[發明專利]水性處理流體中的過氧化物的促進劑

有效

• 申請號: 201480010608.0
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN105008661B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: J·M·布倫南;J·M·萊昂斯;L·H·帕萊斯
• 申請（專利權）人: 阿科瑪股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樂洪詠;沙永生

將至少一種選自下組的促進劑添加到含有增稠聚合物和過氧化物的水性處理流體中有助于促進該過氧化物作為破壞劑的活性，因此促進該水性處理流體在比不存在該促進劑下可能的更低的溫度下粘度的降低，該組由以下各項組成：硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、赤藻糖酸鹽、異抗壞血酸鹽、以及它們的組合。該促進的水性處理流體作為壓裂流體在石油和天然氣回收中對于壓裂地下構層是有用的。

發明領域

本發明涉及水性處理流體組合物(也稱為“水性處理流體”)以及在石油和天然氣回收中使用這些水性處理流體組合物來壓裂地下構層(subterranean formation)的方法。

背景

液壓壓裂和壓裂酸化是常見地用于刺激從低滲透性的地下構層生產石油和天然氣的技術。在這些處理中，在足夠的壓力下將壓裂用流體引入到該地下構層中，并且這些壓裂用流體具有足夠的粘度以在構層中產生裂紋或裂縫，并且還使這些裂縫傳播開進入到該構層中。這些水性處理流體可含有夾帶的支撐劑，如砂或者燒結的鐵鋁氧石，這樣使得當該水性處理流體滲入構層中或者從這些裂縫中回流出來，這些裂縫閉合時這些支撐劑將裂縫保持處于開放的狀態用于增加的滲透性。

在使用某些水性處理流體(如高粘度的水性凝膠)時，這些壓裂用流體的高粘度應該在這些裂縫正在產生和傳播時得到保持，還幫助將這些支撐劑輸送到這些裂縫的最遠達到范圍。在已經將這些支撐劑捕獲在這些裂縫中后，然而，所希望的是該水性處理流體的粘度迅速被降低以允許該流體通過這些裂縫向回流動、在這些支撐劑的周圍流動并且流回到井眼之中。用來降低這些壓裂用流體的粘度的化學品通常被稱為“破壞劑(breaker)”或“破壞劑流體”，并且它們被引入到裂縫中以對這些壓裂用流體起作用。但是，這些破壞劑可能是難以控制的。例如，在這些支撐劑沉積之后持續一段延長的時間，這些破壞劑可能沒有開始降低該水性處理流體的粘度。因此，這些破壞劑在足以滿足需要的相對低的溫度下可能不能足夠快速地破壞這些水性處理流體。控制粘度降低的時機在地下處理操作(如流體壓裂)中是非常令人希望的。

發明概述

本發明提供了有用的水性處理流體，由此通過引入鹽組合物例如像，硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、赤藻糖酸鹽(erythorbate salt)、異抗壞血酸鹽(isoascorbatesalt)、以及它們的組合，出乎意料地并且有利地降低了發生由過氧化物引起的流體粘度的破壞的溫度。在本發明的一個實施例中，該鹽充當該過氧化物破壞劑的促進劑。在該水性處理流體中結合該鹽擴大了過氧化物作為破壞劑的有用的操作溫度范圍。因此，該水性處理流體的粘度可以保持在相對高的水平持續一定的時間段以便在地下構層中進行所希望的量的壓裂。在本發明的一個方面中，一旦達到了所希望的量的壓裂，該過氧化物破壞劑然后以受控的方式降解在該水性處理流體中的聚合物。本發明的某些實施例包括水性處理流體組合物以及使用這些水性處理流體組合物的方法。

在一個方面中，本發明提供了水性處理流體，該水性處理流體包含、基本上組成為、或組成為水、至少一種增稠聚合物、至少一種過氧化物、以及至少一種選自下組的促進劑，該組由以下各項組成：硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、赤藻糖酸鹽、異抗壞血酸鹽、以及它們的組合，其中當該促進劑是硫代硫酸鹽時該水性處理流體基本上不含胺。

在另一個方面中，本發明提供了方法，該方法包括將水性處理流體引入到地下構層的至少一部分中，其中該水性處理流體包含至少一種增稠聚合物、至少一種過氧化物、以及一定量的至少一種選自下組的促進劑，該組成由以下各項組成：硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、赤藻糖酸鹽、異抗壞血酸鹽、以及它們的組合，該量的促進劑對于減小該水性處理流體的破壞溫度(break temperature)是有效的，當該促進劑是硫代硫酸鹽時該水性處理流體是基本上不含胺。

本發明的另一個方面提供了用于促進水性處理流體的破壞的方法，該水性處理流體包含至少一種增稠聚合物和至少一種過氧化物，其中該方法包括將至少一種選自下組的促進劑引入到該水性處理流體中的步驟，該組由以下各項組成：硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽以及它們的組合。

附圖說明