一种通过添加有效量的流变增强剂来缩短阳离子、两性离子以及两性粘弹性表面活性剂流体系统的剪切恢复时间的方法，流变增强剂选自部分水解聚乙烯酯和部分水解聚丙烯酸酯。流变增强剂也能增大流体的粘度，而且只需要非常低的流变增强剂浓度。优选的表面活性剂是内铵盐和季铵类。这种流体在油田处理中是很有用的，例如压裂和砾石充填。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粘弹性表面活性剂流体系统(VES)的流变增强剂(rheologyenhancer)。更具体地，涉及用于盐度和温度范围较宽的流体系统的流变增强剂的选择和最佳化。更具体地，涉及能缩短用于油田处理液的VES的剪切恢复时间和增加粘度的流变增强剂。
技术介绍
一些表面活性剂，当为水溶液时，形成了粘弹性流体。这种表面活性剂被称为“粘弹性表面活性剂”或VES。其它的组分是任选的或必需的，例如额外的VES、助表面活性剂、缓冲剂、酸、溶剂和盐，它们的功能包括例如增加稳定性(尤其热稳定性)或通过调节和/或稳定胶束来增大系统的粘度；所有组分组合在一起被称为粘弹性表面活性剂系统。不受理论的限制，许多粘弹性表面活性剂系统在水溶液中形成了棒状(rod-like)或蠕虫状(worm-like)胶束。这些胶束结构的缠绕使得流体具有粘度和弹性。为了使流体在特定条件下具有适宜的粘度和弹性，必须形成合适的胶束以及需要合适的缠绕。这就要求表面活性剂的结构满足特定的几何条件，而且胶束要有足够的长度或相互连接以充分缠绕。有许多已知的化学添加剂能够改善流变性(包括更大的粘度和/或更好的稳定性、更好的耐盐性、更低的剪切敏感性和/或胶束由于例如剪切的原因破裂后更快地再愈合)。这种材料通常被称为助表面活性剂、流变调节剂或流变增强剂等，并且通常是醇类、有机酸(例如羧酸类和磺酸、磺酸盐等)。在这里我们将使用流变增强剂这个术语。这种材料通常有不同的效果，取决于它们的确切组成和浓度，与表面活性剂的确切组成(例如表面活性剂和助表面活性剂的基团的烃链长度)和浓度有关。例如，这种材料在某些浓度下可能是有益的，在其它浓度下可能是有害的(更低的粘度、更差的稳定性、剪切敏感性增大、再愈合时间更长)。特别是，在经历长期高剪切之后，许多VES流体系统表现出的粘度恢-->复时间很长。缓慢的恢复给减阻(drug reduction)和支撑剂运输能力带来负面影响，从而导致不符合要求的高处理压力和井眼附近出砂的危险。尽管能缩短VES剪切恢复时间和增加粘度的添加剂是已知的，但仍需要另外的简单、便宜的流变增强剂。
技术实现思路
一个实施方式是油田处理方法，包括制备流体并沿着井注入流体，该流体包含选自两性离子表面活性剂、两性表面活性剂和阳离子表面活性剂以及这些表面活性剂的混合物的粘弹性表面活性剂，以及流变增强剂，其浓度足够缩短流体的剪切恢复时间(shear recovery time)，其中流变增强剂选自部分水解聚乙烯酯和部分水解聚丙烯酸酯。流变增强剂也可以同时增加流体的粘度。粘弹性表面活性剂系统可以包含两性离子表面活性剂，例如具有下式的表面活性剂或表面活性剂混合物：RCONH-(CH2)a(CH2CH2O)m(CH2)b-N+(CH3)2-(CH2)a’(CH2CH2O)m’(CH2)b’COO-其中R为烃基，其包含约17至约23个碳原子，且其可以是支链或直链的、饱和或不饱和的；a、b、a′、b′各自为0-10，m、m′各自为0-13，如果m不为0则a和b各自为1或2，如果m为0则(a+b)为2-10；如果m′不为0则a′和b′各自为1或2，如果m′为0则(a′+b′)为1-5；(m+m′)为0-14；CH2CH2O也可以替换为OCH2CH2。两性离子表面活性剂可以是具有下面结构的内铵盐：式中R为烃基，其可以是支链或直链的、芳族的、脂族的或烯属的，具有约14至约26个碳原子，可以含有胺基；n＝约2至约4；p＝1至约5，以及这些化合物的混合物。内铵盐可以是油基酰氨基丙基内铵盐(oleylamidopropyl betaine)或瓢儿菜基酰氨基丙基内铵盐(erucylamidopropylbetaine)，还可以包含助表面活性剂。粘弹性表面活性剂系统可以包含阳离子表面活性剂，例如具有下面结构-->的表面活性剂或表面活性剂的混合物：R1N+(R2)(R3)(R4)X-其中R1具有约14至约26个碳原子，可以是支链或直链的、芳族的、饱和或不饱和的，而且可以包含羰基、酰氨基、逆酰氨基(retroamide)、酰亚氨基、脲基(urea)、或胺基；R2、R3和R4分别是氢或C1至约C6脂族基团，这些脂族基团相同或不同，是支链或直链的、饱和或不饱和的，其中的一个或多个可以被使得R2、R3和R4更亲水的基团取代；R2、R3和R4基可以结合成包含氮原子的杂环5或6元环结构；R2、R3和R4基可以是相同或不同的；R1、R2、R3和/或R4可以包含一个或多个环氧乙烷和/或环氧丙烷单元；X-为阴离子；以及这些化合物的混合物。在另一个实例中，R1包含约18至约22个碳原子，可以包含羰基、酰氨基或胺基；R2、R3和R4包含1至约3个碳原子，X-为卤化物。在另一个实例中，R1包含约18至约22个碳原子，可以包含羰基、酰氨基或胺基，并且R2、R3和R4彼此相同，都包含1至约3个碳原子。阳离子粘弹性表面活性剂系统任选包含胺、醇类、二醇类、有机盐、螯合剂、溶剂、互溶剂、有机酸、有机酸盐、无机盐、低聚物、聚合物、共聚物以及所述材料的混合物，其存在的浓度为约0.01％至约10％，例如浓度为约0.01％至约1％。两性表面活性剂例如可以是氧化胺。存在于流体中的流变增强剂的浓度为约0.0005％至约0.2％，例如浓度为约0.001％至约0.05％。作为实例，流变增强剂是部分水解聚醋酸乙烯酯，其水解度(percenthydrolysis)在约10％至约95％之间；其分子量例如是从约500至约100,000,000。也可以使用其它的酯，例如C2至C5酯(即聚乙烯醇的部分水解乙酯至戊酯)。作为另一个实例，流变增强剂是部分水解聚醋酸乙烯酯，其水解度在约30％和约88％之间，并且分子量为例如约500至约1,000,000,000。流变增强剂也可以选自部分水解聚丙烯酸酯或部分水解聚甲基丙烯酸酯等，例如但不限于部分水解聚丙烯酸甲酯、部分水解聚丙烯酸乙酯、部分水解聚丙烯酸丁酯、部分水解聚甲基丙烯酸甲酯，以及这些聚合物的混合物。进一步地，流体可以任选地包含酸，酸选自盐酸、氢氟酸、甲酸、乙-->酸、乳酸、羟基乙酸、氨基磺酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、马来酸、甲基氨基磺酸(methylsulfamic acid)、氯乙酸，以及这些酸的混合物。另一个实施方式是缩短基于粘弹性表面活性剂的流体的剪切恢复时间的方法，该流体包含粘弹性表面活性剂，选自两性离子表面活性剂、两性...
【技术保护点】
一种油田处理方法，包括： ａ．提供包含粘弹性表面活性剂的流体，所述粘弹性表面活性剂选自两性离子表面活性剂、两性表面活性剂和阳离子表面活性剂以及这些表面活性剂的混合物， ｂ．提供浓度足够缩短所述流体剪切恢复时间的流变增强剂，所述流变增强剂选自部分水解聚乙烯酯和部分水解聚丙烯酸酯；以及 ｃ．将所述流体沿着井注入。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-15 11/012,4461.一种油田处理方法，包括：
a.提供包含粘弹性表面活性剂的流体，所述粘弹性表面活性剂选自两
性离子表面活性剂、两性表面活性剂和阳离子表面活性剂以及这些表面活
性剂的混合物，
b.提供浓度足够缩短所述流体剪切恢复时间的流变增强剂，所述流变增强剂
选自部分水解聚乙烯酯和部分水解聚丙烯酸酯；以及
c.将所述流体沿着井注入。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述两性离子表面活性剂包含具
有下式的表面活性剂或表面活性剂的混合物：
RCONH-(CH2)a(CH2CH2O)m(CH2)b-N+(CH3)2-(CH2)a’(CH2CH2O)m’(CH2)b’COO-其中R为烃基，其包含约14至约26个碳原子，且其可以是支链或直
链的、饱和或不饱和的，并且可以含有胺基；a、b、a′、b′各自为0-10，m、
m′各自为0-13，如果m不为0，则a和b各自为1或2，如果m为0，则(a+b)
为2-10；如果m′不为0，则a′和b′各自为1或2，如果m′为0，则(a′+b′)为
1-5；(m+m′)为0-14；CH2CH2Om和CH2CH2Om’中的氧的取向可以朝向或背
离季氮(quaternary nitrogen)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述阳离子表面活性剂包含具有
下式的表面活性剂或表面活性剂的混合物：
R1N+(R2)(R3)(R4)X-其中R1具有约14至约26个碳原子，且其可以是支链或直链的、芳族
的、饱和或不饱和的，且可以包含羰基、酰氨基、逆酰氨基、酰亚氨基、
脲基、或胺基；R2、R3和R4分别是氢或C1至约C6脂族基团，这些脂族基
团相同或不同，是支链或直链的、饱和或不饱和的，其中的一个或多个可
以被使得R2、R3和R4更亲水的基团取代；R2、R3和R4基可以结合成包含
氮原子的杂环5或6元环结构；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈依彦，杰西C李，菲利普F沙利文，蒂莫西L波普，
申请(专利权)人：施蓝姆伯格技术公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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