CN102741374A - 用于减少水堵和凝析油的表面活性剂和摩阻减低聚合物以及相关方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

用于减少水堵和凝析油的表面活性剂和摩阻减低聚合物以及相关方法
发明背景
本发明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。
发明概述
本发明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。
根据本发明的一个方面，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，本发明提供了一种方法，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，本发明提供了一种方法，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，本发明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
这些附图图解了本发明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发明。
图1显示了将表面活性剂添加至本发明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发明的处理液中对摩阻减低的影响。
优选实施方式的描述
本发明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。
本发明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)之一是本发明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，也认为本发明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。本发明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。
根据本发明的实施方式，处理液一般包括水性基液和控制的润湿系统。本发明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，本发明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发明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发明的处理液中。
本发明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，本发明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
Figure BDA00001883947500041
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氧基化物、烷基酚乙氧基化物、失水山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧基化失水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基多聚葡糖苷、乙氧基化烷基胺、聚胺-乙氧基化二胺、烷基丙氧基化胺、脂肪醇、烷基酰胺单乙醇胺、烷基酰胺二乙醇胺、烷基二烷基胺氧化物、烷基酰胺、乙氧基化酰胺烷氧基化烷基酚、烷氧基化醇、多元醇、多元醇酯和其任何衍生物及其组合。
足够浓度的适当离子表面活性剂可存在于本发明的处理液中以提供期望的效果。包括在处理液中的阳离子或阴离子表面活性剂的量取决于许多因素，包括但不限于地下岩层的组成和孔隙度。在一些实施方式中，第一和第二表面活性剂可以以处理液的按体积计大约0.001%至大约3%范围内的量存在于本发明的处理液中。在一些实施方式中，第一和第二表面活性剂可以以处理液的按体积计大约0.01%至大约0.5%范围内的量存在。在本发明的某些实施方式中，在与形成本发明处理液所需的其它组分结合之前，可以以浓缩溶液提供第一表面活性剂、第二表面活性剂或第一和第二表面活性剂。
本发明的处理液可包括降低处理液内的能量损失的水溶性聚合物。在某些实施方式中，水溶性聚合物可起到摩阻减低聚合物的作用。例如，由于湍流的水性处理液和岩层之间的或井眼中的摩擦，将水性处理液引入至井眼后，摩阻减低聚合物可降低能量损失。适用于地下应用的任何摩阻减低聚合物可适用于本发明。在一个实施方式中，本发明的水性处理液可包括含有丙烯酰胺和离子共聚单体的摩阻减低聚合物。在一个实施方式中，摩阻减低聚合物可包括丙烯酰胺和丙烯酸。包括在本发明的处理液中的摩阻减低聚合物也可包括含有可以能够被交联的多糖的任何适合的聚合物，其包括但不限于定优胶(diutangum)、黄原胶以及包括半乳甘露聚糖的其它多糖、纤维素衍生物，其衍生物及其任何组合。其它适合的胶包括但不限于羟乙基瓜耳胶、羟丙基瓜耳胶、羧甲基瓜耳胶、羧甲基羟乙基瓜耳胶和羧甲基羟丙基瓜耳胶。适合的纤维素衍生物的实例包括羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素；其衍生物以及其组合。包括在本发明的处理液中的可交联聚合物可以是天然产生的、合成的或其组合。
通常地，本发明的摩阻减低聚合物可包括在用于地下处理的任何水性处理液中以降低摩擦力。这种地下处理包括但不限于增产措施(例如压裂处理、酸化处理、压裂酸化处理)和补救操作。本发明的摩阻减低聚合物可具有阴离子或阳离子性质。受益于本公开的本领域普通技术人员将能够了解可期望摩擦力降低的适合的地下处理。尽管本发明的摩阻减低剂可适用于各种水性处理液中，但是它们特别用于其中期望摩阻减低聚合物对于盐的敏感性降低的处理液。
本发明的摩阻减低聚合物可包括丙烯酰胺和离子单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、AMPS或DMEAMA。通常地，存在于本发明摩阻减低共聚物中的离子单体可以是最大化摩擦力降低同时最小化絮凝和不耐盐性的任何单体。在确定用于本发明的适合的离子单体中，可使用各种技术，其包括但不限于在干扰盐存在的情况下确定具体摩阻减低共聚物的回转半径。通常地，期望包括将给予共聚物较大回转半径的离子单体。认为，除了通常具有大于1,500,000原子质量单位(“amu”)的分子量以外，摩阻减低剂具备大的回转半径。相对于完全由丙烯酰胺组成的那些聚合物，认为包括在本发明摩阻减低剂中的离子共聚单体通过静电排斥增加回转半径。基于各种因素，包括摩擦力降低的期望水平和絮凝性能，受益于本公开的本领域普通技术人员将能够选择适当的离子共聚单体以包括在本发明的摩阻减低共聚物中。
可基于许多因素，包括期望的摩擦力降低、絮凝性能等确定包括在本发明摩阻减低共聚物中的丙烯酰胺和离子共聚单体的量。通常地，丙烯酰胺可以以按重量计大约60%至大约95%范围内的量存在于本发明的摩阻减低共聚物中，并且离子共聚单体可以以按重量计大约5%至大约40%范围内的量存在于本发明的摩阻减低共聚物中。
本发明的摩阻减低聚合物应当具有足以提供期望水平的摩擦力降低的分子量。通常地，可需要具有较高分子量的摩阻减低共聚物以提供期望水平的摩擦力降低。例如，在一些实施方式中，摩阻减低共聚物的重均分子量可以在大约1,500,000至大约20,000,000的范围内，如使用特性粘数、光散射或凝胶渗透色谱法确定的。本领域普通技术人员将了解具有在列出范围外的分子量的摩阻减低共聚物仍可在水性处理液中提供一些程度的摩擦力降低。
本发明的水溶性聚合物应当以足以提供期望的摩擦力降低的量包括在本发明的水性处理液中。在一些实施方式中，本发明的摩阻减低聚合物可以以处理液的按重量计大约0.01%至大约3%范围内的量存在。在一些实施方式中，本发明的水溶性聚合物可以以处理液的按重量计大约0.05%至大约0.3%范围内的量存在。
可根据各种方法中的任一种如油包水乳液或水连续分散体输送适用于本发明的摩阻减低聚合物。在一个实施方式中，可以以粉末形式添加适合的摩阻减低聚合物。受益于本公开的本领域普通技术人员将了解合成并提供适合的摩阻减低聚合物的适当方法。
增容剂可包括在本发明的处理液中以防止控制的润湿系统的组分之间的不期望相互作用，该相互作用导致它们从处理液中沉淀出来以及它们不能有效地沉积在岩层表面上。用于本发明中的适合的增容剂包括能够发挥这种功能的任何类型的增容剂。在某些实施方式中，增容剂可以是非离子和/或两性离子表面活性剂。适合的非离子表面活性剂的实例包括但不限于烷基乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、失水山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧基化失水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基多聚葡糖苷、乙氧基化烷基胺、聚胺-乙氧基化二胺、烷基丙氧基化胺、脂肪醇、烷基酰胺单乙醇胺、烷基酰胺二乙醇胺、烷基二烷基胺氧化物、烷基酰胺、乙氧基化酰胺烷氧基化烷基酚、烷氧基化醇、多元醇、多元醇酯和其任何衍生物及其组合。在一个实施方式中，增容剂可以是两性表面活性剂。适合的两性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。
足够浓度的增容剂可存在于本发明的处理液中以提供期望的作用。包括在处理液中的非离子表面活性剂的量取决于许多因素，其包括但不限于地下岩层的组成和孔隙度。在一些实施方式中，增容剂可以以处理液的按体积计大约0.001%至大约3%范围内的量存在于本发明的处理液中。在一些实施方式中，第一和第二表面活性剂可以以处理液的按体积计大约0.01%至大约0.5%范围内的量存在。在本发明的某些实施方式中，在与形成本发明处理液所需的其它组分结合之前，增容剂可以以浓缩溶液提供。在本发明的某些实施方式中，可以以与表面活性剂相同的浓度添加增容剂。
取决于处理液的用途，在一些实施方式中，任选地，将其它添加剂包括在本发明的处理液中。这种添加剂的实例可包括但不限于防垢剂、防蚀剂、杀生物剂、RPM、颗粒、破乳剂以及其任何组合。受益于本公开的本领域普通技术人员将了解什么时候这种任选的添加剂应当包括在用于本发明的处理液中，以及包括的那些添加剂的适当量。
本发明的处理液可包括颗粒，如支撑剂颗粒或砾石颗粒。例如，当砾石充填层将在井眼的至少部分中形成或支撑剂充填层将在地下岩层中的一个或多个裂缝中形成时，这种颗粒可包括在本发明的处理液中。适用于本发明的颗粒可包括适用于地下操作的任何材料。这些颗粒的适合材料包括但不限于砂、铁铝氧石、陶瓷材料、玻璃材料、聚合物材料、
Figure BDA00001883947500081
(聚四氟乙烯)材料、坚果壳碎块、包括坚果壳碎块的固化树脂颗粒、种子壳碎块、包括种子壳碎块的固化树脂颗粒、水果核碎块、包括水果核碎块的固化树脂颗粒、木材、复合颗粒及其组合。适合的复合颗粒可包括粘合剂和填充剂材料，其中适合的填充剂材料包括二氧化硅、氧化铝、热解碳、炭黑、石墨、云母、二氧化钛、正硅酸盐、硅酸钙、高岭土、滑石、氧化锆、硼、粉煤灰、中空玻璃微球体、实心玻璃及其组合。平均颗粒尺寸通常可在美国分级筛的大约2目至大约400目的范围内；但是，在某些情况中，其它平均颗粒尺寸可以是期望的并且将完全适于本发明的实践。在具体的实施方式中，优选的平均颗粒尺寸分布范围是6/12、8/16、12/20、16/30、20/40、30/50、40/60、40/70或50/70目中的一个或多个。应当理解，用于本公开的术语“颗粒”包括所有已知形状的材料，其包括基本上球形的材料、纤维材料、多边形材料(如立方体材料)以及其混合物。再者，可以或可以不用于承担封闭裂缝的压力的纤维材料可包括在本发明的某些实施方式中。在某些实施方式中，包括在本发明的处理液中的颗粒可以用本领域普通技术人员已知的任何适合的树脂或增粘剂涂覆。在某些实施方式中，颗粒可以以处理液的按体积计大约0.5磅每加仑(“ppg”)至大约30ppg范围内的量存在于本发明的处理液中。
杀生物剂可包括在本发明的处理液中以降低流体的生物负荷，以避免将不期望水平的细菌引入至地下岩层。杀生物剂的适合实例可包括氧化杀生物剂和非氧化杀生物剂。氧化杀生物剂的实例包括但不限于次氯酸钠、次氯酸、氯、溴、二氧化氯和过氧化氢。非氧化杀生物剂的实例包括但不限于醛、季铵类、异噻唑啉(isothiazoline)、氨基甲酸酯、季
Figure BDA00001883947500091
化合物和卤化化合物。确定哪种杀生物剂将被用于具体应用的因素可包括但不限于成本、性能、与处理液的其它组分的相容性、杀灭时间(kill time)以及环境相容性。受益于本公开的本领域技术人员将能够选择用于具体应用的适合的杀生物剂。
本发明的方法的实施方式包括将处理液引入至地下岩层，其中处理液包括水性基液和控制的润湿系统，所述控制的润湿系统包括具有电荷的表面活性剂、具有相反电荷的水溶性聚合物、和增容剂。本发明的处理液和方法可用于在地下岩层中进行的其它操作。这种操作包括但不限于钻井作业、套管钻进操作、压裂操作、井眼修井操作、高粘清屑泥浆、微调操作、砾石充填操作、压裂填充操作、酸化操作、增产操作以及其任何结合。例如，可期望在用于压裂或酸化的流体中包括离子表面活性剂和水溶性聚合物，以提高岩层的湿润性并减少可侵入采出区域的水堵和/或凝析油。受益于本公开的本领域普通技术人员将了解其中可使用本发明处理液的适合操作。
在某些实施方式中，本发明的处理液可用于地下岩层中的压裂操作。在这些实施方式中，本发明的处理液可在足够的液压下泵送至穿透地下岩层的井眼内以在地下岩层中形成或增大一个或多个裂隙或“裂缝”。如本文使用的术语“增大”地下岩层中一个或多个裂缝被定义为包括地下岩层中一个或多个天然或先前形成的裂缝的延伸或扩大。任选地，用于这些实施方式中的本发明的处理液可包括可在裂缝中沉积的常常被称为“支撑剂颗粒”的颗粒。支撑剂颗粒可起到防止液压释放后一个或多个裂缝完全闭合、形成流体通过其可流动至井眼的传导通道等作用。在形成至少一个裂缝并且支撑剂颗粒基本上在适当的位置后，本发明的处理液的粘度可降低(例如，通过破胶剂的使用，或允许随着时间自然降低)以使它被回收。
在某些实施方式中，本发明的处理液可用于酸化和/或酸压裂操作中。在这些实施方式中，部分地下岩层与包括一种或多种有机酸(或其盐)和一种或多种无机酸(或其盐)的本发明的处理液接触，这些酸与地下岩层相互作用以在岩层中形成“空隙”(例如裂隙、裂缝、酸蚀孔洞等)。完成酸化作用后，本发明的处理液(或其一些部分)可回收至地表。地下岩层中保留的空隙可增强岩层的渗透性和/或增加随后流体可从岩层中采出的速度，等等。在某些实施方式中，本发明的处理液可在足以在地下岩层内形成或增大一个或多个裂缝的压力下或高于该压力下被引入至地下岩层。在其它实施方式中，本发明的处理液可在足以在地下岩层内形成或增大一个或多个裂缝的压力以下被引入至地下岩层。
在一个实施方式中，本发明提供了方法，其包括包含以下步骤的方法：提供包括水性基液、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的压裂液；以及在足以在地下岩层中形成或增大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部分中。
在一个实施方式中，本发明提供了方法，其包括包含以下步骤的方法：提供包括水性基液、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的压裂液；在足以在其中形成或增大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部分中。
为了促进本发明的更好理解，给出了优选实施方式的下列实施例。下列实施例决不应当被理解为限制或限定本发明的范围。
实施例
测试了Arquad HTL 8(阳离子表面活性剂)、FR-46(摩阻减低剂)与Tween 80(增容剂)之间的相互作用。结果显示可通过添加增容剂和盐使阳离子表面活性剂的溶液与摩阻减低剂相容。结果在表1中显示。
Figure BDA00001883947500111
使用包含摩阻减低剂、表面活性剂和增容剂的上述聚合物溶液进行摩擦力降低测试。用于测量摩擦力降低(FR)的设备由罐(~161)组成，从罐开始，低剪切螺杆泵(Moyno 2L6)使流体在大约10米总长的管子周围循环。该正位移泵比管子中的实验流体产生更低的剪切。管子的直径是1.25厘米。2.4米长管子上的压降通过Honeywell压力传感器测量。聚合物溶液从灌注器被注入至管子，灌注器位于离罐入口的15厘米处。
通过最初在选择的速度下泵送水性基液大约一分钟运行FR实验以确定基液的压降并且将该值与水的值比较。因为一些盐溶液比水更粘，初始FR表现为稍微负的值。在1.2分钟后，聚合物溶液通过气动压力被注入至管子中并且记录2.4长管子上的压差。FR通过等式1计算：
%FR=100×(ΔΡs-ΔΡΡ)/ΔΡs    (等式1)
其中ΔΡs是溶剂在2.4m管子长度上的压降，并且ΔΡp是归因于聚合物溶液的压降。以丙烯酰胺/丙烯酸共聚物(FR-66，可从俄克拉何马州邓肯市Halliburton Energy Services,Inc.得到)作为摩阻减低剂、Arquad HTL 8作为阳离子表面活性剂和Tween 80作为非离子表面活性剂增容剂进行摩擦力降低实验。
在图1中显示了以溶解于1%NaCl中的FR-66(1加仑/1,000加仑溶液)获得的摩擦力降低。最初仅以1%NaCl——即在引入FR-66之前——获得0%FR，随后在大约1.5分钟后增加至大约70%。当阳离子表面活性剂(1加仑/1,000加仑溶液的Arquad HTL8)被注入至系统中时，这又持续大约另外4分钟，由于一些FR-66被表面活性剂沉淀，导致FR降低至0%。当阳离子表面活性剂和增容剂被加入至聚合物溶液中时，摩擦力降低效果是相同的，显示出流体组分之间的良好相容性。
在图2中，对于仅在1%NaCl中的FR-66(在1加仑/1,000加仑溶液)测量FR，显示了FR再次达到大约70%并且在28加仑/分钟的速度下泵送时在16分钟后逐渐降低至大约50%。运行其中阳离子表面活性剂与增容的非离子表面活性剂的混合物的第二个实验，Tween80也存在于1%NaCl溶液中。在该情况中，关于仅在1%NaCl中的FR-66(每1,000加仑的溶液在1加仑)获得同样水平的FR，相比而言，在没有增容的非离子表面活性剂的情况下使用阳离子表面活性剂时FR明显降低。当添加阳离子表面活性剂而没有增容剂时，破坏了摩擦力降低作用，表明增容剂对于维持流体组分相容是必需的。
因此，本发明很好地适于获得提及的目标和优势以及其中是固有的那些目标和优势。以上公开的具体实施方式仅是例证性的，因为本发明可被改变并且以获得本文教导益处的本领域技术人员清楚的不同但等同的方式实践。再者，除了权利要求书中所述的，未意图对本文显示的构造或设计的细节进行限制。因此，明显地，以上公开的具体例证性实施方式可被改变或修改并且所有这种变化被认为在本发明的范围内。尽管就“包括”、“包含”或“含有”各种组分或步骤而言描述了组合物和方法，但是组合物和方法也可“基本上由各组分和步骤组成”或“由各组分和步骤组成”。以上公开的所有数字和范围可变化一些量。只要具有下限和上限的数字范围被公开，那么落入该范围内的任何数字和任何包括的范围被具体公开。具体地，本文公开的值的每个范围(其形式为“从大约a至大约b”，或等价地，“从大约a至b”，或等价地，“大约a-b”)应当被理解为阐述了包括在值的更宽范围内的每个数字和范围。同样地，权利要求中的术语具有其简单、普遍的含义，除非专利权人另外明确地和清楚地限定。再者，如权利要求中使用的不定冠词“一个”或“一种”在本文中被限定为意指一个(一种)或多于一个(一种)的其介绍的要素。如果本说明书中的词或术语的使用与可通过引用并入本文的一个或多个专利或其它文献存在任何矛盾，应当采用与本说明书一致的定义。

Claims (22)

1.一种方法，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
将所述处理液引入至地下岩层。
2.权利要求1所述的方法，其中所述水溶性聚合物作为摩阻减低聚合物存在，其选自丙烯酰胺和离子共聚单体、定优胶、黄原胶、半乳甘露聚糖、纤维素衍生物、羟乙基瓜耳胶、羟丙基瓜耳胶、羧甲基瓜耳胶、羧甲基羟乙基瓜耳胶、羧甲基羟丙基瓜耳胶、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素和其任何衍生物以及其组合。
3.权利要求1或2所述的方法，其中所述水溶性聚合物以所述处理液的按重量计大约0.01%至大约3%的量存在。
4.权利要求1、2或3所述的方法，其中所述水性基液包括选自淡水、咸水、盐水、海水及其任何组合的流体。
5.权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述水性基液以所述处理液的按体积计大约75%至大约99.9%范围内的量存在。
6.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述摩阻减低聚合物包括交联聚合物。
7.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述摩阻减低聚合物以所述处理液的按重量计大约0.01%至大约3%的量存在。
8.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述表面活性剂选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及其任何组合。
9.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述表面活性剂以所述处理液的按体积计大约0.001%至大约3%的量存在。
10.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述增容剂选自烷基乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、失水山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧基化失水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基多聚葡糖苷、乙氧基化烷基胺、聚胺-乙氧基化二胺、烷基丙氧基化胺、脂肪醇、烷基酰胺单乙醇胺、烷基酰胺二乙醇胺、烷基二烷基胺氧化物、烷基酰胺、乙氧基化酰胺烷氧基化烷基酚、烷氧基化醇、多元醇、多元醇酯、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、卵磷脂及其任何组合。
11.根据任何前述权利要求所述的方法其中所述增容剂以所述处理液的按体积计大约0.001%至大约3%的量存在。
12.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述处理液进一步包括其它添加剂，其选自防垢剂、防蚀剂、杀生物剂、RPM、颗粒、破乳剂及其任何组合。
13.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述处理液包括压裂液；并且所述水溶性聚合物包括
摩阻减低聚合物；
并且其中所述处理液在足以在地下岩层中形成或增大至少一个或多个裂缝的速度和压力下被引入至所述地下岩层的至少部分中。
14.权利要求13所述的方法，其中所述水性基液包括选自淡水、咸水、盐水、海水及其任何组合的流体。
15.权利要求13或14所述的方法，其中所述水性基液以所述处理液的大约5%至大约99%范围内的量存在。
16.权利要求13、14或15所述的方法，其中所述摩阻减低聚合物选自丙烯酰胺和离子共聚单体、定优胶、黄原胶、半乳甘露聚糖、纤维素衍生物、羟乙基瓜耳胶、羟丙基瓜耳胶、羧甲基瓜耳胶、羧甲基羟乙基瓜耳胶、羧甲基羟丙基瓜耳胶、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素及其任何组合。
17.权利要求13、14、15或16所述的方法，其中所述摩阻减低聚合物以所述处理液的按重量计大约0.01%至大约3%的量存在。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其中所述表面活性剂选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及其任何组合。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法，其中所述表面活性剂以所述处理液的按重量计大约0.001%至大约3%的量存在。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中所述增容剂选自烷基乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、失水山梨糖醇脂肪酸酯、乙氧基化失水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基多聚葡糖苷、乙氧基化烷基胺、聚胺-乙氧基化二胺、烷基丙氧基化胺、脂肪醇、烷基酰胺单乙醇胺、烷基酰胺二乙醇胺、烷基二烷基胺氧化物、烷基酰胺、乙氧基化酰胺烷氧基化烷基酚、烷氧基化醇、多元醇、多元醇酯、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、卵磷脂及其任何组合。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的方法，其中所述增容剂以所述处理液的按重量计大约0.001%至大约3%的量存在。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中所述地下岩层是低渗透性地下岩层。
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