[發(fā)明專利]剪切恢復(fù)性能、流變性能以及穩(wěn)定性能得到提高的粘彈性表面活性劑流體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210472768.X
• 申請(qǐng)日: 2005-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102994063A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧爾沃恩·科拉索;讓-皮埃爾·馬錢德;李方;馬尼拉勒·S·達(dá)哈納亞克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅迪亞公司
• 主分類號(hào): C09K8/584
• 分類號(hào): C09K8/584;C09K8/68
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;張?zhí)焓?/td>

本專利申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00580039052.9、申請(qǐng)日為2005年11月15日、發(fā)明名稱為“剪切恢復(fù)性能、流變性能以及穩(wěn)定性能得到提高的粘彈性表面活性劑流體”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。?

本專利申請(qǐng)要求分別在2004年11月15日和2005年9月29日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.60/627,876和60/722,040的優(yōu)先權(quán)。?

背景技術(shù)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于提高粘彈性表面活性劑流體的流變性能、剪切恢復(fù)性以及穩(wěn)定性的方法和組合物，其中所述的粘彈性表面活性劑流體可用于處理油井和氣井中的地層。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及含有剪切恢復(fù)性增強(qiáng)劑（enhanced?shear?recovery?agent）的粘彈性表面活性劑流體。所述的剪切恢復(fù)性增強(qiáng)劑至少包括糖衍生表面活性劑、共聚物、或它們的組合。?

2.相關(guān)技術(shù)內(nèi)容?

由于粘彈性表面活性劑流體具有優(yōu)于常規(guī)聚合物體系的優(yōu)點(diǎn)，所以其在油田行業(yè)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。這些優(yōu)點(diǎn)包括：對(duì)含油區(qū)具有更高的滲透性、對(duì)地層或地下造成較少的破壞、在壓裂后可回收更多的增粘劑、不再需要用酶或氧化劑來(lái)降低粘度、并且更容易水化以及更快地形成最佳粘度。?

粘彈性表面活性劑流體可用于常規(guī)的水力壓裂法中。將美國(guó)專利No.5,551,516（Norman等）中公開(kāi)的可用方法以引用方式并入本文中。此外，參考文獻(xiàn)“Oilfield?Applications”,Encyclopedia?of?Polymer?Science?and?Engineering,第10卷,第328-366頁(yè)(由位于美國(guó)紐約州紐約市的John?Wiley&Sons公司于1987年出版)及其引用的文獻(xiàn)中?描述了油田應(yīng)用以及方法，這些文獻(xiàn)也以引用方式并入本文。?

水力壓裂是已經(jīng)在多種用于促使從地下巖層生產(chǎn)流體（如油和天然氣）的方法中應(yīng)用的術(shù)語(yǔ)。在水力壓裂過(guò)程中，以至少足夠克服上覆巖層壓力并在地層中觸發(fā)裂縫和/或使裂縫延伸到地層中的壓力和流速，通過(guò)井眼并對(duì)抗地層面而注入壓裂液（通常是水性流體）。壓裂液中通常承載有懸浮在該壓裂液中并且將被輸送到裂縫中的支撐劑，如20-40目的砂子、礬土、玻璃珠等。支撐劑用于在壓力解除時(shí)防止地層自身的閉合。由支撐劑填充的裂縫形成滲透通道，地層流體可通過(guò)該滲透通道流向井眼，然后被抽出。當(dāng)所述的粘彈性表面活性劑流體被用作壓裂液時(shí)，其可任選地含有氣體（如空氣、氮?dú)饣蚨趸迹孕纬稍瞿芰黧w或泡沫。還可以存在超臨界二氧化碳乳液。此外，還可以存在其它用于發(fā)揮特定的所需功能的常規(guī)組分（例如，腐蝕抑制劑、降濾失添加劑等）。?

粘彈性表面活性劑流體應(yīng)用的發(fā)展已經(jīng)受到配制這種流體所需的表面活性劑的高額成本的抑制。使用粘彈性表面活性劑流體的另一個(gè)問(wèn)題在于：它們?cè)谔幚淼叵聨r層的過(guò)程中經(jīng)受高度剪切時(shí)具有較低的剪切恢復(fù)性。此外，由于粘彈性表面活性劑流體對(duì)地下巖層中的有機(jī)/無(wú)機(jī)鹽和粘土穩(wěn)定劑（如氯化鉀(KCl)和四甲基氯化銨(TMAC)）的耐受性差，因此在其使用過(guò)程中會(huì)持續(xù)存在問(wèn)題。另外，在遇到高溫（特別是高達(dá)250℉的溫度）的情況下，深井油田應(yīng)用作業(yè)會(huì)受到抑制。當(dāng)粘彈性表面活性劑流體含有較低濃度的粘彈性表面活性劑時(shí)，這樣的溫度會(huì)降低粘彈性表面活性劑流體的粘度，并且使它們對(duì)壓裂操作無(wú)效。人們采用高濃度的粘彈性表面活性劑來(lái)避免這種粘度下降。另一方面，在粘彈性表面活性劑流體中采用低濃度的粘彈性表面活性劑還會(huì)導(dǎo)致過(guò)分長(zhǎng)的剪切恢復(fù)時(shí)間。這些過(guò)分長(zhǎng)的剪切恢復(fù)時(shí)間會(huì)抑制深井油田應(yīng)用作業(yè)。?

在現(xiàn)有技術(shù)中，人們?cè)噲D通過(guò)加入聚合物（如低分子量的陰離子聚合物）來(lái)對(duì)粘度的下降和較低的剪切恢復(fù)性加以彌補(bǔ)。通過(guò)聚合物鏈的纏結(jié)而增稠的聚合物增稠劑（例如，淀粉）已被用于懸浮液水性相的增粘。這些增稠劑在機(jī)械剪切或聚合物鏈化學(xué)斷裂（例如，被?氧化或水解）的影響下會(huì)發(fā)生降解，從而導(dǎo)致粘度和懸浮液穩(wěn)定性降低。剪切恢復(fù)所需的時(shí)間仍然會(huì)過(guò)分地長(zhǎng)，以及/或者對(duì)有機(jī)/無(wú)機(jī)鹽的耐受性仍然會(huì)不夠充分。?

在Lee等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2003/0134751中，加入聚合物提高了粘彈性表面活性劑流體的剪切恢復(fù)性。具體地說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)分子量大于25,000的聚合物對(duì)高濃度的粘彈性表面活性劑流體是有效的。但是，在低濃度條件下，這些聚合物對(duì)剪切恢復(fù)性是無(wú)效的。?

Dahanayake等人的美國(guó)專利No.6,258,859公開(kāi)了含有兩性表面活性劑和兩性離子表面活性劑的粘彈性表面活性劑流體，但是該專利沒(méi)有公開(kāi)使用糖衍生表面活性劑、聚合物或它們的組合來(lái)改善剪切恢復(fù)時(shí)間。?