[發(fā)明專(zhuān)利]強(qiáng)化高溫交聯(lián)壓裂液

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880070937.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111601868A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李雷鳴;梁楓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/68
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/68;C09K8/86;C09K8/88
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 賀衛(wèi)國(guó)

提供了包含含有三元共聚物的水性三元共聚物組合物、添加劑和交聯(lián)劑的混合物的壓裂液。三元共聚物包含2?丙烯酰氨基?2?甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸單體單元，或其鹽。添加劑包含糖醇或其衍生物，并且交聯(lián)劑包含金屬。金屬與三元共聚物的重量比在0.01至0.16的范圍內(nèi)并且添加劑的濃度在壓裂液的0.001重量％至10重量％的范圍內(nèi)。處理地下地層包括將壓裂液引入至地下地層中，和使在地下地層中的壓裂液交聯(lián)以得到交聯(lián)壓裂液。交聯(lián)壓裂液減輕由顯著量的總?cè)芙夤腆w或相當(dāng)大的水硬度導(dǎo)致的損傷。

優(yōu)先權(quán)要求

本申請(qǐng)要求2017年8月29日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?2/551,369的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本文涉及在水力壓裂操作中使用的方法和組合物，尤其是用于與硬水或具有高總?cè)芙夤腆w(TDS)的水一起使用的、與約280℉至高達(dá)約450℉的高溫相容的那些方法和組合物。

背景技術(shù)

多糖系流體如瓜爾膠流體常用于水力壓裂操作，主要?dú)w因于它們充足的量以及當(dāng)在堿性pH(例如，大于9.5)下配制時(shí)在高達(dá)350℉的溫度工作的能力。然而，對(duì)于大多數(shù)瓜爾膠系壓裂液來(lái)說(shuō)，一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是在瓜爾膠中傾向于導(dǎo)致滲透性降低的不溶性殘留物。對(duì)于在堿性pH下使用瓜爾膠系流體來(lái)說(shuō)，另一個(gè)缺點(diǎn)是形成二價(jià)離子垢的傾向。通常，認(rèn)為熱穩(wěn)定的合成聚合物，如丙烯酰胺系聚合物是無(wú)殘留的。這些聚合物可以用于在大約300-450℉制備壓裂液。然而，丙烯酰胺系聚合物仍然可能會(huì)由于諸如不完全降解的因素而導(dǎo)致地層損害。此外，當(dāng)總?cè)芙夤腆w(TDS)或水硬度超過(guò)一定水平時(shí)，壓裂液的性能可能受到負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容

在第一總體方面中，壓裂液包含水性三元共聚物組合物、交聯(lián)劑和添加劑的混合物，所述添加劑包含糖醇和糖醇衍生物中的至少一種。水性三元共聚物組合物包含具有2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸單體單元的三元共聚物。丙烯酸單體單元可以是丙烯酸鹽的形式。交聯(lián)劑包含金屬。在一些情況中，交聯(lián)劑在水可溶混、非水性溶劑中提供。金屬與三元共聚物的重量比在0.01至0.16的范圍內(nèi)并且添加劑的濃度在壓裂液的0.001重量百分?jǐn)?shù)(重量％)至10重量％的范圍內(nèi)。

第二總體方面包括第一總體方面的壓裂液，其中三元共聚物包含1摩爾％至55摩爾％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸單體單元，并且交聯(lián)劑以足以得到在300℉的溫度和小于7的pH下具有至少500厘泊(cP)的粘度的交聯(lián)流體的量存在。

在第三總體方面中，處理地下地層包括將第一總體方面的壓裂液引入至地下地層中，并且還包括使在地下地層中的壓裂液交聯(lián)以得到交聯(lián)壓裂液。

第一、第二和第三總體方面的實(shí)施方式可以包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。

在一些實(shí)施方案中，添加劑包含糖醇。糖醇可以包括下列各項(xiàng)中的至少一種：山梨糖醇、赤蘚糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、木糖醇和麥芽糖醇。糖醇的濃度通常在壓裂液的0.005重量％至10重量％的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施方案中，添加劑包含糖醇衍生物。糖醇衍生物可以包括下列各項(xiàng)的衍生物中的至少一種：山梨糖醇、赤蘚糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、木糖醇和麥芽糖醇。糖醇衍生物的濃度可以在壓裂液的0.01重量％至10重量％、0.05重量％至5重量％或0.05重量％至2重量％的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，糖醇衍生物包括烷基化糖醇。

在一些實(shí)施方案中，金屬與三元共聚物的重量比在0.02至0.06的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施方案中，三元共聚物包含1摩爾百分?jǐn)?shù)(摩爾％)至55摩爾％、1摩爾％至40摩爾％或1摩爾％至25摩爾％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸單體單元。