[發(fā)明專利]用于增強包含粘彈性表面活性劑的處理流體的聚合添加劑以及使用方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080045743.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102666776A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 瑞安·G·埃澤爾;瑞安·范桑特恩
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/12;C09K8/68
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

相關申請的引用

背景技術

本發(fā)明涉及可用于處理地層(地下地層，subterranean?formation)的方法和組成，且更具體地，涉及與粘彈性表面活性劑(viscoelastic?surfactant)一起使用的聚合添加劑、包含這樣的添加劑和粘彈性表面活性劑的流體、以及相關的使用方法。

粘性化的處理流體可以用于各種的地下處理中。如本文中使用的，術語“處理”、或“處置”指的是利用流體結合期望的功能和/或用于期望的目的的任何地下作業(yè)。術語“處理”、或“處置”不意指由流體的任何特別作用。通常地下處理的實例包括，但不限于，鉆孔作業(yè)、預墊處理(pre-pad?treatment)、破裂操作(fracturing?operation)、穿孔作業(yè)、預沖處理(preflush?treatment)、后沖處理(afierflush?treatment)、沙礫控制處理(例如，礫石充填)、酸化處理(例如，基質(zhì)酸化(matrix?acidizing)或破裂酸化)、分流處理、加固處理、以及井眼清潔處理(well?bore?clean-out?treatment)。例如，在一些破裂處理中，通常將處理流體(例如壓裂液或“前置液(pad?fluid)”)在用于在地層中產(chǎn)生或增強一個或多個路徑或“破裂”的足夠的流壓下引入到穿過地層的井眼里。這些裂縫通常增加地層該部分的滲透性。流體可包含微粒，通常是指作為沉積在所得破裂中的“支撐劑微粒”。認為支撐劑微粒幫助防止破裂在釋放流壓之后的完全封閉，形成流體穿過其可以流向滲透地層的井眼中的傳導性通道。

處理流體還在沙礫控制處理如沙礫填充中使用。在“沙礫-填充”處理中，處理流體混懸微粒(通常稱作“沙礫微粒”)，然后這些微粒的至少一部分沉積在井眼中期望的區(qū)域里，例如靠近松散的或弱加固的地層區(qū)，以形成“沙礫填充”，其是在一起足夠緊密地填充的微粒的組，以便防止一些材料通過沙礫填充。該“沙礫填充”可以尤其增強在地層中的沙礫控制和/或防止微粒從地層的松散部分(例如，支撐破裂)流入到井眼中。沙礫填充作業(yè)的一種常見類型包括將沙礫控制屏置于井眼中，以及使用設計以防止地層沙礫通過的特定尺寸的沙礫微粒填充處于屏和井眼之間的環(huán)狀部。沙礫微粒起到尤其防止地層沙礫堵塞屏或與產(chǎn)生的烴遷移的作用，而屏起到尤其防止微粒進入孔眼的作用。沙礫微粒還可以涂覆有一些類型的材料，包括樹脂、增粘劑等。一旦將沙礫基本上在適當?shù)奈恢茫瑒t可以減少處理流體的粘度以使其恢復。在一些情況中，破裂和沙礫填充處理結合入單一處理(通常稱作“FRAC?PAC^TM”作業(yè))中。在這樣的“FRAC?PAC^TM”作業(yè)中，處理通常利用在適當位置的沙礫填充屏組件，使用通過套管與屏之間的環(huán)狀間隔泵送的水力壓裂處理而完成。在這種情況下，水力壓裂處理在無屏的條件下結束，在屏與套管之間產(chǎn)生環(huán)狀沙礫填充。在其他情況下，壓裂處理可以在安裝屏和設置沙礫填充之前進行。

在處理流體中維持足夠的粘性出于多種原因可能是重要的。粘性在鉆孔作業(yè)中是期望的，因為具有較高粘度的處理流體尤其能夠更容易地運輸固體，如鉆粉。在破裂處理中維持足夠的粘性對于微粒運輸，以及以產(chǎn)生或增強破裂寬度是重要的。微粒運輸在沙礫控制處理如沙礫填充中也是重要的。維持足夠的粘性對于控制和/或減少漏泄到地層中、提高在地層中使另外的流體轉向的能力、和/或通過減少在井眼中的摩擦來減少泵送需求來說可能是重要的。同時，盡管維持處理流體足夠的粘性常常是期望的，但是還可以期望以使得粘性在特定時間下可能降低的方式維持處理流體的粘性，尤其用于來自地層的流體的后續(xù)恢復。

為了提供期望的粘性，通常將聚合膠凝劑加入到處理流體中。術語“膠凝劑”在本文中被定義成包括能夠增加流體的粘性的任何物質(zhì)，例如，通過形成凝膠。通常使用的聚合膠凝劑的實例包括，但不限于瓜爾豆膠和其衍生物、纖維素衍生物、生物聚合物等。然而，聚合膠凝劑的使用可能是有問題的。例如，這些聚合膠凝劑在使用之后可能在地層中留下不期望的凝膠殘余物，其能夠影響滲透性。結果，可能需要昂貴的補救作業(yè)以清潔斷裂面和進行支撐劑填充。已經(jīng)采用起起泡處理流體和基于乳液的處理流體以使殘留損害最小化，但是常常會產(chǎn)生增加的費用和復雜性。