[發明專利]壓裂地下地層的方法

有效

• 申請號: 201780036123.2
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN109476984B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: E·博雷斯;R·基拉特;S·A·史克;C·利贊達拉普約;S·蒂特爾巴赫;R·米勒;M·L·萊伊科夫斯基
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C09K8/66
• 分類號: C09K8/66;C09K8/68;C09K8/90;E21B43/267
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 肖威;劉金輝

通過注入含水壓裂流體來壓裂地下地層的方法，所述含水壓裂流體包含含水基礎流體、多糖和/或多糖衍生物、作為水溶性層狀硅酸鹽的交聯劑和支撐劑。包含含水基礎流體、多糖和/或多糖衍生物、交聯劑、水溶性層狀硅酸鹽和支撐劑的含水壓裂流體，以及水溶性層狀硅酸鹽在包含多糖和/或多糖衍生物的含水壓裂流體中作為交聯劑的用途。

本發明涉及一種通過注入含水壓裂流體來壓裂地下地層的方法，所述含水壓裂流體包含含水基礎流體、多糖和/或多糖衍生物、作為水溶性層狀硅酸鹽的交聯劑和支撐劑。此外，本發明涉及一種包含含水基礎流體、多糖和/或多糖衍生物、作為水溶性層狀硅酸鹽的交聯劑和支撐劑的含水壓裂流體，以及水溶性層狀硅酸鹽作為包含多糖和/或多糖衍生物的含水壓裂流體的交聯劑的用途。

水力壓裂是促進烴和/或氣體采出的常用技術。其包括在足夠高的壓力下將合適的壓裂流體經由井眼注入地下地層以產生裂縫，由此提供通道，其中地層流體如油、氣體或水可經由該通道流入井眼，然后抽出。壓裂流體通常包含含水基礎流體、增稠組分如增稠聚合物和/或增稠表面活性劑，和支撐劑。支撐劑是小的硬顆粒，例如天然存在的砂粒、樹脂涂覆的砂、燒結的鋁土礦、玻璃珠、聚合物珠等。其目的是在壓力釋放時保持裂縫打開。

關于壓裂流體體系的概述可例如參見Reza Barati和Jenn-Tai Liang，“A Reviewof Fracturing Fluid Systems used for Hydrolic Fracturing of Oil and GasWells”，J.Appl.Polym.Sci.2014，DOI：10.1002/APP.407335。用于壓裂的最常見的一種流體包含作為增稠聚合物的瓜耳膠、交聯劑和支撐劑。作為交聯劑，可使用Ti(IV)、Zr(IV)、Al(III)離子或硼酸根。硼酸根可以以硼砂或硼酸的形式提供，也可以以硼礦物質如硬硼酸鈣石或鈉硼解石或有機硼酸鹽的形式提供。

本領域已知的是使用粘土作為各種油田應用的流體的組分。該流體例如公開在WO99/47624A1、WO2005/040301A1、WO2009/111324A1、WO2013/029864A1、US2004/0108113A1或US2004/0067854A1中。

WO2012/122505A2公開了一種形成井眼流體的方法，包括引入可水合聚合物和由至少二氧化硅材料組成的交聯劑，所述交聯劑的尺寸為5-100nm?？伤系木酆衔锟蔀樘烊换蚝铣删酆衔?。二氧化硅材料可為硼硅酸鹽。所述井眼流體可用于水力壓裂。

在許多國家中，壓裂技術備受爭議，因此對“綠色壓裂流體”的需求很高。特別擔憂的是使用硼酸鹽作為交聯劑，并且需要硼酸鹽的替代品，其具有類似的性能，然而沒有擔憂并且與硼酸鹽一樣廉價。

本發明的目的是提供硼酸鹽的該替代品以作為壓裂流體中的交聯劑。

令人驚訝的是，所述目的可通過使用已知用于洗滌劑領域的某些水溶性層狀硅酸鹽來解決。

相應地，在本發明的第一實施方案中，已發現了一種壓裂被井眼穿過的地下地層的方法，其至少包括至少將含水壓裂流體以足以滲入地層并在地層中引發或擴展裂縫的速率和壓力注入至少一個井眼中，其中所述壓裂流體包含：

(A)含水基礎流體，

(B)多糖和/或多糖衍生物，

(C)交聯劑，和

(D)支撐劑，

其中所述交聯劑為水溶性層狀硅酸鹽。

在本發明的第二實施方案中，已發現了一種含水壓裂流體，其至少包含：

(A)含水基礎流體，

(B)多糖和/或多糖衍生物，

(C)交聯劑，和

(D)支撐劑，

其中所述交聯劑為水溶性層狀硅酸鹽。