CN105849225B - 用于含有铁化合物的破碎剂的推动剂 - Google Patents
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Abstract
提供了用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括在足以压裂地下地层的压力和流速下将井处理流体注入井眼中的步骤，其中所述井处理流体包含一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物。所述方法可用于降低粘度和促进含有丙烯酰胺的聚合物的分解。
Description
技术领域
本公开涉及用于含有铁化合物的破碎剂的推动剂以及它们在压裂应用中的使用方法。
背景
流体呈现称为粘度的可测量的性质，该术语可广泛地定义为自身表现为对流动的抵抗力的给定材料的内部摩擦或分子吸引。其通过标准测试程序在液体中测量，并且通常以在特定温度下的泊或厘泊(cP)表达，尽管在油技术中，其有时以在确定的温度下对于给定的体积流动通过特定的孔所需的秒数来表述。流体的粘度指示在给定的温度下液体的许多行为模式，包括泵送特性、流动速率、湿润性质和使不溶性颗粒材料悬浮的趋势或能力。
存在其中期望采用粘稠的含水溶液的许多工业操作。例如，粘稠的含水溶液用于压裂被钻孔渗透的地下地层，以提高石油流体(即原油和天然气)的生产。粘稠的含水溶液还用于通过流体驱动方法从携带油的地下地层二次回收油。
常见的实践是，通过通常鉴定为压裂过程的程序，处理地下地层，以提高这样的地层的渗透性或传导性。例如，常规的实践是，通过地层的机械压裂，水力压裂井，以在周围地层中产生一个或多个裂纹或“裂缝”。压裂可在井中进行，其在地下地层中完成，用于实际上任何目的。用于压裂或其它刺激程序的常用的候选为在含有油和/或气体的地层中完成的生产井。然而，用于二次或三次回收操作(例如，用于注射水或气体)的处理井和注射井也可压裂，以促进流体注射到这样的地下地层中。
通过将井处理流体注射到井中和对井处理流体施用足够的压力以引起地层压裂并伴随产生一个或多个裂缝，进行水力压裂。通常将具有其中悬浮的支撑剂(例如沙子或其它颗粒材料)的凝胶、乳液或泡沫引入裂缝中。支撑剂在裂缝中沉积，并且在压力释放且井处理流体流动返回表面后用于保持裂缝敞开。井处理流体必须具有足够高的粘度，以保持支撑剂悬浮，或在支撑剂沿着产生的裂缝流动时，至少降低支撑剂沉降的趋势。增粘剂(例如多糖或聚丙烯酰胺)通常用于使井处理流体凝胶化，以提供保持支撑剂悬浮所需的高粘度。
在已将高粘度井处理流体泵送到地层中并且已出现地层压裂后，合乎需要的是从地层除去流体，以允许通过新的裂缝而生产烃。通常，除去高度粘稠的井处理流体通过“破碎”凝胶而实现，即，将井处理流体转化为低粘度流体。破碎凝胶化的井处理流体通常通过在泵送到地下地层中之前向井处理流体中加入“破碎剂”（为粘度降低剂）来进行。
在油田应用中，通常将含有丙烯酰胺的聚合物加到井处理流体中，以降低流体的摩擦或改性流变学性质。这样的聚合物可保持在流体或地层中达延长的时间段。聚合物残余物可能堵塞岩石的一些渗透性，阻碍用于井处理流体的水的回收，或阻碍可能支持细菌在井中的生长的氮来源。为了在任务已完成后促进除去这些聚合物，可应用处理剂，包括基于氧化剂的破碎剂，例如过硫酸盐。破碎剂可以该方式使用，以产生较小的聚合片段，具有更加有利的环境分布。
概述
本文公开了一种用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括在足以压裂地下地层的压力和流速下，将井处理流体注入井眼中的步骤，其中所述井处理流体包含水、至少一种含有丙烯酰胺的聚合物、一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物。还提供了一种用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括以下步骤：(i) 在足以压裂地下地层的压力和流速下，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中；和(ii) 将包含一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的第二井处理流体注入井眼中。此外，还提供了一种用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括以下步骤：(i) 在足以压裂地下地层的压力和流速下，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中；(ii) 注射包含一种或多种含铁化合物的第二井处理流体；和(iii) 将包含一种或多种推动剂化合物的第三井处理流体注入井眼中。
本文还公开了一种井处理流体，所述流体包含水、一种或多种含铁化合物、一种或多种推动剂化合物和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物。
还提供了一种用于降低井处理流体的粘度的方法，每一种方法包括向所述井处理流体加入一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物，其中所述井处理流体包含水和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物。
附图简述
图1为在用示例性含铁化合物或市售可得的破碎剂单独地或与示例性推动剂化合物组合破碎后粘度(cP)的图表。
详述
本文公开了包括一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的井处理流体和使用方法。一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的示例性组合可用于降低所用的井处理流体的粘度，例如在压裂地下地层的方法中。示例性组合可用于含水流体，包括井处理流体，以降低包含在流体中的基于丙烯酰胺的聚合物的分子量。示例性组合和方法可有利地用于促进基于丙烯酰胺的聚合物断裂成为较小的片段。所述方法可易于结合到当前的加工设施中，并且可提供经济和环境益处。
破碎剂和破碎剂组合物
本文使用的术语“破碎剂”指降低井处理流体的粘度的任何一种化合物或多种化合物的混合物。在示例性实施方案中，破碎剂为一种或多种含铁化合物，例如亚铁化合物、亚铁盐、三价铁化合物、三价铁盐和它们的混合物。在示例性实施方案中，亚铁盐为例如具有有机阴离子的亚铁盐、具有无机阴离子的亚铁盐或它们的混合物。在示例性实施方案中，破碎剂或亚铁盐为氯化亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁铵和它们的组合。在示例性实施方案中，亚铁盐破碎剂包含硫酸亚铁。
在示例性实施方案中，三价铁盐为例如具有有机阴离子的三价铁盐、具有无机阴离子的三价铁盐或它们的混合物。在示例性实施方案中，破碎剂或三价铁盐为柠檬酸铁、氯化铁、溴化铁、氟化铁、硫酸铁和它们的组合。在示例性实施方案中，三价铁盐破碎剂包含柠檬酸铁。
在示例性实施方案中，破碎剂可与其它破碎剂一起使用或组合使用，所述其它破碎剂例如为硫酸铵、过硫酸铵、酶、铜化合物、乙二醇、乙二醇醚和它们的组合。在示例性实施方案中，破碎剂包含柠檬酸亚铁与过硫酸铵的组合。在示例性实施方案中，破碎剂包含硫酸亚铁与过硫酸铵的组合。
在示例性实施方案中，破碎剂可用于促进含有丙烯酰胺的聚合物或凝胶组合物分解。在示例性实施方案中，破碎剂可用于降低含有丙烯酰胺的聚合物或凝胶组合物的粘度。在示例性实施方案中，破碎剂可用于促进凝胶组合物或含有丙烯酰胺的聚合物分解成为低聚片段。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物可基本上由一种或多种含铁化合物组成或可包含一种或多种含铁化合物、溶剂、稀释剂、其它破碎剂和/或其它合适的添加剂。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物可包含或与一种或多种可增强或推动破碎剂组合物性能的化合物或试剂(例如，推动剂化合物)组合使用。与不存在推动剂化合物的破碎剂化合物或组合物的速率相比，示例性推动剂化合物可用于增强破碎速率。例如，推动剂化合物包括但不限于尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐，例如EDTA的钠盐；或其它螯合剂，例如柠檬酸、氨基三羧酸及其盐、多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物、硼酸及其盐、碳酸盐的碱金属盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、腐殖酸和木素硫酸盐。多膦酸盐包括，例如，乙二胺四(亚甲基膦酸)；1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸和氨基三(亚甲基膦酸)和它们的盐。多磷酸盐的实例包括由多面体溶剂(例如甘油和乙二醇)与P2O5反应以形成多磷酸盐化的混合物而制备的加合物。在一个具体实施方案中，推动剂化合物为尿素、EDTA或EDTA的盐。在另一个具体实施方案中，推动剂化合物为EDTA的钠盐。
含有丙烯酰胺的聚合物
在示例性实施方案中，破碎剂可用于促进含有丙烯酰胺的聚合物或凝胶组合物分解，例如含有丙烯酰胺的聚合物分解成为低聚片段。
本文使用的术语“聚合物”、“多种聚合物”、“聚合”和类似的术语以本领域技术人员理解的通常的含义使用，且因此在本文中可用于指或描述含有重复单元的大分子(或一组这样的分子)。聚合物可以各种方式形成，包括通过使单体聚合和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元。聚合物可为包含基本上相同的重复单元的“均聚物”，其例如通过使具体单体聚合而形成。聚合物还可为包含两种或更多种不同的重复单元的“共聚物”，例如，通过使两种或更多种不同的单体共聚，和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元而形成。术语“三元共聚物”在本文中可用于指含有三种或更多种不同的重复单元的聚合物。聚合物还可为直链、支链或交联的。
本文使用的术语“含有丙烯酰胺的聚合物”包括丙烯酰胺均聚物、共聚物和三元共聚物；聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺衍生物；部分水解的聚丙烯酰胺；部分水解的聚丙烯酰胺衍生物；甲基丙烯酰胺均聚物、共聚物和三元共聚物；二丙酮丙烯酰胺聚合物；N-羟甲基丙烯酰胺聚合物；摩擦降低的丙烯酰胺聚合物；和它们的组合。在示例性实施方案中，含有丙烯酰胺的聚合物可含有任何合适的单体，例如乙酸乙烯酯、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡啶、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵，或它们的组合。
在示例性实施方案中，含有丙烯酰胺的聚合物为共聚物。在示例性实施方案中，共聚物含有约1-约99、约5-约95、约10-约90、约20-约80、约30-约70、约40-约60重量%的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺衍生物。
在示例性实施方案中，含有丙烯酰胺的聚合物为摩擦降低剂或摩擦降低的聚合物。本文使用的术语“摩擦降低剂”或“摩擦降低的聚合物”为降低井处理流体和管线之间的摩擦和/或允许泵以较高的速率泵送而在表面上不具有较大压力的一种化合物或化合物的组合物。在示例性实施方案中，摩擦降低剂包含含有丙烯酰胺的聚合物，例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物和它们的组合。
在示例性实施方案中，摩擦降低剂还包含选自聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、含有丙烯酰胺的丙烯酸酯共聚物、丙烯腈和它们的组合。其它合适的聚合物对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且认为在本发明的范围内。
在示例性实施方案中，含有丙烯酰胺的聚合物为增粘剂。本文使用的术语“增粘剂”指提高井处理流体的粘度的一种化合物或化合物的组合物。在示例性实施方案中，增粘剂包含增稠聚合物，例如可水合的聚合物，例如能形成直链或交联的凝胶的一种或多种聚合物。
在示例性实施方案中，至少一种含有丙烯酰胺的聚合物为聚合物组合物或凝胶组合物形式。在示例性实施方案中，至少一种含有丙烯酰胺的聚合物可交联或在交联剂存在下在聚合物组合物或凝胶组合物中。
井处理流体
本文使用的术语“井处理流体”、“加压的流体”或“压裂流体”指可用于油田应用的流体组合物，包括，例如，低体积水力压裂、高体积水力压裂、滑溜水（slick water）压裂和井刺激；用于油、气体或地热能量井，以及与之相关的清除。在示例性实施方案中，井处理流体可为含水流体，凝胶、泡沫或基于滑溜水的。在示例性实施方案中，井处理流体具有足够的粘度，以促进地层压裂。
在示例性实施方案中，井处理流体包含一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物。在示例性实施方案中，一种或多种推动剂化合物选自：尿素；EDTA；EDTA的盐；柠檬酸；氨基三羧酸及其盐；多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物；硼酸及其盐；碳酸盐的碱金属盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、腐殖酸和木素硫酸盐。在示例性实施方案中，井处理流体还包含水和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物。
在示例性实施方案中，在其它井处理流体之前、与其一起或在其之后，井处理流体用于水力压裂应用。其它井处理流体包括例如包含水和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的井处理流体。在示例性实施方案中，井处理流体还可包含其它增粘剂、其它摩擦降低剂、支撑剂、酸、氯化钠、乳化剂、碳酸钠和碳酸钾、生物杀灭剂、抗结垢化合物、防腐蚀化合物或其它合适的添加剂。
在示例性实施方案中，井处理流体包含水，其中所述水选自新鲜水、盐水、基于水的泡沫、水-醇混合物和它们的组合。
在示例性实施方案中，至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的量为井处理流体体积的约0.001%-约5%、0.001%-约1%、0.001%-约0.5%、约0.001%-约0.4%或约0.001%-约0.2。
在示例性实施方案中，在井处理流体中一种或多种含铁化合物的量为井处理流体体积的约0.001%-约0.2、0.001%-约0.1%、约0.001%-约0.05%或约0.075%-约0.02%。
在示例性实施方案中，在井处理流体中一种或多种推动剂化合物的量为井处理流体体积的约0.001%-约0.2%、0.001%-约0.1%或约0.001%-约0.05。
在示例性实施方案中，在井处理流体中一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物以基本上相同的摩尔量存在。
在示例性实施方案中，含有丙烯酰胺的聚合物为干粉末形式，或携带(悬浮)于液体例如石油蒸馏物或矿物油中。在示例性实施方案中，可将含有丙烯酰胺的聚合物在不含破碎剂阶段或装载破碎剂阶段加入。在示例性实施方案中，当与破碎剂存在于相同的阶段中时，破碎剂对摩擦降低剂呈现一些亲和力。在示例性实施方案中，含有丙烯酰胺的聚合物可在不含增粘剂阶段或装载增粘剂阶段加入。
除了摩擦降低剂、增粘剂、破碎剂和支撑剂以外，可将用于油工业并且本领域已知的若干其它添加剂加到井处理流体。在示例性实施方案中，井处理流体还可包含酸、盐酸、乙酸、氯化钠、乙二醇、污垢降低剂、碳酸钠、碳酸钾、生物杀灭剂、交联剂、腐蚀抑制剂、柠檬酸、非乳化剂、乳化剂、铁控制剂、延迟添加剂、淤泥悬浮剂、回流添加剂、异丙醇、甲醇，和它们的组合。
在示例性实施方案中，井处理流体包含一种或多种增粘剂。在示例性实施方案中，井处理流体包含一种或多种为含有丙烯酰胺的聚合物的增粘剂。在示例性实施方案中，井处理流体包含一种或多种为可水合的聚合物的增粘剂，例如半乳甘露聚糖树胶、瓜尔（guars）、衍生的瓜尔、纤维素和纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、黄原胶、衍生的黄原胶和它们的混合物。在示例性实施方案中，增粘剂包含选自瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、槐豆胶、维纶胶、刺梧桐胶、黄原胶、硬葡聚糖、定优胶（diutan）、纤维素、纤维素衍生物和它们的组合的可水合的聚合物。在示例性实施方案中，增粘剂包含选自以下的可水合的聚合物：羟丙基瓜尔(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔(CMHPG)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)、羧甲基纤维素(CMC)、二烷基羧甲基纤维素，和它们的组合。在示例性实施方案中，增粘剂选自磷聚甘露糖（phosphomannans）、硬葡聚糖、葡聚糖和它们的组合。
在示例性实施方案中，井处理流体包含交联剂。在示例性实施方案中，可采用适用于交联可水合的聚合物的任何交联剂。在示例性实施方案中，合适的交联剂可为本领域技术人员已知的任何常规使用的交联剂。在示例性实施方案中，合适的交联剂包括硼酸盐交联剂。在示例性实施方案中，合适的交联剂包括金属离子，例如含有铝、锑、锆和钛的化合物，包括有机钛酸盐。
在示例性实施方案中，增粘剂为瓜尔或衍生的瓜尔。在示例性实施方案中，用于基于瓜尔的聚合物的合适的交联剂包括贡献硼酸根离子的材料。在示例性实施方案中，基于硼酸盐的交联剂包括但不限于有机-硼酸盐、单-硼酸盐、聚-硼酸盐、无机硼酸盐，和它们的组合。
在示例性实施方案中，增粘剂可为干粉末形式，携带(悬浮)于液体中或溶解于液体中。在示例性实施方案中，增粘剂可在不含破碎剂阶段或装载破碎剂阶段加入。在示例性实施方案中，当增粘剂与破碎剂存在于相同的阶段中时，破碎剂对增粘剂呈现一些亲和力。在示例性实施方案中，增粘剂可在不含支撑剂阶段或装载支撑剂阶段加入。在示例性实施方案中，增粘剂可在不含摩擦降低剂阶段或装载摩擦降低剂阶段加入。
方法
在示例性实施方案中，提供用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括在足以压裂地下地层的压力和流速下，将井处理流体注入井眼中的步骤，其中所述井处理流体包含水、至少一种含有丙烯酰胺的聚合物、包含一种或多种含铁化合物的破碎剂和一种或多种推动剂化合物。在示例性实施方案中，井处理流体为水力压裂流体。
在示例性实施方案中，提供用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括以下步骤：(i) 在足以压裂地下地层的压力和流速下，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中；和(ii) 将包含一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的第二井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，在第二井处理流体之前，将第一井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，基本上与第二井处理流体同时，将第一井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，在第二井处理流体之后，将第一井处理流体注入井眼中。
在示例性实施方案中，提供用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括以下步骤：(i) 在足以压裂地下地层的压力和流速下，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中；(ii) 注射包含一种或多种含铁化合物的第二井处理流体；和(iii) 将包含一种或多种推动剂化合物的第三井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，在第二或第三井处理流体之前，将第一井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，基本上与第二和第三井处理流体同时，将第一井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，在第二和第三井处理流体之后，将第一井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，基本上与第三井处理流体同时，将第二井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，在将包含一种或多种含铁化合物的第二井处理流体注入井眼中之前，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，在将包含一种或多种推动剂化合物的第三井处理流体注入井眼中之前，将包含一种或多种含铁化合物的第二井处理流体注入井眼中。在示例性实施方案中，注射本文描述的组合物或井处理流体之后立即注射另一种组合物或井处理流体，例如，没有延迟。在示例性实施方案中，注射本文描述的组合物或井处理流体之后，在约5分钟、约4分钟、约3分钟、约2分钟或约1分钟内，接着注射另一种组合物或井处理流体。
在示例性实施方案中，第一井处理流体还包含支撑剂。在示例性实施方案中，第二井处理流体还包含支撑剂。在示例性实施方案中，第三井处理流体还包含支撑剂。
在示例性实施方案中，在向井处理注射一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物之前，将至少一种含有丙烯酰胺的聚合物注入井眼中。在示例性实施方案中，提供了用于降低井处理流体的粘度的方法，所述方法包括向所述井处理流体加入一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物，其中所述井处理流体包含水和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物。
在示例性实施方案中，提供了用于增强井处理流体的生物降解的方法，所述方法包括向所述井处理流体加入一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物，其中所述井处理流体包含水和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物。
在示例性实施方案中，经过一定的时间段，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物降低井处理流体的粘度。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物降低至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的分子量。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物产生至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的片段，例如可生物降解的或低聚片段。在示例性实施方案中，加入一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物导致井处理流体的粘度降低。
在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物可为干粉末形式，携带(悬浮)于液体中或溶解于液体中。在示例性实施方案中，一种或多种推动剂化合物可为干粉末形式，携带(悬浮)于液体中或溶解于液体中。
在示例性实施方案中，所述方法还包括注射一种或多种另外的破碎剂，例如硫酸铵、过硫酸铵、酶、铜化合物、乙二醇、乙二醇醚和它们的组合。
在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物可在不含增粘剂阶段或装载增粘剂阶段加入。在示例性实施方案中，当与增粘剂存在于相同的阶段时，一种或多种含铁化合物对增粘剂呈现一些亲和力。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物可在不含支撑剂阶段或装载支撑剂阶段加入。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物可在不含摩擦降低剂阶段或装载摩擦降低剂阶段加入。在示例性实施方案中，当与摩擦降低剂存在于相同的阶段时，一种或多种含铁化合物对摩擦降低剂呈现一些亲和力。
在示例性实施方案中，一种或多种推动剂化合物可在不含增粘剂阶段或装载增粘剂阶段加入。在示例性实施方案中，当与增粘剂存在于相同的阶段时，一种或多种推动剂化合物对增粘剂呈现一些亲和力。在示例性实施方案中，一种或多种推动剂化合物可在不含支撑剂阶段或装载支撑剂阶段加入。在示例性实施方案中，一种或多种推动剂化合物可在不含摩擦降低剂阶段或装载摩擦降低剂阶段加入。在示例性实施方案中，当与摩擦降低剂存在于相同的阶段时，一种或多种推动剂化合物对摩擦降低剂呈现一些亲和力。
在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物产生含有丙烯酰胺的聚合物的低聚片段。在示例性实施方案中，通过一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物产生的含有丙烯酰胺的聚合物的低聚片段为可生物降解的。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物产生分子量小于约400,000、约300,000或约200,000g/mol的含有丙烯酰胺的聚合物的低聚片段。
在示例性实施方案中，具有一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的井处理流体的粘度小于不具有一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的井处理流体的粘度。
在示例性实施方案中，降低井处理流体的粘度允许更容易回收井处理流体。在示例性实施方案中，具有一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物的井处理流体的粘度小于具有一种或多种含铁化合物但是不具有一种或多种推动剂化合物的井处理流体的粘度。
在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物比常规的破碎剂更快地降低井处理流体的粘度。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物比过硫酸铵更快地降低井处理流体的粘度。在示例性实施方案中，作用于井处理流体的一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物提高在地层内的压裂传导性。
在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物将井处理流体的粘度降低至在10 s-1剪切速率下小于约10 cP，在10 s-1剪切速率下约5 cP，在10s-1剪切速率下约2 cP，在100 s-1剪切速率下约20 cP，在10 s-1剪切速率下约10 cP，或在10s-1剪切速率下约3 cP。
适当调节将影响其中井处理流体的粘度降低或其中含有丙烯酰胺的聚合物断裂的条件的组分比率对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物在环境温度下引发破碎。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物在加热下引发破碎。
在示例性实施方案中，可采用需要或期望的任何方式处理或加工井处理流体。在示例性实施方案中，井处理流体应顺应政府规章来处理。在示例性实施方案中，井处理流体可处置、加工用于环境治理或再循环。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物和一种或多种推动剂化合物可用于处理、环境治理或井处理流体的再循环。在示例性实施方案中，再循环的井处理流体可在使用井处理流体的任何点使用。
实施例
实施例1. 示例性推动剂化合物含铁化合物和市售可得的破碎剂的组合对聚丙烯酰胺溶液粘度的影响
在该实施例中，通过用示例性含铁破碎剂化合物(硫酸亚铁，市售可得自FisherScientific)或市售可得的(对比)破碎剂(过硫酸铵(APS)，市售可得自FisherScientific)，具有或不具有示例性推动剂化合物(尿素、EDTA、EDTA四钠，均市售可得自Fisher Scientific)处理，检验井处理流体粘度的降低。
使用0.4重量%部分水解的聚丙烯酰胺(基于活性物质，可得自Kemira Oyj)的溶液制备若干聚合物样品。通过将破碎剂和推动剂化合物(如指示的) (作为1%水溶液或作为粉末)与部分水解的聚丙烯酰胺溶液混合，制备样品。将含铁破碎剂或对比破碎剂加到样品中，以向样品制剂提供0.01重量%的破碎剂。当包括在制剂中时，加入推动剂化合物，以向样品制剂提供0.01重量%推动剂。在不具有破碎剂或推动剂化合物的情况下，制备一种对照样品(标记为“直链聚合物”)。
将每一种样品在150℉下加热约1小时。随后将样品冷却至环境温度，随后分析。在Brookfield粘度计中，在12 rpm、72℉下，测定每一种样品的粘度。所得到的样品粘度在图1中用图说明。
在前面的说明书中，已描述各种示例性实施方案。然而，显而易见的是，在不偏离以下权利要求中描述的示例性实施方案的较宽的范围下，可对其进行各种修改和变化，并且可执行另外的实施方案。因此，说明书和附图看作是说明性的而不是限制性含义。
Claims (26)
1.一种用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括在足以压裂地下地层的压力和流速下将井处理流体注入井眼中的步骤，其中所述井处理流体包含水、至少一种含有丙烯酰胺的聚合物以及破碎剂组合物，所述破碎剂组合物由一种或多种亚铁盐和一种或多种推动剂化合物组成；
其中所述一种或多种亚铁盐的量为井处理流体体积的0.001%-0.05%；和
其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐；柠檬酸；氨基三羧酸及其盐；多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物；硼酸及其盐；碳酸盐的碱金属盐；二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)；腐殖酸；和木素硫酸盐。
2.一种用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在足以压裂地下地层的压力和流速下，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中；和(ii)将包含破碎剂组合物的第二井处理流体注入井眼中，所述破碎剂组合物由一种或多种亚铁盐和一种或多种推动剂化合物组成；
其中所述一种或多种亚铁盐的量为井处理流体体积的0.001%-0.05%；和
其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐；柠檬酸；氨基三羧酸及其盐；多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物；硼酸及其盐；碳酸盐的碱金属盐；二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)；腐殖酸；和木素硫酸盐。
3.一种用于压裂被井眼渗透的地下地层的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在足以压裂地下地层的压力和流速下，将包含至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的第一井处理流体注入井眼中；(ii)注射包含破碎剂的第二井处理流体，所述破碎剂由一种或多种亚铁盐组成；和(iii)将包含一种或多种推动剂化合物的第三井处理流体注入井眼中；
其中所述一种或多种亚铁盐的量为井处理流体体积的0.001%-0.05%；和
其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐；柠檬酸；氨基三羧酸及其盐；多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物；硼酸及其盐；碳酸盐的碱金属盐；二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)；腐殖酸；和木素硫酸盐。
4.权利要求2或3的方法，其中所述第一井处理流体还包含支撑剂。
5.权利要求2或3的方法，其中所述第二井处理流体还包含支撑剂。
6.权利要求3的方法，其中所述第三井处理流体还包含支撑剂。
7.权利要求1、2或3的方法，其中所述一种或多种亚铁盐和一种或多种推动剂化合物的组合促进至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的断裂。
8.权利要求1、2或3的方法，其中所述一种或多种亚铁盐选自氯化亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵和它们的组合。
9.权利要求1、2或3的方法，其中所述一种或多种亚铁盐包含氯化亚铁。
10.权利要求1、2或3的方法，其中所述一种或多种亚铁盐包含硫酸亚铁。
11.权利要求1、2或3的方法，其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；和EDTA的盐。
12.权利要求1、2或3的方法，其中所述至少一种含有丙烯酰胺的聚合物选自：丙烯酰胺均聚物；丙烯酰胺共聚物；甲基丙烯酰胺均聚物；甲基丙烯酰胺共聚物；二丙酮丙烯酰胺聚合物；N-羟甲基丙烯酰胺聚合物；和它们的组合。
13.一种井处理流体，所述流体包含水、至少一种含有丙烯酰胺的聚合物和破碎剂组合物，所述破碎剂组合物由一种或多种亚铁盐和一种或多种推动剂化合物组成；
其中所述一种或多种亚铁盐的量为井处理流体体积的0.001%-0.05%；和
其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐；柠檬酸；氨基三羧酸及其盐；多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物；硼酸及其盐；碳酸盐的碱金属盐；二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)；腐殖酸；和木素硫酸盐。
14.一种用于降低井处理流体的粘度的方法，所述方法包括向所述井处理流体加入破碎剂组合物，所述破碎剂组合物由一种或多种亚铁盐和一种或多种推动剂化合物组成，其中所述井处理流体包含水和至少一种含有丙烯酰胺的聚合物；
其中所述一种或多种亚铁盐的量为井处理流体体积的0.001%-0.05%；和
其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐；柠檬酸；氨基三羧酸及其盐；多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物；硼酸及其盐；碳酸盐的碱金属盐；二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)；腐殖酸；和木素硫酸盐。
15.权利要求14的方法，其中所述一种或多种亚铁盐和一种或多种推动剂化合物的组合促进至少一种含有丙烯酰胺的聚合物的断裂。
16.权利要求13的井处理流体，其中所述一种或多种亚铁盐选自氯化亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵和它们的组合。
17.权利要求13的井处理流体，其中所述一种或多种亚铁盐包含氯化亚铁。
18.权利要求13的井处理流体，其中所述一种或多种亚铁盐包含硫酸亚铁。
19.权利要求13的井处理流体，其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；和EDTA的盐。
20.权利要求13的井处理流体，其中所述至少一种含有丙烯酰胺的聚合物选自：丙烯酰胺均聚物；丙烯酰胺共聚物；甲基丙烯酰胺均聚物；甲基丙烯酰胺共聚物；二丙酮丙烯酰胺聚合物；N-羟甲基丙烯酰胺聚合物；和它们的组合。
21.权利要求14的方法，其中所述一种或多种亚铁盐选自氯化亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵和它们的组合。
22.权利要求14的方法，其中所述一种或多种亚铁盐包含氯化亚铁。
23.权利要求14的方法，其中所述一种或多种亚铁盐包含硫酸亚铁。
24.权利要求14的方法，其中所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；和EDTA的盐。
25.权利要求14的方法，其中所述至少一种含有丙烯酰胺的聚合物选自：丙烯酰胺均聚物；丙烯酰胺共聚物；甲基丙烯酰胺均聚物；甲基丙烯酰胺共聚物；二丙酮丙烯酰胺聚合物；N-羟甲基丙烯酰胺聚合物；和它们的组合。
26.权利要求1、2、3或14的方法，或权利要求13的井处理流体，其中所述一种或多种亚铁盐包含硫酸亚铁，并且所述一种或多种推动剂化合物选自尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；和EDTA的盐。
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