耐盐减摩剂制造技术

一种减摩处理溶液，该减摩处理溶液包括水、从100ppm至500,000ppm的总溶解的固体、以及每千加仑从0.5至3加仑的含水溶性聚合物的油包水乳液。这些总溶解的固体包括至少10重量百分比的多价阳离子。该油包水乳液包括油相和水相，其中该油相是含有惰性疏水性液体的连续相，并且该水相作为分散的不同颗粒存在于该油相中并且含有水、该水溶性聚合物、以及表面活性剂和反转表面活性剂。该水溶性聚合物由20至80重量百分比的非离子型单体、0.5至30重量百分比的含羧酸单体、以及5至70重量百分比的阳离子型单体构成，并且构成该油包水乳液的从10至35重量百分比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐盐减摩剂相关申请的交叉引用本申请要求于2014年7月15日提交的美国临时专利申请号62/024,652的权益，将该临时专利申请的内容以其全文通过援引方式并入本申请。
技术介绍
所披露的主题涉及用于处理地下区域的组合物。这些组合物包括水性地下处理流体，这些水性地下处理流体在含高盐水的溶液中含有油包水乳液中的水溶性聚合物，以及相关方法。水性处理流体可以用于多种地下处理。此类处理包括但不限于钻井操作、增产操作、以及完井操作。如在此所使用的，术语“处理(treatment)”或“处理(treating)”是指结合所需功能和/或出于所需目的使用流体的任何地下操作。该术语“处理(treatment)”或“处理(treating)”不暗示流体的任何具体作用。粘性的胶凝的压裂流体通常用于被井筒穿透的地下区域的水力压裂以增加来自这些地下区域的烃的生产。即，以使得裂缝形成并且延伸到待增产的地下区域中的速率和压力将粘性的压裂流体泵送通过该井筒进入该地下区域。该压裂流体还将微粒支撑剂材料(例如级配砂)携带到所形成的裂缝中。使该支撑剂材料悬浮在该粘性的压裂流体中，这样使得当该粘性的压裂流体破坏并且回收时该支撑剂材料沉积在这些裂缝中。该支撑剂材料起防止裂缝闭合的作用，由此形成传导通道，通过这些传导通道所产生的流体可以流到该井筒中。利用水性处理流体的增产操作的实例是水力压裂。在一些例子中，压裂处理涉及将无支撑剂的水性处理流体(称为垫液)比该流体能够逃逸到地下地层中更快地泵送到该地层中，这样使得该地层中的压力升高并且该地层破裂，产生或增强一个或多个裂缝。增强裂缝包括扩大地层中预先存在的裂缝。一旦该裂缝形成或增强，通常将支撑剂微粒置于该裂缝中以形成支撑剂充填层，当释放液压时该支撑剂充填层可以防止该裂缝闭合，形成传导通道，通过这些传导通道流体可以流到该井筒中。在将该水性处理流体泵送到该井筒的过程中，由于在呈湍流的水性处理流体与该地层和/或布置在该井筒内的管状物品(例如，管子、盘绕的管道等)之间的摩擦可能损失相当大量的能量。由于这些能量损失，额外的马力可能是必要的以实现所希望的处理。为减少这些能量损失，迄今为止已经将减摩聚合物包括在水性处理流体中。由于在呈湍流的水性处理流体与这些管状物品和/或该地层之间的摩擦，该减摩聚合物应该减低这些摩擦损失。很多减摩聚合物在低分子量添加剂如酸、碱和盐的存在下示出降低的性能。离子带电的聚合物是特别易受影响的。例如，含有丙烯酸脂类型单体的聚合物(或者作为共聚物添加的或由聚丙烯酰胺水解的)具有降低的与高钙盐水的相容性。这些添加剂将这些电荷筛选到聚合物主链上，这降低了该聚合物的流体动力学半径。随着有效聚合物长度的降低，该摩擦减少也降低。水力压裂已经是石油和天然气工业的福音。由于该程序，已经使很多油井和气井更加多产。然而，水力压裂行业现在正面临日益增加的详细审查和政府监管。另外，水力压裂操作需要大体积的水。在一些区域中，新鲜的水可能是限制因素。可以使用多种水来源(如来自地层的采出水或钻井处理后的返排水)的处理溶液可以显著增强油田适用性。在地下处理方法中相对高的聚合物使用可造成显著的地层损坏。另外，当在地面之上回收利用该处理流体时，该流体中高水平的高分子量聚合物可在地面之上流体回收利用操作(如末端颠倒)中导致絮凝。存在对开发具有有效的摩擦减小以使能量损失最小化但是仍然具有对于携带支撑剂能力来说足够的粘度(尤其在高盐水情况下)，同时是安全的和环境友好的处理溶液的持续需求。概述本披露提供了减摩处理溶液，该减摩处理溶液包括水，从100、在很多情况下从10,000至300,000、在一些情况下最高达约500,000ppm的总溶解的固体，以及每千加仑从0.5至3加仑的含水溶性聚合物的油包水乳液。这些总溶解的固体包含至少10重量百分比的多价阳离子。该油包水乳液以从约1:8至约10:1的O/A比包含油相(O)和水相(A)，其中该油相是含有惰性疏水性液体的连续相，并且该水相作为分散的不同颗粒存在于该油相中并且含有水、该水溶性聚合物、以及表面活性剂和反转表面活性剂(invertingsurfactant)。该水溶性聚合物由20至80重量百分比的非离子型单体、0.5至35重量百分比的含羧酸单体、以及5至70重量百分比的阳离子型单体构成。该水溶性聚合物占该油包水乳液的从5至40重量百分比。本披露还提供了一种处理至少一部分地下地层的方法，该方法包括将该减摩处理溶液引入该部分地下地层。详细说明除了在操作实例中或另外指明的地方，在说明书和权利要求书中使用的所有关于成分的数量、反应条件等的数字或表述应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因而，除非相反指明，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐明的数值参数是近似值，这些近似值可以取决于寻求通过本披露获得的希望的特性而变化。一点也不试图限制等同原则应用到权利要求书的范围中，每个数值参数应至少按照报告的有效数字的数目及通过应用普通的舍入技术进行解释。尽管阐明本披露的宽范围的数值范围和参数是近似值，尽可能地精确报告在具体实例中阐明的数值。然而，任何数值固有地含有不可避免地由在它们各自测试测量中发现的标准偏差造成的某些误差。另外，应理解在此列举的任何数值范围旨在包括包含于其中的全部子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括在并且包括所列举的最小值1与所列举的最大值10之间的全部子范围；即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。因为这些披露的数值范围是连续的，所以它们包括在最小值与最大值之间的每个值。除非另外清楚地指明，否则在本申请中指定的各种数值范围是近似值。如在此使用的，术语“(甲基)丙烯酸”和“(甲基)丙烯酸脂”意在包括丙烯酸衍生物和甲基丙烯酸衍生物二者，如通常被称为丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸脂的相应烷基酯，术语“(甲基)丙烯酸脂”意在涵盖。如在此使用的，术语“聚合物”意在涵盖低聚物，并且包括(不限于)均聚物和共聚物二者。如在此使用的，如在此使用的术语“共聚物”不限于含有两种类型的单体单元的聚合物，而是包括聚合物(例如三聚物、四聚物等)的任何组合。如在此使用的，术语“返排水”是指在处理流体被注入井下后返排回表面的流体。如在此使用的，“总溶解的固体(TDS)”是指包含在水中的所有无机物和有机物的组合含量的测量值，包括在该水中的电离的固体。如在此使用的，术语“盐水”是指含有溶解的盐和至少10,000ppm的TDS的水。在实施例中，术语“盐水”是指含有溶解的盐和大于30,000ppm的TDS的水。本披露提供了减摩处理溶液，该减摩处理溶液包括水，从100、在很多情况下从10,000至300,000、在一些情况下最高达约500,000ppm的总溶解的固体，以及每千加仑从0.5至3加仑的含水溶性聚合物的油包水乳液。这些总溶解的固体包含至少10重量百分比的多价阳离子。该油包水乳液以从约1:8至约10:1的O/A比包含油相(O)和水相(A)，其中该油相是含有惰性疏水性液体的连续相，并且该水相作为分散的不同颗粒存在于该油相中并且含有水、该水溶性聚合物、以及表面活性剂和反转表面活性剂。该水溶性聚合物由20至80重量百分比的非离子型单体、0.5至35重量百分比的含羧酸单体、以及5至70重量百分比的阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减摩处理溶液，包含：水；从100ppm至500,000ppm的总溶解的固体；每千加仑从0.5至3加仑的油包水乳液，该油包水乳液包含处于从约1:8至约10:1的O/A比的油相(O)和水相(A)，其中该油相是包含惰性疏水性液体的连续相；其中该水相作为分散的不同颗粒存在于该油相中并且包含水、水溶性聚合物、以及表面活性剂；其中该水溶性聚合物包含20至80重量百分比的非离子型单体、0.5至30重量百分比的含羧酸单体、以及5至70重量百分比的阳离子型单体；并且其中该水溶性聚合物占该油包水乳液的从5至40重量百分比；以及反转表面活性剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.15 US 62/0246521.一种减摩处理溶液，包含：水；从100ppm至500,000ppm的总溶解的固体；每千加仑从0.5至3加仑的油包水乳液，该油包水乳液包含处于从约1:8至约10:1的O/A比的油相(O)和水相(A)，其中该油相是包含惰性疏水性液体的连续相；其中该水相作为分散的不同颗粒存在于该油相中并且包含水、水溶性聚合物、以及表面活性剂；其中该水溶性聚合物包含20至80重量百分比的非离子型单体、0.5至30重量百分比的含羧酸单体、以及5至70重量百分比的阳离子型单体；并且其中该水溶性聚合物占该油包水乳液的从5至40重量百分比；以及反转表面活性剂。2.根据权利要求1所述的减摩处理溶液，其中该阳离子型单体是选自下组的一种或多种，该组由以下各项组成：(甲基)丙烯酰胺丙基三甲基卤化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基卤化铵、(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基卤化铵、二烯丙基胺、甲基二烯丙基胺、二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、以及二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺。3.根据权利要求1所述的减摩处理溶液，其中该非离子型单体是选自下组的一种或多种，该组由以下各项组成：C1-C3烷基(甲基)丙烯酸酯、C1-C3N-烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺、以及N-乙烯基甲酰胺。4.根据权利要求1所述的减摩处理溶液，其中该含羧酸单体是选自下组的一种或多种含羧酸单体，该组由以下各项组成：(甲基)丙烯酸、马来酸、衣康酸、N-(甲基)丙烯酰胺基丙基,N,N-二甲基,氨基乙酸、N-(甲基)丙烯酰氧基乙基,N,N-二甲基,氨基乙酸、N-(甲基)丙烯酰氧基乙基,N,N-二甲基,氨基乙酸、巴豆酸、(甲基)丙烯酰胺基乙醇酸、以及2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丁酸。5.根据权利要求1所述的减摩处理溶液，其中该多价阳离子是选自下组的一种或多种，该组由以下各项组成：铁、钙、镁、锰、锶、钡、以及锌。6.根据权利要求1所述的减摩处理溶液，其中该水溶性聚合物具有在从约2,000,000至约30,000,000的范围内的分子量。7.根据权利要求1所述的减摩处理溶液，其中如在Ubbelhhde毛细管粘度计中以在30℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：KW弗雷德里克，SrT陈，RJ莱夫勒，K萨万特，
申请(专利权)人：索尔维美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US