使高比重水性卤水增粘的方法技术

本发明专利技术公开一种使油田应用中使用的卤水体系增粘的方法，该方法包括：a)制备高比重卤水体系，其包括：获得含有水化的多糖和至少一种多价盐的水性卤水体系，其中所述水性卤水体系的密度大于约10磅/加仑，以及添加有效量的碱性试剂，由此提高所述卤水体系的粘度。本发明专利技术还公开了一种使修井作业应用中使用的卤水体系增粘的方法，该方法包括获得包含至少一种多价盐的水性卤水溶液，其中所述水性卤水体系的密度大于约10磅/加仑；添加多糖；向所述卤水体系中添加有效量的酸性缓冲剂，以降低所述卤水体系的pH值，由此使所述多糖能够充分水化到所述卤水体系中；以及添加有效量的碱性试剂，从而实质性地提高所述卤水体系的粘度。

Method for increasing viscosity of high specific gravity brine

The invention discloses a method to make use of brine system in oilfield applications viscosify, the method comprises the following steps: a) preparing high proportion of brine system, comprising: obtaining polysaccharide containing water and at least one multivalent salt water brine system, wherein the water density is greater than the brine system about 10 pounds a gallon, and adding an effective amount of an alkaline reagent, thereby increasing the viscosity of the brine system. The invention also discloses a method to make use of workover brine system in the application of tackifying, the method includes water brine for containing at least one multivalent salt, wherein the aqueous brine system with density greater than about 10 pounds per gallon; adding polysaccharide; adding an effective amount of acid buffer to the brine system, to reduce the pH value of the brine system, thus making the polysaccharide can fully hydration to the brine system; and adding an effective amount of an alkaline reagent, thus substantially improve the viscosity of the brine system.

【技术实现步骤摘要】
使高比重水性卤水增粘的方法相关专利申请的交叉引用本申请要求于2009年6月4日提交的美国临时申请No.61/217,815的优先权，其内容以引用方式并入本文。
本专利技术涉及使高比重卤水体系增粘的方法，特别是，本专利技术涉及使含有阳离子多糖的高比重卤水组合物增粘的组合物和方法。
技术介绍
增稠的水性介质(尤其是含有油田卤水的那些水性介质)可以用于油田应用或井身处理。油田应用或井身处理可以包括利用修井作业液(wellservicingfluid)的过程等，所述修井作业液诸如为钻井液、修井液、完井液、封隔液、油井处理液、地层处理液、压裂液、隔离液、井眼报废液及其他水性流体，其中使这些修井作业液的粘度增大是为人所需的。例如，修井液是在完钻井内进行修复作业时所用的流体。这种修井作业包括移除油管、更换油泵、清除砂子或其他沉积物、测井等。修井还广泛地包括在开发现存的油井以进行二次采油或三次采油的过程中所用的步骤，如加入聚合物、胶束驱油、注入蒸汽等。压裂液在采油操作中使用，其中，用压裂液对地层进行处理，从而为待开采的地层流体创建通道。作为另一个例子，完井液是在钻井、完井或二次完井的过程中所用的流体。完井作业通常包括在石油开采作业中进行套管射孔、安装油管和油泵。修井液和完井液都被部分地用于控制油井压力，以防止在完井或修井过程中发生井喷，或者防止由于压力过度累积而导致油井套管破裂。由于各种原因，将聚合物和化学品加入修井作业液所用的卤水中，所述原因包括(但不限于)：提高卤水的粘度和密度。例如，为了获得盐度约为10磅/加仑(ppg)至19.5ppg、或约1.2至2.3克/毫升(g/ml)的卤水，通常向卤水中加入水溶性盐，例如钙、镁和锌的离子盐。水增稠用聚合物起到使卤水粘度提高的作用，由此阻止卤水向地层中迁移并使钻屑从井眼中上浮。使用高比重卤水的另一优点是能够穿透更深的含油地层。诸如羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素(CMC)等多糖以及诸如聚丙烯酰胺(PAM)等合成聚合物被用于提高卤水的粘度。使用诸如HEC等纤维素多糖进行增稠的问题之一是，由于这些多糖的水化性能较差而形成被称为“鱼眼”的团块，这可能会导致堵塞和地层破坏。HEC和这些多糖的表面水化过快并且不均匀，从而形成团块。许多此类多糖仅在使卤水升温后才会发生水化，并且以常规方式提供这些多糖时，将其干燥粉末加入卤水中时需要特殊的制备方法和/或混合及分散设备。另外，在较高的井底温度的作用下团块溶解会使得卤水粘度产生波动，从而产生不可预料且不利的潜在粘度。此外，许多多糖在高密度卤水中还容易形成单独的粘性聚合物层，在密度为10ppg至19.5ppg的卤水中尤其是如此。考虑到以上问题，需要一种改进的方法来使高比重卤水增粘。需要一种使油田应用中含有水溶性盐的高比重卤水增粘的天然聚合物(如多糖)，其在与高比重卤水混合之前不使用添加剂和/或另外的处理步骤。例如，另外的处理步骤包括在增加易燃风险的大量溶剂介质中用添加剂处理多糖。还希望使用最少量的多糖使高比重卤水增粘。特别是，希望使用一种使密度尤其在10ppg至19.5ppg范围内的高比重卤水增粘，而不使用常规交联剂或添加剂的方法。根据本专利技术，提供了一种利用油田用的含有水溶性盐和阳离子多糖的高比重卤水组合物并且使之增粘的方法。专利技术概述在一方面中，本专利技术涉及一种使油田应用中使用的卤水体系增粘的方法，该方法包括：获得或制备包含多糖与至少一种水溶性二价或多价盐的混合物的卤水体系，其中所述卤水体系的密度大于约10磅/加仑(ppg)，并且所述卤水体系的pH值小于约7；以及添加有效量的碱性缓冲剂，由此使所述卤水体系的粘度提高。在一个实施方案中，通过加入碱性缓冲剂使得卤水体系的粘度实质性地提高，通常提高2倍或更多倍、更通常提高4倍或更多倍、甚至更通常提高5倍或更多倍。在一方面中，本专利技术涉及一种使修井作业应用中使用的卤水体系增粘的方法，该方法包括：a)获得包含水化多糖和至少一种多价盐的水性卤水体系，其中所述水性卤水体系的密度大于约10磅/加仑(ppg)，并且其中所述卤水体系的pH值小于约7；以及b)添加有效量的碱性试剂，从而提高所述卤水体系的粘度。在一个实施方案中，步骤a)中的卤水体系的pH值小于约5，而在其他的实施方案中，步骤a)中的卤水体系的pH为小于约4。在一个实施方案中，步骤b)中的卤水体系的pH值由约4提高至大于约6，而在其他实施方案中，该pH值由5提高到大于约8。在另一方面中，本专利技术涉及一种使修井作业应用中使用的卤水体系增粘的方法，该方法包括：a)获得包含至少一种多价盐的水性卤水溶液，其中所述水性卤水体系的密度大于约10磅/加仑(ppg)；b)添加多糖；c)将有效量的酸性缓冲剂加至所述卤水体系中，以降低所述卤水体系的pH值，由此使所述多糖能够实质性地水化到所述卤水体系中；以及d)添加有效量的碱性试剂，从而实质性地提高所述卤水体系的粘度。碱性试剂可以是任意合适的碱性缓冲溶液或合适的碱。在一个实施方案中，碱性试剂选自由以下物质组成的组：胺、碱金属甘油磷酸盐、碱金属正磷酸盐、碱金属氢氧化物、碳酸盐、烷醇胺、硅酸盐、柠檬酸盐、醋酸盐、磷酸盐、它们的缓冲溶液以及它们的混合物。在一个具体的实施方案中，碱性试剂为烷醇胺，通常为三乙醇胺、二乙醇胺或单乙醇胺。在一个实施方案中，碱性缓冲剂为磷酸二钠与磷酸二氢钠的水性溶液。酸性缓冲剂可以是任意合适的酸性缓冲剂或酸，其包括(但不限于)：硫酸、柠檬酸、醋酸、甲酸、乳酸、苹果酸、乙醇酸、酒石酸、硝酸、盐酸、氨基磺酸、磷酸、草酸、硫酸氢钠、含有上述酸的任意缓冲溶液、或它们的任意混合物。在一个实施方案中，多价盐包括：钙盐、镁盐、甲酸盐、铁盐、锌盐或它们的混合物。在另一个实施方案中，多价盐包括：氯化钙、溴化钙、碘化钙、硫酸钙、氯化镁、溴化镁、碘化镁、硫酸镁、甲酸钙、甲酸镁、甲酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、硫酸锌或它们的任意混合物。水溶性盐还可以包括硫酸亚铁、氯化亚铁、葡糖酸亚铁、氯化钙、乳酸钙和甘油磷酸钙。基于卤水体系的总重量，多糖的含量为约0.01重量％至约10重量％。在一个实施方案中，基于卤水体系的总重量，多糖的含量为约0.01重量％至约2重量％。在另一方面中，本专利技术涉及一种制备修井作业应用中使用的增粘卤水体系的方法，该方法包括：a)将多糖添加至水性卤水溶液中，所述卤水溶液的特征在于：(i)包含至少一种多价水溶性盐，(ii)密度在约10磅/加仑(ppg)和20ppg之间，以及(iii)pH值小于约7，由此所述多糖能够实质性地水化到卤水溶液中；以及b)添加碱性试剂，以提高卤水溶液的pH值，从而实质性地提高卤水体系的粘度。在一个实施方案中，卤水溶液的密度为约14ppg至约19.5ppg。在一个实施方案中，多糖是使反应性季铵化合物与选自由以下物质组成的组中的多糖或多糖衍生物发生反应而制备的阳离子多糖，所述物质为瓜尔胶、羟烷基瓜尔胶、羧烷基瓜尔胶、羧烷基羟烷基瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羟烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基羟烷基瓜尔胶、果胶、藻酸盐、槐树豆胶、阿拉伯胶、茄替胶(gumghatti)、阿拉伯树胶、角叉胶、羟烷基纤维素、羧烷基羟烷基纤维素、羧烷基纤维素、纤维素的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使修井作业应用中使用的卤水体系增粘的方法，包括：a)获得含有完全水化的多糖和至少一种多价盐的水性卤水体系，其中，所述多糖是由反应性季铵化合物与下列多糖或多糖衍生物发生反应而制备的阳离子多糖，所述多糖或多糖衍生物选自由瓜尔胶、羟烷基瓜尔胶、羧烷基瓜尔胶、羧烷基羟烷基瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羟烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基羟烷基瓜尔胶以及它们的混合物构成的组，所述水性卤水体系的密度大于10磅/加仑(ppg)，并且其中所述卤水体系的pH值小于7，其中所述至少一种多价盐的重量％为所述卤水体系重量的5重量％至90重量％；以及b)添加有效量的碱性试剂，从而提高所述卤水体系的粘度，其中所述碱性试剂选自由以下物质组成的组：胺、碱金属甘油磷酸盐、碱金属氢氧化物、碳酸盐、烷醇胺、硅酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐、它们的缓冲溶液、以及它们的混合物，其中所述碱性试剂的用量为0.1％至30％，其中所述多价盐包括：钙盐、镁盐、铁盐、锌盐或它们的混合物，其中所述方法在不添加额外的交联剂的情况下引起所述阳离子多糖交联。

【技术特征摘要】
2009.06.04 US 61/217,8151.一种使修井作业应用中使用的卤水体系增粘的方法，包括：a)获得含有完全水化的多糖和至少一种多价盐的水性卤水体系，其中，所述多糖是由反应性季铵化合物与下列多糖或多糖衍生物发生反应而制备的阳离子多糖，所述多糖或多糖衍生物选自由瓜尔胶、羟烷基瓜尔胶、羧烷基瓜尔胶、羧烷基羟烷基瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羟烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基羟烷基瓜尔胶以及它们的混合物构成的组，所述水性卤水体系的密度大于10磅/加仑(ppg)，并且其中所述卤水体系的pH值小于7，其中所述至少一种多价盐的重量％为所述卤水体系重量的5重量％至90重量％；以及b)添加有效量的碱性试剂，从而提高所述卤水体系的粘度，其中所述碱性试剂选自由以下物质组成的组：胺、碱金属甘油磷酸盐、碱金属氢氧化物、碳酸盐、烷醇胺、硅酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐、它们的缓冲溶液、以及它们的混合物，其中所述碱性试剂的用量为0.1％至30％，其中所述多价盐包括：钙盐、镁盐、铁盐、锌盐或它们的混合物，其中所述方法在不添加额外的交联剂的情况下引起所述阳离子多糖交联。2.权利要求1所述的方法，其中所述碱性试剂为碱性缓冲剂。3.权利要求1所述的方法，其中所述磷酸盐为碱金属正磷酸盐。4.权利要求1所述的方法，其中所述缓冲溶液为磷酸二钠与磷酸二氢钠的水性缓冲溶液。5.权利要求1所述的方法，其中所述多价盐包括氯化钙、溴化钙、碘化钙、硫酸钙、氯化镁、溴化镁、碘化镁、硫酸镁、甲酸钙、甲酸镁、甲酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、硫酸锌或它们的任意混合物。6.权利要求1所述的方法，其中所述多价盐包括甲酸盐。7.权利要求1所述的方法，其中所述多糖包括阳离子瓜尔胶，并且基于所述卤水体系的总重量，所述多糖的含量为0.01重量％至10重量％。8.权利要求7所述的方法，其中基于所述卤水体系的总重量，所述多糖的含量为0.01重量％至2重量％。9.一种使修井作业应用中使用的卤水体系增粘的方法，包括：a)获得包含至少一种多价盐的水性卤水体系，其中所述水性卤水体系的密度大于10磅/加仑(ppg)，其中所述至少一种多价盐的重量％为所述卤水体系重量的5重量％至90重量％；b)添加多糖，所述多糖是由反应性季铵化合物与下列多糖或多糖衍生物发生反应而制备的阳离子多糖，所述多糖或多糖衍生物选自由瓜尔胶、羟烷基瓜尔胶、羧烷基瓜尔胶、羧烷基羟烷基瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羟烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基瓜尔胶、疏水改性的羧烷基羟烷基瓜尔胶以及它们的混合物构成的组；c)向所述卤水体系中添加有效量的酸性缓冲剂，以降低所述卤水体系的pH值，由此使所述多糖能够完全水化到所述卤水体系中；以及d)添加有效量的碱性试剂，从而提高所述卤水体系的粘度，其中所述碱性试剂选自由以下物质组成的组：胺、碱金属甘油磷酸盐、碱金属氢氧化物、碳酸盐、烷醇胺、硅酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐、它们的缓冲溶液、以及它们的混合物其中所述碱性试剂的用量为0.1％至30％，其中所述多价盐包括：钙盐、镁盐、铁盐、锌盐或它们的混合物，其中所述方法在不添加额外的交联剂的情况下引起所述阳离子多糖交联。10.权利要求9所述的方法，其中所述磷酸盐为碱金属正磷酸盐。11.权利要求9所述的方法，其中所述缓冲溶液为磷酸二钠与磷酸二氢钠的水性缓冲溶液。12.权利要求9所述的方法，其中所述卤水溶液的密度为14ppg至19.5ppg。13.一种制备修井作业应用中使用的增粘卤水体系的方法，包括：a)向水性卤水溶液添加多糖，所述多糖是由反应性季铵化合物与下列多糖或多糖衍生物发生反应而制备的阳离子多糖，所述多糖或多糖衍生物选...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉马尼安·克萨万，马尼拉勒·S·达哈纳亚克，加里·伍德沃德，
申请(专利权)人：罗地亚管理公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR