[發明專利]控制聚合物組合物解聚的方法

有效

• 申請號: 201280031202.1
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN103797019B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 加里·伍德沃德;蘇布拉馬尼安·克薩萬;阿貝阿莫拉·阿德德吉;蒂莫西·柯蒂斯
• 申請（專利權）人: 羅地亞管理公司
• 主分類號: C07F9/28
• 分類號: C07F9/28;C07C233/00;A01N57/00;A01P1/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 丁業平,金小芳

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年5月9日提交的美國臨時申請No.61/518,642以及于2011年8月9日提交的美國臨時申請No.61/574,774的優先權，這兩件申請的內容均通過引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及控制或抑制聚合物和聚合物組合物的解聚的方法，特別是涉及控制或抑制工業應用和油井應用中的聚合物組合物的解聚的方法，以及制備粘度穩定的（visco-stable）應用流體的方法。

背景技術

工業應用中（例如，鉆井液如壓裂液或注水系統中）的細菌污染是引起問題的根源之一。例如，油田、注入水或工業應用（在這些應用中，水取自池塘或者類似的水源）中的微生物可包括鐵氧化菌、硫酸鹽還原菌、粘液形成菌、硫化物氧化菌、酵母和霉菌、以及原生動物。

有些工業用流體的配方中包含天然或合成的聚合物，這樣的流體為細菌種群提供了食物來源。細菌的生長可導致油藏中的原油酸化，這是因為無機硫酸鹽化合物會被某些細菌還原為硫化物。細菌代謝可產生有害產物，例如硫化氫，其除了是有毒氣體之外，還可導致泥漿聚合物分解、形成會引起問題的固體（如硫化鐵）、和/或對鉆井管或鉆井設備產生腐蝕作用。

美國專利No.3,240,737討論了在充氧體系中，利用亞鐵鹽和三價鐵離子螯合劑使聚丙烯酰胺和其他水溶性聚合物降解。Magallanes等人的美國專利No.6,884,884討論了聚合物的解聚，特別是多糖的解聚。

發明內容

在殺生物劑處理（biocide treatment）過程中，使用殺生物劑來處理水以及殺滅細菌或者大多數細菌。在水源來自于池塘、湖泊、礦井或油井采出水等情況下，殺生物劑處理是特別重要的。可以使用多種殺生物劑（諸如戊二醛、四羥甲基硫酸鏻（"THPS"）等）來殺滅這類水源中存在的細菌。

當將THPS作為殺生物劑用于諸如壓裂液或滑溜水液（slickwater fluid）等有氧油田應用流體（aerobic oilfield application fluid）中時，公認存在的問題是：在環境溫度下流體粘度會顯著下降。

“油田應用流體”是指在石油的加工、提取或處理中用到的任意流體，通常為油井處理液、盤管液（coiled tubing fluid）、鉆井液、完井液、壓裂液、增產液（stimulation fluid）、或滑溜水液、防砂液、灌漿過程/操作用流體、壓裂礦井液（fracturing pit fluid）、注水液、驅油液（flooding fluid）（包括：例如在改進型采油(IOR)中使用的聚合物驅或強化采油(EOR)中使用的聚合物驅）或者被引入到地下地層中并（直接或間接地）用于采收烴類的任意其他流體。所述流體可以采用任意種方式引入，通常通過壓裂設備、鉆井設備、盤管設備、灌漿設備或注水裝置引入。

類似地，所述應用流體可包括工業用流體，其可以是例如在水凈化、加熱和冷卻、造紙、金屬加工、制漿、儲藏、以及清潔和漂洗過程中所用的體系等。

通常，油井處理液包含多糖（其主要為瓜爾膠或瓜爾膠衍生物）或其他的聚合物（如聚丙烯酰胺）。希望使用THPS作為殺生物劑并且還保持處理液的粘度。

還希望能夠控制工業應用中的聚合物組合物的解聚，所述聚合物組合物包括多糖組合物，所述工業應用包括但不限于：油田、油井、滑溜水、紙加工、水處理和其他的工業應用。根據應用，解聚（分子量降低）本身表現為粘度的降低或減摩性（friction reduction）的降低。在諸如水力壓裂等某些油田應用中的聚合物的主要目的是保持一定水平的粘度，以承載裂縫中的支撐劑（如砂）。在其他應用（如滑溜水壓裂）中，聚合物的主要目的是：在以非常高的流速打入井眼的同時提供顯著降低的摩擦力。還希望能夠控制包含有效量的殺生物劑的含水組合物的粘度。

一方面，本發明為一種通過向應用流體中加入解聚抑制劑來控制或抑制包含殺生物劑和聚合物的應用流體中的聚合物（通常為瓜爾膠或聚丙烯酰胺）的解聚速率的方法。在一些實施方案中，所述殺生物劑為THMP或THP鹽。應當理解的是，解聚抑制劑和抑制劑可互換使用。