JP7025348B2 - ポリマー粘度調整剤を含む高温粘弾性界面活性剤(ves)流体 - Google Patents
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Description
第1の試料において、5重量%のHT VES(Armovis(登録商標)EHS)を30重量%のCaCl2ブラインに添加することによって、ベースライン粘弾性流体を調製した。より具体的には、40.7ミリリットル(mL)の水道水、26.8グラム(g)のCaCl2・2H20、及び2.6mLのHT VESを一緒に混合してベースライン流体を形成した。ベースライン流体の粘度は、Fann50型粘度計を用いて100秒/秒(s-1)の剪断速度でおよそ70°F~350°Fまで測定し、図1にプロットし、最も太い線(バックスラッシュにより)で示した。第2の試料では、非イオン性ポリアクリルアミド(Sigma-Aldrich、#92560-50G、粉末形態)をHT VESベースライン流体中に1重量%の使用量で混合した。粘度は、同様におよそ70°F~350°Fまで測定し、図1にプロットし、黒線で示した。およそ250°F~およそ350°Fで平均して、粘度は、1%の非イオン性ポリアクリルアミドの添加でおよそ34%増強された。第1の試験におけるベースラインVESの粘度及び非イオン性ポリアクリルアミド(1重量%)の粘度を数学的に加算し(単純加算)、点線で示すように、図1にプロットした。
第1の試料において、5重量%のHT VESを30重量%のCaCl2ブラインに添加することによってベースライン粘弾性流体を調製した。より具体的には、40.7mlの水道水、26.8gのCaCl2・2H20、及び2.6mlのHT VESを一緒に混合してベースライン流体を形成した。流体の粘度は、Fann50型粘度計を用いて100s-1の剪断速度でおよそ70°F~350°Fまで測定し、図2にプロットした。ベースライン曲線を図2でより明らかにするために、粘度値を20倍に拡大し、プロットした(+++)。第2の試料において、非イオン性ポリアクリルアミド(Sigma-Aldrich、#92560-50G、粉末形態)をHT VESベースライン流体中におよそ10重量%の使用量で混合した。粘度は、同様におよそ70°F~350°Fまで測定し、濃い実線としてプロットした。第3の試料は、対照試料であり、HT VESを添加しなかったこと、及びHT VESを同じ容量の水道水と取り替えたことを除いて、第2の試験における流体と同様に調製した。粘度は、同様におよそ70°F~350°Fまで測定し、図2に灰色線としてプロットした。
この実施例では、5重量%のHT VES(Armovis(登録商標)EHS)を30重量%のCaCl2ブラインに添加することによってベースライン粘弾性流体を調製した。室温~350°Fまでの流体の粘度をFann50型粘度計を用いて100s-1の剪断速度で測定し、図3にプロットした。別の試料では、疎水変性ポリアクリルアミド(SP 292、疎水性モノマー含量が1.5mol%未満のアニオン性ポリアクリルアミド系ターポリマー、SNF Floerger製、粉末形態)を0.5重量%の使用量でベースライン流体に混合した。粘度は、同様に室温~350°Fまで測定し、図3にもプロットした。およそ250°F~およそ350°Fで平均して、粘度は、0.5%の疎水変性ポリアクリルアミドの添加でおよそ17%増強された。
この実施例では、5重量%のHT VES(Armovis(登録商標)EHS)を30重量%のCaCl2ブラインに添加することによってベースライン粘弾性流体を調製した。室温~350°Fまでの流体の粘度をFann50型粘度計を用いて100s-1の剪断速度で測定し、図4にプロットした。第2の試料では、疎水変性ポリアクリルアミド(FP9515SH、10~25mol%のスルホン酸モノマーを含有する、疎水性モノマー含量が1.5mol%未満のアニオン性ポリアクリルアミド系ターポリマー、SNF Floerger製、粉末形態)を0.5重量%の使用量でベースライン流体に混合した。粘度は、同様に室温~350°Fまで測定し、図4にもプロットした。およそ250°F~およそ350°Fで平均して、粘度は、0.5%の疎水変性ポリアクリルアミドの添加でおよそ22%増強された。
この実施例では、5体積%のHT VES(Armovis(登録商標)EHS)を30重量%のCaCl2ブラインに添加することによってベースライン粘弾性流体を調製した。より具体的には、40.7mlの水道水、26.8gのCaCl2・2H20、及び2.6mlのHT VESを一緒に混合してベースライン流体を形成した。室温~350°Fまでの流体の粘度をFann50型粘度計を用いて100s-1の剪断速度で測定し、図5にプロットした。別の試験では、ポリビニルアルコール(PVA)(Aldrich製、CAS:9002-89-5、146,000~186,000の平均分子量、及び87~89%が加水分解済み)を0.5重量%の使用量でベースライン流体に混合した。粘度は、同様におよそ70°F~350°Fまで測定し、プロットした。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
地下層用粘弾性流体であって、
式(I)による粘弾性界面活性剤と、
ブライン溶液と、
250,000g/mol~40,000,000g/molの重量平均分子量(Mw)を有する少なくとも1つのポリアクリルアミド粘度調整剤と、を含む、地下層用粘弾性流体。
実施形態2
前記粘弾性界面活性剤が、エルカミドプロピルヒドロキシプロピルスルタインを含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態3
溶媒をさらに含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態4
前記溶媒が、水、アルコール、またはこれらの組み合わせから選択される、実施形態3に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態5
前記アルコールが、一価アルキルオキシ、ジオール、トリオール、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態4に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態6
前記粘弾性流体が、0.5体積%~20体積%、または2体積%~8体積%、または3体積%~6体積%の粘弾性界面活性剤を含む、実施形態1に記載の地層のための粘弾性流体。
実施形態7
前記粘弾性流体が、約80重量%~99重量%のブライン溶液を含む、実施形態1に記載の地下層形成のための粘弾性流体。
実施形態8
前記ブライン溶液が、1重量%~50重量%、または10重量%~40重量%、または15重量%~35重量%の1つ以上の金属塩を含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態9
前記金属塩が、塩化カルシウム、臭化カルシウム、臭化亜鉛、またはこれらの組み合わせを含む金属ハロゲン化物である、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態10
前記ブライン溶液が、1つ以上のアルカリまたはアルカリ土類金属のハロゲン化物を含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態11
前記ポリアクリルアミドが、非イオン性ポリアクリルアミド、アクリルアミドコポリマー、ポリアクリルアミド系ターポリマー、ポリアクリルアミド系テトラポリマー、変性ポリアクリルアミド、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態12
前記ポリアクリルアミド粘度調整剤が、2,000,000g/mol~8,000,000g/molのMwを有する、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態13
前記非イオン性ポリアクリルアミド粘度調整剤が、5mol%または1mol%未満の加水分解レベルを有する、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態14
少なくとも1つの追加の添加剤をさらに含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態15
前記追加の添加剤が、高分子電解質、例えばポリカチオン及びポリアニオン、または両性イオン性ポリマー、例えば両性イオン性ポリアクリルアミド及びコポリマーを含む、実施形態14に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態16
破壊剤材料をさらに含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態17
少なくとも1つの追加の界面活性剤をさらに含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態18
前記追加の界面活性剤が、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態1に記載の地下層用粘弾性流体。
実施形態19
粘弾性流体を用いて、坑井によって貫通した地下層を処理する方法であって、
式(I)による粘弾性界面活性剤、ポリアクリルアミド粘度調整剤、及びブライン溶液を混合して前記粘弾性流体を生成することであって、前記粘弾性界面活性剤が式(I)によるものであり、
前記ポリアクリルアミド粘度調整剤が、5mol%未満の加水分解レベル、及び250,000g/mol~40,000,000g/molの重量平均分子量(Mw)を有する、生成することと、
前記処理流体が、250°F超の温度に供される前記坑井を通して、前記粘弾性流体を前記地下層に導入することと、を含む、方法。
実施形態20
前記処理流体が、275°Fを超える温度に供される、実施形態19に記載の粘弾性流体を用いて、坑井によって貫通した地下層を処理する方法。
Claims (19)
- 地下層用粘弾性流体であって、
式(I)による粘弾性界面活性剤と、
ブライン溶液と、
250,000g/mol~40,000,000g/molの重量平均分子量(Mw)を有する少なくとも1つのポリアクリルアミド粘度調整剤と、を含む、地下層用粘弾性流体であって、前記粘弾性流体は、少なくとも30重量%の1つ以上の金属塩を含むことを特徴とする地下層用粘弾性流体。 - 前記粘弾性界面活性剤が、エルカミドプロピルヒドロキシプロピルスルタインを含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 溶媒をさらに含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記溶媒が、水、アルコール、またはこれらの組み合わせから選択される、請求項3に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記アルコールが、一価アルキルオキシ、ジオール、トリオール、またはこれらの組み合わせを含む、請求項4に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記粘弾性流体が、0.5体積%~20体積%の粘弾性界面活性剤を含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記粘弾性流体が、80重量%~99重量%のブライン溶液を含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記金属塩が、塩化カルシウム、臭化カルシウム、臭化亜鉛、またはこれらの組み合わせを含む金属ハロゲン化物である、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記ブライン溶液が、1つ以上のアルカリまたはアルカリ土類金属のハロゲン化物を含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記ポリアクリルアミドが、非イオン性ポリアクリルアミド、アクリルアミドコポリマー、ポリアクリルアミド系ターポリマー、ポリアクリルアミド系テトラポリマー、変性ポリアクリルアミド、またはこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記ポリアクリルアミド粘度調整剤が、2,000,000g/mol~8,000,000g/molのMwを有する、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記非イオン性ポリアクリルアミド粘度調整剤が、5mol%または1mol%未満の加水分解レベルを有する、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 少なくとも1つの追加の添加剤をさらに含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記追加の添加剤が、高分子電解質、例えばポリカチオン及びポリアニオン、または両性イオン性ポリマー、例えば両性イオン性ポリアクリルアミド及びコポリマーを含む、請求項13に記載の地下層用粘弾性流体。
- 破壊剤材料をさらに含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 少なくとも1つの追加の界面活性剤をさらに含む、請求項1に記載の地下層用粘弾性流体。
- 前記追加の界面活性剤が、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、またはこれらの組み合わせを含む、請求項16に記載の地下層用粘弾性流体。
- 粘弾性流体を用いて、坑井によって貫通した地下層を処理する方法であって、
式(I)による粘弾性界面活性剤、ポリアクリルアミド粘度調整剤、及びブライン溶液を混合して前記粘弾性流体を生成することであって、前記粘弾性界面活性剤が式(I)によるものであり、
前記ポリアクリルアミド粘度調整剤が、5mol%未満の加水分解レベル、及び250,000g/mol~40,000,000g/molの重量平均分子量(Mw)を有する、生成することと、
前記処理流体が、121°C超の温度に供される前記坑井を通して、前記粘弾性流体を前記地下層に導入することと、を含む、方法であって、前記粘弾性流体は、少なくとも30重量%の1つ以上の金属塩を含むことを特徴とする方法。 - 前記処理流体が、135°Cを超える温度に供される、請求項18に記載の粘弾性流体を用いて、坑井によって貫通した地下層を処理する方法。
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