用络合的金属交联剂进行油井处理制造技术

本申请公开用于处理地下地层的组合物和方法，尤其是，油田增产组合物和使用用具有氨基酸和／或膦酸的金属络合物交联的聚合物增粘的流体的方法，从而提供增加的交联温度和低的ｐＨ灵敏度。所述金属络合物可以与硼酸盐交联剂一起使用，从而随着温度的增加而提供连续增粘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】第V26页用络合的金属交联剂进行油井处理
技术介绍
本节中的陈述仅提供与本申请公开相关的背景信息，可能不构成现有技术。本专利技术涉及用于处理地下地层的组合物和方法，尤其是，油田增产的 组合物和使用用金属络合物交联的聚合物来使处理液增粘的方法。高容积的地层压裂和其它油井处理液通常用聚合物例如瓜尔胶增稠， 其粘度通常通过与金属的交联而被大大提高，所述金属例如铬、铝、铪、锑等，更通常地为第4族金属例如锆或钛。对于周期表的"族"，使用在以下 资料中找到的周期表族的新IUPAC编号方案HAWLEY'S CONDENSED CHEMICAL DICTIONARY, p. 888 (1987年第11版)。已知，金属交联的聚合物流体在交联之后可能是剪切敏感的。尤其是， 通常在从地面泵送至油藏深度的过程中在管内处于高剪切，能够导致不期 望的流体粘度损失，并且引起问题例如脱砂(screenout)。本申请所用的术语 "高剪切"是指剪切速率为500/秒或者更大。沿着井筒向下运输到地层的过程 中会发生的金属交联聚合物流体的高剪切粘度损失通常是不可逆的，并且 不能恢复。在本申请中我们使用术语"持久性凝胶"来指代这种不可逆交联的 含水聚合物。金属交联的流体的高剪切灵敏度有时候可通过以下方法来解决延迟 流体的交联，从而使得流体的交联在高剪切条件的过程中被阻滞并且直到 流体流出管道之后才发生。因为该处理液最初比地层冷，常常仅在流出管 道之后才被加热至地层温度，所以一些延迟剂通过增加胶凝发生的温度而 发挥作用。碳酸氢盐和乳酸盐是已知的增加金属交联的聚合物流体的胶凝 温度的延迟剂实例。虽然这些常见的延迟剂使流体对高剪切处理不太敏感， 但是它们可能同时导致最终流体粘度的降低。同样，这些常见的延迟剂可 能不充分地增加期望延迟的胶凝温度，当表面流体混合温度较高，或者该 流体在注入的过程中被加热得太快时，尤其是这样。配体与金属的亲和力可取决于各种条件，例如，温度、压力、pH、金属和配体的浓度等。许多关于金属/配体结合常数的数据可在公开的文献中找到，例如R.M. Smith和A,E. Martell, "Critical Stability Constants," Plenum Press, New York (1989)。 .配体例如三乙醇胺，N，N-二(羟乙基)甘氨酸(bicine, N,N-双(2-羟乙基) 甘氨酸)，乳酸盐，等，已经被用来形成金属络合物，在所遇到的井下pH 和温度条件产生具有适度粘度的含水凝胶。N,N-二(羟乙基)甘氨酸和其它 N-羟基烷基氨基酸配体公开于例如US 4,885,103, US 7,122,6卯和US 2007-187,642。已经提出，配体例如N,N-二(羟乙基)甘氨酸与锆一起用作延 迟交联剂。但是，这些配体可能结合太强烈，在一些应用中会导致交联温 度太高。如果交联延迟得太多，处理液可能增粘得不够，从而不能引发和 扩展裂缝，或者不能携带支撑剂，例如，这可能导致脱砂和处理失败。一些交联延迟配体例如N,N-二(羟乙基)甘氨酸的另一问题是它们可能 对于小的pH变化敏感。在油井处理过程中可能由于许多原因产生小的pH 变化，这种小的变化可能导致交联温度的急剧降低和过早交联，导致过度 的泵压和剪切诱导的粘度损失，或者是交联温度的急剧升高和交联的过度 延迟，导致脱砂或处理失败。在一些现有技术的处理系统中，已经将硼酸盐交联剂与金属交联剂同 时使用，例如US 4,780,223。理论上，该硼酸盐交联剂能够使该聚合物流体 通过可逆交联机理在较低的温度胶凝，这种可逆交联机理会通过暴露于高 剪切而被破坏，但是能够在除去高剪切条件之后补救或恢复正常。于是这 种剪切-回复硼酸盐交联剂能够用于在高剪切过程中例如在通过井筒注入的 过程中增稠流体，同时不可逆的金属交联被延迟直到高剪切条件结束。高 pH例如9至12或更高常常用于产生硼酸盐交联，而在一些情况下，作为 控制硼酸盐交联的手段。例如，可通过在操作中(onthefly)调节pH和/或硼 酸盐的浓度来响应在注入过程中的压力摩擦读数(pressure friction readings), 从而使得硼酸盐交联在接近井筒中的管的出口处发生。金属交联剂当然必 需适合于在这些pH条件下使用，并且必需不过度干扰硼酸盐交联。需要一种延迟金属交联的聚合物流体的交联开始(而没有损害流体性 能的危险)的新方式。理想地，交联的开始将对pH的变化不敏感，或者仅 对pll的变化适度敏感，并且与硼酸盐交联剂相容。锆-氨基酸络合物在止汗剂活性物质中以没有交联的聚合物的凝胶的形式已知和/或在不使用它们增粘含水流体的无水体系中已知。例如，us4,148,812披露了制备用于止汗剂制剂的碱性锆-氨基酸络合物的方法，其基 本上由以下步骤构成使水溶性氨基酸盐例如甘氨酸钠与水溶性锆盐反应， 形成包括凝胶的沉淀。接着使该锆络合物凝胶与铝化合物反应，形成止汗 剂活性物质。US 5,895,644和WO 1999026598公开了用于止汗剂粘性组合 物(antiperspirant stick composition)的无水凝胶，其中所述无7JC凝月交包括二苯 亚曱基山梨醇(dibenzylidene sorbitol, DBS),衍生的瓜尔胶例如羟丙基瓜尔 胶，和在DBS存在下不与止汗剂活性物质盐例如铝/锆盐(其络合有中性氨 基酸例如甘氨酸)反应的溶剂例如醇或者二醇。这些参考文献中都没有披露 在含水介质中用锆-氨基酸复合物作为延迟增粘剂交联的水合聚合物。
技术实现思路
本申请公开为由结合配体制备的油井处理液以及增加凝胶的交联温度 的方法，所述结合配体可用于在食水聚合物-增粘的体系中与交联金属一起 形成络合物。所述结合配体是具有含胺-或磷-的部分的羧酸，其与金属形成 适度强的络合物，并且需要升高的温度来使金属与所述水合聚合物交联。 在实施方式中，结合配体选自氨基羧酸和膦酰基羧酸。在一种实施方式中，处理井筒穿透的地下地层的方法包括以下步骤 (a).向含水混合物中混合可交联的、可水合的聚合物和延迟交联剂，其量可 有效地获得能够在交联条件下形成持久性凝胶的含水混合物，所述交联条 件包括起始温度为至少40。C和对于8.5至12.5的pH范围内的至少一个pH 单位范围内的如下定义的pH灵敏度斜率(pHSS)为30°C每pH单位或者更 少；(b).将所述含水混合物注入到井筒中；c.使所述含水混合物在该持久 交联条件下胶凝。该交联剂是络合物，所述络合物包括第4族金属和第一 配体，所述第一配体选自氨基酸和膦酰基酸(phosphono acid),和其盐和衍 生物在实施方式中，该持久交联条件可包括起始温度小于60。C和pH为10 和0.5之间。pHSS优选为5。C每pH单位至25。C每pH单位。 一种实施方 式包括通过引入pH调节化合物来调节含水混合物的pH，从而控制在步骤 (c)中胶凝发生的温度。在实施方式中，第一配体具有2至40个碳原子，并且包括下式的a-氨基酸，和a-氨基酸衍生物，或a-氨基酸的盐:R2-其中R,和112独立地选自氢和任选地含有杂原子的烃基，或者一起可形 成任选地含有杂原子的取代的或者未取代的脂环族桥；R6是氢(形成铵基 团)或本文档来自技高网...

【技术保护点】
处理井筒穿透的地下地层的方法，包括以下步骤：　ａ．向含水混合物中混合可交联的、可水合的聚合物和延迟交联剂，其量可有效地获得能够在交联条件下形成持久性凝胶的含水混合物，所述交联条件包括起始温度为至少４０℃和对于８．５至１２．５的ｐＨ范围内的 至少一个ｐＨ单位范围内的ｐＨ灵敏度斜率为３０℃每ｐＨ单位或者更少，其中该交联剂包括络合物，所述络合物包括金属和第一配体，所述第一配体选自氨基酸和膦酰基酸和其盐和衍生物；　ｂ．将所述含水混合物注入到井筒中；　ｃ．使所述含水混合物在该持久交 联条件下胶凝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德雷米拉克扬，迈克尔D帕里斯，卡洛斯阿巴德，陈贻研，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]