CN107771203A - 用于处理含烃地层的流体和方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于暂时堵塞含烃地层的流体。所述流体包括载体流体和交联合成聚合物，其中所述聚合物包含不稳定基团以在暴露于所述流体的条件变化时降解所述聚合物。

Description

用于处理含烃地层的流体和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2015年6月1日提交的美国申请第62/169199号的权益，其通过引用方式整体并入本文中。
背景
水力压裂是通过在超过岩石的破裂压力的压力下泵送压裂流体而在地下区域中产生裂缝或断裂的过程。压裂流体在地下区域中产生或扩大断裂，并且悬浮在压裂流体中的颗粒状支撑剂材料可被泵入产生的断裂中。随着更多的流体和支撑剂被引入地层中，产生的断裂继续增大。支撑剂以可渗透的“包”的形式保留在断裂中，所述可渗透的“包”用于保持或“支撑”断裂张开。通过添加分解剂或使用已存在于压裂流体中的延迟分解剂体系来降低压裂流体的粘度，可使压裂流体“分解”并加以回收。流体粘度的降低以及流体从产生的断裂渗漏到地层的可渗透区域允许在处理之后断裂在支撑剂上闭合。通过维持断裂张开，支撑剂为烃和/或其他地层流体流入钻孔提供高传导性路径。
在水力压裂过程中存在许多程序和应用，其涉及在进行其他步骤或过程的同时形成暂时堵塞，其中堵塞必须在以后加以移除。通常，当以后需要移动或流动时，提供这样的堵塞来在特定方向上在一段时间内暂时地阻塞流动路径或者抑制流体或其他材料(例如可流动的颗粒、水或气体)移动。因此，需要提供一种用于水力压裂操作中的暂时堵塞的材料，所述材料可以精确地放置在断裂内，易于分解，并随后从含烃地层移除。
简要描述
公开了一种用于暂时堵塞含烃地层的流体，所述流体包括载体流体和交联合成聚合物，其中聚合物包含不稳定基团以在暴露于流体状态的变化时降解聚合物。
另一个实施方案是包含上述流体的暂时堵塞。
另一个实施方案是用于暂时堵塞含烃地层的至少一部分的方法，所述方法包括在处理期间将流体注入地层中、形成包含流体的暂时堵塞、使暂时堵塞经受导致流体分解的条件、并回收分解的流体。
以上描述和其他特征通过以下详细描述来示例。
具体实施方式
本文描述了用于暂时堵塞包括交联合成聚合物和载体流体的含烃地层的流体。交联的聚合物最初增加了流体的粘度，并且可用作含烃地层的各种处理中、例如分流或水和/或气体切断中的暂时堵塞。在有利的特征中，合成聚合物是“自我分解的”，即不需要外部分解添加剂来分解，但可以使用外部分解添加剂。随着时间的推移，或者如下文更详细描述，随着当聚合物自我分解时的流体条件的变化、例如温度的变化，可以发生分解。这个特征可以更精确地放置流体，并在分解后易于移除。交联合成聚合物允许进一步调节本文所述的流体体系，其中流体可经调整以适应需要不同聚合物分解速率的各种应用。
因此，流体中使用的合成聚合物具有许多有利的特征。聚合物是合成的或人造的聚合物。因此，不会像一些天然聚合物那样受到可用性波动的影响。
合成聚合物进一步高度溶于水性载体流体，例如水性介质，例如水或滑溜水。与聚合物混合后，快速溶解性使流体的粘度迅速增加。因此，聚合物包含聚合物主链，所述聚合物主链包含通过以下物质的聚合衍生的单元：(甲基)丙烯酰胺、N-(C1-C8烷基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(C1-C8烷基)(甲基)丙烯酰胺、乙烯醇、烯丙醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、β-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、山梨酸、α-氯山梨酸、2'-甲基异巴豆酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基膦酸、乙烯基膦酸、前述单体中的任一种的相应盐(例如丙烯酸钠)、(甲基)丙烯酸(C1-3烷基)酯、(甲基)丙烯酸(羟基-C1-6烷基)酯、(甲基)丙烯酸(二羟基-C1-6烷基)酯、(甲基)丙烯酸(三羟基-C1-6烷基)酯、二烯丙基二甲基氯化铵、(甲基)丙烯酸N,N-二-(C1-6烷基)氨基(C1-6烷基)酯、2-乙基-2-噁唑啉、(甲基)丙烯酰氧基(C1-6烷基)三(C1-6烷基)卤化铵)、2-乙烯基-1-甲基吡啶鎓卤化物)、2-乙烯基吡啶N-氧化物)、2-乙烯基吡啶或包含上述中的至少一种的组合。
前述的具体实例包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺、N-苄基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯醇、丙烯酰胺和丙烯酸的组合、二烯丙基二甲基氯化铵、1-甘油(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-二甲氨基乙酯)、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸的组合)、甲基丙烯酸2-羟丙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基溴化铵)、2-乙烯基吡啶)和3-氯-2-羟丙基-2-甲基丙烯酰氧基乙基二甲基氯化铵。
不赋予聚合物水溶解性的单元也可以存在于聚合物中，条件是这些单元的类型和量不会显著不利地影响聚合物的预期功能，特别是其水溶解性。这样的疏水性单元的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸(C3-16烷基)酯、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯、异戊二烯、丁二烯等。在一个实施方案中，聚合物包含小于25摩尔％的这种单元，或者不含这种单元。
当合成聚合物包含疏水性单元时，选择单元的量和类型以使聚合物的溶解性参数接近于载体流体的溶解性参数，使得聚合物能够快速溶解在载体流体中。单元的选择可以部分使用化学成分的希尔德布兰德(Hildebrand)溶解性参数、即表示在特定溶剂(这里是载体流体)中的相对溶解特性的数字参数来确定。通过调整聚合物结构(例如，通过将适量的亲水性单元与疏水性单元组合)，聚合物的溶解性参数可经调整为接近特定载流体的溶解性参数。聚合物的溶解性参数可以根据等式(1)基于聚合物的每种成分的相对重量分数来计算：
δ聚合物＝w1δ1+w2δ2 (1)
其中δ聚合物是共聚物的希尔德布兰德溶解性参数，δ1是亲水性聚合物单元的溶解性参数，w1是亲水性聚合物单元的重量分数，δ2是疏水性聚合物单元的溶解性参数，并且w2是疏水性聚合物单元的重量分数。在一个实施方案中，所计算的聚合物的溶解性参数在载体流体的溶解性参数的约25％内，或在载体流体的溶解性参数的约15％内。
合成聚合物可以是均聚物或共聚物，包括嵌段共聚物、交替嵌段共聚物、无规共聚物、无规嵌段共聚物、接枝共聚物或星形嵌段共聚物。其可以进一步是离聚物。聚合物可以是线性的、分支的或交联的。在一些实施方案中，聚合物是交联的聚合物。
可以使用两种或更多种聚合物的组合。例如，流体可以包含如上所述的第一合成聚合物和共混在一起或共聚在一起的第二聚合物。共聚可以涉及共价键结和/或离子键结。第二聚合物可以是合成的或天然的，并且是疏水的或亲水的，条件是所得的聚合物组合物可溶于载体流体中。
合成的疏水聚合物的实例包括聚缩醛、聚烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚邻苯二甲酰亚胺、聚酐、聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯酮、聚卤乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸盐、聚硫化物、聚硫酯、聚磺酰胺、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚噁二唑、聚苯并噻嗪并吩噻嗪、聚苯并噻唑、聚吡嗪并喹喔啉、聚均苯四酰亚胺、聚喹喔啉、聚苯并咪唑、聚氧代吲哚、聚氧代异吲哚啉、聚二氧代异吲哚啉、聚三嗪、聚哒嗪、聚哌嗪、聚吡啶、聚哌啶、聚三唑、聚吡唑、聚吡咯烷、聚碳硼烷、聚氧杂二环壬烷、聚二苯并呋喃和聚硅氧烷。可以使用包含前述中的至少一种的组合。在一个实施方案中，聚合物组合物不含任何前述的合成的疏水聚合物，除非这样的聚合物用于另一目的，例如用于支撑剂的涂层。
“天然存在的”聚合物是衍生自包括动物、植物和微生物的生物的聚合物。天然存在的聚合物的实例可以包括多糖、多糖衍生物(例如羟乙基瓜尔胶(HEG)、羧甲基瓜尔胶(CMG)、羧乙基瓜尔胶(CEG)、羧甲基羟丙基瓜尔胶(CMHPG))、纤维素、纤维素衍生物(例如羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素(CMC)、羧乙基纤维素(CEC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)、羧甲基羟丙基纤维素(CMHPC))、梧桐胶、刺槐豆、果胶、黄蓍胶、阿拉伯胶、藻酸盐(例如藻酸的盐、丙二醇藻酸盐等)、琼脂、结冷胶、黄原胶、硬葡聚糖或包含前述中的至少一种的组合。在一些实施方案中，聚合物组合物不含天然聚合物，例如不含瓜尔胶。
如果使用亲水性和疏水性聚合物的组合，则所计算的聚合物共混物的溶解性参数在载体流体的溶解性参数的约25％内、或在载体流体的溶解性参数的约15％内。聚合物共混物的溶解性参数可以根据等式(2)计算
δ聚合物＝w1δ1+w2δ2 (2)
其中δ聚合物是聚合物共混物的希尔德布兰德溶解性参数，δ1是亲水性聚合物的溶解性参数，w1是亲水性聚合物的重量分数，δ2是疏水性聚合物的溶解性参数，并且w2是疏水性聚合物的重量分数。
在一些实施方案中，聚合物期望地为交联的聚合物，并且可以在压裂操作之前或期间交联。例如，聚合物可以与可交联单元共聚并且可交联单元在压裂操作期间中交联。在一些实施方案中，将交联剂添加到流体中以交联合成聚合物。交联是(例如)通过共价键、离子键、氢键、金属键或包含前述中的至少一种的组合。交联聚合物可以进一步增加所得压裂流体的粘度，捕集支撑剂材料，防止支撑剂材料沉降，并且允许在含烃地层中形成暂时堵塞。
交联剂可以是金属的或有机的。示例性的有机交联剂包括二胺的二(甲基)丙烯酰胺(例如哌嗪的二丙烯酰胺)、C1-8烯基双丙烯酰胺(例如亚甲基双丙烯酰胺和亚乙基双丙烯酰胺)、不饱和酰胺的N-羟甲基化合物(例如N-羟甲基甲基丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺)、二羟基、三羟基或四羟基化合物的(甲基)丙烯酸酯(例如乙二醇二丙烯酸酯、聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化四(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯)、二乙烯基或二烯丙基化合物(例如(甲基)丙烯酸烯丙基酯、烷氧基化烯丙基(甲基)丙烯酸酯、2,2'-偶氮双(异丁酸)的二烯丙基酰胺、氰酸三烯丙基酯、异氰酸三烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯、聚烯丙基酯、四烯丙基氧基乙烷、三烯丙基胺、和四烯丙基乙二胺)、多元醇、羟基烯丙基或丙烯酸酯化合物、以及磷酸或亚磷酸的烯丙基酯；水溶性二丙烯酸酯，例如聚(乙二醇)二丙烯酸酯(例如PEG 200二丙烯酸酯或PEG 400二丙烯酸酯)；酚类化合物、产生酚的化合物(例如乙酸苯酯、氢醌、苯酚、多酚)和醛、含醛或产生醛的化合物(例如六亚甲基四胺)。也可以使用包含任何上述交联剂的组合。在一些实施方案中，交联剂包括产生酚的化合物(例如乙酸苯酯)和产生醛的化合物(例如六亚甲基四胺)。这些苯酚-甲醛交联剂可以与聚合物的重复单元(例如聚(丙烯酰胺)共聚物)反应，从而提供交联的聚合物凝胶。
金属交联剂的非限制性实例是包括金属(例如硼、钛、锆、钙、镁、铁、铬和/或铝)以及有机金属化合物、络合物、离子或其盐或者包含前述中的至少一种的组合的交联剂。这些含金属交联剂的非限制性实例包括：硼酸盐；二价离子，例如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+和其盐；三价离子，例如Al3+、Fe3+和其盐；金属原子，例如呈+4氧化(化合价)态的钛或锆。
基于流体的总重量，交联剂可以约0.01重量百分比(wt％)至约10wt％、优选约0.02wt％至约1.0wt％的量存在于流体中。
合成聚合物包含不稳定的官能团，其导致流体的粘度随着流体状态的变化而降低。不受理论束缚，认为不稳定基团的激活促进或导致合成聚合物的降解。根据不稳定的官能度，激活可以是(例如)氧化、还原、光降解、热降解、水解、化学降解或微生物降解。聚合物发生降解的速率可取决于(例如)不稳定基团的类型、组成、序列、长度、分子几何形状、分子量、立体化学、亲水性、疏水性、添加剂和环境条件(例如温度、存在水分、氧气、微生物、酶和流体的pH值)。不稳定基团的降解可以降低流体或暂时堵塞的粘度，并且在达到堵塞需要效果之后便于从断裂中移除。
不稳定官能团可以是水溶性基团。不稳定基团可包括酯基、酰胺基、碳酸酯基、偶氮基、二硫化物基团、原酸酯基、缩醛基、醚酯基、醚基、硅烷基、膦嗪基、氨酯基、酯酰胺基、醚酰胺基、酸酐基和其任何衍生物或组合。不稳定基团可以衍生自包括聚(酐)、聚(原酸酯)、聚(乳酸)、聚(乙醇酸)、聚(己内酯)、聚(羟基丁酸酯)、聚膦腈、聚(碳酸酯)、聚缩醛、聚醚酯、聚酯酰胺、聚氰基丙烯酸酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等的低聚或短链分子，或包括至少一种前述低聚或短链分子的组合。不稳定基团可以衍生自包括聚(亚烷基二醇)、由聚(乙酸乙烯酯)水解制备的聚(醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、多糖、几丁质、壳聚糖、蛋白质、聚(氨基酸)、聚(烯基氧化物)、聚(酰胺)、聚(酸)、多元醇、以及包含前述中的至少一种的任何衍生物、共聚物或组合。
聚合物可以通过本领域技术人员熟知的任何方法来制备。例如，聚合物可以通过乳液(或反相乳液)聚合以获得高分子量来制造。在乳液或反相乳液聚合中，聚合物悬浮在流体中。聚合物悬浮在其中的流体可以是水。呈乳液形式的聚合物的制造和使用使其可用作液体添加剂，从而简化了其在流体中的使用。
聚合物可以具有约2,000,000至约25,000,000克/摩尔(g/mol)、具体地约10,000,000至约20,000,000g/mol的数量平均分子量(Mn)。
在一个示例性实施方案中，流体中使用的聚合物是聚丙烯酰胺。具有不稳定基团并且包含聚丙烯酰胺的市售合成聚合物是可从Baker Hughes公司得到的和在一些实施方案中，流体中使用的聚合物是超吸收聚合物。
聚合物是以基于流体的总重量约0.01至约20重量％(wt％)、优选约0.05至约10wt％、且更优选约0.1至约5wt％的量存在于流体中。
流体进一步包括载体流体。载体流体可以是水性载体流体或非水性载体流体。载体流体通常适用于烃(即油和气体)产生井，例如水或滑溜水。在一些实施方案中，载体流体使聚合物溶剂化并将支撑剂材料井下输送到含烃地层。在一些实施方案中，例如当载体流体是非水性载体流体时，聚合物和载体流体形成浆液。
流体可以是浆液、凝胶(例如水凝胶)、乳液或泡沫。如本文所用，术语“乳液”是指形成两相胶体体系的两种或更多种通常不混溶的液体的混合物，其中液体分散相分散在液体连续相中。例如，流体可以是水包油乳液。如本文所用，术语“浆液”是指固体在液体中的浓稠悬浮液。如本文所用，术语“凝胶”是指固体、胶状物质。凝胶的类固体行为是在液体内形成三维交联网络的结果，其中液体分子分散在固体连续相内的不连续相中。凝胶可以大部分是液体。流体也可以是胶凝浆液。
水通常是水性载体流体总重量的主要组分。水性载体流体可以是淡水、盐水(包括海水)、水性酸(例如无机酸或有机酸)、水性碱或包含前述中的至少一种的组合。盐水可以是例如海水、产出水、完井盐水或包含前述中的至少一种的组合。盐水的性质可以取决于盐水的属性和组分。例如，海水除含有典型的含卤化物的盐之外，可以含有许多成分，包括硫酸盐、溴和痕量金属。产出水可以是从生产油层(例如油气藏)中提取的水或从地下产生的水。产出水也可以称为油层盐水，并且含有包括钡、锶和重金属在内的组分。除了天然存在的盐水(例如海水和产出水)之外，可以通过添加各种盐(例如NaCl、KCl、NaBr、MgCl2、CaCl2、CaBr2、ZnBr2、NH4C1、甲酸钠、甲酸铯、以及包含前述中的至少一种的组合)自淡水合成完井盐水。盐可以基于压裂流体的重量约0.5至约50重量％(wt.％)、具体地约1至约40wt.％、且更具体地约1至约25wt.％的量存在于盐水中。载体流体可以是循环压裂流体水或其残余物。在一个实施方案中，水性载体流体是滑溜水，其例如在20℃下具有1至3厘泊的粘度。
水性载体流体可以是水性无机酸，例如盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、硼酸、氢氟酸、氢溴酸、高氯酸或包含前述中的至少一种的组合。流体可以是水性有机酸，其包括羧酸、磺酸或包含前述中的至少一种的组合。示例性的羧酸包括甲酸、乙酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸、草酸、苯甲酸、邻苯二甲酸(包括邻-、间-和对-异构体)等。示例性的磺酸包括C1-20烷基磺酸，其中烷基可以具支链或无支链并且可以是取代的或未取代的；或C3-20芳基磺酸，其中芳基可以是单环或多环的，并且任选地包含1至3个杂原子(例如N、S或P)。烷基磺酸可以包括例如甲烷磺酸。芳基磺酸包括例如苯磺酸或甲苯磺酸。在一些实施方案中，芳基可以是C1-20烷基取代的，即是烷基亚芳基，或者通过C1-20亚烷基(即芳基亚烷基)连接到磺酸部分，其中烷基或亚烷基可以经取代或未经取代。
在一个实施方案中，载体流体是非水性载体流体。非水性载体流体包含通常已知的非挥发性脂肪族和芳香族烃和其混合物。示例性的非水性载体流体包括但不限于煤油、石蜡油、矿物油、原油、原油馏出物、植物油、硅油、卤化溶剂、酯醇、C6-12一级、二级和三级醇、二醇醚、二醇(例如分子量大于1000道尔顿的聚丙二醇)、动物油、松节油、柴油、以及包含前述中的至少一种的组合。在示例性实施方案中，非水性载体是矿物油。在一些实施方案中，非水性载体流体可以进一步包含悬浮剂，以维持聚合物在非水性载体内呈高度分散和悬浮状态而没有显著的聚合物沉降或分离。
如上所述，合成聚合物优选为高度水溶性聚合物。因此，亲水的、可水合的聚合物在水性载体流体中的分散将固有地导致在疏水非水环境中粘度的增加，导致水合作用受到抑制并且粘度上升最小。因此，包括非水性载体流体的流体保持容易泵送，并且仅在与水、盐水等混合后才累积粘度。当采用非水性载体时实现完全水合的延迟时间可以在几分钟至几小时或几天的范围内，并且可以通过调节超吸收性聚合物的量、交联剂类型、交联剂浓度、添加到浆液中的水性流体的量、以及向浆液中添加水性液体的时间延迟来控制。例如，延迟时间可以是5分钟至48小时，例如15分钟至24小时，例如30分钟至12小时，例如1小时至6小时。
当流体待用于分流处理时，可以有利地使用这种特征。例如，当聚合物以浆液形式注入矿物油中时，合成聚合物的水合作用被延迟。在注入浆液之后，注入水性流体以引发聚合物在可渗透区域中的水合和交联，由于粘度增加而形成暂时堵塞。堵塞可以期望地阻止随后注入的压裂流体的流动，使得断裂的表面积增加。在分流处理完成之后，例如通过注入具有低pH值(例如，约1-5的pH值)的水性流体，可以分解堵塞。分解的流体可以从断裂移除。
基于压裂流体的总重量，流体可以包括约90至约99.95wt％的量的载体流体。例如，基于流体的总重量，压裂流体可以包括约95至约99.9wt％、具体地约99至约99.5wt％的量的载体流体。
基于压裂流体的总重量，支撑剂可任选地以约0.01至约60wt％、或约0.1至约40wt％、或约0.1至约12wt％的量进一步包括在本文公开的流体中。合适的支撑剂是业内已知的并且可以是相对轻质或基本上中性浮力的颗粒材料或包含前述中的至少一种的混合物。这种支撑剂可以被切削、研磨、压碎或以其他方式加工。“相对轻量”是指支撑剂具有大体小于在水力压裂操作中使用的常规支撑剂(例如砂)的表观比重(ASG)或具有类似于这些材料的ASG。特别优选的是具有小于或等于3.25的ASG的那些支撑剂。甚至更优选的是具有小于或等于2.40、更优选小于或等于2.0、甚至更优选小于或等于1.75、最优选小于或等于1.25且通常小于或等于1.05的ASG的超轻质支撑剂。
支撑剂可以包括砂、玻璃珠、核桃壳、金属丸、树脂涂覆的砂、中等强度的陶瓷、烧结的铝土矿、树脂涂覆的陶瓷支撑剂、塑料珠、聚苯乙烯珠、热塑性颗粒、热塑性树脂、热塑性复合物、含有粘合剂的热塑性聚集体、包括尼龙颗粒和陶瓷的合成有机粒子、研磨或压碎的坚果壳、树脂涂覆的研磨或压碎的坚果壳、研磨或压碎的种子壳、树脂涂覆的研磨或压碎的种子壳、经加工的木材、多孔颗粒材料、以及包含前述中的至少一种的组合。研磨或压碎的坚果壳可以包括山核桃、杏仁、象牙果、巴西坚果、马德兰坚果或包含前述中的至少一种的组合。研磨或压碎的种子壳可以包括水果渣，并且可以包括水果(包括李子、桃子、樱桃、杏子以及包含上述中的至少一种的组合)的种子。磨碎或压碎的种子壳可以进一步包括其他植物的种子壳，包括玉米，例如玉米穗轴和玉米粒。经加工的木材可以包括源自包括橡木、山胡桃树、核桃树、杨木和桃花心木在内的木材的那些木材，并且包括已经通过已知的任何方式(包括研磨、切削或其他形式的微粒化)加工的木材。多孔颗粒材料可以是任何多孔陶瓷或多孔有机聚合材料，并且可以是天然的或合成的。多孔颗粒材料可以进一步用涂覆材料、渗透材料处理或通过上釉改性。
支撑剂可以经(例如)树脂或聚合物涂覆。个别支撑剂粒子可以具有施加于其上的涂层。如果支撑剂粒子在例如压裂期间或继压裂之后以足以从其中产生细粒的压力被压缩，则细粒在涂层内保持固结，因此其不会释放到地层中。预期细粒减少烃(或其他流体)通过断裂或断裂中的孔传导，并通过涂覆支撑剂避免传导。用于支撑剂的涂层可以包括例如热固性或热塑性聚合物的固化的、部分固化的或未固化的涂层。例如，固化支撑剂上的涂层可以(例如)在处理井下水力压裂流体之前或之后进行。
涂层可以是有机化合物，例如环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚碳化二亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、呋喃树脂或包含前述中的至少一种的组合；热塑性树脂，例如聚乙烯、丙烯腈-丁二烯苯乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、含氟聚合物、聚硫化物、聚丙烯、苯乙烯丙烯腈、尼龙和苯醚；或热固性树脂，例如环氧树脂、酚醛树脂(真正的热固性树脂，例如甲阶酚醛树脂，或通过硬化剂热固化的热塑性树脂)、聚酯、聚氨酯和环氧改性的酚醛树脂。涂层可以是包含前述中的至少一种的组合。用于涂层的固化剂可以是胺和其衍生物、羧酸封端的聚酯、酸酐、酚醛树脂、氨基甲醛树脂、酚、双酚A和甲酚酚醛清漆、酚封端的环氧树脂、聚硫化物、聚硫醇和催化固化剂(例如叔胺、路易斯酸(Lewis acid)、路易斯碱)或包含前述中的至少一种的组合。
支撑剂可以包括交联涂层。交联涂层可以为支撑剂提供压碎强度或阻力，并且即使在高压和高温条件下也能防止支撑剂聚集。支撑剂可具有可固化的涂层，其在地下(例如井下)或在断裂中固化。可固化涂层可以在高压和高温条件下在地下油层中固化。因此，具有可固化涂层的支撑剂可用于高压和高温条件。
可以通过在容器(例如反应器)中混合将涂层安置于支撑剂上。包括支撑剂和聚合物或树脂材料的个别组分(例如，用于形成例如环氧树脂或聚酰胺涂层的反应性单体)可以在容器中组合以形成反应混合物并经搅动以混合各组分。此外，可以在与形成涂层相当的温度或压力下加热反应混合物。可以例如通过使支撑剂与涂层材料的喷雾接触通过喷雾将涂层安置于颗粒上。可以加热经涂覆的支撑剂以诱导涂层的交联。
流体可任选地进一步包括如通常已知的并用于压裂流体的其他添加剂，例如防垢剂、示踪剂、缓冲剂、润滑剂、非乳化剂、粘土稳定剂、表面活性剂、生物杀伤剂、酸、腐蚀抑制剂、pH值调节剂、乳化剂、降滤失剂、矿物质、油、醇或包含前述添加剂中的至少一种的组合。基于流体的总重量，每一添加剂可以通常使用的量(例如0.005至10wt％)存在。
在一些实施方案中，流体可以进一步包括分解剂套组。分解剂套组包含分解剂，并且任选地包含分解剂催化剂。在一些实施方案中，流体没有分解剂套组。
分解剂(例如)通过断开两个或更多个聚合物链的交联桥接重复单元“破坏”或降低压裂流体的粘度，使得在清除期间中更容易从地层回收压裂流体。分解剂可以包括氧化剂、酶或酸。分解剂可以通过酸、氧化剂、酶或这些的某些组合对聚合物的作用来降低聚合物的分子量。分解剂套组括(例如)过硫酸盐、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、溴酸盐(例如溴酸钠和溴酸钾)、高碘酸盐、过氧化物(例如过氧化钙、过氧化氢)、漂白剂(例如高氯酸钠)和有机过羧酸或钠盐、有机物质(例如酶和乳糖、亚氯酸盐)或包含前述分解剂中的至少一种的组合。可以将分解剂“活”地或以囊封形式引入到压裂流体中，所述囊封形式待通过多种机制来激活，包括通过地层闭合而压碎或由地层流体溶解。
可以使用分解剂来控制聚合物的降解，例如，由流体形成的暂时堵塞中的交联聚合物的降解。例如，可以将分解剂添加到流体中以立即开始降低流体的粘度，或者分解剂可以在开始时存在于流体中并且可以通过一些外部或环境条件来激活。在一个实施方案中，可以使用油田分解剂来使用井下升高的温度分解流体。例如，分解剂可以在50℃或更高的温度下被激活。在一些实施方案中，流体优选不具有分解剂，或者流体中不存在分解剂。在一些实施方案中，在完成处理后，通过例如循环含有分解剂套组的流体以降解堵塞而容易地移除暂时堵塞。
通常，分解剂催化剂可以增加分解剂的反应性以促进聚合物的完全降解。催化剂可以是过渡金属催化剂，例如由过渡金属(例如锰、铁、铜和钴)形成的络合物。或者，催化剂可以是含胺化合物，例如三乙醇胺、羟胺、肼、其盐等；或含羧酸的化合物，例如异抗坏血酸、葡糖酸、柠檬酸、其盐等。
流体可以根据已知的一般技术通过各种方法来制造。例如，用于制造流体的方法可以包括将聚合物以有效增加载体流体的粘度的量溶解到载体流体中。包括交联剂、支撑剂、表面活性剂分解剂等在内的添加剂可以在添加聚合物之前在载体流体中存在或者可以在添加聚合物之后将其添加到载体流体中。聚合物可以快速溶解到载体流体中并增加载体流体的粘度。
在溶解合成聚合物之前，载体流体可具有低粘度(例如，在20℃下测量的≤3厘泊的粘度)。在刚刚第一段时间之后(即在刚刚溶解之后)，流体具有第一粘度。第一粘度可以(例如)在组合载体流体和合成聚合物后5分钟测定。相对于载体流体的低粘度，第一粘度增加。
在继第一段时间之后的第二段时间之后，流体的粘度达到最大值，在此被称为第二粘度。第二粘度高于第一粘度。选择合成聚合物和载体流体的类型和量以便在地层中在所需的时间达到最大的第二粘度。例如，可以在将聚合物引入载体流体后约5至约50分钟或约10至约30分钟达到最大的第二粘度。在一些实施方案中，当流体具有第二粘度时，流体形成暂时堵塞。
在继第二时间段之后的第三时间段之后，流体的粘度达到第三粘度。第三粘度低于最大的第二粘度，并由流体的分解引起。
在一些实施方案中，除了时间流逝之外，使流体经受分解条件还可以甚至进一步降低第三粘度。不受理论限制，认为分解条件增强了合成聚合物的降解。合适的分解条件将取决于合成聚合物的类型和量、交联剂的类型和量、载体的类型、添加剂的类型、井下条件以及类似的考虑因素。分解条件的实例包括温度、pH值、流体的含水量、流体的渗透压、流体的盐浓度、流体的添加剂浓度或包含前述条件中的至少一种的组合的变化。
可以在第一时间段、第二时间段、第三时间段或其任何组合中的任何时间施加条件(分解条件)变化。例如，可以在实现了暂时堵塞的所需效果(例如，分流、水和/或气体切断等)之后施加条件(分解状态)变化。当经受分解条件时，达到的第三粘度低于最大的第二粘度。
如本领域技术人员将理解，第一、第二和第三粘度可以根据流体的功能广泛地变化。例如，分流器流体的第二粘度可以相对较低(刚好足以分流注入的流体)，而水塞的第二粘度可以显著更高。本领域技术人员可以调节载体流体、合成聚合物和添加剂的类型和量以达成所需粘度，而无需过度的实验。例如，在一个非限制性实施方案中，第一粘度可以是在20℃下约1至约20厘泊、或在20℃下约2至约15厘泊、或在20℃下约3至约12厘泊；第二粘度可以是在20℃下约5至约50厘泊、或在20℃下约8至约40厘泊、或在20℃下约5至约30厘泊，其是在混合流体和合成聚合物后(例如)5分钟测量；并且第三粘度可以例如在初始混合后1小时测量，并且可以是在20℃下约1至约20厘泊、或者在20℃下约1至约15厘泊、或者在20℃下约1至约10厘泊。在其他示例性的非限制性实施方案中，在将聚合物引入到载体流体中之后约5至约20分钟内，载体流体的粘度可增加约40％至约900％，或者在将聚合物引入到载体流体中之后约5至约20分钟，载体流体的粘度可增加约15％至约500％，或者在将聚合物引入至载体流体之后约10至约15分钟内，载体流体的粘度可以增加约50％至约750％；或20℃下的最大第二粘度可以比20℃下的第一粘度高约10％至约900％，或者比20℃下的第一粘度高约15％至约500％，或者比在20℃下的第一粘度高约20％至约300％；在20℃下的第三粘度比在20℃下的最大第二粘度低约10％至约80％，或者比在20℃下的最高第二粘度低约15％至约70％，或者比在20℃下的第一粘度低约20％至约60％，例如第三粘度可以比实施方案的最大第二粘度低约20％至约95％，例如20℃下1至5cP，或者122℉(50℃)下压裂流体的第三粘度比122℉(50℃)下最大第二粘度低约20％至约95％，并且在122℃下为1至5cP。
在压裂处理期间，流体可以用于例如在阶段之间任选地与砂和/或其他支撑剂一起形成堵塞。堵塞是非永久(暂时)堵塞，其可以非常快速地设置，并且只需要持续压裂上述阶段的时长。暂时堵塞抑制或防止流体流过断裂的传导路径。希望在暂时堵塞不再需要时被移除，例如，可以在暴露于上述任何一个或多个条件以分解聚合物之后将堵塞物作为分解流体回收。
有利的是，可根据分解速率来选择流体的组分以适合所需的应用，例如流体可用作暂时阻塞剂，例如作为分流剂，或用于水和/或气体堵塞。在配制流体时，通过仔细选择交联剂和分解条件，暂时堵塞可用作短期或长期堵塞。例如，可以使用共价交联剂来形成相对较强的共价交联，并且所得的流体可以用作长期的暂时堵塞。在一些实施方案中，长期的暂时堵塞可以维持大于或等于1天，例如大于或等于3天，例如大于或等于1周，例如大于或等于等于2周，例如大于或等于1个月，例如大于或等于3个月，例如大于或等于6个月。例如，可以使用包括金属盐的交联剂来形成相对较弱的交联，并且所得的流体可以用作短期暂时堵塞(例如分流器)。短期暂时堵塞可以维持适合于进行所需处理(例如，分流处理)的一段时间。例如，短期暂时堵塞可以维持小于或等于24小时，例如小于或等于12小时，例如小于或等于6小时，例如小于或等于1小时，例如小于或等于30分钟，例如小于或等于15分钟。在一些实施方案中，短期暂时堵塞维持至少5分钟。分解剂也可以经选择来控制交联的降解速率。例如，在一些实施方案中，例如当采用金属交联剂时，可以使用酸性溶液来溶解堵塞物。
在一些实施方案中，流体可用于在滑溜水处理期间在天然断裂中形成暂时堵塞。流体可以堵塞断裂以防止压裂流体通过天然断裂移动，并随后自行分解以允许流过断裂。当需要酸化处理来提高含烃区域的生产率时，由于相对渗透性效应，基于水的刺激流体相对于含烃区域偏爱含水区域，导致更高的出水量。暂时堵塞可以将刺激流体从水区域分流到油区域。
还公开了一种用于在处理期间暂时堵塞含烃地层的至少一部分的方法。如本文所用，术语“处理”(“treating”或“treatment”)是指结合所需功能或目的使用流体的任何含烃地层操作。术语“处理”(“treatment”或“treating”)并不意味着流体或其任何特定成分的任何特定作用。此外，如本文所用，“钻孔”是任何类型的井，例如生产井、非生产井、实验井、探井、存储或封存井等。钻孔包括任何类型的井下断裂，并且可以是垂直的、水平的、垂直与水平之间的一定角度、经分流或未经分流、以及其组合，例如具有非垂直分量的垂直钻孔。在处理含烃地层的方法中，将压裂流体引入(例如泵送)到钻孔中。
在用于暂时堵塞含烃地层的至少一部分的方法中，在处理期间将流体引入(例如泵送)到钻孔中以形成暂时堵塞。暂时堵塞可以用作(例如)分流剂，或用于在处理期间在含烃地层中切断水和/或气体。在一个实施方案中，配制流体并立即将其引入钻孔中，特别是含烃地层中的井下断裂。通过载体流体使聚合物快速水合增加了压裂流体泵送时的粘度。在一些实施方案中，可以将载体流体泵送到含烃地层(即井下)中，并且可以将合成聚合物和任选的添加剂引入到井下载体流体中。在达到所需的暂时堵塞效果之后，堵塞经受导致堵塞分解的条件。分解的流体可以从含烃地层中回收。在一些实施方案中，从地层移除流体留下传导路径。传导路径允许从断裂提取烃。
在过程中的任何合适的点，流体可以经受增加流体的分解的分解条件。如上所述，条件可以是时间流逝或温度、pH值、流体的含水量、流体的渗透压、流体的盐浓度、流体的添加剂浓度、或包含前述条件中的至少一种的组合。具体地，条件变化促进了聚合物的降解，从而降低了流体的粘度。然后可以从钻孔移除分解的流体。
本文所述的流体相对于目前用作烃地层处理流体的其他市售聚合物具有许多优点。由于聚合物是合成的，因此其不受与天然存在的聚合物相关的一些生产限制的限制。其容易经水合，并在与载体流体混合时快速溶解。其使用允许流体的分解定时以提供最大的优点，例如在暂时堵塞断裂之后。另外，可以例如通过改变用于配制流体的交联剂和/或分解剂有利地选择流体以实现所需效果。
通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例
预言性实施例1
用于暂时堵塞含烃地层的流体包括水和包含不稳定基团的丙烯酰胺共聚物。丙烯酰胺共聚物是从Baker Hughes公司购得的MaxPerm20或MaxPerm20A。压裂流体还包括六亚甲基四胺(一种产生甲醛的物质)、乙酸苯酯(一种产生酚的物质)、囊封或“活”的分解剂、缓释酸或潜伏酸(例如乙二醛)、以及任选的添加剂(包括表面活性剂、成形剂和/或其他添加剂)。
不稳定基团响应于诸如时间、温度、pH值和分解剂类型的条件而加速聚合物的分解。根据这些条件，交联聚合物的分解速度可以快或慢。
预言性实施例2
用于暂时堵塞含烃地层的流体包括水、丙烯酰胺共聚物和金属交联剂。丙烯酰胺共聚物是从Baker Hughes公司购得的MaxPerm20或MaxPerm20A。金属交联剂是锆或锆与铝的组合。流体用于酸化分流，其中流体与具有低pH值的酸混合。流体的酸度抑制交联。酸可以与碳酸盐反应以中和酸，并且局部地增加流体的pH值，从而使聚合物交联。聚合物交联增加了流体粘度，并且增稠的材料可以用作分流器流体。流体随着时间的流逝而分解。
预言性实施例3
用于暂时堵塞含烃地层的流体包括水和超吸收聚合物。优选的超吸收聚合物的实例是来自Nippon Shokubai的Aqualic CA QX-A1051。部分地由于流体中超吸收聚合物的颗粒形状，这种流体期望地用作分流器流体。流体可以任选地包括其他组分，例如金属交联剂(例如锆)、六亚甲基四胺(一种产生甲醛的物质)、乙酸苯酯(一种产生酚的物质)、囊封的或“活的”分解剂、缓释酸或潜伏酸(例如乙二醛)、以及添加剂(例如表面活性剂、成形剂和/或其他添加剂)。
预言性实施例4
用于暂时堵塞含烃地层的流体包括超吸收聚合物和矿物油。超吸收聚合物悬浮在矿物油中以形成浆液。流体可以进一步包括交联剂(例如锆交联剂、六亚甲基四胺和乙酸苯酯)、呈囊封的或“活的”形式的分解剂、缓释酸或潜伏酸(例如乙二醛)、以及任选地添加剂(包括悬浮剂、表面活性剂、成形剂和/或其他添加剂)。含油流体用于分流处理，其中将浆液注入地层中。矿物油的存在延迟了聚合物的水合。在注入浆液之后，将具有有效引发交联的pH值的水溶液注入地层中。聚合物经水合和交联，并且粘度增加，从而在地层的渗透区域中形成暂时堵塞。随后，将压裂流体注入地层中，并且流动受到暂时堵塞阻碍。压裂流体能打开新的断裂或进一步传播远处的断裂，从而增加断裂区域的总体表面积和/或复杂性。在分流处理完成之后，将具有低pH值(例如1-5)的第二水性流体注入断裂中以完全降解交联的聚合物以形成分解的流体。在回流期间从断裂移除分解的流体。
通过以下实施方案进一步说明组合物和方法，所述实施方案是非限制性的：
实施方案1：一种用于暂时堵塞含烃地层的流体，所述流体包括：载体流体；和交联合成聚合物，其中所述聚合物包含不稳定基团以在暴露于所述流体的条件变化时降解所述聚合物。
实施方案2：如实施方案1所述的流体，其中所述载体流体是水性载体流体。
实施方案3：如实施方案1所述的流体，其中所述载体流体是非水性载体流体。
实施方案4：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述流体在继所述聚合物和所述载体流体混合之后的第一时间段之后具有第一粘度，在继所述第一时间段之后的第二时间段之后具有第二粘度，以及在继所述第二时间段之后的第三时间段之后具有第三粘度，其中所述第二粘度高于所述第一粘度和所述第三粘度。
实施方案5：如实施方案4所述的流体，另外，其中所述第三粘度小于或等于所述第一粘度。
实施方案6：如实施方案4所述的流体，其中所述第三粘度大于或等于所述第一粘度。
实施方案7：如实施方案4至6中任一项或多项所述的流体，其中当所述流体具有所述第二粘度时，形成暂时堵塞。
实施方案8：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述流体具有比所述载体流体的粘度大的第一粘度。
实施方案9：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中20℃下的最大第二粘度高于20℃下的第一粘度。
实施方案10：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中20℃下的第三粘度低于20℃下的最大第二粘度。
实施方案11：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述流体条件的变化进一步降低所述第三粘度。
实施方案12：如实施方案11所述的流体，其中所述条件是时间流逝、温度、pH值、所述流体的含水量、所述流体的渗透压、所述流体的盐浓度、所述流体的添加剂浓度、或包括前述条件中的至少一种的组合。
实施方案13：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中基于所述载体流体和所述合成聚合物的总重量，所述载体流体是以约90至约99.95 wt％的量存在，并且所述交联合成聚合物是以约0.05wt％至约10 wt％的量存在。
实施方案14：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述合成聚合物包含主链，所述主链包含衍生自以下的重复单元：(甲基)丙烯酰胺、N-(C1-C8烷基)丙烯酰胺、N,N-二(C1-C8烷基)丙烯酰胺、乙烯醇、烯丙醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、β-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、山梨酸、α-氯山梨酸、2'-甲基异巴豆酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基膦酸、乙烯基膦酸、上述中的任一种的相应盐、(甲基)丙烯酸(C1-3烷基)酯、(甲基)丙烯酸(羟基-C1-6烷基)酯、(甲基)丙烯酸(二羟基-C1-6烷基)酯、(甲基)丙烯酸(三羟基-C1-6烷基)酯、二烯丙基二甲基氯化铵、(甲基)丙烯酸N,N-二-(C1-6烷基)氨基(C1-6烷基)酯、2-乙基-2-噁唑啉、(甲基)丙烯酰氧基(C1-6烷基)三(C1-6烷基)卤化铵)、2-乙烯基-1-甲基吡啶鎓卤化物)、2-乙烯基吡啶N-氧化物)、2-乙烯基吡啶或包含前述中的至少一种的组合。
实施方案15：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述合成聚合物包含主链，所述主链包含衍生自(甲基)丙烯酰胺的重复单元。
实施方案16：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述合成聚合物是超吸收聚合物。
实施方案17：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述不稳定基团包括酯基、酰胺基、碳酸酯基、偶氮基、二硫化物基团、原酸酯基、缩醛基、醚酯基、醚基、硅烷基、膦嗪基、氨酯基、酯酰胺基、醚酰胺基、酸酐基或包含前述基团中的至少一种的组合。
实施方案18：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其中所述聚合物包含交联剂。
实施方案19：如实施方案18所述的流体，其中所述交联剂是包括锆、铝、钛、铬或包含前述中的至少一种的组合的金属交联剂。
实施方案20：如实施方案18所述的流体，其中所述交联剂是包括含酚基团、含醛基团、酚生成基团、醛生成基团或包含前述中的至少一种的组合的有机交联剂。
实施方案21：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其进一步包括包含分解剂的分解剂套组。
实施方案22：如实施方案21所述的流体，其中所述分解剂套组进一步包含破胶剂催化剂。
实施方案23：如前述实施方案中的任一项或多项所述的流体，其进一步包括支撑剂。
实施方案24：如前述实施方案中任一项或多项所述的流体，其进一步包含添加剂，其中所述添加剂是pH值试剂、缓冲剂、矿物质、油、醇、杀生物剂、粘土稳定剂、表面活性剂、粘度调节剂、乳化剂、非乳化剂、防垢剂、纤维、降滤失剂或包含前述中的至少一种的组合。
实施方案25：如前述实施方案中的任一项或多项所述的流体，其中所述流体没有分解剂套组。
实施方案26：一种暂时堵塞，其包含如实施方案1至25中任一项或多项所述的流体。
实施方案27：如实施方案26所述的暂时堵塞，其中所述暂时堵塞用于含烃地层的分流处理。
实施方案28：如实施方案26所述的暂时堵塞，其中所述暂时堵塞用于在处理期间在含烃地层中切断水和/或气体。
实施方案29：一种用于暂时堵塞含烃地层的至少一部分的方法，所述方法包括：在处理期间将如实施方案1至25中任一项或多项所述的流体注入所述地层中；形成包含如实施方案1至25中任一项或多项所述的流体的暂时堵塞；使所述暂时堵塞经受导致所述流体分解的条件；并回收所述分解的流体。
实施方案30：如实施方案29所述的方法，其中所述流体包括非水性载体流体，并且形成所述暂时堵塞包括在延迟时间之后将水性流体注入所述地层中以引发所述聚合物的水合和交联。
实施方案31：如实施方案30所述的方法，其中所述延迟时间为5分钟至48小时，优选15分钟至24小时，更优选30分钟至12小时，甚至更优选1小时至6小时。
实施方案32：如实施方案29至31中任一项或多项所述的方法，其进一步包括继形成所述暂时堵塞之后将压裂流体注入所述地层中，其中所述压裂流体的流动受到所述堵塞的阻碍，并且断裂的表面积增大。
实施方案33：如实施方案29至32中任一项或多项所述的方法，其中使所述暂时堵塞经受导致所述流体分解的条件包括向所述地层中注入分解剂套组，所述分解剂套组包含分解剂和任选的分解剂催化剂以分解所述流体。
实施方案34：如实施方案29至33中任一项或多项所述的方法，其中所述处理是刺激处理、压裂处理、酸化处理、减摩处理、分流处理或井下完井操作。
本文公开的所有范围包括端点，并且端点彼此独立地组合。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。术语“(甲基)丙烯基”包括丙烯基和甲基丙烯基两者。此外，术语“第一”、“第二”等不表示任何次序、数量或重要性，而是用于表示一个要素区分于另一要素。除非在此另有指示或者与上下文明显矛盾，否则如本文所使用的术语“一”(“a”和“an”)和“所述”不表示数量的限制，并且应解释为覆盖单数和复数两者。除非本文另有指示或与上下文明显矛盾，否则“或”意味着“和/或”。通常，本发明可或者包括本文公开的任何适当的组分，由其组成或基本上由其组成。本发明可以另外地或或者经配制以没有或基本不含现有技术组合物中使用、或者对于实现本发明的功能和/或目的不是必须的任何组分、材料、成分、佐剂或物质。本文中的实施方案可以独立使用或可以组合。
所有参考文献通过引用方式并入本文。
虽然已经描述了特定实施方案，但是对于申请者或本领域的技术人员来说，可能出现无法预料或可能目前无法预料的替代、修改、变化、改进和大体等效形式。因此，如所提交并且可进行修改的所附权利要求打算包括所有这些替代、修改变化、改进和大体等效形式。

Claims (15)

1.一种用于暂时堵塞含烃地层的流体，所述流体包括：
载体流体；和
交联合成聚合物，其中所述聚合物包含不稳定基团以在暴露于所述流体的条件变化时降解所述聚合物。
2.如权利要求1所述的流体，其中所述载体流体是水性载体流体。
3.如权利要求1所述的流体，其中所述载体流体是非水性载体流体。
4.如前述权利要求中任一项或多项所述的流体，其中所述流体在继所述聚合物和所述载体流体混合之后的第一时间段之后具有第一粘度，
在继所述第一时间段之后的第二时间段之后具有第二粘度，以及
在继所述第二时间段之后的第三时间段之后具有第三粘度，
其中
所述第二粘度高于所述第一粘度和所述第三粘度；
所述流体具有比所述载体流体的粘度大的第一粘度；并且
当所述流体具有所述第二粘度时形成暂时堵塞。
5.如权利要求4所述的流体，另外，其中所述第三粘度小于或等于所述第一粘度或者大于或等于所述第一粘度。
6.如权利要求4或5所述的流体，其中20℃下的最大第二粘度高于20℃下的第一粘度，并且20℃下的第三粘度低于20℃下的最大第二粘度。
7.如前述权利要求中任一项或多项所述的流体，其中所述流体的条件变化进一步降低所述第三粘度，并且其中所述条件是时间流逝、温度、pH值、所述流体的含水量、所述流体的渗透压、所述流体的盐浓度、所述流体的添加剂浓度或包含前述条件中的至少一种的组合。
8.如前述权利要求中任一项或多项所述的流体，其中基于所述载体流体和所述合成聚合物的总重量，所述载体流体是以约90至约99.95wt％的量存在，并且所述交联合成聚合物是以约0.05wt％至约10wt％的量存在。
9.如前述权利要求中任一项或多项所述的流体，其中所述合成聚合物包含：
包含衍生自以下项的重复单元的主链：(甲基)丙烯酰胺、N-(C1-C8烷基)丙烯酰胺、N,N-二(C1-C8烷基)丙烯酰胺、乙烯醇、烯丙醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、β-氰基丙烯酸、β-甲基丙烯酸(巴豆酸)、α-苯基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、山梨酸、α-氯山梨酸、2'-甲基异巴豆酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基膦酸、乙烯基膦酸、前述中的任一种的相应盐、(甲基)丙烯酸(C1-3烷基)酯、(甲基)丙烯酸(羟基-C1-6烷基)酯、(甲基)丙烯酸(二羟基-C1-6烷基)酯、(甲基)丙烯酸(三羟基-C1-6烷基)酯、二烯丙基二甲基氯化铵、(甲基)丙烯酸N,N-二-(C1-6烷基)氨基(C1-6烷基)酯、2-乙基-2-噁唑啉、(甲基)丙烯酰氧基(C1-6烷基)三(C1-6烷基)卤化铵)、2-乙烯基-1-甲基吡啶鎓卤化物)、2-乙烯基吡啶N-氧化物)、2-乙烯基吡啶或包含前述中的至少一种的组合，优选包含衍生自(甲基)丙烯酰胺的重复单元的主链；和
不稳定基团，包括酯基、酰胺基、碳酸酯基、偶氮基、二硫化物基团、原酸酯基、缩醛基、醚酯基、醚基、硅烷基、膦嗪基、氨酯基、酯酰胺基、醚酰胺基、酸酐基或包含前述基团中的至少一种的组合。
10.如前述权利要求中任一项或多项所述的流体，其中所述聚合物包含：
包括锆、铝、钛、铬或包含前述中的至少一种的组合的金属交联剂；或
包括含酚基团、含醛基团、酚生成基团、醛生成基团或包含前述中的至少一种的组合的有机交联剂。
11.如前述权利要求中任一项或多项所述的流体，其进一步包含以下中的一者或多者：
分解剂套组，其包含分解剂和任选的分解剂催化剂；
支撑剂；和
添加剂，其中所述添加剂是pH值试剂、缓冲剂、矿物质、油、醇、杀生物剂、粘土稳定剂、表面活性剂、粘度调节剂、乳化剂、非乳化剂、防垢剂、纤维、降滤失剂或包含前述中的至少一种的组合。
12.一种暂时堵塞，其包含如权利要求1至11中任一项或多项所述的流体，其中所述暂时堵塞用于含烃地层的分流处理或用于在处理期间在含烃地层中切断水和/或气体。
13.一种用于暂时堵塞含烃地层的至少一部分的方法，所述方法包括：
在刺激处理、压裂处理、酸化处理、减摩处理、分流处理或井下完井操作期间将如权利要求1至11中任一项或多项所述的流体注入所述地层中；
形成包含如权利要求1至11中任一项或多项所述的流体的暂时堵塞；
使所述暂时堵塞经受导致所述流体分解的条件；并回收所述分解的流体。
14.如权利要求13所述的方法，其中
所述流体包括非水性载体流体，并且形成所述暂时堵塞包括在延迟时间之后将水性流体注入所述地层中以引发所述聚合物的水合和交联，其中所述延迟时间为5分钟至48小时，优选15分钟至24小时，更优选30分钟至12小时，甚至更优选1小时至6小时；和
使所述暂时堵塞经受导致所述流体分解的条件包括将包含分解剂和任选分解剂催化剂的分解剂套组注入所述地层中以分解所述流体。
15.如权利要求13或14所述的方法，其进一步包括继形成所述暂时堵塞之后将压裂流体注入所述地层中，其中所述压裂流体的流动受到所述堵塞的阻碍，并且断裂的表面积增大。
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