确定地下处理流体的残余摩擦减低剂浓度制造技术

本公开涉及用于处理地下地层的系统和方法。本公开的一个实施方案是一种方法，其包括：在足以于地下地层内产生或增强一条或多条裂缝的压力下将包含含水基础流体和摩擦减低剂的流体引入穿透所述地下地层的至少一部分的井筒中；从所述井筒回收所述流体的至少一部分；将反应剂添加到已从所述井筒回收的所述流体的所述部分的样品中，其中所述反应剂与所述摩擦减低剂反应以在所述样品中形成可光检测的化合物；在选定光波长下测量已从所述井筒回收的所述流体的所述样品的吸光度；以及使用所述测量的吸光度和所述选定光波长的校准曲线来确定已从所述井筒回收的所述流体中的所述摩擦减低剂的浓度。

DETERMINATION OF CONCENTRATION OF RESIDUAL FRICTION REDUCER FOR UNDERGROUND TREATMENT FLUID

The present disclosure relates to systems and methods for treating underground strata. An implementation of the present disclosure is a method comprising: introducing a fluid containing a water-bearing base fluid and a friction reducing agent into a wellbore penetrating at least a portion of the underground formation under pressure sufficient to generate or enhance one or more fractures in the underground formation; recovering at least a portion of the fluid from the wellbore; and adding a reactant back from the wellbore. In the sample of the said part of the fluid, the reactant and the friction reducer react to form a photodetectable compound in the sample; measure the absorbance of the sample of the fluid recovered from the wellbore at the selected light wavelength; and determine the well from the measured absorbance and the calibration curve of the selected light wavelength using the measured absorbance and the selected light wavelength. The cylinder recovers the concentration of the friction reducer in the said fluid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定地下处理流体的残余摩擦减低剂浓度
技术介绍
本公开涉及用于处理地下地层的系统和方法。处理流体可用于各种地下处理。此类处理包括但不限于增产处理。如本文所用，术语“处理(treatment/treating)”是指结合所需功能和/或针对所需目的而使用流体的任何地下操作。术语“处理”不一定意味着由流体进行的任何特定动作。采用处理流体的一种产量增产操作是水力压裂。水力压裂操作通常涉及以足够的水压将处理流体(例如，压裂流体)泵送到穿透地下地层的井筒中，以在地下地层中产生或增强一条或多条裂纹或“裂缝”。压裂流体可包含沉积在裂缝中的微粒，其通常被称为“支撑剂微粒”。支撑剂微粒尤其起到的作用是防止裂缝在水压释放时完全闭合，从而形成传导通道，流体可通过所述传导通道流到井筒。在某些方法中，水力压裂可以使用交联聚合物来提高压裂流体的粘度。除了其他益处之外，这种流体的相对高粘度有助于将支撑剂微粒输送到地层内的期望位置和/或允许压裂流体负载较高浓度的支撑剂微粒。一旦产生至少一个裂缝并且支撑剂微粒基本上就位，则压裂流体的粘度通常会降低，并且压裂流体可以从地层中回收。回收的处理流体称为回流流体。一种替代类型的水力压裂(称为滑溜水水力压裂)不使用交联聚合物。因此该压裂流体具有相对低的粘度。滑溜水压裂可用于使用较低浓度的支撑剂产生狭窄、复杂的裂缝。由于压裂流体的粘度相对较低，因此通过增加压裂流体的泵送速率和压力来实现支撑剂输送。在泵送期间，由于压裂流体与套管或管道之间的摩擦，可能产生显著的能量损失，特别是在压裂流体处于湍流时。在滑溜水压裂操作期间，压裂流体中通常包含摩擦减低剂以将这种能量消耗减到最小。摩擦减低剂通常是非交联聚合物。摩擦减低剂促进了处理流体的层流，与相同流体的湍流相比，这导致较小的摩擦力和能量损失。然而，由于摩擦减低剂的化学性质，如果摩擦减低剂未经适当处理并且破碎成低分子量碎片，则其可能会损坏地层。因此，追踪处理流体并且特别是回流流体中的摩擦减低剂的浓度可为有利的。附图说明这些附图示出了本公开的一些实施方案的某些方面，并且不应该用于限制或限定权利要求。图1是示出可以根据本公开的某些实施方案使用的压裂系统的实例的图示。图2是示出根据本公开的某些实施方案的可以在其中执行压裂操作的地下地层的实例的图示。图3是示出根据本公开的某些实施方案测量的样品的吸光度的图示。图4是根据本公开的某些实施方案制作的校准曲线。虽然已经描绘了本公开的实施方案，但是此类实施方案并不意味着对本公开的限制，并且应当不会推断出此类限制。如相关领域的技术人员以及受益于本公开的人员应想到，所公开的主题能够在形式和功能上存在相当多的修改、变更和等效形式。本公开的所描绘和描述的实施方案仅是实例，并非是本公开的范围的穷举。具体实施方式本公开涉及用于处理地下地层的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于定量回流流体中的摩擦减低剂浓度的系统和方法。本公开的方法和组合物可具有若干潜在的优点，本文仅提及其中的一些。使用摩擦减低剂在处理流体中可能是有益的，特别是因为它可以减少由于处理流体与套管或管道之间的摩擦而产生的能量损失。然而，如果未经适当处理，摩擦减低剂可能对地层造成损坏。重要的是追踪回流的处理流体中的摩擦减低剂的残余浓度，其中一个原因是要确定是否需要摩擦减低剂破碎剂，例如以防止对地层的损坏。本公开提供一种包含摩擦减低剂的处理流体以及用于定量摩擦减低剂的浓度的分光光度法，从而提供用于在井处理期间追踪摩擦减低剂残余物的手段。根据本公开的实施方案，处理流体可包含含水基础流体和摩擦减低剂。处理流体可包含另外的组分，包括但不限于支撑剂、酸(或其盐)、表面活性剂、防垢剂、杀生物剂、腐蚀抑制剂、粘土控制剂、破碎剂以及它们的任何组合。在某些实施方案中，处理流体可用于滑溜水水力压裂。然而，本公开的教导可以用于其他处理或地下流体，包括但不限于酸化和钻井流体。在本公开的处理流体的实施方案中使用的含水基础流体可包括淡水、咸水(例如，含有溶解在其中的一种或多种盐的水)、盐水(例如，饱和咸水)、海水或任何其组合。通常，水可以来自任何来源，条件是其不包含可能不利地影响本公开的处理流体的稳定性和/或性能的组分。受益于本公开，本领域普通技术人员将认识到哪些组分可能不利地影响本公开的处理流体的稳定性和/或性能。在本公开的处理流体中使用的摩擦减低剂包括一种或多种基本上不交联的聚合物。在某些实施方案中，摩擦减低剂包括没有侧链的聚合物链。可能合适的聚合物的实例包括但不限于聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物、聚丙烯酰胺共聚物以及它们的任何组合。在某些实施方案中，摩擦减低剂的分子量在约5,000道尔顿(“Da”)至约999,000,000Da的范围内。在其他实施方案中，摩擦减低剂的分子量在约1,000,000Da至约50,000,000Da的范围内。在其他实施方案中，摩擦减低剂的分子量在约3,000,000Da至约10,000,000Da的范围内。在一些实施方案中，当处理流体被泵送到井筒和/或地下地层中时，摩擦减低剂可以以足以维持层流的量存在于处理流体中。例如，在一些实施方案中，摩擦减低剂可以以约100至约100,000份/百万份(“ppm”)的量存在于处理流体中。在其他示例性实施方案中，摩擦减低剂可以以约100至约5,000ppm的量，或在其他实施方案中以约500至约2,000ppm的量存在于处理流体中。在此类实施方案中，处于上述范围的较高端值处的摩擦减低剂的量可为所需的。在不将本公开限制于任何特定理论或机理的情况下，摩擦减低剂可以减少当处理流体以高泵送速率或压力泵送时产生的能量损失。据信，摩擦减低剂有助于保持处理流体的层流(与湍流相反)。层流经历减低的摩擦，因此，处理流体遭受由这种摩擦引起的较少的能量损失。一些实施方案的处理流体可包括适用于地下应用的微粒(例如支撑剂微粒或砾石微粒)。可适用于本公开的某些实施方案的微粒可包含适用于地下操作的任何材料。支撑剂微粒可以与水力压裂结合使用，以防止裂缝在水压释放时完全闭合，从而形成传导通道，流体可通过所述传导通道流到井筒。在某些实施方案中可能合适的微粒材料包括但不限于砂、铝土矿、陶瓷材料、玻璃材料、聚合物材料、材料、坚果壳片、包含坚果壳片的固化树脂微粒、种壳片、包含种壳片的固化的树脂微粒、果核片、包含果核片的固化的树脂微粒、木材、复合材料微粒以及它们的任意组合。合适的复合材料微粒可包含粘结剂和填充材料，其中合适的填充材料包括二氧化硅、氧化铝、热解碳(fumedcarbon)、炭黑、石墨、云母、二氧化钛、偏硅酸盐、硅酸钙、高岭土、滑石、氧化锆、硼、飞灰、中空玻璃微球、固态玻璃以及它们的任何组合。根据美国系列筛，微粒尺寸通常可在约2目至约400目的范围内；然而，在某些情况下，其他尺寸可为所需的并且将完全适于本公开的实践。在特定实施方案中，优选的微粒粒径分布范围是6/12、8/16、12/20、16/30、20/40、30/50、40/60、40/70或50/70目中的一种或多种。应当理解，如本公开中使用的术语“微粒”包括所有已知形状的材料，包括基本上球形的材料、纤维材料、多边形材料(例如立方体材料)，以及它们的混合物。此外，可能用于或可能不用于承受闭合裂缝压力的纤维材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：在足以于地下地层内产生或增强一条或多条裂缝的压力下将包含含水基础流体和摩擦减低剂的流体引入穿透所述地下地层的至少一部分的井筒中；从所述井筒回收所述流体的至少一部分；将反应剂添加到已从所述井筒回收的所述流体的所述部分的样品中，其中所述反应剂与所述摩擦减低剂反应以在所述样品中形成可光检测的化合物；在选定光波长下测量已从所述井筒回收的所述流体的所述样品的吸光度；以及使用所述测量的吸光度和所述选定光波长的校准曲线来确定已从所述井筒回收的所述流体中的所述摩擦减低剂的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：在足以于地下地层内产生或增强一条或多条裂缝的压力下将包含含水基础流体和摩擦减低剂的流体引入穿透所述地下地层的至少一部分的井筒中；从所述井筒回收所述流体的至少一部分；将反应剂添加到已从所述井筒回收的所述流体的所述部分的样品中，其中所述反应剂与所述摩擦减低剂反应以在所述样品中形成可光检测的化合物；在选定光波长下测量已从所述井筒回收的所述流体的所述样品的吸光度；以及使用所述测量的吸光度和所述选定光波长的校准曲线来确定已从所述井筒回收的所述流体中的所述摩擦减低剂的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括制作所述校准曲线的步骤，其中所述校准曲线的所述制作包括：制备具有一系列已知浓度的所述摩擦减低剂的多个参考流体样品，用所述反应剂来处理所述参考流体样品；测量所述经处理的参考流体样品中的每一个的吸光度；以及将趋势线拟合到所述吸光度数据。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应剂包括二异丁基苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基氯化铵。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括将包括柠檬酸钠的掩蔽剂添加到所述样品中，然后将所述反应剂添加到所述样品中。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述可光检测的化合物是沉淀。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述摩擦减低剂包括聚丙烯酰胺。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体还包含选自由以下组成的添加剂组的添加剂：表面活性剂、支撑剂颗粒、腐蚀抑制剂、粘土稳定剂以及它们的任何组合。8.根据权利要求1所述的方法，其中使用一个或多个泵将所述流体注入所述井筒中。9.一种方法，其包括：将包含含水基础流体和包括聚丙烯酰胺的摩擦减低剂的流体引入穿透地下地层的至少一部分的井筒中；从所述井筒回收所述流体的至少一部分；将包括二异丁基苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基氯化铵的反应剂添加到已从所述井筒回收的所述流体的所述部分的样品中，其中所述反应剂与所述摩擦减低剂反应以在所述样品中形成可光检测的化合物；在选定光波长下测量已从所述井筒回收的所述流体的所述样品的吸光度；以及使用所述测量的吸光度和所述选定光波长的校准曲线来确定已从所述井筒回收的所述流体中的所述摩擦减低剂的浓度。10.根据权利要求9所述的方法，其还包括制作所述校准曲线的步骤，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺凯，徐亮，P·洛德，
申请(专利权)人：多化学集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US