改进的处理液和方法，其用于包括处理低渗透性页岩地层的地下操作中。在一个实施方式中，方法包括：提供包括水性基液和控制的润湿系统的处理液，所述控制的润湿系统包括：具有电荷的水溶性聚合物、具有相反电荷的表面活性剂、和增容剂；以及将处理液引入至地下岩层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及可用于地下操作的流体，并且更具体地涉及包括表面活性剂和水溶性聚合物的处理液，以及采用这种处理液处理低渗透性页岩地层的使用方法。 水性处理液可用于各种地下处理中。这种处理包括但不限于，增产操作和完井操作。如本文使用，术语“处理”或“正在处理”指与期望作用相关和/或为了期望目的使用流体的任何地下操作。术语“处理”或“正在处理”不意味着流体的任何具体活动。利用水性处理液的地下处理的实例是水力压裂。通过在足以在地层上施加足够压力以在其中形成和延伸裂缝的速度下将压裂液引入至岩层中可形成裂缝。固体裂缝支撑剂材料如砂可悬浮在压裂液中，以使在将压裂液引入至地层中并且在其中形成和延伸裂缝后，支撑剂材料可被携带至裂缝中并在其中沉积。这种处理可防止当已经停止压裂液的引入时裂缝由于地下力而闭合。在水性处理液置入井眼的过程中，由于湍流中的处理液与岩层和/或置于井眼内的管材(例如，管子、盘管等)之间的摩擦，可损失大量能量。由于这些能量损失，额外的马力是必需的以完成期望的处理。为了降低这些能量损失，水溶性聚合物已经被包括在水性处理液中作为摩阻减低聚合物。如本文使用，术语“摩阻减低聚合物”指降低由于湍流中的水性流体与管材(例如管子、盘管等)和/或岩层之间的摩擦引起的摩擦损失的聚合物。几种常规的表面活性剂也已经被用于处理液中尝试减轻岩层内的水堵和油堵。含有亲水基团和疏水基团的表面活性剂与处理液等混合以降低流体的表面张力，以便促进排液并减轻由水堵或凝析油引起的地层损害。除了降低表面张力以外，表面活性剂也可改变岩层湿润性。这是由于地下岩层中流动通道内流体的毛细管压力的降低引起，这种毛细管压力的降低可通过改变接触角等实现，以使排液过程能够非常容易做到并且烃可以以较少阻力流动。阳离子、阴离子和两性离子表面活性剂可用于增强烃的采出。尽管这些表面活性剂已经被成功使用，但是存在缺点。在一些情况中，摩阻减低聚合物与使用的离子表面活性剂不相容。最常用的摩阻减低聚合物是基于丙烯酰胺的阴离子聚合物。认为，这种摩阻减低聚合物的离子性质可引起这些聚合物与阳离子或带正电的表面活性剂相互作用，并且从而形成沉淀。如本文使用的术语“沉淀”指在液体中凝结的颗粒块。产生的沉淀是不期望的，因为沉淀可促进团块的形成等等，团块可能阻塞泵、过滤器、地表设备并且可能堵塞裂缝。同样地，通过吸附至岩层内的裂缝面上，沉淀也可降低岩层中的流体渗流强度，对随后从井眼中采出烃产生影响。再者，沉淀的摩阻减低聚合物可导致较高的摩擦压力，其引起增加的压裂成本。此外，由于不能被适当地吸附至岩石表面，沉淀的表面活性剂可降低流体的毛细管压力，从而使得烃采收更加困难。专利技术概述本专利技术涉及可用于地下操作的流体，并且更具体地涉及包括表面活性剂和水溶性聚合物的处理液，以及采用这种处理液处理低渗透性页岩地层的使用方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，其包括提供含有水性基液和控制的润湿系统的处理液，所述控制的润湿系统包括具有电荷的水溶性聚合物、具有相反电荷的表面活性剂、和增容剂；以及将处理液引入至地下岩层。在另一方面，本专利技术提供了一种方法，其包括提供含有水性基液和控制的润湿系统的压裂液，所述控制的润湿系统包括具有电荷的摩阻减低聚合物、具有相反电荷的表面活性剂和增容剂；以及在足以形成或增大地下岩层中至少一个或多个裂缝的速度和压力下将压裂液引入至地下岩层的至少一部分中。在另一方面，本专利技术提供了一种方法，其包括提供含有水性基液和控制的润湿系统的压裂液，所述控制的润湿系统包括具有电荷的摩阻减低聚合物、具有相反电荷的表面活性剂和增容剂；以及在足以形成或增大其中至少一个或多个裂缝的速度和压力下将压裂液引入至低渗透性地下岩层的至少一部分中。在阅读随后的优选实施方式的描述后，本专利技术的其它特征和优势对于本领域技术人员将是容易明白的。 附图简述这些附解了本专利技术的一些实施方式的某些方面，并且不应当用于限制或限定本专利技术。图I显示了将表面活性剂添加至本专利技术的处理液中对摩阻减低的影响。图2显示了将增容剂添加至本专利技术的处理液中对摩阻减低的影响。优选实施方式的描述本专利技术涉及可用于地下操作的流体，并且更具体地涉及包含表面活性剂和水溶性聚合物的处理液，以及采用这种处理液处理低渗透性页岩地层的使用方法。本专利技术的组合物和相关方法的许多优势(仅仅其中一些在本文提到)之一是本专利技术的处理液可通过减少岩层处理部分中的水堵、油堵和/或凝析油的发生提高油和/或气产量。不被理论限制，在引入至岩层后，表面活性剂和水溶性聚合物被认为吸附至岩层的处理部分中的岩石表面上。吸附后，认为表面活性剂可增加岩层中水与岩石表面之间的接触角。例如，接触角可从小于90°增加至更接近90°的角。这可直接地(或间接地)导致岩层的孔中流体内的降低的毛细管压力。降低的毛细管压力可导致增加的水-流速。如将理解的，提高的水-流速应当使得存在的水堵减少以及水堵的岩层减少。再者，也认为本专利技术的处理液可用于清除存在的水堵、油堵或凝析油堵塞的补救方法中。本专利技术的另一优势是维护其中离子表面活性剂和和水溶性聚合物保持相容并且不从溶液中沉淀出来的控制的润湿系统的能力。在具有摩阻减低剂的溶液中维持控制的润湿系统的组分的能力允许烃的更好采出。根据本专利技术的实施方式，处理液一般包括水性基液和控制的润湿系统。本专利技术的控制的润湿系统包括具有电荷的水溶性聚合物、具有相反电荷的表面活性剂、和增容剂。例如，本专利技术处理液的实施方式的水性基液可以是包含水性组分的任何流体。适合的水性组分包括但不限于淡水、咸水、盐水(例如饱和或不饱和的咸水)、海水、塘水(pond water)及其任意组合。通常地，水性组分可以是来自任何来源。适合的水性基液可包括水沫。受益于本公开的本领域普通技术人员将了解用于本专利技术的处理液和方法中的适合的水性基液。在一些实施方式中，水性基液可以以处理液的大约75%至大约99. 9%范围内的量存在于本专利技术的处理液中。本专利技术的表面活性剂可以是可发挥期望作用的任何适合的表面活性剂。在某些实施方式中，本专利技术的表面活性剂可以是阳离子的、阴离子的、非离子的或两性离子的。阳离子表面活性剂的实例包括但不限于烷基季铵化合物、溴化烷基三烷基铵、氯化二烷基二乙基铵、烷基咪唑啉、聚乙氧基化氯化烷基铵、氯化烷基二甲基苄基铵、氯化烷基吡啶偷、五甲基氯化烷基二铵和其任何衍生物及其组合。术语“衍生物”包括由列出的化合物中的一种制备的任何化合物，例如，通过将列出的化合物中的一个原子以另一个原子或原子基团取代，在列出的化合物中重新排列两个或多个原子，电离列出的化合物中的一种，或形成列出的化合物中的一种的盐。阴离子表面活性剂的实例包括但不限于烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基芳基硫酸盐、烯属磺酸酯、脂肪酸盐、脂肪酸酯磺酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基醚磷酸盐、磷酸烷基酯、烷醇乙氧基化磷酸酯、烷基酚乙氧基化磷酸盐、苯酚乙氧基化磷酸盐、烷基醚羧酸二烷基磺基琥珀酸盐、全氟链烷酸、烷基肌氨酸钠和其任何衍生物及其组合。 两性离子表面活性剂的实例包括但不限于烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基亚胺二丙酸二钠、烷基两性二乙酸二钠、烷基两性羟丙基磺酸钠、烷基酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、卵磷脂和其任何衍生物及其组合。非离子表面活性剂的实例包括但不限于烷基乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：I·D·罗伯，J·E·布莱恩特，R·D·瑞克曼，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：
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