水性瓜尔胶组合物在油田和滑溜水应用中的使用制造技术

与应用流体、更尤其是与包括压裂流体组合物的油田组合物有关的产品、方法和制造过程，该压裂流体组合物通过包括至少以下步骤的方法制备：‑将多糖颗粒与水接触以产生工艺水，并且‑将该工艺水与该多糖颗粒分离，由此所分离的工艺水包含该压裂流体组合物的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年5月12日提交的美国临时申请号61/991,766的权益，该临时专利申请的全部内容通过援引方式并入本申请。专利
本专利技术涉及与油田组合物相关的产品、方法以及过程，并且特别地涉及源自于加工多糖和多糖衍生物(包括瓜尔胶)的工艺水在滑溜水(slickwater)压裂组合物中的用途。背景水力压裂在石油和天然气工业中是重要的应用。然而，由于近来政府法规施加的压力以及传统上使用的用于压裂的化学品有可能的健康和安全危害，存在着寻求在水力压裂流体中使用的可替代的、友好的化学品的需求。滑溜水压裂是油田压裂应用的类型，其使用低粘度的水性流体以便引发、扩大、维持和/或扩展在地下地层的裂缝。总体上，滑溜水流体含有具有足够的摩阻减低剂的水以最小化井底的管状的摩阻压力，这些粘度稍微高于没有摩阻减低剂的水或盐水。在滑溜水应用中，需要大体积的水，这在一些区域中是不容易获得的或者这需要进一步加工并且处理以便在滑溜水应用中使用。典型地，存在于滑溜水中的摩阻减低剂不会使压裂流体的粘度增加超过1至2厘泊(cP)。典型地，将高分子量直链聚合物如聚丙烯酰胺(PAM)用作摩阻减低剂。经常存在处理这些高分子量聚合物的困难，因为其在被制成浆料时的低水合速率和高粘度。为了避免这些问题，经常将聚丙烯酰胺基聚合物制成乳液，其中将聚合物分散在烃溶剂如矿物油中，并且用表面活性剂稳定化。然而，在与烃溶剂相关的溢出和潜在火灾危险的情况下因为烃和表面活性剂的环境毒性这也具有缺点。因此，对于开发环境友好或提供可持续性益处的具有有效摩阻减低的滑溜水压裂流体存在需求。对于开发(列出几个)在农业(例如，种子提升(seedboosting)、发芽、佐剂)市场、家庭和个人护理市场、工业市场、纸和纸浆工艺市场、采矿市场、以及与火灾和粉尘抑制相关的应用中的环境友好并且提供可持续性益处的应用流体也存在需求。概述在此描述了与油田组合物和应用、特别地与滑溜水应用有关的溶液。由瓜尔胶片或瓜尔胶粉末作为起点制造瓜尔胶衍生物，如羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)和阳离子瓜尔胶，并且然后将其用水洗涤以去除杂质、副产物和残余的未反应试剂。这产生了必须处理或加工的大量的工艺水。例如，瓜尔胶衍生物的典型的加工对于每磅所制成的产物产生约5-100磅的工艺水。洗涤水(在下文中又称为“瓜尔胶加工侧流”或“工艺水”)含有瓜尔胶衍生物和/或细粉、以及可以在油田应用如滑溜水应用中使用的其他组分。还应理解，其他多糖可以以相似的方式制造，其中该工艺水含有多糖、多糖衍生物和/或细粉、以及可以在油田应用如滑溜水应用中使用的其他组分。在一个方面中，在此描述了包含以下项的油田组合物：-(可任选地)杀生物剂；以及-水性减摩阻组合物。该水性减摩阻组合物是，在一个实施例中，通过包括以下步骤的方法制备的：-用有效量的交联剂处理多糖颗粒以产生交联的多糖颗粒；-将该交联的多糖颗粒与水接触；并且-将该水与该多糖颗粒分离，以获得该水性减摩阻组合物。在一个实施例中，该水性减摩阻组合物是来自瓜尔胶加工的侧流，即，瓜尔胶加工侧流。在另一个方面中，在此描述了包含压裂流体组合物的油田组合物，该压裂流体组合物通过包括至少以下步骤的方法制备：-将多糖颗粒与水接触以产生工艺水，并且-将该工艺水与该多糖颗粒分离，由此所分离的工艺水包含该压裂流体组合物的至少一部分。在一个实施例中，在此描述的油田组合物，进一步包含一种或多种杀生物剂、一种或多种表面活性剂、一种或多种结垢抑制剂、一种或多种稳定剂或前述的任一项。在另一个实施例中，该方法进一步包括用有效量的交联剂处理该多糖颗粒以产生多糖颗粒的步骤。在另一个实施例中，该方法进一步包括浓缩工艺水的步骤。在一个实施例中，该压裂流体组合物是水性摩阻减低流体组合物。在另一个实施例中，该油田组合物是滑溜水组合物。在还另一个实施例中，该将多糖颗粒与水接触以产生工艺水的步骤包括：在水中洗涤该多糖颗粒。在一个实施例中，该多糖颗粒是衍生的多糖颗粒。在一个实施例中，该多糖颗粒的特征在于0.001的下限并且3.0的上限的取代基取代度、以及50,000的下限并且5,000,000的上限的重均分子量。在一个实施例中，该多糖颗粒选自下组，该组包含：瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羟乙基瓜尔胶(HEG)、羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、阳离子瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶(CMG)、阳离子羟乙基瓜尔胶(HEG)、阳离子羟丙基瓜尔胶(HPG)、或它们的任何组合。在另一个实施例中，该多糖颗粒是选自下组，该组包含：瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羟乙基瓜尔胶(HEG)、羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、阳离子瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶(CMG)、阳离子羟乙基瓜尔胶(HEG)、阳离子羟丙基瓜尔胶(HPG)、疏水改性瓜尔胶(HM瓜尔胶)、疏水改性羧甲基瓜尔胶(HMCM瓜尔胶)、疏水改性羟乙基瓜尔胶(HMHE瓜尔胶)、疏水改性羟丙基瓜尔胶(HMHP瓜尔胶)、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶(阳离子HMHP瓜尔胶)、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶(HMCMHP瓜尔胶)、疏水改性阳离子瓜尔胶(HM阳离子瓜尔胶)或它们的任何组合。如在此描述的油田组合物可以进一步包含一种或多种表面活性剂、一种或多种结垢抑制剂、一种或多种防腐剂、一种或多种活化剂、一种或多种稳定剂或前述的任一项。在一些实施例中，多糖颗粒可以是部分溶胀或不完全水合的。在另一个实施例中，工艺水的特征在于在pH8与12之间范围内的pH或者在3与13之间的pH。在一个实施例中，该pH特征为pH12的上限。在一个实施例中，该pH特征为pH11的上限。在一个实施例中，该pH特征为pH10的上限。在一个实施例中，该pH特征为pH9的上限。在一个实施例中，该pH特征为pH6的下限。在一个实施例中，该pH特征为pH7的下限。在一个实施例中，该pH特征为pH8的下限。如在此描述的组合物可以进一步包含一种或多种表面活性剂、一种或多种结垢抑制剂、一种或多种稳定剂(例如像粘土等)或前述的任一项。在一些实施例中，如描述的方法进一步包括中和工艺水的步骤。有时该工艺水特征为大于约12的pH，在这种情况中为了运送和处理目的希望将pH降低至小于约12。在另一个方面中，在此描述了处理地下地层的方法，这些方法包括：-提供如在此描述的油田组合物；并且-将该油田组合物引入到穿透该地下地层的井孔中。在一些实施例中，该多糖颗粒是交联的多糖颗粒。在一个实施例中，该油田组合物是滑溜水组合物。在另一个实施例中，该将多糖颗粒与水接触的步骤包括：在水中洗涤该多糖颗粒。在另一个实施例中，该多糖颗粒可以具有0.001的下限并且3.0的上限的取代基取代度、以及50,000的下限并且5,000,000的上限的重均分子量。在一个实施例中，该多糖颗粒选自下组，该组包含：天然瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羟乙基瓜尔胶(HEG)、羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、阳离子瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶(CMG)、阳离子羟乙基瓜尔胶(HEG)、阳离子羟丙基瓜尔胶(HPG)、或它们的任何组合。在一个实施例中，该将油田本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含压裂流体组合物的油田组合物，该压裂流体组合物通过包括至少以下步骤的方法制备：‑将多糖颗粒与水接触以产生工艺水，并且‑将该工艺水与该多糖颗粒分离，由此所分离的工艺水包含该压裂流体组合物的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 US 61/9917661.一种包含压裂流体组合物的油田组合物，该压裂流体组合物通过包括至少以下步骤的方法制备：-将多糖颗粒与水接触以产生工艺水，并且-将该工艺水与该多糖颗粒分离，由此所分离的工艺水包含该压裂流体组合物的至少一部分。2.如权利要求1所述的油田组合物，进一步包含一种或多种杀生物剂、一种或多种表面活性剂、一种或多种结垢抑制剂、一种或多种稳定剂或前述的任一项。3.如权利要求1所述的油田组合物，其中该方法进一步包括用有效量的交联剂处理该多糖颗粒以产生多糖颗粒的步骤。4.如权利要求1所述的油田组合物，其中该方法进一步包括浓缩该工艺水的步骤。5.如权利要求1所述的油田组合物，其中该压裂流体组合物是水性摩阻减低流体组合物。6.如权利要求1所述的油田组合物，其中该油田组合物是滑溜水组合物。7.如权利要求1所述的油田组合物，其中该将多糖颗粒与水接触以产生工艺水的步骤包括：在水中洗涤该多糖颗粒。8.如权利要求1所述的油田组合物，其中该多糖颗粒是衍生的多糖颗粒。9.如权利要求1所述的油田组合物，其中该多糖颗粒的特征在于0.001的下限并且3的上限的取代基取代度、以及50,000的下限并且5,000,000的上限的重均分子量。10.如权利要求1所述的油田组合物，其中该多糖颗粒选自下组，该组包含：瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羟乙基瓜尔胶(HEG)、羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、阳离子瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶(CMG)、阳离子羟乙基瓜尔胶(HEG)、阳离子羟丙基瓜尔胶(HPG)、或它们的任何组合。11.如权利要求1所述的油田组合物，其中该多糖颗粒是选自下组，该组包含：瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羟乙基瓜尔胶(HEG)、羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、阳离子瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶(CMG)、阳离子羟乙基瓜尔胶(HEG)、阳离子羟丙基瓜尔胶(HPG)、疏水改性瓜尔胶(HM瓜尔胶)、疏水改性羧甲基瓜尔胶(HMCM瓜尔胶)、疏水改性羟乙基瓜尔胶(HMHE瓜尔胶)、疏水改性羟丙基瓜尔胶(HMHP瓜尔胶)、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶(阳离子HMHP瓜尔胶)、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶(HMCMHP瓜尔胶)、疏水改性阳离子瓜尔胶(HM阳离子瓜尔胶)或它们的任何组合。12.如权利要求1所述的油田组合物，其中该工艺水特征在于在pH8与12之间范围内的pH。13.如权利要求1所述的油田组合物，其中该工艺水特征在于在pH3与13之间范围内的pH。14.如权利要求1所述的油田组合物，进一步包含一种或多种表面活性剂、一种或多种结垢抑制剂、一种或多种防腐剂、一种或多种活化剂、一种或多种稳定剂或前述的任一项。15.如权利要求1所述的油田组合物，其中多糖颗粒是部分溶胀的或不完全水合的。16.一种处理地下地层的方法，该方法包括：-提供如权利要求1-15中任一项所述的油田组合物；并且-将该油田组合物引入到穿透该地下地层的井孔中。17.如权利要求16所述的方法，其中该油田组合物是滑溜水组合物。18.如权利要求16所述的方法，进一步包括提供一种或多种合成聚合物、一种或多种第二多糖、一种或多种粘度调节剂、一种或多种胶凝剂或它们的任何组合。19.如权利要求16所述的方法，进一步包括交联剂，其中该油田组合物的至少一部分形成凝胶。20.如权利要求16所述的方法，其中该将多糖颗粒与水接触的步骤包括：在水中洗涤该多糖颗粒，其中该多糖颗粒具有0.001的下限并且3.0的上限的取代基取代度、以及50,000的下限并且5,000,000的上限的重均分子量。21.如权利要求16所述的方法，其中该多糖颗粒是衍生的多糖颗粒。22.如权利要求16所述的方法，其中该多糖颗粒选自下组，该组包含：瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羟乙基瓜尔胶(HEG)、羟丙基瓜尔胶(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)、阳离子瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶(CMG)、阳离子羟乙基瓜尔胶(HEG)、阳离子羟丙基瓜尔胶(HPG)、或它们的任何组合。23.如权利要求16所述的方法，其中该多糖颗粒是选自下组，该组包含：瓜尔胶、羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：S科萨万，R帕巴兰，K萨万特，K弗雷德里克，
申请(专利权)人：罗地亚经营管理公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR