本发明专利技术公开了适于在高温（２７５°Ｆ至３４０°Ｆ，１３５℃至１７１℃）下使用的压裂液或交联组合物，所述压裂液或交联组合物包含（ａ）含水液体，（ｂ）盐水，（ｃ）热稳定剂，（ｄ）足以提供小于９的ｐＨ的非延迟性碱性缓冲剂，（ｅ）有机酸，（ｆ）羟丙基瓜尔胶，和（ｇ）锆交联剂。所述组合物可在油田应用中用作压裂液，例如用于水力压裂地层，或选择性地堵塞地层中的渗透区或裂漏。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及基于锆的交联组合物以及它们在油田应用中的用途，诸如渗透区水力 压裂和堵塞。
技术介绍
被称为水力压裂的技术可使从地下井(地层)产出的石油和天然气增产，其中包 含悬浮支撑剂(例如砂石、矾土)的粘稠流体组合物(压裂液)经由诸如管道或套管等导管 以一定的流量和压力被引入到油井或天然气井中，所述压力可在含油或含气地层中产生、 重新打开和/或延长裂缝。支撑剂经由流体组合物被携带到裂缝中，并且防止地层在释压 后闭合。所述组合物的流体粘度限制流体组合物漏泄到地层中。流体粘度还使得支撑剂可 在压裂作业期间悬浮于所述组合物中。通常将交联剂诸如硼酸酯、钛酸酯或锆酸酯掺入到 所述流体组合物中以控制粘度。一般而言，油井被压裂后，在产量降至采收已变得不再经济之前，从该油井中仅可 开采出不足三分之一的可采油。提高从这样的地层采集的石油产量常常涉及尝试用驱动液 置换剩余原油，所述驱动液为例如气体、水、盐水、蒸汽、聚合物溶液、泡沫、或胶束溶液。理 想的是，此类技术(常被称为驱油技术)使得具有相当深度的石油层受迫成为生产井；然而 实践中常常并非如此。含油层通常是非均质的，其中一些部分的渗透性高于其他部分。因 此，沟槽频繁出现，使得驱动液优先流入到贫油的渗透区(被称为漏失层)，而不是流入到 使得采油作业有利可图的包含充足石油的那部分地区。由于漏失层而产生的采油困难可通过以下方式来克服在聚合物将交联以形成凝 胶的条件下，将有机聚合物和交联剂的水溶液注入到地层中，从而降低地层对驱动液(气 体、水等)的渗透性。与某些基于铝、钛、锆和硼的化合物交联的、基于多糖或基于部分水解 的聚丙烯酰胺的流体可用于这些驱油应用中。无论是用于压裂地层还是用于降低地层区域的渗透性，交联的流体或凝胶如今正 被用于各种温度和PH值条件下的更热和更深的井中，其中与已知交联组合物的交联速率 可能是不可接受的。可商购获得的三乙醇胺的锆配合物不会对所有有机聚合物均以适宜的速率交联， 例如过快交联，或者在高PH条件和/或约275° F(135°C)以及更高的温度下，它们不会在 交联流体中保持足够的粘度，导致粘度因剪切劣化而显著下降，所述粘度下降还会导致脱 砂。脱砂是指在流体到达断裂区之前，因交联流体缺乏粘度改善而造成的沙土(支撑物) 沉积在井筒底部的情况。美国专利4，801，389公开了可在高温(250° F至325° F，121°C至163°C )下使 用的由天然瓜耳胶组成的压裂液。使用碳酸氢盐将流体的PH控制在8至10，并且所述流体 还包含锆交联剂诸如乳酸锆、硫代硫酸钠、盐水(KC1)。使用碳酸氢盐呈现出可接受的粘度 (121°C (250° F)和nOsec—1下，粘度在1小时内为113cp)。相比之下，在相同条件下使用 碳酸钠呈现出较差的粘度(23cp)。美国专利6，737，386公开了包含天然瓜耳胶的压裂液，并且其具有250° F至 340° F(121°C至171°C)的温度。所述流体具有9至12的pH范围，并且包含锆交联剂、盐 水、硫代硫酸钠、缓冲剂和柠檬酸。在340° F和^sec-1剪切速率下，使用天然瓜耳胶，所 述压裂液持续4小时提供介于200至300cp之间的粘度。需要可在高温(彡275° F，135°C )下工作并且当使用羟丙基瓜尔胶时在这些温 度下可提供足够粘度的压裂液。HPG是可商购获得的可溶剂化多糖。与天然瓜耳胶相比， HPG更易溶于水中，这可最大程度地降低对地层的损伤。HPG还具有更快的水合率，这可最 大程度地降低溶解于水中时附聚物的形成。然而，当在一定条件下诸如在高温下使用锆交 联剂使HPG交联时，获得无法接受的低粘度。专利技术概述本专利技术提供了适于在高温下使用的压裂液或交联组合物，所述压裂液或交联组合 物包含(a)含水液体，(b)盐水，(C)热稳定剂，(d)足以提供小于9的PH的非延迟性碱性 缓冲剂，(e)有机酸，(f)羟丙基瓜尔胶，和(g)锆交联剂。pH优选为7. 5至8. 9，更优选8.0 至8. 9。所述缓冲剂优选为碳酸钠或碳酸钾。所述缓冲剂更优选为碳酸钠。所述压裂液尤 其适于在高温下使用，即在约275° F(135°C)或更高的温度下，例如在275至340° F(135 至171°C )温度下。本专利技术还提供了将本专利技术压裂液用于油田应用中的方法，例如用于水力压裂地层 中。本专利技术的压裂液还可用于堵塞地层中的渗透区或裂漏。专利技术详述本文中的商标和商品名以大写体表示。本专利技术提供了在高温井中使用的具有足够粘度的包含HPG的压裂液。此外，使足 够的粘度保持足以处理地层区域的时间。更具体地讲，本专利技术提供了压裂液或交联组合物， 其包含(a)含水液体，(b)盐水，(c)热稳定剂，(d)足以提供小于9的pH的非延迟性碱性 缓冲剂，(e)有机酸，(f)羟丙基瓜尔胶，和(g)锆交联剂。每种组分的含量足以在接触组分 后90分钟，在至少275° F(135°C )的温度下提供至少100厘泊(cp)的粘度。含水液体(a)通常选自水和含水醇。所述含水液体优选为水、含水甲醇或含水乙盐水(b)是指一种或多种组分，优选用作粘土稳定剂的盐。盐水包括例如盐酸和 氯化物盐诸如四甲基氯化铵(TMAC)、氯化钠或氯化钾。可使用盐水溶液，并且其包含例如按 所述压裂液的总重量计0. 5重量％至5. 0重量％的粘土稳定剂。所述盐水优选为四甲基氯 化铵或氯化钾。热稳定剂(C)包括例如甲醇、碱金属硫代硫酸盐和硫代硫酸铵。所述热稳定剂优 选为碱金属硫代硫酸盐，更优选为硫代硫酸钠。热稳定剂在所述压裂液中的浓度为所述压 裂液的总重量计为0. 1重量％至0. 5重量％，优选0. 2重量％至0. 4重量％的热稳定剂。所述压裂液包含有效量的pH缓冲剂(d)，以将pH控制在pH小于9，所述pH缓冲 剂为非延迟性碱性缓冲剂。所谓“非延迟性碱性缓冲剂”是指在加入到所述组合物中后不延 缓交联速率的缓冲剂。优选的缓冲剂是碳酸钠或碳酸钾，更优选碳酸钠。优选地PH为7. 5 至8. 9，更优选8. 0至8. 9。所述压裂液包含按所述压裂液的总重量计0. 05重量％至0. 2 重量％，优选0. 05重量％至0. 15重量％。4所述压裂液包含有机酸(e)。有机酸指定为羧酸。优选的有机酸是甲酸、乙酸、乳 酸和富马酸。所述酸优选为富马酸。所述压裂液包含按所述压裂液的总重量计0.01重量％ 至0. 15重量％，优选0. 02重量％至0. 1重量％，并且最优选0. 04重量％至0. 08重量％的 有机酸。所述压裂液包含可交联的有机聚合物(f)，其为羟丙基瓜尔胶(HPG)。所述压裂液 包含按所述压裂液的总重量计0. 2重量％至1. 0重量％，优选0. 4重量％至0. 7重量％的 HPG。所述压裂液包含锆交联剂(g)。所述锆交联剂是使聚合反应化合物能够形成三维 网络的含锆化合物。锆交联剂的实例包括锆_链烷醇胺配合物、锆_链烷醇胺_多元醇配 合物和锆_乳酸盐，包括钠盐、铵盐和链烷醇胺盐。锆-链烷醇胺配合物可通过四烷基锆酸酯与链烷醇胺的反应制得。锆_链烷醇 胺_多元醇配合物可通过四烷基锆酸酯与链烷醇胺以及适宜多元醇的反应制得。四烷基 锆酸酯通常由通式ττ (OR) 4表示，其中每个R独立地选自烷基，环烷基，烷芳基，本文档来自技高网...
【技术保护点】
包含（ａ）含水液体，（ｂ）盐水，（ｃ）热稳定剂，（ｄ）足以提供小于９的ｐＨ的非延迟性碱性缓冲剂，（ｅ）有机酸，（ｆ）羟丙基瓜尔胶，和（ｇ）锆交联剂的压裂液。
【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：游风祥，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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