CN103797019B - 控制聚合物组合物解聚的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制或抑制聚合物组合物在杀生物剂处理过程中的解聚速率的方法,以及该方法在油田和工业应用中的用途。还公开了用于制备粘度稳定的应用流体的方法,该应用流体包含对减少细菌计数有效的量的杀生物剂,并且公开了能够减少应用流体中的细菌计数同时能够维持该流体的粘度的添加剂组合物。还公开了用于制备具有改善的减摩性质的含杀生物剂的应用流体的方法,以及相关的组合物。

Description

控制聚合物组合物解聚的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年5月9日提交的美国临时申请No.61/518,642以及于2011年8月9日提交的美国临时申请No.61/574,774的优先权,这两件申请的内容均通过引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及控制或抑制聚合物和聚合物组合物的解聚的方法,特别是涉及控制或抑制工业应用和油井应用中的聚合物组合物的解聚的方法,以及制备粘度稳定的(visco-stable)应用流体的方法。
背景技术
工业应用中(例如,钻井液如压裂液或注水系统中)的细菌污染是引起问题的根源之一。例如,油田、注入水或工业应用(在这些应用中,水取自池塘或者类似的水源)中的微生物可包括铁氧化菌、硫酸盐还原菌、粘液形成菌、硫化物氧化菌、酵母和霉菌、以及原生动物。
有些工业用流体的配方中包含天然或合成的聚合物,这样的流体为细菌种群提供了食物来源。细菌的生长可导致油藏中的原油酸化,这是因为无机硫酸盐化合物会被某些细菌还原为硫化物。细菌代谢可产生有害产物,例如硫化氢,其除了是有毒气体之外,还可导致泥浆聚合物分解、形成会引起问题的固体(如硫化铁)、和/或对钻井管或钻井设备产生腐蚀作用。
美国专利No.3,240,737讨论了在充氧体系中,利用亚铁盐和三价铁离子螯合剂使聚丙烯酰胺和其他水溶性聚合物降解。Magallanes等人的美国专利No.6,884,884讨论了聚合物的解聚,特别是多糖的解聚。
发明内容
在杀生物剂处理(biocide treatment)过程中,使用杀生物剂来处理水以及杀灭细菌或者大多数细菌。在水源来自于池塘、湖泊、矿井或油井采出水等情况下,杀生物剂处理是特别重要的。可以使用多种杀生物剂(诸如戊二醛、四羟甲基硫酸鏻("THPS")等)来杀灭这类水源中存在的细菌。
当将THPS作为杀生物剂用于诸如压裂液或滑溜水液(slickwater fluid)等有氧油田应用流体(aerobic oilfield application fluid)中时,公认存在的问题是:在环境温度下流体粘度会显著下降。
“油田应用流体”是指在石油的加工、提取或处理中用到的任意流体,通常为油井处理液、盘管液(coiled tubing fluid)、钻井液、完井液、压裂液、增产液(stimulationfluid)、或滑溜水液、防砂液、灌浆过程/操作用流体、压裂矿井液(fracturing pitfluid)、注水液、驱油液(flooding fluid)(包括:例如在改进型采油(IOR)中使用的聚合物驱或强化采油(EOR)中使用的聚合物驱)或者被引入到地下地层中并(直接或间接地)用于采收烃类的任意其他流体。所述流体可以采用任意种方式引入,通常通过压裂设备、钻井设备、盘管设备、灌浆设备或注水装置引入。
类似地,所述应用流体可包括工业用流体,其可以是例如在水净化、加热和冷却、造纸、金属加工、制浆、储藏、以及清洁和漂洗过程中所用的体系等。
通常,油井处理液包含多糖(其主要为瓜尔胶或瓜尔胶衍生物)或其他的聚合物(如聚丙烯酰胺)。希望使用THPS作为杀生物剂并且还保持处理液的粘度。
还希望能够控制工业应用中的聚合物组合物的解聚,所述聚合物组合物包括多糖组合物,所述工业应用包括但不限于:油田、油井、滑溜水、纸加工、水处理和其他的工业应用。根据应用,解聚(分子量降低)本身表现为粘度的降低或减摩性(friction reduction)的降低。在诸如水力压裂等某些油田应用中的聚合物的主要目的是保持一定水平的粘度,以承载裂缝中的支撑剂(如砂)。在其他应用(如滑溜水压裂)中,聚合物的主要目的是:在以非常高的流速打入井眼的同时提供显著降低的摩擦力。还希望能够控制包含有效量的杀生物剂的含水组合物的粘度。
一方面,本发明为一种通过向应用流体中加入解聚抑制剂来控制或抑制包含杀生物剂和聚合物的应用流体中的聚合物(通常为瓜尔胶或聚丙烯酰胺)的解聚速率的方法。在一些实施方案中,所述杀生物剂为THMP或THP盐。应当理解的是,解聚抑制剂和抑制剂可互换使用。
一方面,本发明为一种制备粘度稳定的应用流体的方法,所述应用流体通常为油井处理液,该方法包括:使聚合物(通常为瓜尔胶或聚丙烯酰胺)与解聚抑制剂和有效量的THPS或三羟甲基膦(THMP)或四羟甲基鏻盐(THP盐)(通常为含水混合物的形式)接触。在一个实施方案中,THPS或THMP或THP盐的有效量是等于或大于约20ppm,在一个实施方案中是等于或大于约25ppm,在进一步的实施方案中是等于或大于约35ppm,在另外的实施方案中是等于或大于约50ppm,在一些实施方案中是等于或大于约65ppm,在其他的实施方案中是等于或大于约75ppm,在其他的实施方案中是等于或大于约100ppm,在其他的实施方案中是等于或大于15ppm,在其他的实施方案中,所述THPS或THMP或THP盐的有效量为大于约1000ppm,而在另外的实施方案中为大于约10,000ppm。虽然在下列一些方面/实施方案中提及了THPS,但是应当理解的是,也可以用THMP或THP盐来代替THPS。也应当理解的是,THMP、THP盐和THPS可互换使用。
在一个实施方案中,所述杀生物剂是THMP或THP盐,在另外的实施方案中其是四羟甲基硫酸鏻(THPS)。
通常,本文所述的解聚抑制剂是任何这样的物质:其在使用浓度下为水溶性的,其不会降低所存在的一种或多种杀生物剂的效能,以及在被加入到含有或最终含有聚合物和THPS的应用流体中时,会导致形成粘度稳定的或基本上粘度稳定的体系。
在另一个实施方案中,本文所述的解聚抑制剂是任何这样的物质:其在使用浓度下为水溶性的,其不会降低所存在的一种或多种杀生物剂的效能。当被加入到含有或最终含有聚合物和THPS的应用流体中时,相对于不含所述解聚抑制剂的应用流体,该解聚抑制剂能够保持或提高应用流体的减摩性。杀生物剂被用于滑溜水应用中以防止细菌生长,但是有可能会使聚合物降解而改变流体的物理性质,例如粘度和减摩性。
在一个实施方案中,所述解聚抑制剂可选自于适当的自由基抑制剂和/或抗氧化剂。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂包括:氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽、多酚、维生素A或者它们的组合。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂包括:氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或者它们的任意组合。在一个实施方案中,所述解聚抑制剂为抗坏血酸或异抗坏血酸。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂为氢醌。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂为醌。在此所述的解聚抑制剂为这样一种化合物或一组化合物:其即使在存在或连续存在并暴露于氧气时,也能够抑制或控制解聚。换言之,所述应用流体可连续暴露在含氧环境(例如,空气)中。
一方面,本文所述的是用于控制或抑制在含杀生物剂的应用流体中的聚合物的解聚速率的方法,该方法包括以下步骤:使应用流体与有效量的解聚抑制剂接触,所述应用流体包含聚合物和可选包含的附加的添加剂。
已知THPS与亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和硫代硫酸盐基除氧剂是不相容的。美国专利文献US2010/0218950描述了能与除氧剂相容的杀生物剂的选择,所述除氧剂例如为基于亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和硫代亚硫酸盐类可溶性盐的那些。这样的除氧剂与基于THPS、羟甲基鏻的杀生物剂是不相容的。这些除氧剂被加入到油井增产液中,以使添加剂因氧化而受损的程度最小化,并减少井下高温条件下的设备腐蚀。
通过本文所述的解聚抑制剂所实现的有氧型解聚保护不需要使用除氧剂。但是它可以与一种或多种除氧剂联合使用。
另一方面,本文所述的是在制备油田应用流体时,控制聚合物在杀生物剂处理过程中的解聚速率的方法,该方法包括:(i)使解聚抑制剂与含水溶液接触,以形成含水混合物,其中所述抑制剂的存在量为约0.01ppm至约1000ppm;(ii)使对减少所述含水混合物中的细菌计数有效的量的THP盐与所述含水混合物接触;以及(iii)使所得的混合物与聚合物接触。在一些实施方案中,步骤(i)包括:基于应用流体或THP盐的总重量,使其量为小于约10重量%(wt%)的解聚抑制剂与含水溶液接触,以形成含水混合物,基于应用流体或THP盐的总重量,解聚抑制剂的量通常分别为小于7wt%,更典型为小于5wt%。在其他实施方案中,步骤(i)包括:基于应用流体或THP盐的总重量,使其量为小于约2wt%的解聚抑制剂与含水溶液接触,以形成含水混合物,解聚抑制剂的量通常为小于约1wt%,更典型地为小于约0.7wt%,甚至更典型地为小于约0.5wt%。在其他的实施方案中,步骤(i)包括:基于应用流体或THP盐的总重量,使其量为小于约0.3wt%的解聚抑制剂与含水溶液接触,以形成含水混合物,解聚抑制剂的量通常为小于约0.2wt%,更通常为小于约0.1wt%。
在一个实施方案中,THP盐对减少含水混合物中的细菌计数或降低细菌活性有效的量为大于约15ppm或20ppm或25ppm或50ppm或75ppm或100ppm或150ppm或250ppm。
另一方面,本文所述的是用于控制或抑制应用流体中的解聚速率的方法,所述方法包括以下步骤:使解聚抑制剂、杀生物剂和聚合物接触。所得的应用流体是粘度稳定的。在一个代表性的实施方案中,可以以任意顺序加入这些组分,只要在杀生物剂与聚合物接触之前或同时使解聚抑制剂与所述聚合物接触即可。在一个实施方案中,可以以任意顺序加入这些组分,只要应用流体保持粘度稳定即可。例如,可以配制解聚抑制剂/杀生物剂(干的或含水的)混合物,之后使该混合物与聚合物接触。作为另一个例子,可以配制解聚抑制剂/聚合物混合物(干的、半干的或水相的),之后使该混合物与杀生物剂接触。聚合物可以已经成为应用流体的一部分。在其他的实施方案中,当聚合物与解聚抑制剂/杀生物剂混合物接触时,所述聚合物可以为干的、半干的或为分散相,然后将所得的混合物加入到应用流体中。
在一个实施方案中,THP盐对减少应用流体中的细菌计数有效的量为大于约50ppm,解聚抑制剂的存在量介于约0.01ppm和约500ppm之间,或者介于约0.1ppm和约500ppm之间,或者介于约0.1ppm和约400ppm之间,或者介于约0.2ppm和约200ppm之间。在另一个实施方案中,THP盐对减少含水混合物中的细菌计数有效的量为大于约75ppm,其中基于THP盐的总重量,解聚抑制剂的存在量为介于约0.01wt%和5wt%之间。在另一个实施方案中,THP盐对减少含水混合物中的细菌计数有效的量为大于约100ppm,其中基于THP盐的总重量,解聚抑制剂的存在量为介于约0.1wt%和约5wt%之间。
另一方面,本文所述的是井眼处理流体,其包含含水介质、THP盐、聚合物和解聚抑制剂,其中所述井眼处理流体是粘度稳定的。
术语“粘度稳定”是指在某压力和温度下,含水聚合物组合物或应用流体的粘度在经过预定时间之后可保持在基本恒定的水平,在一个实施方案中,它是指经过所述预定时间之后的粘度(Vt)不低于初始粘度(Vi)的45%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的55%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的65%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的70%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的75%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的80%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的85%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的90%,在其他的实施方案中不低于初始粘度的95%。所述预定时间可以变化,但是在一些实施方案中所述预定时间为1分钟、5分钟、15分钟和30分钟,在其他的实施方案中为60分钟,在其他的实施方案中为1小时,在其他的实施方案中为2小时,在其他的实施方案中为4小时,在其他的实施方案中为24小时,在其他的实施方案中为4天,或超过5天。典型的温度范围为75°F至500°F。在另一个实施方案中,温度范围为约100°F至400°F。在另一个实施方案中,温度范围为约150°F至约400°F。压力范围可介于约15psi(每平方英寸的压力)至约25,000psi(每平方英寸的压力)之间。在典型的实施方案中,压力可最高达20,000psi。在其他的实施方案中,压力可最高达15,000psi。
附图简要说明
图1示出了说明解聚抑制剂对THPS和聚丙烯酰胺的混合物的效果的表格。
具体实施方式
如本文所用,术语“烷基”是指饱和或不饱和的直链、支链、或环状烃基,包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、正己基和环己基。
在油田应用中,天然聚合物(如瓜尔胶或瓜尔胶衍生物)以及合成聚合物(主要为聚丙烯酰胺和含有聚丙烯酰胺的共聚物)被用于各种应用中,例如滑溜水压裂、改进型采油(IOR)聚合物驱、强化采油(EOR)聚合物驱、压裂、钻井、固井等。在诸如滑溜水压裂、压裂等应用中,有时需要使聚合物在短时间段(例如,30分钟至24小时,或更长的时间)内保持粘度,之后降解。其他时候,需要使聚合物在长时间段(例如,超过约2天,或者在其他的实施方案中超过3天,或者在其他的实施方案中超过4天,或者在进一步的实施方案中超过5天)内保持粘度。
应当理解的是,本发明可用于各种其他应用以及工业应用中,包括但不限于:水处理应用,例如工艺用水(例如造浆和造纸、有氧水体系、水压试验用水)。如本文所用的术语“应用流体”包括油田用流体以及工业用流体。特别是,本发明适合用于细菌能够增殖和/或希望或需要控制粘度的体系或工艺中。
已经观察到,在含有聚合物(例如,合成或天然聚合物)的应用流体中,杀生物剂(特别是四羟甲基硫酸鏻(THPS)、三羟甲基膦(THMP)或四羟甲基鏻盐(THP盐))的增加会导致该流体的粘度下降。
例如,当聚丙烯酰胺或聚丙烯酰胺-丙烯酸共聚物的溶液与低水平(50-1000ppm)的四羟甲基硫酸鏻(THPS)混合时,表现出粘度降低以及相应的分子量减小。粘度通常与分子量(例如,Mw)有关系,较低的Mw对应于较低的粘度,相比而言,较高的Mw表现出较高的相对粘度。解聚分子量分析示于表3中。在采用这些应用流体的典型温度(包括室温)下可发生解聚。
在诸如油田压裂之类的工业应用中,控制或抑制解聚速率的能力是合乎需要的,其中希望在特定时间段内具有高粘度,而在之后则需要使粘度降低。这种能力对于油田中的滑溜水压裂应用也是有用的,其中,利用高分子量聚合物(例如,聚丙烯酰胺)的高减摩性是非常重要的。这种控制或抑制解聚以及由此控制或抑制应用流体的粘度损失的能力对于油田和油井处理应用而言是非常有用的。
在诸如含有杀生物剂的滑溜水应用之类的工业应用中,控制或抑制解聚速率的能力是合乎需要的,因为(作为减摩剂的高分子量聚合物的)解聚与减摩性的损失相关。特别是在滑溜水应用中,如上所述,高减摩性是非常重要的。但是,有些杀生物剂(例如THPS)似乎对滑溜水应用流体具有不利的作用,导致该流体的减摩性受到损失。因此,含THPS基杀生物剂的滑溜水应用流体通常比不含THPS基杀生物剂的滑溜水应用具有更低的减摩性。
减摩性通常描述为摩擦减少百分比(%摩擦减少量),并且定义为:与仅泵送溶剂(例如,水)时的摩擦相比,泵送应用流体(例如,包含聚合物(如减摩聚合物)和其他添加剂)时的摩擦下降(即压降)的比率。
因此,控制或抑制解聚从而保持含杀生物剂的滑溜水应用流体的减摩性的能力对于含杀生物剂的滑溜水应用而言是有利的。相对于不含解聚抑制剂的含杀生物剂的滑溜水应用流体,保持提高的减摩性也是有利的。
在一个实施方案中,用于确定具有如本文所述的解聚抑制剂的应用流体(例如滑溜水应用流体)与不含所述解聚抑制剂的应用流体相比减摩性提高的一种测试方法如下:将特定量(例如,20升)的不含杀生物剂(例如,THPS)并且不含解聚抑制剂(例如,氢醌、抗坏血酸或异抗坏血酸)的应用流体填充至环路。启动泵并建立特定的流速,记录温度。使环路持续运行一段时间(例如,一至五分钟)以建立基线压差并确保没有压差异常情况存在。在该段时间的末尾(例如,一分钟)时,将杀生物剂缓慢加入到循环槽中。在运行全程中每隔一段时间间隔就记录一次含有杀生物剂的应用流体的压差。流速应当保持恒定,环路的流速必须连续且快速地返回到其原始的流速。运行结束后,通过水循环来清洗所述环路,并通过再次测量压差来加以确认。然后进行第二次运行,其中,在建立基线压差的时间段的末尾(例如,一分钟)时,将杀生物剂和解聚抑制剂缓慢地加入到循环槽中,尽量保持流速恒定。然后,在所述第二次运行全程期间,每隔一段时间间隔就记录一次含有杀生物剂和解聚抑制剂的应用流体的压差。然后评价第一次运行和第二次运行这二者之间的压差的差异。
在另一个实施方案中,所述聚合物为瓜尔胶或瓜尔胶衍生物。当瓜尔胶或瓜尔胶衍生物与低水平(10-1000ppm)的四羟甲基硫酸鏻(THPS)混合时,表现出应用流体的粘度下降以及相应的分子量减小。当杀生物剂的量为—水中的杀生物剂大于25ppm时,上述现象通常很明显。在一些实施方案中,当杀生物剂的量为—水中的杀生物剂大于50ppm时,观察到粘度下降。在一些实施方案中,当杀生物剂的量为—水中的杀生物剂大于75ppm时,观察到粘度下降。
在一个实施方案中,所述杀生物剂是THPS或THMP或THP盐。在一个具体的实施方案中,所述THP盐是四羟甲基硫酸鏻(THPS)。或者,所述THP盐可以是四羟甲基氯化鏻、四羟甲基磷酸鏻、四羟甲基溴化鏻、四羟甲基碳酸鏻、四羟甲基醋酸鏻、四羟甲基柠檬酸鏻、四羟甲基甲酸鏻、四羟甲基乳酸鏻、四羟甲基硼酸鏻或任何可接受的盐。所述盐典型地为硫酸盐、氯化物或磷酸盐。但是可以使用任何水溶性盐,包括亚磷酸盐、溴化物、氟化物、碳酸盐、醋酸盐、甲酸盐、柠檬酸盐、硼酸盐或硅酸盐。
在另一个实施方案中,所述杀生物剂是含有与各磷原子相连的一个或多个羟烷基的膦化合物或鏻化合物。含磷化合物可含有一个磷原子并且可以具有化学式[HORPR'nOm]yXx,其中,n为2或3;m为0或1,使得(n+m)=2或3;x为0或1,使得(n+x)=2或4;y等于X的化合价;R为具有1至4个(典型地为具有1个)碳原子的亚烷基,羟基连接在1、2、3或4号碳原子上;各R'可以相同或不同,并且表示烷基或烯基,其通常具有1-4个碳原子,或者各R'更常见地为具有化学式HOR-的基团,其中R如上所定义;X为阴离子,使得该含磷化合物为水溶性的。所述(-ROH)基团可以为1-或2-羟烷基,例如,羟甲基、1-或2-羟乙基、1-或2-羟丙基、或者1-或2-羟丁基;通常至少一个R'为ROH,但是可以为(例如)甲基、乙基、丙基、异丙基、或正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基。X可为一价阴离子,例如氯离子、或溴离子、或有机羧酸根(例如链烷羧酸根,典型地为具有2-5个碳原子的链烷羧酸根,如醋酸根)、亚硫酸氢根、或硫酸氢根、或有机磺酸根(如甲基硫酸根,或苯磺酸根、甲苯磺酸根或二甲苯磺酸根)、或磷酸二氢根;或二价阴离子(例如硫酸根、或亚硫酸根、或35磷酸一氢根);或三价基团(例如磷酸根、或含有两个或更多个羧基的有机羧酸根(如柠檬酸根)。所述含磷化合物也可以为氧化膦。
可供选择的方式是,所述含磷化合物可以含有两个或更多个磷原子,只要该含磷化合物的水溶性程度达到在25℃下浓度为至少0.5g/1即可。该含磷化合物通常在每个磷原子上含有至少一个羟烷基,并且典型地为在每个磷原子上含有至少两个羟烷基。该羟烷基的化学式典型地为ROH,其中R如上所定义。将磷原子连接在一起的一个或多个基团的化学式可以为-R-、-R-O-、-R-O-R-或-R-NH-R或-R-R"-R-,其中R如上所定义,R'为从二酰胺或多酰胺、或二胺或多胺(例如尿素、双氰胺、硫脲或胍)上除去两个与氮相连的氢原子而形成的残基。这类在每个磷原子上具有两个或更多个(例如3个)羟烷基的化合物可以通过下述方式形成:使具有3个或4个连接至一个磷原子上的羟烷基的化合物(例如,具有化学式[HORPR'nOm]yXx)自缩合,或者使其与化学式为R"2的化合物(如尿素)缩合。所述缩合可通过在40-120℃下加热而进行。代表性地,所述含磷化合物只含有一个磷原子以及3或4个羟烷基(特别是羟甲基)。这种化合物可通过膦与醛50(通常为甲醛)或酮在无机酸(通常为盐酸、硫酸或磷酸)的存在下进行反应而制得。根据比例,所得产物可以为三羟烷基膦或四羟烷基鏻盐。
杀生物剂的具体例子包括但应当理解为不限于:作为代表性例子的四羟甲基硫酸鏻、四羟甲基氯化鏻、四羟甲基磷酸鏻、和三羟甲基氧化膦,以及十二烷基三羟甲基氯化鏻或油烯基三羟甲基硫酸鏻。在一个实施方案中,所述杀生物剂为来自于上述杀生物剂列表或本文所述的杀生物剂中的两种或更多种杀生物剂的混合物。
在可供替代的实施方案中,杀生物剂包括具有化学式(I)的烷基取代的鏻化合物和/或具有化学式(II)的烷基取代的膦:
其中:X为阴离子;n为由m代表的X的化合价;各个A可以相同或不同,并且选自于OH、OR、SO3R、PO3R2、COOH、COOR、SO3H、PO3H2、CH2COOH、取代的烷基、芳基和取代的氨基;各R以及在各A基团中的各R(如果存在的话)独立地选自于氢、C1至C20的烷基、芳基、取代的烷基或芳基、羧基或羧酸酯;其中各CR2基团可以相同或不同。
X选自于氯根、硫酸根、磷酸根、醋酸根或溴根。
在另一个实施方案中,所述杀生物剂包含选自于以下的化合物:
季铵化合物,包括但不限于:十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、苯扎氯铵、二癸基二甲基氯化铵和烷基二甲基苄基氯化铵;
聚合季铵化合物,例如聚氧乙烯(二甲基亚氨基)亚乙基二氯化物,等等;
聚合双胍盐酸盐,例如聚六亚甲基双胍盐酸盐、十二烷基胍盐酸盐,等等;
三羟甲基硝基甲烷;
4,4-二甲基噁唑烷;
苯氧丙醇;
苯氧乙醇;
乙二醛;
丙烯醛;
醛,包括但不限于甲醛、戊二醛;
三嗪,例如,1,3,5-三(2-羟乙基)-1,3,5-六氢三嗪,等等;
季鏻化合物,例如,三丁基十四烷基氯化鏻和十四烷基三丁基氯化鏻,等等;
2-溴-4-羟基苯乙酮;
氨基甲酸盐,例如,N-二甲基二硫代氨基甲酸钠、乙烯基双二硫代氨基甲酸二钠,等等;
特丁津(tertbuthylazine);
四氯-2,4,6-氰基-3-苄腈;
噻唑和异噻唑衍生物,包括但不限于:2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-3(2H)-异噻唑酮和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮,等等;
具有活化的卤素基团的化合物,例如2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇和2,2-二溴-3-氰基丙酰胺,等等;
双氯甲基砜;
亚甲基双硫氰酸盐;和/或
对甲苯磺酰氯胺钠,例如苯磺酰胺与N-氯-4-甲基钠盐,等等;
二氯三嗪三酮钠脱水物(sodium dichloro triazinetrione dehydrate),例如1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮1,3-二氯钠盐,等等;和/或
氯酰胺(chloroamide)。
所述流体通常为油田应用流体,例如压裂液,但是可以包括使用了多糖的任意流体,包括但不限于滑溜水和压裂液。已经观察到,向流体中加入THPM或THP盐会降低pH。
由此,已经意外地发现,当在有氧条件下在酸性pH下将聚合物(例如聚丙烯酰胺)与THPS一起使用时,会发生快速解聚。(但是还应当理解的是,在其他的实施方案中,可以使用除THPS之外的其他杀生物剂,包括本文所述的任意杀生物剂。)当加入解聚抑制剂(例如抗坏血酸或氢醌)时,解聚受到控制或停止。适当的解聚抑制剂包括但不限于醌、氢醌、抗坏血酸、异抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽、多酚或它们的组合。
能用于本发明的聚合物包括天然聚合物(例如,多糖)、天然聚合物的衍生物、合成聚合物、生物聚合物等、或它们的任意混合物。
在一个实施方案中,所述聚合物为合成聚合物。合成聚合物包括但不限于聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸烷基酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、葡聚糖、羧基烷基醚、任意前述物质的衍生物或共聚物。
本发明的聚合物可以为共聚物。本发明可利用可聚合的反应性单体来形成聚合物或共聚物。所述共聚物可以为嵌段共聚物,其包括但不限于二嵌段共聚物、三嵌段共聚物、梳型共聚物或无规嵌段共聚物。
所述共聚物可以由嵌段、线型骨架、侧链、微凝胶或星型结构的接枝或分支、微凝胶或星型结构的核、或者具有不同浓度的不同单体单元的聚合链部分组成。因此,所述聚合物可包括、但是应当理解为不限于下述结构:(1)包括至少两个嵌段(A部分和B部分)的嵌段共聚物,A部分对应于一个嵌段,B部分对应于另一个嵌段;(2)具有骨架和侧链的梳型共聚物或接枝共聚物,其具有对应于骨架的A部分和对应于侧链的B部分,或者具有对应于骨架的B部分和对应于侧链的A部分;(3)星型共聚物或微凝胶共聚物或凝胶化胶束共聚物,其包括聚合核或非聚合核、以及外周聚合链,其中部分A和部分B中的一者对应于所述核,而另一者对应于所述外周聚合链。
在一个实施方案中,所述共聚物为嵌段共聚物。嵌段共聚物是指包含至少两个连接到一起的不同嵌段(嵌段A和嵌段B)的共聚物。所述嵌段共聚物为序列聚合物(sequencedpolymer),例如为二嵌段共聚物或三嵌段共聚物。嵌段也可以为无规聚合物。线性序列嵌段共聚物的例子为:(嵌段A)-(嵌段B)二嵌段共聚物、(嵌段A)-(嵌段B)-(嵌段A)三嵌段共聚物、和(嵌段B)-(嵌段A)-(嵌段B)三嵌段共聚物。线性聚合物是指线性均聚物、或线性无规共聚物,其与嵌段共聚物相对。
嵌段或部分通常是由其包含的重复单元来定义的。嵌段或部分可以为包含来源于多种单体的多种重复单元的共聚物。因此,嵌段或部分A、以及嵌段或部分B可以是来源于不同单体的不同聚合物,但是它们可包含一些共同的重复单元(共聚物)。
来源于单体的单元的例子(例如部分A中的单元,如嵌段A;或者部分B中的单元,如嵌段B)包括来源于以下单体(但是应当理解为不限于此)的单元:
-α-烯键式不饱和(典型地为单α-烯键式不饱和的)一元羧酸的烷基酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、以及丙烯酸2-乙基-己酯、甲基丙烯酸2-乙基-己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯,
-叔羧酸乙烯酯(vinyl versatate),
-丙烯腈,
-乙烯腈,
-乙烯胺酰胺,
-乙烯基芳香族化合物,例如苯乙烯,
-环氧乙烷,
-乙烯醇,
-乙烯基吡咯烷酮,
-丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,
-聚氧化乙烯(甲基)丙烯酸酯(如聚乙氧基化(甲基)丙烯酸),
-α-烯键式不饱和(典型地为单α-烯键式不饱和的)一元羧酸的羟烷基酯,例如丙烯酸2-羟乙酯,
-α-烯键式不饱和(典型地为单α-烯键式不饱和的)一元羧酸的羟烷基酰胺,
-(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二叔丁氨基乙酯、二甲氨基甲基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺,
-环乙亚胺、乙烯胺、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶,
-氯化三甲铵乙基(甲基)丙烯酸酯(trimethylammonium ethyl(meth)acrylatechloride)、甲基硫酸三甲铵乙基(甲基)丙烯酸酯(trimethylammonium ethyl(meth)acrylate methyl sulphate)、氯化苄基二甲基铵乙基(甲基)丙烯酸酯(dimethylammoniumethyl(meth)acrylate benzyl chloride)、氯化4-苯甲酰苄基二甲基铵乙基丙烯酸酯(4-benzoylbenzyl dimethylammonium ethyl acrylate chloride)、氯化三甲铵乙基(甲基)丙烯酰胺(也称为2-(丙烯酰氧)乙基三甲基氯化铵,TMAEAMS)、甲基硫酸三甲铵乙基(甲基)丙烯酸酯(也称为甲基硫酸2-(丙烯酰氧)乙基三甲铵,TMAEAMS)、氯化三甲铵丙基(甲基)丙烯酰胺(trimethyl ammonium propyl(meth)acrylamido chloride)、乙烯基苯甲基三甲基氯化铵,
-二烯丙基二甲基氯化铵,
-环氧乙烷、环氧丙烷,
-乙烯基磺酸、乙烯基磺酸盐,
-乙烯基苯磺酸、乙烯基苯磺酸盐,
-α-丙烯酰胺基甲基丙磺酸、α-丙烯酰胺基甲基丙磺酸盐,
-甲基丙烯酸2-磺基乙酯,甲基丙烯酸2-磺基乙酯的盐,
-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐,
-苯乙烯磺酸盐(SS),
-乙二醇、甘油,
-(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、氨基烷基(甲基)丙烯酰胺,
-含有至少一个仲胺官能团、叔胺官能团或季胺官能团的单体,或包含含有氮原子、乙烯胺或环乙亚胺的杂环基团的单体,
-二烯丙基二烷基铵盐、它们的混合物、它们的盐、以及由其衍生的大分子单体,
-(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二叔丁氨基乙酯、二甲氨基甲基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺,以及
-环乙亚胺、乙烯胺、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶。
在一个实施方案中,所述聚合物为任意适合的多糖聚合物或多糖聚合物衍生物,代表性地为水溶性的或水分散性的聚合物。多糖聚合物或多糖聚合物衍生物的例子包括但不限于:瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、刺槐豆胶、刺槐豆胶衍生物、黄原胶、黄原胶衍生物;以及其他多糖聚合物或多糖聚合物衍生物,例如其他半乳甘露聚糖聚合物或衍生物,例如:肉桂胶或阳离子肉桂胶或肉桂胶衍生物、或他拉胶(tara gum)。在另一个实施方案中,所述多糖包含支链淀粉和支链淀粉衍生物、木质纤维素;木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡聚糖(glucan)、木糖葡聚糖(xyloglucan)和其他植物细胞壁半纤维素;果胶、菊粉、魔芋胶、韦兰胶(welan gum)和琥珀酰聚糖(succinoglycan)、胞外多糖、果聚糖、短醒霉多糖、甘露聚糖、梅兰糖(mellan)和右旋糖苷(dextran);以及它们的混合物。在一个实施方案中,所述聚合物为瓜尔胶。在另一个实施方案中,所述聚合物为衍生的瓜尔胶。在另一个实施方案中,所述聚合物为聚丙烯酰胺。
用于本发明的纤维素醚包括羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、水溶性乙基羟乙基纤维素(EHEC)、羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)、羟丙基羟乙基纤维素(HPHEC)、甲基纤维素(MC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、羧甲基甲基纤维素(CMMC)、疏水改性羧甲基纤维素(HMCMC)、疏水改性羟乙基纤维素(HMHEC)、疏水改性羟丙基纤维素(HMHPC)、疏水改性乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、疏水改性羧甲基羟乙基纤维素(HMCMHEC)、疏水改性羟丙基羟乙基纤维素(HMHPHEC)、疏水改性甲基纤维素(HMMC)、疏水改性甲基羟丙基纤维素(HMMHPC)、疏水改性甲基羟乙基纤维素(HMMHEC)、疏水改性羧甲基甲基纤维素(HMCMMC)、阳离子羟乙基纤维素(阳离子HEC)和阳离子疏水改性羟乙基纤维素(阳离子HMHEC)。代表性的纤维素醚是羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。
用于本发明的瓜尔胶衍生物包括羧甲基瓜尔胶(CM瓜尔胶)、羟乙基瓜尔胶(HE瓜尔胶)、羟丙基瓜尔胶(HP瓜尔胶)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHP瓜尔胶)、阳离子瓜尔胶、疏水改性瓜尔胶(HM瓜尔胶)、疏水改性羧甲基瓜尔胶(HMCM瓜尔胶)、疏水改性羟乙基瓜尔胶(HMHE瓜尔胶)、疏水改性羟丙基瓜尔胶(HMHP瓜尔胶)、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶(阳离子HMHP瓜尔胶)、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶(HMCMHP瓜尔胶)和疏水改性阳离子瓜尔胶(HM阳离子瓜尔胶)。
可提及的例子包括:阳离子多糖衍生物,例如瓜尔胶或纤维素衍生物。可使用被疏水基团官能化的阳离子聚合物,该疏水基团任选地含有羟基。这些疏水基团通过醚键连接到聚合物主链上。在疏水改性或非疏水改性的阳离子瓜尔胶的情况下,阳离子基团为具有三个基团的季铵基,这三个基团可以相同或不同,选自于氢、烷基。其反荷离子为卤素,例如为氯。
在所述阳离子瓜尔胶衍生物中,可提及的是瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵(由Rhodia Chimie公司销售的Jaguar C13S、C14S或C17,Jaguar Excel和Jaguar C2000)或羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵(由Rhodia销售的Jaguar C162)。在所述阳离子纤维素衍生物中,可使用氯化三甲基铵-3-丙基纤维素聚(1,2-氧乙烷二基)-2-羟基醚(trimethylammonium-3-propyl cellulose poly(1,2-oxyethanediyl)-2-hydroxy etherchloride)或聚季铵盐-10,例如由Amerchol公司销售的聚合物JR400(INPI名称:PQ10)。也可以使用非离子多糖衍生物,例如羟丙基瓜尔胶。
在阳离子多糖衍生物的情况下,羟烷基化的程度(摩尔取代度或MS)典型地为介于0和2之间。在一个实施方案中,羟烷基化的程度(摩尔取代度或MS)为介于0和1.2之间。阳离子化的程度(取代程度或DS)可介于0.01和0.6之间。在另一个实施方案中,取代程度或DS可介于0.01和2之间。
根据本发明聚合物的可能的聚合程度和所需的聚合程度,本发明聚合物的重均分子量典型地为1,000g/mol至10,000,000g/mol,更典型地为约10,000g/mol至约10,000,000g/mol。在一个实施方案中,本发明聚合物的重均分子量为10,000至2,000,000道尔顿。在另一个实施方案中,本发明聚合物的重均分子量为2,000,000至4,000,000道尔顿。在另一个实施方案中,本发明聚合物的重均分子量为3,000,000至7,000,000道尔顿。
本发明的共聚物可通过任意合适的方法而获得,例如,可通过以下方式获得:自由基聚合(受控或非受控)、或开环聚合(包括阴离子或阳离子聚合)、或阴离子或阳离子聚合、或聚合物的化学改性。被称为“活性的”或“受控的”自由基聚合是代表性的。可通过多种方法来制备嵌段聚合物。
本发明的任何聚合物(例如多糖或合成的聚合物)可以按应用流体重量的约0.01%至50%的量存在于应用流体中,典型地为应用流体重量的约0.1%至20%,更典型地为应用流体重量的约0.1%至10%,最典型的为应用流体重量的约0.1%至5%。
虽然杀生物剂典型地为THPS、THMP或THP盐,但是可以使用其他杀生物剂,其可单独使用或者与THPS、THMP或THP盐组合使用,所述其他杀生物剂包括但不限于:戊二醛、异噻唑啉、戊二醛/季铵化合物混合物、季胺、四氢3,5-二甲基-1,3,5-噻二嗪烷-2-硫酮(tetrahydro3,5-dimethyl-1,3,5-thiadiazinane-2-thione)、次氨基丙酰胺、溴硝丙二醇等。
可任选地将pH缓冲液加入到应用流体中,以及用于本文所述的方法中。该pH缓冲液可为酸性、中性或碱性的。pH缓冲液通常能够将pH控制到约pH3至约pH12。例如,对于在约4至5的pH下使用的组合物来说,可以使用醋酸基缓冲液。对于在5至7的pH下使用的组合物来说,可以使用富马酸基缓冲液或者二乙酸钠基缓冲液。对于在7至8.5的pH下使用的组合物来说,可以使用碳酸氢钠基缓冲液。对于在9至12的pH下使用的组合物来说,可以使用碳酸钠基缓冲液或者氢氧化钠基缓冲液。可以使用本领域技术人员熟知的其他合适的pH缓冲液。
典型的pH缓冲液包括(例如)富马酸、氨基磺酸、柠檬酸、己二酸、醋酸和/或其他pH缓冲液,更典型地为碳酸氢钠。在使用pH缓冲液时,基于100份的瓜尔胶,pH缓冲液的合适用量为至多40份,典型地为至多约20份。在一个实施方案中,在使用pH缓冲液时,基于100份的瓜尔胶,pH缓冲液的合适用量为0.1份至10份。
用于本发明的交联剂包括但不限于:铜化合物、镁化合物、硼砂、乙二醛、锆化合物、钛化合物(例如,诸如乳酸钛、苹果酸钛、柠檬酸钛、乳酸铵合钛、钛的多羟基复合物、三乙醇胺钛和乙酰丙酮钛等钛IV化合物)、钙化合物、铝化合物(例如,乳酸铝或柠檬酸铝)、对苯醌、二羧酸及其盐、亚磷酸系化合物和磷酸系化合物。在另一个实施方案中,所述交联剂为含有多价离子的化合物,该多价离子例如是但并不一定限于:硼;或金属,所述金属例如是铬、铁、铝、钛、锑和锆;或多价离子的混合物。
在一个实施方案中,所述交联剂为硼砂。在另一个实施方案中,所述交联剂为锆化合物。所述锆化合物可包括但不限于:乙酰丙酮锆、三异丙胺锆、乳酸三异丙胺锆、二异丙胺锆、乳酸二异丙胺锆(zirconium diisopropylamine lactateis);以及锆(IV)化合物,例如乳酸锆、乳酸三乙醇胺锆、碳酸锆、乙酰丙酮锆、苹果酸锆、柠檬酸锆和锆的多羟基复合物。
在一个实施方案中,聚合物(典型地处于含水聚合物组合物中)可用交联剂而交联,这会使流体的粘度升高,典型地为大于50cP,更典型地为大于约100cP,甚至更典型地为大于200cP(在地层温度下,100/秒)。在一些实施方案中,所得的粘度为大于约200cP。所述交联剂典型地为锆化合物或硼砂化合物,但是可以为任意合适的交联剂。
解聚抑制剂可以为这样的任意合适的化合物或化合物的混合物:所述化合物能够在杀生物剂存在下抑制或基本上抑制聚合物(例如聚丙烯酰胺或多糖)解聚,而不会削弱所述应用流体中所使用的杀生物剂的功效。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂可以为这样的任意合适的化合物或化合物的混合物:所述化合物能够在杀生物剂和氧存在下抑制或基本上抑制聚合物(例如聚丙烯酰胺或多糖)解聚,而不会削弱所述应用流体中所使用的杀生物剂的功效,例如,当所述应用流体被连续地或频繁地暴露于(含氧)空气中时,所述化合物能够实现上述效果。在一个实施方案中,所述解聚抑制剂不与所述流体中所使用的杀生物剂发生反应。所述解聚抑制剂可为天然的化合物或材料,或者为合成的化合物或材料。
在一个实施方案中,所述解聚抑制剂为合适的自由基抑制剂、抗氧化剂或二者的组合。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂包括但不限于氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽、多酚、维生素A或它们的组合。在一个具体的实施方案中,所述氢醌为烷基化氢醌,例如,2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚、2,5-二叔丁基氢醌、2,5-二叔戊基氢醌、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、2,6-二叔丁基氢醌、2,5-二叔丁基-4-羟基茴香醚、3,5-二叔丁基-4-羟基茴香醚、3,5-二叔丁基-4-羟苯基硬脂酸酯或双(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)己二酸酯。
在一个实施方案中,所述解聚抑制剂选自于甲醛合次硫酸氢钠、异抗坏血酸、硫代甘油、硫代山梨醇(thiosorbitol)、硫脲、巯基乙酸(thioglycolic acid)、半胱氨酸盐酸盐。
在另外的实施方案中,所述解聚抑制剂为天然或合成的抗氧化剂,包括但不限于:丁基化的羟基茴香醚(BHA)、丁基化的羟基甲苯(BHT)、叔丁基氢醌(TBHQ)、二叔丁基氢醌(DTBHQ)、没食子酸丙酯、芝麻酚、芝麻素、β-胡萝卜素、维生素E和/或生育酚。在一个实施方案中,所述解聚抑制剂为以下物质中的一者或其任意组合:丁基化的羟基茴香醚(BHA)、丁基化的羟基甲苯(BHT)、叔丁基氢醌(TBHQ)、二叔丁基氢醌(DTBHQ)、氢醌以及醌。在另一个实施方案中,所述解聚抑制剂包含氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽、多酚、维生素A、视黄醇醋酸酯(retinyl acetate)、棕榈酸酯、烷基化单酚、烷基硫代甲基苯酚、生育酚、羟基化的硫代二苯醚、亚烷基双酚、O-苄基化合物、N-苄基化合物、S-苄基化合物、羟基苄基化的丙二酸酯、芳香族羟基苄基化合物、酰氨基苯酚或它们的任意组合。
所述解聚抑制剂可以为任意合适的酚类抗氧化剂或酚类抗氧化剂的组合。在一个实施方案中,所述解聚抑制剂选自于以下物质中的任意一者或它们的任意组合:烷基化单酚;烷基硫代甲基苯酚;生育酚;羟基化硫代二苯醚;亚烷基双酚;O-、N-和S-苄基化合物;羟基苄基化丙二酸酯;芳香族羟基苄基化合物和/或酰氨基苯酚。在一个实施方案中,所述解聚抑制剂选自于烷基化单酚、羟基化硫代二苯醚、亚烷基双酚、羟基苄基化丙二酸酯、芳香族羟基苄基化合物、酰氨基苯酚、或前述物质的任意组合。
本发明公开的油井增产和完井(处理)流体组合物还可以包含其他的添加剂。一般来说,包含添加剂以增强流体组合物本身的稳定性,从而防止由暴露于氧气、温度变化、痕量金属、添加到流体组合物中的水的成分而导致的故障,以及防止非最佳的交联反应动力学。用于流体组合物中的组分的选择在很大程度上是根据使用所述组分的含烃地层的性质所决定的。该添加剂可选自由以下物质构成的组:水、油、盐(包括有机盐)、交联剂、聚合物、杀生物剂、腐蚀抑制剂和溶解剂、pH调节剂(例如,酸和碱)、破解剂(breakers)、金属螯合剂、金属络合剂、润湿剂、聚合物稳定剂、粘土稳定剂、防垢剂和溶解剂、蜡抑制剂(waxinhibitor)和溶解剂、沥青质沉淀抑制剂、水流动抑制剂、降滤失剂(fluid lossadditives)、化学灌浆材料(chemical grouts)、转向剂(diverters)、固砂化学物、支撑剂、渗透性调节剂(permeability modifiers)、粘弹性流体、气体(例如,氮气和二氧化碳)和发泡剂。
本发明的流体包括但不一定限于油田用流体,例如井用维修流体(wellservicing fluid)、钻井液、滑溜水压裂液、压裂液、压裂凝胶、完井液、弃井液(wellabandonment fluid)等;以及注水体系等。
所述聚合物可以为干式、半干式(含约0.1%至约50%的水)或者为含水混合物。在一个实施方案中,所述半干式含有约0.1%至约15%的水。在另一个实施方案中,所述半干式含有约0.1%至约13%的水。在另一个实施方案中,所述半干式含有约0.1%至约10%的水。在另一个实施方案中,所述半干式含有约0.1%至约7%的水。在另一个实施方案中,所述半干式含有约0.1%至约5%的水。
在一个实施方案中,用于控制或抑制含杀生物剂的应用流体中聚合物的解聚速率的方法包括以下步骤:获得含有聚合物的应用流体,然后使该应用流体与有效量的解聚抑制剂和有效量的杀生物剂接触。在一些实施方案中,有效量的解聚抑制剂是指:基于应用流体或杀生物剂的总重量而言,小于约10wt%的解聚抑制剂,典型地为小于7wt%的解聚抑制剂,更典型地为小于5wt%的解聚抑制剂。在其他的实施方案中,有效量的解聚抑制剂是指:基于应用流体或杀生物剂的总重量而言,小于约3wt%的解聚抑制剂,典型地为小于约2wt%的解聚抑制剂(与含水溶液形成含水混合物),更典型地为小于约1wt%的解聚抑制剂,或者小于约0.7wt%的解聚抑制剂,或者小于约0.5wt%的解聚抑制剂。在一些实施方案中,有效量的解聚抑制剂是指:基于应用流体或杀生物剂的总重量而言,小于约0.3wt%的解聚抑制剂,典型地为小于约0.2wt%的解聚抑制剂,更典型地为小于约0.1wt%的解聚抑制剂。
在一些实施方案中,有效量的解聚抑制剂是指:基于应用流体或杀生物剂的总重量而言,小于约10wt%的解聚抑制剂,典型地为小于7wt%的解聚抑制剂,更典型地为小于5wt%的解聚抑制剂。在其他的实施方案中,有效量的解聚抑制剂是指:基于应用流体或杀生物剂的总重量而言,小于约3wt%的解聚抑制剂,典型地为小于约2wt%的解聚抑制剂(与含水溶液形成含水混合物),更典型地为小于约1wt%的解聚抑制剂,或者小于约0.7wt%的解聚抑制剂,或者小于约0.5wt%的解聚抑制剂。在一些实施方案中,有效量的解聚抑制剂是指:基于应用流体或杀生物剂的总重量,小于约0.3wt%的解聚抑制剂,典型地为小于约0.2wt%的解聚抑制剂,更典型地为小于约0.1wt%的解聚抑制剂。
在另一个实施方案中,用于控制或抑制含杀生物剂的应用流体中聚合物的解聚速率的方法包括以下步骤:获得含有聚合物和有效量的解聚抑制剂的应用流体,然后使该应用流体与有效量的杀生物剂接触。
在另一个实施方案中,所述方法包括使应用流体与杀生物剂(其以对减少应用流体中的细菌计数有效的量存在时会使所述应用流体解聚)以及解聚抑制剂接触,所述解聚抑制剂选自由以下物质构成的组:氢醌;抗坏血酸;异抗坏血酸;硫醇;谷胱甘肽;多酚、维生素A;烷基化单酚;烷基硫代甲基苯酚;生育酚;羟基化硫代二苯醚;亚烷基双酚;O-、N-和S-苄基化合物、羟基苄基化丙二酸酯、芳香族羟基苄基化合物、三嗪化合物、苄基膦酸酯和酰氨基苯酚。所述方法可包括:使所述聚合物与对减少应用流体中的细菌计数有效的量的THP盐和至少0.01ppm的解聚抑制剂所形成的混合物接触。
在另一个实施方案中,本文所述的是用于控制含杀生物剂的应用流体中聚合物的解聚速率的方法,该方法包括以下步骤:获得包含(i)解聚抑制剂和(ii)杀生物剂的混合物,所述解聚抑制剂包括氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽、多酚、维生素A、视黄醇醋酸酯、棕榈酸酯、烷基化单酚、烷基硫代甲基苯酚、生育酚、羟基化硫代二苯醚、亚烷基双酚、O-苄基化合物、N-苄基化合物、S-苄基化合物、羟基苄基化丙二酸酯、芳香族羟基苄基化合物、酰氨基苯酚或它们的任意组合,所述杀生物剂在以对减少细菌计数有效的量使用时会使应用流体中的聚合物解聚;以及,然后使所述混合物与包含聚合物的应用流体接触。
在另一个实施方案中,本文所述的是用于制备粘度稳定的含杀生物剂的应用流体的方法,所述方法包括以下步骤:使至少以下三种组分接触:-解聚抑制剂;-杀生物剂;以及-聚合物。所得的应用流体为粘度稳定的。应当理解的是,所述组分可以以任意顺序加入,只要应用流体保持粘度稳定即可。在一个实施方案中,可以以任意顺序加入这些组分,只要在杀生物剂与聚合物接触之前或同时使解聚抑制剂与该聚合物接触即可。例如,可以配制解聚抑制剂/杀生物剂(干的/含水的)混合物,之后使该混合物与聚合物接触。作为另一个例子,可以配制解聚抑制剂/聚合物混合物(干的、半干的或水相的),之后使该混合物与杀生物剂接触。聚合物可以已经成为应用流体的一部分。在其他的实施方案中,当与解聚抑制剂/杀生物剂混合物接触时,聚合物可以为干的、半干的或者为分散相,然后将所得的混合物加入到应用流体中。
在另一个实施方案中,本发明为一种控制含水聚合物组合物中聚合物的解聚速率的方法,该方法包括:a)获得THPS-水混合物,其中THPS的量大于约20ppm;b)使解聚抑制剂与所述THPS-水混合物接触;以及c)使所得混合物与聚合物接触,以形成含水聚合物组合物,由此该含水聚合物组合物是粘度稳定的。在一些实施方案中,在预定时间内所述含水聚合物组合物的粘度等于或大于第一粘度,而在该预定时间之后所述含水聚合物组合物的粘度等于或低于第一粘度。
在一些实施方案中,该预定时间之后的粘度(Vt)不低于初始粘度(Vi)的45%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的55%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的65%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的70%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的75%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的80%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的85%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的90%,在其他实施方案中,不低于初始粘度的95%。
在一个实施方案中,然后用交联剂使含水聚合物组合物中的聚合物交联,这会使流体的粘度升高,典型地为大于50cP,更典型地为大于约100cP,甚至更典型地为大于200cP(在地层温度下,100/秒)。在一些实施方案中,所得的粘度为大于约200cP。所述交联剂典型地为锆化合物或硼砂化合物,但是可以为任意合适的交联剂。
在一个实施方案中,然后用交联剂使含水聚合物组合物中的聚合物交联,这会使流体的粘度升高,典型地为大于约100cP,典型地为大于200cP(200°F下30分钟之后)。所述交联剂典型地为锆化合物或硼砂化合物,但是可以为任意合适的交联剂。
在另一个实施方案中,所述方法包括:a)获得THPS-水混合物,其中四羟甲基硫酸鏻(THPS)的量大于约20ppm;b)使解聚抑制剂与该THPS-水混合物接触;以及c)使所得混合物与多糖接触以形成含水多糖组合物。通过向THPS-水混合物或含水多糖组合物(例如,应用流体)中加入解聚抑制剂,所述应用流体的初始粘度可在给定时间段内保持恒定或保持基本上恒定(即,粘度稳定)。通常,所述时间段为0.1小时至48小时,典型地为1小时至24小时,更典型地为2小时至4小时。在另一个实施方案中,所述时间段为0.1小时至72小时。在所述时间段之后,所述应用流体的粘度基本上降低至低于初始粘度的约85%,或者在一些实施方案中,低于初始粘度的约75%,或者在一些实施方案中,低于初始粘度的约65%,或者在一些实施方案中,低于初始粘度的约50%,或者在一些实施方案中,低于初始粘度的约35%,或者在一些实施方案中,低于初始粘度的约30%,或者在其他实施方案中,低于初始粘度的约25%。
在其他实施方案中,本文所述的是用于控制或抑制含杀生物剂的应用流体中聚合物的解聚速率的方法,或用于改善含杀生物剂的应用流体的减摩性的方法,该方法包括以下步骤:获得含有(i)解聚抑制剂以及(ii)对减少应用流体中的细菌计数有效的量的杀生物剂;以及使所述混合物与含有聚合物的应用流体接触。与不含所述解聚抑制剂的应用流体相比,所得应用流体的减摩性得到保持或提高。应当理解的是,这些组分可以以任意顺序加入,只要与不含所述解聚抑制剂的应用流体相比,所得应用流体的减摩性得到保持或提高即可。在一个实施方案中,这些组分可以以任意顺序加入,只要在杀生物剂与聚合物接触之前或同时使解聚抑制剂与聚合物接触即可。
在其他实施方案中,可制备这样的减摩应用流体,其含有对减少应用流体中的细菌计数有效的量的杀生物剂,其中,在杀生物剂的存在下减摩性保持在可接受的水平。杀生物剂被用于滑溜水应用中以防止细菌生长,但是有可能会使聚合物降解而改变流体的物理性质,例如粘度和减摩性。已经意外地发现,通过配制具有解聚抑制剂的含杀生物剂的应用流体(例如,滑溜水应用流体),能够使减摩性保持处于可接受的水平,在一个实施方案中,这是指所得的具有解聚抑制剂的含杀生物剂的应用流体的减摩性大于不具有解聚抑制剂的含杀生物剂的应用流体的减摩性。
在一个实施方案中,用于制备含杀生物剂的减摩应用流体(例如,滑溜水应用流体)的方法包括使以下物质接触:-解聚抑制剂;-杀生物剂;以及-聚合物。所得混合物可以是应用流体的一部分(在引入其他组分或添加剂的情况下)或者是应用流体的大部分或全部。在所得的应用流体中,与不含解聚抑制剂的应用流体相比,减摩性得到保持或提高。
在一个实施方案中,本文所述的是用于油田应用流体(典型地为含杀生物剂的滑溜水应用流体)的添加剂组合物,包含:a)THP盐或THPS,其存在量为介于所述组合物重量的约5%至约85%之间;b)解聚抑制剂,其存在量为介于所述组合物重量的约0.01%至约50%之间;以及c)任选包含的水。所述添加剂组合物能够减少油田应用中的细菌计数。此外,与不含解聚抑制剂的应用流体相比,所得应用流体的减摩性得到保持或提高。在一些实施方案中,杀生物剂(例如包括THP盐或THPS)的存在量为介于所述组合物重量的约1%至约80%之间,典型地为介于所述组合物重量的约5%至约75%之间。在其他实施方案中,杀生物剂(包括例如THP盐或THPS)的存在量为介于所述组合物重量的约5%至约65%之间,典型地为介于所述组合物重量的约15%至约65%之间。
实验
实验1-具有THPS以及不同水平的抗坏血酸或氢醌的聚丙烯酰胺和瓜尔胶的粘度
参见图1,聚合物A是聚丙烯酰胺;聚合物B是未衍生化的瓜尔胶。
图1的表格示出了在一段时间内,杀生物剂(例如THPS)对聚丙烯酰胺和未衍生化的瓜尔胶的影响。
经过60分钟的时间,不含解聚抑制剂的THPS-(1%)聚丙烯酰胺水分散液的粘度(在300rpm下,单位为cP)在THPS为50ppm时显著降低,此时测得的粘度为9.7cP(初始粘度为23.8cP);在THPS为75ppm时,测得的粘度为7.3cP(初始粘度为23.8cP);在THPS为100ppm时,测得的粘度为3.9cP(初始粘度为23.8cP);在THPS为125ppm时,测得的粘度为2cP(初始粘度为23.8cP)。
然而,经过60分钟的时间,含有解聚抑制剂的THPS-(1%)聚丙烯酰胺水分散液的粘度(在300rpm下,单位为cP,剪切速率为500s-1)在THPS为75ppm、氢醌为25ppm时是基本上保持稳定的,此时测得的粘度为14.6cP(初始粘度为23.8cP);在THPS为75ppm、氢醌为50ppm时,测得的粘度为17.1cP(初始粘度为25.1cP);在THPS为75ppm、抗坏血酸为200ppm时,测得的粘度为24.5cP(初始粘度为27.5cP);在THPS为75ppm、抗坏血酸(重复实验)为100ppm时,测得的粘度为25.9cP(初始粘度为27.5cP)。对于未衍生化的瓜尔胶,也观察到了类似的解聚保护作用。
滑溜水-瓜尔胶制备工序
将待研究的聚合物称重并溶于DI(去离子)水中达到所需的浓度(例如,0.48%w/w瓜尔胶,1.0%w/w聚丙烯酰胺)。将所得溶液充分混合1小时以确保所述聚合物已全部或实质性地溶解并且所述聚合物全部水合化。
聚合物-THPS制备工序
将上述制备的聚合物溶液置于250ml的烧杯中。用OFITE粘度计(型号900)测定粘度。记录初始粘度(300rpm)(500s-1),然后加入醋酸/醋酸钠缓冲液,达到在聚合物溶液中的总浓度为0.2%w/w。记录pH和粘度,之后加入解聚抑制剂。然后加入待研究浓度的THPS。之后在不同的时间间隔下进行粘度测定,如图1中的表格所示。
实验2-在存在THPS/抗坏血酸配制物时聚丙烯酰胺的粘度
参见下表2,在室温下将THPS/抗坏血酸配制物陈化0至7天,并在聚丙烯酰胺溶液中进行试验。
表2
THPS/抑制剂配制物的制备方法
将所需量的抑制剂(见表2)加入到THPS(70%w/w)中,并将所得混合物静置15分钟。然后将所得制剂加入到待研究的聚合物的缓冲溶液(见实验1)中。1小时后测定粘度,然后将配制的THPS/抑制剂在环境温度下保存7天之后,用该配制物重复该实验。
实验3-在存在THPS以及具有或不具有抑制剂的条件下,对聚合物分子量的测定
表3
方法:溶液由THPS/聚合物制成(见实验1中的方法),其含有或不含抑制剂。将样品在环境温度下放置过夜,然后通过加入10%的硫代硫酸盐溶液(将1ml溶液加入到9ml的聚合物/THPS溶液中)将THPS破坏。然后利用光散射检测法通过GPC记录MW。如表3所示,放置过夜之后,不含抑制剂的THPS/聚合物溶液的重均分子量(Mw)大致上是含有抑制剂的THPS/聚合物溶液的重均分子量的一半。
因此,本发明十分适于实现所提及的目的,获得所提及的结果和优点、以及其他固有特征。虽然参照本发明的具体实施方案对本发明进行了描述、说明和限定,但这些参照并不意味着是对本发明的限制,并且也不能推断出这种限制。因此,本发明旨在仅被所附的权利要求书的精神和范围所限制,并对各方面的等同物给予充分的认定。

Claims (39)

1.一种用于控制含杀生物剂的应用流体中的聚合物的解聚速率的方法,包括以下步骤:
-获得包含以下物质的混合物:(i)解聚抑制剂,其选自氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;以及(ii)杀生物剂,所述杀生物剂在以对减少细菌计数有效的量使用时会使应用流体中的聚合物解聚,其中所述杀生物剂为四羟甲基鏻盐或三羟甲基鏻,并且在所述混合物中,所述杀生物剂的所述有效的量为等于或大于50ppm;以及
-使所述混合物与含有聚合物的所述应用流体接触,
其中基于所述应用流体或所述杀生物剂的总重量而言,所述解聚抑制剂的存在量为0.1ppm至小于10重量%。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述应用流体为粘度稳定的,并且其中所述应用流体是用于油田应用或工业应用。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,使所述混合物与含有聚合物的所述应用流体接触的步骤是在有氧条件下进行的。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述应用流体是粘度稳定的,并且其中所述应用流体选自于滑溜水液、驱油液或压裂液。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述四羟甲基鏻盐选自由以下物质构成的组:四羟甲基硫酸鏻、四羟甲基氯化鏻、四羟甲基磷酸鏻、四羟甲基溴化鏻、四羟甲基碳酸鏻、四羟甲基乙酸鏻、四羟甲基柠檬酸鏻、四羟甲基甲酸鏻、四羟甲基乳酸鏻和四羟甲基硼酸鏻。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述四羟甲基鏻盐是四羟甲基硫酸鏻(THPS)。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述聚合物选自由以下物质构成的组:聚丙烯酰胺、瓜尔胶、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺共聚物、聚甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮共聚物、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、疏水改性瓜尔胶、疏水改性羧甲基瓜尔胶、疏水改性羟乙基瓜尔胶、疏水改性羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性阳离子瓜尔胶、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、刺槐豆胶、刺槐豆胶衍生物、黄原胶、黄原胶衍生物、肉桂胶、肉桂胶衍生物、他拉胶、支链淀粉、支链淀粉衍生物、木质纤维素、木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡聚糖、木糖葡聚糖、果胶、菊粉、魔芋胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖、胞外多糖、果聚糖、短醒霉多糖、甘露聚糖、梅兰糖和右旋糖苷。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述聚合物选自衍生的瓜尔胶。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述聚合物选自衍生的阳离子瓜尔胶。
10.一种用于控制含杀生物剂的应用流体中的聚合物的解聚速率的方法,包括以下步骤:
-制备包含以下物质的应用流体:(i)解聚抑制剂,其选自氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合,以及(ii)聚合物;以及
-使所述应用流体与这样的杀生物剂接触,该杀生物剂在以对减少细菌计数有效的量使用时会使应用流体中的聚合物解聚,其中所述杀生物剂为四羟甲基鏻盐或三羟甲基鏻,其中在所述混合物中,所述杀生物剂的所述有效的量为等于或大于50ppm,并且其中基于所述应用流体或所述杀生物剂的总重量而言,所述解聚抑制剂的存在量为0.1ppm至小于10重量%。
11.一种在制备油田应用流体时,控制或抑制聚合物在杀生物剂处理过程中的解聚速率的方法,包括:
使解聚抑制剂与水溶液接触,形成含水混合物,其中所述抑制剂的存在量为大于0.01ppm至小于10重量%,并且其中所述解聚抑制剂选自于氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;
使THP盐与所述含水混合物接触,其中所述THP盐的量对减少该含水混合物中的细菌计数有效;以及
使所得的混合物与聚合物接触,
其中在所述混合物中,所述THP盐的有效的量为等于或大于50ppm。
12.根据权利要求11所述的方法,其中其中所述解聚抑制剂的存在量在0.01ppm和500ppm之间。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述THP盐对减少所述含水混合物中的细菌计数有效的量为大于75ppm,并且其中基于所述THP盐的总重量,所述解聚抑制剂的存在量为介于0.01wt%和5wt%之间。
14.根据权利要求11所述的方法,其中所述THP盐对减少所述含水混合物中的细菌计数有效的量为大于100ppm,并且其中基于所述THP盐的总重量,所述解聚抑制剂的存在量为介于0.1wt%和5wt%之间。
15.根据权利要求11所述的方法,其中,所述聚合物选自由以下物质构成的组:聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺共聚物、聚甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮共聚物、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、疏水改性瓜尔胶、疏水改性羧甲基瓜尔胶、疏水改性羟乙基瓜尔胶、疏水改性羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性阳离子瓜尔胶、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、刺槐豆胶、刺槐豆胶衍生物、黄原胶、黄原胶衍生物、肉桂胶、肉桂胶衍生物、他拉胶、支链淀粉、支链淀粉衍生物、木质纤维素、木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡聚糖、木糖葡聚糖、果胶、菊粉、魔芋胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖、胞外多糖、果聚糖、短醒霉多糖、甘露聚糖、梅兰糖和右旋糖苷。
16.根据权利要求11所述的方法,其中所述聚合物选自衍生的瓜尔胶。
17.根据权利要求11所述的方法,其中,所述THP盐是四羟甲基硫酸鏻(THPS)。
18.一种用于制备粘度稳定的应用流体的方法,该应用流体包含对减少所述应用流体中的细菌计数有效的量的杀生物剂,该方法包括使以下物质接触的步骤:
-解聚抑制剂,其选自于氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;
-杀生物剂,其中所述杀生物剂为四羟甲基鏻盐或三羟甲基鏻,并且其中在所述混合物中,所述杀生物剂的所述有效的量为等于或大于50ppm;以及
-聚合物;
其中,所得的混合物包含所述应用流体的至少一部分,并且其中所述应用流体是粘度稳定的,并且其中基于所述应用流体或所述杀生物剂的总重量而言,所述解聚抑制剂的存在量为0.1ppm至小于10重量%。
19.一种用于制备油田应用流体的方法,该方法包括使以下物质接触的步骤:
-油田应用流体,该油田应用流体包含对减少所述油田应用流体中的细菌计数有效的量的THP盐,其中在所述应用流体中,所述THP盐的所述有效的量为等于或大于50ppm,
-聚合物,以及
-解聚抑制剂,该解聚抑制剂选自于氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合,其中基于所述应用流体的总重量而言,所述解聚抑制剂的存在量为0.1ppm至小于10重量%,
其中,所述井眼处理流体是粘度稳定的。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述THP盐选自由以下物质构成的组:四羟甲基硫酸鏻、四羟甲基氯化鏻、四羟甲基磷酸鏻、四羟甲基溴化鏻、四羟甲基碳酸鏻、四羟甲基乙酸鏻、四羟甲基柠檬酸鏻、四羟甲基甲酸鏻、四羟甲基乳酸鏻和四羟甲基硼酸鏻。
21.根据权利要求19所述的方法,其中,所述THP盐是四羟甲基硫酸鏻(THPS)。
22.根据权利要求19所述的方法,其中,所述聚合物选自由以下物质构成的组:聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺共聚物、聚甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮共聚物、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、疏水改性瓜尔胶、疏水改性羧甲基瓜尔胶、疏水改性羟乙基瓜尔胶、疏水改性羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性阳离子瓜尔胶、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、刺槐豆胶、刺槐豆胶衍生物、黄原胶、黄原胶衍生物、肉桂胶、肉桂胶衍生物、他拉胶、支链淀粉、支链淀粉衍生物、木质纤维素、木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡聚糖、木糖葡聚糖、果胶、菊粉、魔芋胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖、胞外多糖、果聚糖、短醒霉多糖、甘露聚糖、梅兰糖和右旋糖苷。
23.一种用于油田应用流体的添加剂组合物,包含:
a)THP盐,其存在量为介于所述组合物重量的5%至85%之间;
b)解聚抑制剂,其存在量为介于所述组合物重量的0.01%至50%之间,该解聚抑制剂选自于:氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;
c)聚合物;以及
d)可选包含的水,
其中,所述添加剂组合物能够减少所述油田应用中的细菌计数,同时能够使所述油田应用保持粘度稳定。
24.根据权利要求23所述的添加剂,其中,所述THP盐以介于所述组合物重量的20%至75%之间的量存在。
25.根据权利要求23所述的添加剂,其中,所述解聚抑制剂以介于所述组合物重量的0.01%至50%之间的量存在。
26.根据权利要求23所述的添加剂,还包含杀生物剂,该杀生物剂的存在量为介于所述组合物重量的5%至85%,其中所述杀生物剂选自于:季铵化合物;聚合季铵化合物;聚合双胍盐酸盐;三羟甲基硝基甲烷;4,4-二甲基噁唑烷;苯氧丙醇;苯氧乙醇;乙二醛;丙烯醛;三嗪;季鏻化合物;2-溴-4-羟基苯乙酮;氨基甲酸盐;特丁津;四氯-2,4,6-氰基-3-苄腈;噻唑,异噻唑,及它们的衍生物;含有活化卤素基团的化合物;双氯甲基砜;亚甲基双硫氰酸盐;对甲苯磺酰氯氨钠;二氯三嗪三酮钠脱水物;氯酰胺;或它们的任意组合。
27.根据权利要求23所述的添加剂,其中所述杀生物剂选自醛。
28.一种用于改善含杀生物剂的应用流体的减摩性的方法,包括以下步骤:
-获得包含以下物质的混合物:(i)解聚抑制剂,其选自于:氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;以及(ii)对减少应用流体中的细菌计数有效的量的杀生物剂;以及
-使所述混合物与含有聚合物的所述应用流体接触,由此,与不含所述解聚抑制剂的应用流体相比,所得应用流体的减摩性得到保持或提高,
其中所述杀生物剂为四羟甲基鏻盐或三羟甲基鏻,其中在所述混合物中,所述杀生物剂的所述有效的量为等于或大于50ppm,并且其中基于所述应用流体或所述杀生物剂的总重量而言,所述解聚抑制剂的存在量为0.1ppm至小于10重量%。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述应用流体是滑溜水液或驱油液。
30.根据权利要求28所述的方法,其中,所述四羟甲基鏻盐选自由以下物质组成的组:四羟甲基硫酸鏻、四羟甲基氯化鏻、四羟甲基磷酸鏻、四羟甲基溴化鏻、四羟甲基碳酸鏻、四羟甲基乙酸鏻、四羟甲基柠檬酸鏻、四羟甲基甲酸鏻、四羟甲基乳酸鏻和四羟甲基硼酸鏻。
31.根据权利要求28所述的方法,其中,所述杀生物剂是四羟甲基硫酸鏻(THPS)。
32.根据权利要求28所述的方法,其中,所述聚合物选自由以下物质构成的组:聚丙烯酰胺、瓜尔胶、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺共聚物、聚甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯吡咯烷酮共聚物、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸酯共聚物、羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、疏水改性瓜尔胶、疏水改性羧甲基瓜尔胶、疏水改性羟乙基瓜尔胶、疏水改性羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性羟丙基瓜尔胶、疏水改性羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性阳离子瓜尔胶、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、刺槐豆胶、刺槐豆胶衍生物、黄原胶、黄原胶衍生物、肉桂胶、肉桂胶衍生物、他拉胶、支链淀粉、支链淀粉衍生物、木质纤维素、木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡聚糖、木糖葡聚糖、果胶、菊粉、魔芋胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖、胞外多糖、果聚糖、短醒霉多糖、甘露聚糖、梅兰糖和右旋糖苷。
33.根据权利要求28所述的方法,其中所述聚合物选自衍生的瓜尔胶。
34.根据权利要求28所述的方法,其中所述聚合物选自衍生的阳离子瓜尔胶。
35.一种制备应用流体的方法,该应用流体包含对减少所述应用流体中的细菌计数有效的量的杀生物剂,该方法包括使以下物质接触:
-解聚抑制剂,该解聚抑制剂选自于氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;
-杀生物剂,其中所述杀生物剂为四羟甲基鏻盐或三羟甲基鏻,其中在所述应用流体中中,所述杀生物剂的有效的量为等于或大于50ppm;以及
-聚合物,其形成所述应用流体的至少一部分;
其中,所述应用流体的减摩性与不含所述解聚抑制剂的应用流体相比得到保持或提高,并且其中基于所述应用流体或所述杀生物剂的总重量而言,所述解聚抑制剂的存在量为0.1ppm至小于10重量%。
36.根据权利要求35所述的方法,其中,所述应用流体是滑溜水液。
37.一种用于油田应用流体的添加剂组合物,包含:
a)THP盐,以介于所述组合物重量的5%至85%之间的量存在;
b)解聚抑制剂,以介于所述组合物重量的0.01%至50%之间的量存在,该解聚抑制剂选自于氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸或它们的组合;
c)聚合物;以及
d)可选包含的水,
其中,所述添加剂组合物能够减少所述油田应用中的细菌计数,并且其中所述应用流体的减摩性与不含所述解聚抑制剂的应用流体相比得到保持或提高。
38.根据权利要求37所述的添加剂,其中,所述应用流体是滑溜水液。
39.一种用于油田应用流体的添加剂组合物,该添加剂组合物由以下物质组成:
a)THP盐,其存在量为介于所述组合物重量的约5%至约85%之间;
b)解聚抑制剂,其存在量为介于所述组合物重量的约0.01%至约50%之间,该解聚抑制剂选自于:氢醌、醌、抗坏血酸、异抗坏血酸、硫醇、谷胱甘肽、多酚、维生素A、视黄醇醋酸酯、棕榈酸酯、烷基化单酚、烷基硫代甲基苯酚、生育酚、羟基化硫代二苯醚、亚烷基双酚、O-苄基化合物、N-苄基化合物、S-苄基化合物、羟基苄基化丙二酸酯、芳香族羟基苄基化合物、酰氨基苯酚或它们的任意组合;以及
c)一种或多种添加剂,该添加剂选自于:
(i)水,
(ii)与所述THP盐不同的杀生物剂,其中所述杀生物剂选自于:季铵化合物;聚合季铵化合物;聚合双胍盐酸盐;三羟甲基硝基甲烷;4,4-二甲基噁唑烷;苯氧丙醇;苯氧乙醇;乙二醛;丙烯醛;醛;三嗪;季鏻化合物;2-溴-4-羟基苯乙酮;氨基甲酸盐;特丁津;四氯-2,4,6-氰基-3-苄腈;噻唑,异噻唑,及它们的衍生物;含有活化卤素基团的化合物;双氯甲基砜;亚甲基双硫氰酸盐;对甲苯磺酰氯氨钠;二氯三嗪三酮钠脱水物;氯酰胺;或它们的任意组合;以及
(iii)聚合物,该聚合物选自于:多糖聚合物、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸烷基酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、葡聚糖、羧基烷基醚、其衍生物、其共聚物、以及其组合。
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