CN106164209B - 井处理方法及流体 - Google Patents

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Abstract

一种方法，包括通过组合水性流体、增粘剂、交联剂、含醛的流变改进剂来形成井处理流体。该增粘剂是交联了的，从而增加了该流体的粘度。该方法包括用表现出增加的粘度的流体处理井、在交联后对醛进行化学改变并由此形成酸，以及作为形成该酸的结果而降低交联了的流体的粘度。该醛可以是乙二醛，其形成草酸，从而破裂交联。用包括水性流体和增粘剂以及经配置以用于交联该增粘剂的交联剂的成分配制井处理流体。该流体包括含醛的流变改进剂。该流体可缺少醛交联延缓添加剂。

Description

井处理方法及流体
技术领域
这里的方法和组合物涉及井处理方法及流体，例如具有可控释放流变改进剂例如可控释放破裂剂(包括缓释破裂剂)的那些。
背景技术
常常通过油藏增产技术例如水力压裂来处理在低渗透性地下地层中钻的井，以增加烃产率。可使用高粘度流体携带支撑剂至井下以支撑地层中打开的裂缝。可在环境温度下在表面处操作的已知的线性凝胶(仅包含胶凝剂的水)，通常不表现出足够高的粘度以转移大尺寸或大数量的支撑剂。因此，交联剂可用于增加流体粘度，从而提供较大支撑剂尺寸或较大支撑剂数量的充分运输。较高粘度流体还在地层中产生较宽的裂缝。
瓜尔胶和瓜尔胶衍生物是在水力压裂处理中最常用的增粘剂例如聚合物当中。瓜尔胶衍生物，例如羧甲基瓜尔胶(CMG)和羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG)，主要用于具有高井底温度(BHT)的井中。由于纤维素的天然丰度，对于压裂处理，增加了对纤维素衍生物例如羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)以及羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)的关注。
经常地，水力压裂凝胶除了许多其他可能的添加剂外，还包括交联延缓添加剂、破胶剂和流体损失控制剂，以使水力压裂凝胶适应水力压裂的情况。已知各种胶凝剂和交联剂用于水力压裂凝胶中。对于延缓添加剂，设计交联反应，使得在将水力压裂凝胶深置于井中后开始粘度增加。
在一个相关的方法中，流变改进剂例如破胶剂可包括在水力压裂凝胶中以在压裂后显著降低粘度，用于更容易地从井中移除凝胶。在交联了的凝胶包含破胶剂的程度上，破胶剂可经配置以用于延缓作用从而在压裂时保持交联了的凝胶的所需性质。即使这样，仍需要额外的延缓化学品来使流变改进剂适应增加的各种增粘剂和相关组分。
另外，压裂处理中的流体体积显著增加，同时公众对水的使用与处置的关注同样增加。与其付费处理和处置采出水和回流水，服务公司和操作员不如在后续增产操作中实行再循环。“采出水”是指由烃井产生的水。通常术语用于在油工业中描述伴随着油和/或气产生的水。“回流水”为采出水的子类别，是指通过井回流的压裂流体，其可占原始压裂流体体积的一部分。
采出水，尤其是来自页岩间隙(play)例如Marcellus和Bakken的采出水，以其高的总溶解固体(TDS)含量而闻名。TDS对于已知的瓜尔胶基和瓜尔胶衍生物基压裂流体造成挑战。而且，原始用清洁水制备的各种井处理流体可显示出较低的性能，或者如果使用含盐且硬的采出水代替清洁水时，甚至完全失效。因此，对打算在后续增产操作中再循环的采出水进行处理以获得适用于压裂流体的水品质。即使这样，这样的处理常常是成本高昂和费时的。因此，需要其他适用于采出水再循环的流体。
发明内容
一种井处理方法包括通过组合包括水性流体、增粘剂、交联剂以及含醛的流变改进剂的成分来形成井处理流体。使用该交联剂在该水性流体中交联该增粘剂，该交联增加了该井处理流体的粘度。该方法包含用表现出增加的粘度的井处理流体处理井，交联后对该醛进行化学改变并由此形成酸，以及作为形成该酸的结果，降低交联了的井处理流体的粘度。
另一种井处理方法包括通过组合包括水性流体、增粘剂、含锆交联剂、含乙二醛的流变改进剂的成分来形成井处理流体。使用该交联剂在该水性流体中交联该增粘剂，该交联增加了该井处理流体的粘度。该方法包括用表现出增加的粘度的井处理流体处理井，交联后对该乙二醛进行化学改变并由此形成草酸，该草酸破裂了由锆形成的交联，并且使用该草酸降低交联了的井处理流体的粘度。
一种井处理流体用包括水性流体和增粘剂以及交联剂的成分配制，该交联剂经配置以用于在该水性流体中交联该增粘剂并由此增加该井处理流体的粘度。该流体包括含有醛的流变改进剂。配置该井处理流体以在交联后对醛进行化学改变并由此形成酸，该酸经配置以用于降低交联了的井处理流体的粘度。该井处理流体缺少醛交联延缓添加剂。
附图说明
下面参考下列附图描述了一些实施方案。
图1-5为与实施例1-5对应的用流变改进剂制备的交联了的流体的粘度随时间变化的图表。
图6-10为与实施例6-10对应的用采出水制备的交联了的流体的粘度随时间变化的图表。
详细说明
流变改进剂例如交联了的破胶剂可以基于醛，包括二醛，例如乙二醛。该醛可缓慢地并且可控地释放酸进入井处理流体例如交联了的凝胶中，并且经过充分的时间降低凝胶的粘度以在大量的粘度损失前完全利用井处理流体。不受任何特定理论的限制，二醛可比单醛提供形成二酸例如草酸的益处，该二酸能够螯合交联剂以破裂交联。该流变改进剂可以是醛的水溶液。
因此，一种井处理方法包括通过组合包括水性流体、增粘剂、交联剂和含醛的流变改进剂的成分来形成井处理流体。使用该交联剂交联该水性流体中的该增粘剂，该交联增加了该井处理流体的粘度。该方法包括用表现出增加的粘度的井处理流体处理井以及在交联后对该醛进行化学改变，由此形成酸。使用该酸降低交联了的井处理流体的粘度。
这里描述的各种方法和组合物的特征还可一致和合适地包括在上面的方法中。举例来说，井处理流体可缺少醛交联延缓添加剂。即，已知乙二醛作为交联延缓添加剂用于凝胶中(参见颁布给Dawson的美国专利No.5160643)。尽管如此，这里的井处理流体可缺少交联延缓添加剂或该井处理流体可包括与这里作为粘度破裂剂起作用的醛不同的交联延缓添加剂。换言之，这里的醛流变改进剂不需要延缓交联。
此外，醛可在交联前基本未化学改变。即使这样，在交联前也可发生醛的一些非实质或微小的化学改变。取决于所使用的醛，井处理流体的配制，交联前缺少pH降低或缺少粘度降低，或者二者，可为醛的无化学改变或仅非实质的化学改变的证据。
醛到酸的化学改变，如在乙二醛形成草酸的情况下，可包括未在文献中完全定义的一个或多个反应机制。即使这样，仍认为在改变中发生了一个或多个化学反应，其中之一可以是醛的氧化或用于形成酸的中间组分的氧化。化学改变乙二醛可替代或额外地产生在降低交联了的井处理流体的粘度中所包括的一种(或多种)其他酸和/或一种(或多种)其他化学品。
同样地，作为形成酸的结果而降低交联了的井处理流体的粘度可包括一个或多个未完全定义的效果。一个可能的效果包括由于在酸的产生时pH降低而损害增粘剂例如聚合物。另一个可能的效果包括酸与该交联直接相互作用并破裂该交联。描述的两个效果和其他粘度降低(作为形成酸的结果)可组合起作用。
增粘剂可包含聚合物且交联剂可包含金属阳离子或硼酸盐和/或酯。该方法可进一步包括破裂由该金属阳离子或硼酸盐和/或酯形成的交联以实现粘度降低。破裂该交联可包括用酸螯合金属阳离子。金属阳离子可以是锆或钛离子。随后可通过分步法发生粘度降低，即，对醛进行化学改变，形成酸，并且酸破裂由金属阳离子或硼酸盐和/或酯形成的交联。该分步法还可包括酸争取金属阳离子的螯合以破裂交联。可想到的是，可通过不破裂该交联的不同方法发生粘度降低。
与不含流变改进剂的井处理流体相比，粘度可以以更快的速率降低。粘度降低的数值与发生粘度降低所经过的时间取决于应用而变化。因此，降低的速率也变化。在油田操作中，流体粘度可以非常高(如在胶塞中)，仅几百厘泊(如在压裂流体中)，或仅几厘泊(如在滑溜水中)。将理解较大的粘度降低可发生在较高粘度流体中。此外，流体可以配制为在2天内破裂，或在2小时内破裂。即使这样，对于这里的方法和组合物，与已知流体相比以及与这里不含流变改进剂的井处理流体相比，粘度仍可以以更快的速率降低。
所选的醛可以是乙二醛并且酸可以是草酸。乙二醛到草酸的化学改变中的中间产物可存在，但是不可能明显参与破裂金属阳离子交联。井处理流体成分可包含最高达10重量％(wt％)的流变改进剂，例如最高达5wt％，包括最高达1wt％，例如从约0.01wt％至约0.5wt％。流变改进剂可以是醛的水溶液，例如40wt％溶液。井处理流体可包含已知的适用于所选流体应用例如水力压裂的额外组分。例子包括凝胶稳定剂、缓冲剂等。凝胶稳定剂可包括硫代硫酸钠、硫代硫酸酯、烷氧基化山梨糖醇、山梨糖醇、甲醇、甲酸盐和/或酯、及其组合。缓冲剂可包括碳酸氢钠、碳酸氢盐、碳酸盐、氢氧化物、醋酸盐、甲酸盐、氢氧化锆、碳酸锆及其组合。井处理流体还可包含二醇，例如乙二醇。
用井处理流体处理井可包括水力压裂、砾石充填、防砂，或用于交联了的井处理流体的其他已知应用。水性流体可有益地包括采出水，如上面背景技术部分描述的，允许从井处理方法再循环采出水。
成分可进一步包含锆盐，进一步在下面描述，其可在破裂前增加流体粘度，甚至当水性流体是采出水时其对这样的效果也是有用的。锆盐可选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组。井处理流体成分可包含最高达20wt％的锆盐，例如最高达5wt％，例如从约0.01wt％至约2wt％。
潜在酸，例如酯和聚乳酸，已知被用作缓释破裂剂。对于增加的温度和增加的pH，乙二醛以增加的速率化学改变成草酸。因此，可以在井处理流体例如水力压裂凝胶的环境中控制释放速率。其他二醛可表现出类似的性质。
另一种井处理方法包括通过组合包括水性流体、增粘剂、含锆交联剂以及含有乙二醛的流变改进剂的成分来形成井处理流体。使用该交联剂在该水性流体中交联该增粘剂，该交联增加了该井处理流体的粘度。该方法包括用表现出增加的粘度的井处理流体处理井，交联后对乙二醛进行化学改变，由此形成草酸，并且该草酸破裂了由锆形成的交联。使用该草酸降低交联了的井处理流体的粘度。
这里描述的各种方法和组合物的特征还可以一致和合适地包括在上面的方法中。举例来说，井处理流体可缺少乙二醛交联延缓添加剂。破裂该交联可包括用草酸螯合锆。破裂该交联可替代或额外地包括草酸降低pH。
与不含流变改进剂的井处理流体相比，粘度可以以更快的速率降低。水性流体可以是采出水并且成分可进一步包含选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组的锆盐。
如从这里的方法将理解的，可将井处理流体描述为用包括水性流体、增粘剂、交联剂以及含醛的流变改进剂的成分配制。配置该增粘剂和交联剂以在该水性流体中交联该增粘剂，并由此增加该井处理流体的粘度。配置井处理流体在交联后对醛进行化学改变并由此形成酸，该酸经配置以降低交联了的井处理流体的粘度。该井处理流体缺少醛交联延缓添加剂。
这里描述的各种方法和组合物的特征还可以一致和合适地包括在上面的方法中。举例来说，交联剂可包含金属阳离子或硼酸盐和/或酯，该酸经配置以用于破裂由金属阳离子或硼酸盐和/或酯形成的交联。该酸可经进一步配置以用于螯合金属阳离子从而破裂交联。酸可替代或额外地经配置以用于降低pH从而破裂交联。醛可为乙二醛且酸可为草酸。水性流体可为采出水且成分可进一步包含锆盐。锆盐可选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组。
如上所述，Zr盐可有益地用在井处理流体中。Zr盐表现出作为易受胶凝剂例如聚合物的酶或细菌降解的影响的井处理流体中的金属变性剂和/或杀菌剂而已知的性质(参见Li等人的美国专利公开No.2008/0287323)。这里描述了Zr盐的替代性使用。
在上面的背景部分中介绍了受井底温度影响的胶凝剂的温度稳定性的讨论。聚合物的酸水解常常随着温度增加而增加，导致随着放置深度的增加井处理流体的pH降低。Zr盐，例如Zr(OH)4，随着在一定深度处的井处理流体中的pH降低，可更容易地溶解。因此，由于Zr盐分解为Zr(IV)和氢氧根离子或其他组分从而抵消pH降低，Zr盐的存在可用于稳定流体pH。随后稳定的pH还增加了粘度稳定性，从而减少了酸水解。
Zr盐额外增加了粘度稳定性，因为Zr(IV)离子还有助于增粘剂的交联。在一个易于Zr交联的体系中，Zr盐可因此起到双重功能。
有益地，即使使用采出水的井处理流体可难以交联，观察仍表明，Zr基交联体系可与采出水的使用兼容。采出水中增加的硬度降低了使用采出水的适用性，因而可通过至少在交联期间保持低于约9的pH(例如低于约8、例如低于约7、包括在约6和约5之间的pH)来减轻硬度损害。
在含有Zr盐的井处理流体中加入缓冲剂来将pH固定在约5.0至6.0，可提供与来自采出水的其他不合适的TDS水平和硬度兼容的体系。对于包括采出水的处理流体，pH可以控制硬度，Zr盐可控制pH，并且Zr盐还可保持交联。
因此，另一种井处理方法包括通过组合包括采出水、增粘剂、含金属阳离子的交联剂、含醛的流变改进剂以及锆盐的成分来形成井处理流体。采出水包含大于1000ppm的总溶解固体。该方法包括在井处理流体中溶解至少一部分锆盐并且用锆盐稳定井处理流体的pH。使用交联剂和来自锆盐的溶解的锆在水性流体中使增粘剂交联，与不含锆盐的井处理流体相比，该交联增加了井处理流体的粘度。用表现出增加的粘度的井处理流体处理井。
交联后化学改变醛，由此形成酸。该方法包括降低pH并用酸螯合金属阳离子和溶解的锆，因此破裂交联了的井处理流体。与不含流变改进剂的交联了的井处理流体相比，使用酸降低了交联了的井处理流体的粘度。
这里描述的各种方法和组合物的特征还可以一致和合适地包括在上面的方法中。举例来说，TDS可以大于10000ppm，例如大于100000ppm，包括大于300000ppm。以CaCO3当量测定的硬度可大于20000ppm，例如大于40000ppm，包括大于60000ppm。醛可以是乙二醛且酸可为草酸。锆盐可以选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组。
可想到的是，可以控制pH以有助于该方法中的不同部分。例如，在交联和使用交联了的井处理流体期间可保持pH低于约7。
在另一种井处理流体体系中，观察表明降低pH可降低预交联了的聚丙烯酰胺凝胶粘度。凝胶包含交联了的聚丙烯酰胺球体。在中性pH附近，认为在这些球体上锚定的聚丙烯酰胺链彼此伸展并接触，从而通过物理纠缠向凝胶赋予粘度。在较低的pH下，认为聚丙烯酰胺链缩回至球体，从而减小了彼此的接触并降低凝胶粘度。这里作为缓释破裂剂的流变改进剂可用于控制流体pH，其进而控制流体粘度。
这里描述的方法和流体可通过下面的实施例来进一步理解。
实施例总结
实施例1：用0.4gpt缓释破裂剂制备的硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶流体。参见图1和表1。
实施例2：用2gpt缓释破裂剂制备的硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶流体。参见图2和表1。
实施例3：用0.8gpt缓释破裂剂制备的硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶流体。参见图3和表1。
实施例4：用缓释破裂剂制备的Zr交联的HEC流体。参见图4。
实施例5：用缓释破裂剂和氧化破裂剂制备的Zr交联的HEC流体。参见图5。
实施例6：用采出水制备的Zr交联的HPG流体。参见图6和表4。
实施例7：用采出水和不同的凝胶pH制备的Zr交联的HPG流体。参见图7和表4。
实施例8：用采出水和锆盐制备的Zr交联的HPG流体。参见图8和表4。
实施例9：用采出水和甲醇制备的Zr交联的HPG流体。参见图9和表4。
实施例10：用采出水制备的Zr交联的CMHEC流体。参见图10和表4。
实施例1
用缓释破裂剂制备的硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶流体。
所使用的缓蚀破裂剂包括用pH缓冲剂B缓冲至约7.1-7.2的pH的乙二醛(40重量％乙二醛水溶液)。当将0.52mLpH缓冲剂B加入60mL乙二醛溶液时，在室温(RT)下所得的pH为约7.14-7.16。用自来水、30ppt(磅每千加仑)瓜尔胶、1gpt(加仑每千加仑)黏土控制剂以及2gpt硼酸盐和/或酯交联剂A，制备了硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶基准流体(不含破裂剂或使用0gpt破裂剂)。用Chandler 5550粘度计依照API RP 39计划(美国石油研究院推荐程序(American Petroleum Insistute Recommended Procedure))测试200°F下的粘度。粘度如表1所示。基准粘度保持在约600cPs。
在另一个测试中，将0.4gpt破裂剂加入粘度计的基准凝胶的中心，并且类似地测量200°F下的粘度并将其显示在图1中。粘度在约4小时内逐渐从约600cPs降至约100cPs。
实施例2
用缓释破裂剂制备的硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶流体。
当破裂剂的剂量增加至例如2gpt时，破裂行为快得多。在图2中，显示了相同基准流体的粘度和具有2gpt破裂剂的流体的粘度。具有2gpt破裂剂的流体的粘度快速下降至低于100cPs。
实施例3
用缓释破裂剂制备的硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶流体。
用自来水、25ppt瓜尔胶、1gpt黏土控制剂、1.5gpt pH缓冲剂E以及0.75gpt硼酸盐和/或酯交联剂B制备另一种硼酸盐和/或酯交联的瓜尔胶基准流体(不含破裂剂或使用0gpt破裂剂)。使用Chandler 5550粘度计依照API RP 39计划测试200°F下的粘度。粘度如图3所示。基准粘度保持在约400cPs。在另一个测试中，将0.8gpt破裂剂加入粘度计中基准凝胶的中心，类似地测量200°F下的粘度并将其显示在图3中。粘度逐渐并以可控的方式下降。
表1-乙二醛破裂剂实施例
实施例4
用缓释破裂剂制备的Zr交联的HEC流体。
用锆交联剂交联HEC溶液以形成pH高于约9-10的凝胶。当向交联了的HEC凝胶添加破裂剂时，交联逐渐反转，造成凝胶粘度逐步下降。
首先制备不含乙二醛溶液的金属交联的HEC流体作为基准凝胶。为了制备流体，将具有2％氯化钾(KCI)的500ml自来水加入1升的韦林氏捣切器中。在共混时，将80ppt HEC粉末(基于操作需要可以更多)加入捣切器中，并水合持续约20分钟。在水合后，可将合适量的添加剂(包括交联延缓添加剂，凝胶稳定剂例如硫代硫酸钠，以及缓冲剂例如氢氧化钠等)加入流体中并且使其均匀混合和分散。随后加入金属交联剂例如锆酸盐交联剂。
如此制备的凝胶在室温下具有约12至13的pH。甚至在10分钟后在室温下涡旋仍未表现出关闭。HEC流体中的交联延缓基于温度延缓。通过加热流体大于一定温度来激活HEC流体中的交联。这种有意的交联延缓减小了摩擦压力并因此泵送粉末以传递HEC流体至井底。用Fann50型粘度计测量基准HEC凝胶在200°F下的粘度。粘度曲线记录在图4中。基准凝胶在200°F下的粘度从开始的约550cPS缓慢地降至在350分钟时的约350cPs。
在200°F下进行破裂测试以评价金属交联的HEC流体中的乙二醛溶液(破裂剂)的破裂性能。类似地制备具有乙二醛溶液的交联了的HEC流体。在交联剂前即刻加入乙二醛溶液。在一个测试中，使用2gpt乙二醛溶液。用粘度计类似地测量所得的凝胶在200°F下的粘度。如图4所示，在200°F下具有2gpt乙二醛溶液的凝胶的粘度在350分钟后逐步下降至约250cPS。在另一个测试中，在相同的HEC凝胶中使用4gpt乙二醛溶液。如图4所示，在4gpt的较高乙二醛溶液剂量下且在200°F下，粘度在350分钟后逐步降低至约200cPs。
实施例5
用缓释破裂剂和氧化破裂剂制备的Zr交联的HEC流体。
还对与常规氧化破裂剂结合的乙二醛溶液(破裂剂)性能进行评价。图5中的基准HEC凝胶与图4中的相同。基准凝胶在200°F下的粘度从开始的约550cPs缓慢地降低至在350分钟时的约350cPs。在破裂测试中，在添加交联剂前将2gpt乙二醛溶液与5ppt氧化破裂剂(过氧化镁)一起加入类似的HEC凝胶。用粘度计类似地测量所得凝胶在200°F下的粘度，如图5所示。具有氧化破裂剂和乙二醛溶液两者的HEC凝胶在200°F下的粘度从开始的550cPs逐渐降低至在350分钟后的约140cPs。
实施例6
用采出水制备的Zr交联的HPG流体。
在此实施例中使用1#采出水。1#采出水由油田的油田操作员提供。该水在室温下的pH为约5.6。在表2中列出1#采出水的水分析。该水具有超过280000mg/L的TDS和超过46000mg/L的硬度。
表2
为了制备流体，将约250mL的1#采出水放置于1L韦林氏捣切器中。调节混合速度使得刚好露出刀片螺母。在共混时向捣切器中加入40ppt HPG粉末。共混持续时间通常超过10分钟。在HPG聚合物的水合后，在共混时加入2ppt pH缓冲剂D、6gpt凝胶稳定剂A以及1.6gpt凝胶稳定剂B。最后，加入1.6gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下具有约5.7的pH。用Chandler 5550粘度计依照API RP 39计划测试240°F下的粘度。粘度如图6所示。流体正好在第二斜峰前表现出超过400cPs的合适粘度。
类似地制备并测试了另一种流体。在共混时向捣切器中的1#采出水加入50pptHPG粉末。在HPG聚合物水合后，在共混时加入2ppt缓冲剂D、6gpt凝肢稳定剂A以及2gpt凝胶稳定剂B。然后，加入2gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下具有约5.7的pH。类似地测试了240°F下的粘度并将其显示在图6中。流体正好在第二斜峰前表现出超过500cPs的合适粘度。
实施例7
用采出水和不同凝胶pH制备的Zr交联的HPG流体。
用1#采出水制备两种Zr交联的HPG流体。观察凝胶pH的影响。为了制备第一流体，在韦林氏捣切器中放置约250mL1#采出水。在共混时向捣切器中添加50ppt HPG粉末。在水合期间施加一些pH缓冲剂C。在HPG聚合物水合后，在共混时加入6gpt凝胶稳定剂A和2gpt凝胶稳定剂B。随后加入2gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下具有约5.2的pH。用Chandler 5550粘度计测试240°下的粘度并将其显示在图7中。
为了制备其他流体，在共混时向捣切器中的1#采出水加入50ppt HPG粉末。在HPG聚合物水合后，在共混时加入2ppt缓冲剂D、6gpt凝胶稳定剂A以及2gpt凝胶稳定剂B。随后加入2gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下具有约5.7的pH。类似地测试240°F下的粘度并将其显示在图7中。
具有5.7的略较高pH的流体在240°F下显示出更稳定的粘度分布，例如，如图7所示，超过约25分钟。具有5.2的较低pH的流体具有较大的起始粘度，其在操作中可为所需的或可能不为所需的，但其粘度随时间比pH为5.7的流体的粘度下降更快(较低的pH可造成对在高温下的流体的更多损害)。实施例表明，通过选择合适的流体pH，流体可具有增加的长期稳定性。
实施例8
用采出水和锆盐制备的Zr交联的HPG流体。
为了制备基准流体，在韦林氏捣切器中放置约250mL 1#采出水。在共混时向捣切器中加入50ppt HPG粉末。在水合期间施加一些pH缓冲剂C。在HPG聚合物水合后，在共混时加入6gpt凝胶稳定剂A和2gpt凝胶稳定剂B。随后，加入2gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下具有约5.2的pH。用Chandler5550粘度计测试240°F下的粘度并将其显示在图8中。
将约1重量％氢氧化锆(IV)细粉均匀混合至上面的基准凝胶中，类似地测试240°F下的粘度并将其显示在图8中。具有1％氢氧化锆的流体显示出明显增加的粘度。例如，在60分钟时，具有1％氢氧化锆的流体的粘度是基准流体的约2.7倍。
还可使用其他锆盐，例如碳酸锆或二氧化锆。
实施例9
用采出水和甲醇制备的Zr交联的HPG流体。
为了制备基准流体，在韦林氏捣切器中放置约250mL 1#采出水。在共混时向捣切器中加入50ppt HPG粉末。在水合期间施加一些pH缓冲剂C。在HPG聚合物水合后，在共混时加入3gpt凝胶稳定剂A和2gpt凝胶稳定剂B。随后，加入2gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下具有约5.3的pH。用Chandler 5550粘度计测试240°F下的粘度并将其显示在图9中。
为了测试甲醇的功能，在水合后向HPG流体加入7.5体积％甲醇。随后类似地加入其他添加剂。类似地测试240°F下的粘度并将其显示在图9中。如图9所示，7.5％的甲醇体积百分数显著增加了流体在240°F下的粘度。预期使用甲醇增加粘度将可与这里描述的同样为了增加粘度使用锆盐的方法和组合物兼容。
实施例10
用采出水制备的Zr交联的CMHEC流体。
在此实施例中使用2#采出水。2#采出水由油田的另一油田操作员提供。该水在室温下具有约5.6的pH。在表3中列出了2#采出水的水分析。该水具有超过210000mg/L的TDS以及超过43000mg/L的硬度。
表3
为了制备流体，在2#采出水中水合40ppt CMHEC粉末。在聚合物水合后，在共混时加入0.2gpt pH缓冲剂A和1gpt凝胶稳定剂B。然后加入1.4gpt锆交联剂作为交联剂。如此形成的凝胶在室温下的pH为约4.9。用Fann50型粘度计测试200°F下的粘度并将其显示在图10中。该流体显示出持续至少2小时超过600cps的合适粘度(在100/s剪切速率下)。预期CMHEC的使用将与这里描述的使用锆盐来增加粘度的方法和组合物兼容。
表4-采出水实施例
按照法规，已经用语言或多或少具体地就结构和方法特征而言描述了实施方案。然而，要理解的是，实施方案并不限于所显示和描述的具体特征。因此，在依据等价原则合理地解释的所附权利要求的合适范围内，要求保护实施方案的任何形式或变形。

Claims (20)

1.一种井处理方法，包括：
通过组合包括水性流体、增粘剂、交联剂以及含醛的流变改进剂的成分来形成井处理流体；
使用该交联剂在该水性流体中交联该增粘剂，该交联增加了该井处理流体的粘度；
用表现出增加的粘度的井处理流体处理井；
交联后对该醛进行化学改变并由此形成酸；以及
作为该形成酸的结果，降低交联了的井处理流体的粘度。
2.权利要求1的方法，其中该醛在交联前没有化学改变并且井处理流体缺少含醛的流变改进剂。
3.权利要求1的方法，其中该增粘剂包含聚合物且该交联剂包含金属阳离子或硼酸盐和/或酯，该方法进一步包含破裂由该金属阳离子或硼酸盐和/或酯形成的交联以实现粘度降低。
4.权利要求3的方法，其中通过分步法而发生降低粘度，该分步法包括化学改变该醛、形成该酸以及酸破裂由该金属阳离子或硼酸盐和/或酯形成的交联。
5.权利要求1的方法，其中与不含流变改进剂的井处理流体相比，粘度以更快的速率下降。
6.权利要求1的方法，其中该醛为乙二醛且该酸为草酸。
7.权利要求1的方法，其中该水性流体为采出水并且该成分进一步包括锆盐。
8.权利要求7的方法，其中该锆盐选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组。
9.一种井处理方法，包括：
通过组合包括水性流体、增粘剂、含锆交联剂以及含乙二醛的流变改进剂的成分来形成井处理流体；
使用该交联剂在该水性流体中交联该增粘剂，该交联增加了该井处理流体的粘度；
用表现出增加的粘度的井处理流体处理井；
交联后对该乙二醛进行化学改变并由此形成草酸；
该草酸破裂了由锆形成的交联并且使用该草酸降低交联了的井处理流体的粘度。
10.权利要求9的方法，其中该醛在交联前没有化学改变并且井处理流体缺少含乙二醛的流变改进剂。
11.权利要求9的方法，其中与不含流变改进剂的井处理流体相比，粘度以更快的速率下降。
12.权利要求9的方法，其中该水性流体为采出水并且该成分进一步包括选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组中的锆盐。
13.一种井处理方法，包括：
通过组合包含采出水、增粘剂、含金属阳离子的交联剂、含醛的流变改进剂以及锆盐的成分来形成井处理流体，该采出水包含大于1000ppm的总溶解固体；
溶解该井处理流体中的至少一部分锆盐；
利用锆盐稳定井处理流体的pH；
使用该交联剂与来自锆盐的溶解的锆在该水性流体中交联该增粘剂，与不含锆盐的井处理流体相比，该交联增加了该井处理流体的粘度；
用表现出增加的粘度的井处理流体处理井，井中出现交联了的增粘剂的酸水解；
在井中增粘剂的酸水解期间利用锆盐稳定井处理流体的pH；
交联后对该醛进行化学改变并由此形成酸；
降低pH并且用该酸螯合该金属阳离子和溶解的锆，因此破裂交联了的井处理流体，以及使用酸，与不含流变改进剂的交联了的井处理流体相比，降低了交联了的井处理流体的粘度。
14.权利要求13的方法，其中该醛为乙二醛且该酸为草酸。
15.权利要求13的方法，其中该锆盐选自由氢氧化锆、碳酸锆、二氧化锆及其组合组成的组。
16.权利要求7的方法，其中该锆盐包括氢氧化锆。
17.权利要求16的方法，其中井处理流体成分包含0.01至20wt％的氢氧化锆。
18.权利要求7的方法，其中该采出水包含大于100000ppm的总溶解固体。
19.权利要求7的方法，其中至少在交联期间井处理流体表现出低于7的pH。
20.权利要求7的方法，其中至少在交联和处理期间井处理流体表现出在6和5之间的pH。
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