修井流体制造技术

本申请公开了一种修井流体，其利用包含如下物质的组分来配制：减摩剂、能够形成粘弹性凝胶的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和含水底物，所述减摩剂具有选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元。本申请还公开制备所述修井流体的方法以及在井中使用所述修井流体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及修井流体，更特别地，涉及包含粘弹性凝胶和减摩剂的修井流体。
技术介绍
水力压裂是在例如油、气、煤层甲烷和地热井中用于提高源自地下地层中的流体产量的普通刺激技术。在典型的水力压裂处理操作中，在高压和高速率下将增粘的压裂流体泵送入井筒中，透过地下地层以在地层中引发并扩散水力压裂。然后在随后阶段中，典型地将含有称作支撑剂的微粒物质如级配砂、陶瓷颗粒、矾土或树脂包覆的砂的增粘压裂流体泵送入产生的破裂中。所述支撑剂沉积入所述破裂中，形成可透过的支撑剂包。一旦完成所述处理，所述破裂在所述支撑剂包上封闭，这保持所述破裂并为烃和/或其它地层流体提供流动通道以流入井筒中。 压裂流体通常是含有凝胶化试剂的水基流体，所述凝胶化试剂为例如吸收水并在经历水合作用时形成凝胶的聚合材料。所述凝胶化试剂用于提高压裂流体的粘度。增大的粘度提供大量优势，其中包括提高流体的破裂扩展能力和使得压裂流体能够悬浮并承载有效量的支撑剂。使用减摩剂但通常不使用增粘剂的滑溜水压裂流体的用途，在工业中是熟知的。用于滑溜水破裂刺激的大部分减摩剂是在矿物油乳液中的高分子量聚丙烯酰胺。然而，在典型用于滑溜水压裂流体中的减摩剂的浓度即典型为约O. 5gpt^2gpt的浓度下，据认为，乳液中的矿物油和聚丙烯酰胺能够造成聚合物饼残余物的累积，能够对井地层造成损害。鉴于此，有时将破碎剂引入滑溜水压裂流体中以降低聚合物链的大小，由此潜在地降低破裂和地层的损害。利用粘弹性表面活性剂(VES)凝胶化的含水压裂流体在本领域内也是已知的。VES凝胶化的流体已经广泛用作压裂流体，因为其展示了优异的流变性能且对产生的地层的损害比交联的聚合物流体更小。VES流体是不累积饼的流体，由此留下较少或不会潜在地损害聚合物饼残余物。然而，粘弹性表面活性剂凝胶在高泵速下不会降低摩擦，因为在高剪切速率下凝胶的胶束结构遭到破坏。保持凝胶的期望粘度具有优势，例如有效降低由井设备与支撑剂之家的磨蚀造成的腐蚀。所述腐蚀或磨蚀能够对受到高流速支撑剂撞击的泵设备和/或井管造成损害。此夕卜，通常用于高温、高关闭井中的陶瓷支撑剂能够具有高密度和磨蚀性，这能够恶化该问题。常规聚丙烯酰胺乳液减摩剂也难以添加至冷水压裂流体中，在冷水中水合需要更长的时间段，或使用另外的表面活性剂和/或加热以在期望的时间框架内进行水合。此外，常规的聚丙烯酰胺减摩剂在与盐一起使用时通常不具有相容性，因此不适合与硬水、盐水或产生的水(由井产生的并通常具有高浓度的总溶解固体或盐的水)一起使用。由此，需要能够降低或消除上述问题中的一个或多个问题的改进的修井流体。专利技术概述本专利技术的实施方案涉及修井流体。利用包含减摩剂、能够形成粘弹性凝胶的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和含水底物的组分配制所述修井流体，所述减摩剂具有选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元。本专利技术的另一个实施方案涉及制备用于添加至修井流体中的预共混组合物的方法。所述方法包括将减摩剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和含水底物进行共混，所述减摩剂具有选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元。所述共混在足以形成包含溶解在其中的减摩剂的水基凝胶的条件下发生。本专利技术的另一个实施方案涉及预共混物。利用包含减摩剂、能够形成粘弹性凝胶的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和含水底物的组分配制所述预共混物，所述减摩剂具有选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元。可将所述修井流体带入所述井筒中。本专利技术的还另一个实施方案涉及修井的方法。所述方法包括在足以形成包含溶解在其中的减摩剂的水基凝胶的条件下通过将减摩剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性 剂和含水底物进行共混以形成水基凝胶来形成修井流体，所述减摩剂具有选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元。已经发现，通过对本申请的粘弹性凝胶使用聚丙烯酰胺减摩剂，能够实现一个或多个如下优势相对于单独粘弹性凝胶的摩擦，降低了由本申请聚丙烯酰胺形成的粘弹性凝胶的摩擦；与已知的压裂流体相比降低了减摩剂在压裂流体中的量，同时仍实现了期望的摩擦下降；形成预共混物溶液的能力；形成与淡水以及盐水和产生的水相容的修井流体；以及保持修井流体期望粘度的能力以使腐蚀或磨蚀最小化。附图简述图f 14显示了数据的图，如同在本申请中所述的实例中所更全面描述的。尽管本申请容许有各种改变和替代形式，但具体实施方案利用附图中的实例进行了显示并在本文中将进行更详细地描述。然而，应理解，不能将本申请限制为所公开的特殊形式。相反，意图覆盖落在由附属权利要求书所限定的本申请的主旨和范围内的所有变化、等价物和替代。专利技术详述本申请涉及用于例如天然气、地热、煤层甲烷或油田井筒中的修井流体。利用包含聚合物减摩剂、能够形成粘弹性凝胶的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和含水底物的组分配制所述修井流体，所述聚合物减摩剂具有选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元。任选地，能够向所述流体中添加支撑剂。减摩剂所述减摩剂能够为包含选自丙烯酰胺基团、丙烯酸酯基团、磺基和马来酸基团中的至少一种聚合物单元的任意一种合适聚合物，所述丙烯酸酯基能够包括得自丙烯酸或其盐或其酯的聚合物单元。合适的减摩剂的实例包括阴离子、阳离子和非离子聚丙烯酰胺；阴离子、阳离子和非离子聚丙烯酸酯；丙烯酰胺和丙烯酸酯的阴离子、阳离子和非离子共聚物；阴离子、阳离子和非离子丙烯酸/磺酸共聚物；阴离子、阳离子和非离子马来酸均聚物；以及阴离子、阳离子和非离子马来酸/丙烯酸共聚物。在本领域中已知的一种这样的商购获得的减摩剂是商品名为A]_X:OMER 110RD的部分水解的聚丙烯酰胺(PHPA)，其实际为丙烯酸钠和丙烯酰胺的共聚物，且可得自Ciba SpecialtyChemicals Corporation。另一种商购获得的聚合物减摩剂是得自Ciba的MAGNAFIOC 156，其为作为自由流动的微珠供应的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂。另外其它的实例包括由Ciba作为液体分散液供应的阳离子聚丙烯酰胺，ZEETAG 7888;和由SNF Inc.出售的产品名为FLOSPERSE 的分散剂，包括丙烯酸均聚物如FLOSPERSE 9000,9500,10000,15000 ;丙烯酰胺/丙烯酸共聚物如 FLOSPERSE 4000C ;丙烯酸 / 磺酸共聚物如 FLOSPERSE 9000SL 或 FLOSPERSE 9000SH ;马来酸均聚物如FLOSPERSE PMA 2A或FLOSPERSE PMA3 ;马来酸/丙烯酸共聚物如 FLOSPERSE 10030CM ；以及丙烯酸 / 丙烯酸酯如 FLOSPERSE 3040CH。所述减摩剂能够为能够溶于含水粘弹性凝胶中的任意一种合适形式，包括干燥和液体两种形式，如粉末和液体乳液。已经发现，干燥粉末具有某些优势，包括易于被含水凝胶溶解以形成预共混物。此外，干燥粉末形式能够减少引入地层如矿物油或通常用于液体乳液中的其它载体油中的不期望成分的量。在实施方案中，修井流体不包括载体油，例如矿物油。基于全部修井流体，减摩剂的浓度本文档来自技高网...

【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：D·V·S·古普塔，J·费拉罗，K·卡威泽尔，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：
国别省市：