида железа,силиката магния, силиката железа, карбоната железа и сульфата стронция. 16. Способ по п.8, в котором химически осажденный утяжелитель имеет средний размер частиц меньше чем 100 нм. 17. Способ по п.16, в котором утяжелитель имеет средний размер частиц меньше чем 30 нм. 18. Скважинный флюид, содержащий базовую жидкость и химически осажденный утяжелитель,имеющий d50 меньше чем 1 мкм, но больше чем 5 нм. 19. Флюид п.18, в котором химически осажденный утяжелитель содержит по меньшей мере один из сульфата бария, карбоната кальция, карбоната магния, карбоната кальция и магния, оксида железа, силиката магния, силиката железа, карбоната железа и сульфата стронция. 20. Флюид по п.18, в котором химически осажденный утяжелитель имеет средний размер частиц меньше чем 100 нм. 21. Скважинный флюид, содержащий базовую жидкость и химически осажденный утяжелитель,имеющий d50 меньше чем 1 мкм, но больше чем 5 нм, покрытый диспергатором. 22. Флюид по п.21, в котором химически осажденный утяжелитель содержит по меньшей мере один из сульфата бария, карбоната кальция, карбоната магния, карбоната кальция и магния, оксида железа,силиката магния, силиката железа, карбоната железа и сульфата стронция. 23. Флюид по п.21, в котором химически осажденный утяжелитель имеет средний размер частиц меньше чем 100 нм.