RU2490298C2 - Способ приготовления композиций сшивающего агента на основе циркония и их использование на нефтяных месторождениях - Google Patents
Способ приготовления композиций сшивающего агента на основе циркония и их использование на нефтяных месторождениях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490298C2 RU2490298C2 RU2010129838/03A RU2010129838A RU2490298C2 RU 2490298 C2 RU2490298 C2 RU 2490298C2 RU 2010129838/03 A RU2010129838/03 A RU 2010129838/03A RU 2010129838 A RU2010129838 A RU 2010129838A RU 2490298 C2 RU2490298 C2 RU 2490298C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- alkanolamine
- solution
- hydroxycarboxylic acid
- complex
- Prior art date
Links
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 96
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical group [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 title description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 43
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 92
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 27
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 22
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims description 15
- 239000012556 adjustment buffer Substances 0.000 claims description 14
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- -1 tri-n-propanolamine Chemical compound 0.000 claims description 13
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 12
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 9
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 7
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 6
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 claims description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 3
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 claims description 2
- BCWYYHBWCZYDNB-UHFFFAOYSA-N propan-2-ol;zirconium Chemical compound [Zr].CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O BCWYYHBWCZYDNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 claims 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 41
- 239000002585 base Substances 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 244000303965 Cyamopsis psoralioides Species 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 102100032373 Coiled-coil domain-containing protein 85B Human genes 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101000868814 Homo sapiens Coiled-coil domain-containing protein 85B Proteins 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical class NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- OPGYRRGJRBEUFK-UHFFFAOYSA-L disodium;diacetate Chemical compound [Na+].[Na+].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPGYRRGJRBEUFK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 2
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 2
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017454 sodium diacetate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 2
- XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);dicarbonate Chemical compound [Zr+4].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-2-(hydroxymethyl)-6-[[(2r,3s,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-3-[(2s,3s,4s,5s,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxyoxan-2-yl]methoxy]oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)O1 OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N 0.000 description 1
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 description 1
- OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CN1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKDMTDHPQHWXGP-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanol;2-hydroxypropanoic acid;zirconium Chemical class [Zr].CC(O)C(O)=O.OCCN(CCO)CCO XKDMTDHPQHWXGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GCGWQXSXIREHCF-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanol;zirconium Chemical group [Zr].OCCN(CCO)CCO GCGWQXSXIREHCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 244000025596 Cassia laevigata Species 0.000 description 1
- 235000006693 Cassia laevigata Nutrition 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 229920000926 Galactomannan Polymers 0.000 description 1
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 description 1
- 229920000569 Gum karaya Polymers 0.000 description 1
- 229920000161 Locust bean gum Polymers 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 241000934878 Sterculia Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000231 karaya gum Substances 0.000 description 1
- 235000010494 karaya gum Nutrition 0.000 description 1
- 229940039371 karaya gum Drugs 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000711 locust bean gum Substances 0.000 description 1
- 235000010420 locust bean gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229940124513 senna glycoside Drugs 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/685—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds containing cross-linking agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/003—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к хелатам цирконя и их использованию на нефтяных месторождениях. Способ получения раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота включает стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином, затем с α-гидроксикарбоновой кислотой с получением указанного раствора. Сшивающая композиция, содержащая водную жидкость, буфер корректировки рН, указанный выше раствор. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий закачивание в пласт со скоростью и давлением, достаточными для создания, повторного раскрытия и/или расширения трещин, указанной выше композиции. Способ избирательного закупоривания проницаемых зон и утечек в подземных пластах, включающий закачивание в проницаемую зону или место утечки указанной выше композиции. Технический результат - обеспечение удовлетворительной вязкости сшивающей композиции при проведении гидравлического разрыва и закупоривания проницаемых зон в подземных пластах при высоком рН и температурах в пласте 275°F (135°C) и выше. Изобретение развито в зависимых пунктах. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл.
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к хелатам циркония и их использованию на нефтяных месторождениях, например, при проведении гидравлического разрыва пласта и закупоривании проницаемых зон.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Добычу нефти и природного газа из подземной скважины (подземного пласта) можно интенсифицировать способом, называемым гидравлическим разрывом пласта, в котором вязкая жидкая композиция (жидкость для гидроразрыва пласта), содержащая взвешенный проппант (например, песок, боксит), закачивается в нефтяную или газовую скважину по каналу, такому, как насосно-компрессорные трубы или обсадные трубы, со скоростью потока и под давлением, которые создают, повторно раскрывают и/или увеличивают трещину в нефте- или газоносном пласте. Жидкой композицией проппант переносится в трещину и предотвращает закрытие пласта после сброса давления. Утечка жидкой композиции в пласт ограничивается вязкостью текучей среды композиции. Кроме того, вязкость текучей среды позволяет взвешивание проппанта в композиции при проведении гидроразрыва пласта. Для регулирования вязкости в жидкую композицию обычно добавляются сшивающие агенты, такие, как бораты, титанаты или цирконаты.
Обычно после проведения гидроразрыва пласта из скважины добывают менее одной трети имеющейся нефти, прежде чем темпы добычи снижаются до точки, в которой добыча становится нерентабельной. Добыча нефти из таких пластов с применением различных методов интенсификации часто включает попытку вытеснить остающуюся нефть рабочей текучей средой, например, газом, водой, соляным раствором, паром, полимерным раствором, пеной или мицеллярным раствором. В идеальном случае эти методы (обычно называемые методами заводнения или методами нагнетания) обеспечивают нефтяную зону, перемещаемую вытесняющим агентом, существенной глубины, которая вытесняется в продуктивную скважину; однако на практике часто бывает не так. Нефтеносные пласты обычно неоднородны, некоторые их части проницаемее других. Как следствие, часто происходит образование протоков, и при этом рабочая текучая среда протекает предпочтительно через проницаемые зоны с исчерпанной нефтью (так называемые “зоны поглощения”), а не через те части пласта, которые содержат достаточно нефти, чтобы сделать операции по добыче нефти рентабельными.
Трудности при добыче нефти, обусловленные зонами поглощения, можно устранить путем закачивания водного раствора органического полимера и сшивающего агента в подземный пласт при условиях, при которых произойдет сшивка полимера с получением геля, тем самым, уменьшив проницаемость подземного пласта для рабочей текучей среды (газа, воды и т.п.). В этих случаях интенсифицированной добычи нефти используются текучие среды на основе полисахарида или частично гидролизованного полиакриламида, сшитые определенными соединениями на основе алюминия, титана, циркония и бора. сшитые текучие среды или гели, будь то для гидроразрыва пласта или для снижения проницаемости зон в подземном пласте, в настоящее время используются в более горячих и более глубоких скважинах при различных условиях температуры и рН. В этих работах критической для успешного придания вязкости является скорость сшивания. Зачастую скорости сшивания известными сшивающими композициями являются неприемлемыми, и требуются новые, высоко специфические композиции. В частности, существует необходимость в сшивающих агентах, которые обеспечивают высокую, термостойкую вязкость в среде с высоким рН.
В настоящее время сервисные нефтяные компании используют сшивающие агенты на основе циркония для придания вязкости текучим средам на основе полисахарида, которые используются при проведении гидравлического разрыва пласта, закачивании скважин и интенсифицированной добыче нефти. Выпускаемые промышленно циркониевые сшивающие агенты, содержащие триэтаноламин в качестве хелатного лиганда, сшивают в нужном диапазоне и создают и поддерживают значительную вязкость при температуре 250°F (121°C), но при более высоких температурах, выше или равных 275°F (135°C) сшивают слишком быстро. Замена триэтаноламина хелатным лигандом гидроксиалкилированным этилендиамином, как описано в патенте США №4798902, дает комплекс, при температуре 250-275°F (121-135°C) сшивающий слишком медленно. Скорость сшивания является критической для успешного создания вязкости, достаточной для проведения гидравлического разрыва пласта.
Известны композиции, в которых объединены водные соединения циркония, триэтаноламин и α-гидроксикарбоновая кислота. Для получения композиций путем объединения этих компонентов используются различные способы, например, описанные в патентах США №№4460751, 5182408 и 5798320.
Некоторые композиции алканоламиновых солей на основе циркония α-гидроксикарбоновой кислоты могут использоваться в качестве сшивающих агентов в текучей среде для гидроразрыва пласта при средневысоких температурах. Хотя установлено, что эти комплексы триэтаноламина цирконата с α-гидроксикарбоновыми кислотами обладают меньшими скоростями сшивания, чем подобные комплексы без α-гидроксикарбоновых кислот, при этом приносятся в жертву придание и сохранение жесткости, особенно при температурах выше или равных 275°F (135°C).
Есть необходимость в сшивающих композициях на основе циркония, которые обладают желательной 3-8-минутной задержкой в скорости сшивания без жертвования способностью циркониевой композиции придания вязкости как при нижней средней температуре (до 250°F (121°C)), так и более высокой температуре (выше 250°F (121°C), особенно выше или равной 275°F (135°C)). То есть, которые позволят использовать сшивающие композиции при температуре выше или равной 250°F (121°C) и сохранять адекватную вязкость для обеспечения успешного проведения гидравлического разрыва пласта. Настоящее изобретение удовлетворяет эту необходимость.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагается способ получения раствора циркониевого комплекса, приемлемого для использования в качестве сшивающего агента в композиции текучей среды для гидроразрыва пласта, включающий следующие стадии: (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота. Стадии (а) и (б) могут выполнять при различных температурах, предпочтительно, примерно от 25°C до 90°C, предпочтительнее, между 50°C и 80°C.
Кроме того, предлагаются сшивающая композиция, содержащая раствор циркониевого комплекса, полученный предлагаемым способом, и способы испытания этой композиции в качестве текучей среды для гидроразрыва пласта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Товарные знаки и торговые наименования приведены в настоящем описании в верхнем регистре.
Предлагается способ получения эффективного сшивающего агента для использования в сшивающих композиций на нефтяных месторождениях, включающий следующие стадии: (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
Выражение “основанный на растворителе” в отношении продукта стадии (а) в настоящем описании означает, что первичным растворителем для получаемого циркониевого комплекса является спирт, а не вода. Получаемый сшивающий агент - это раствор циркониевого комплекса в спирту.
Предлагаются композиции, сшивающие с требуемой скоростью 3-8 минут, промежуточной между циркониевыми комплексами гидроксиалкилированного этилендиамина цирконата и триэтаноламина цирконата. Сшивающий агент, который может успешно использоваться в условиях высокого pH (примерно 10 и выше) и высокой температуры (выше или равной 275°F, (135°C)), придавая и сохраняя удовлетворительную вязкость.
Основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония, который получают на стадии (а), могут получать способом, который включает стадию, на которой раствор тетраалкильного цирконата в спирте C1-C6 приводят в контакт с 2-4 моль алканоламина на моль циркония. Для приготовления вышеупомянутого циркониевого комплекса могут использовать несколько тетраалкильных цирконатов (известных также как тетраалксиды циркония), например, тетра-изопропилцирконат, тетра-н-пропилцирконат и тетра-н-бутилцирконат. Предпочтительным тетраалкильным цирконатом является тетра-н-пропилцирконат, выпускаемый как органический цирконат TYZOR NPZ, раствор в н-пропаноле, с содержанием циркония как ZrO2 примерно 28 масс.% компанией E. I. du Pont de Nemours and Company, г.Уилмингтон, штат Делавэр.
Алканоламин добавляют в количестве 2-4 моль алканоламина на моль циркония. Слишком малое количество алканоламина приводит к нестойкому раствору и выпадению твердой фазы, с которым трудно обращаться, и трудно определить количество нестойкого раствора, которое нужно добавить в текучую среду для гидроразрыва пласта. Слишком большое количество алканоламина снижает скорость сшивания до нежелательно низкого уровня. Примеры приемлемых алканоламинов включают среди прочих триэтаноламин, три-н-пропаноламин, три-изопропаноламин, диизопропаноламин и их смеси. Предпочтительно, алканоламин представляет собой триэтаноламин.
Приведение в контакт циркониевого комплекса на стадии (а) с алканоламином могут осуществлять при различных температурах, например, между 25°C и 90°C, предпочтительно, между 50°C и 80°C, и в любом порядке. Предпочтительно, эту стадию осуществляют в практически безводных условиях, то есть, без добавления воды.
На стадии (б) α-гидроксикарбоновую кислоту приводят в контакт со смесью, которую получают на стадии (а) и которая представляет собой основанный на растворителе циркониево-алканоламиновый комплекс при отношении 2-4 моль α-гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония. Предпочтительно, это отношение берут равным примерно 3 моль α-гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония. Стадию приведения в контакт или реакции могут осуществлять при различных температурах, например, между 25°C и 90°C, предпочтительно, между 50°C и 80°C, и в любом порядке. Предпочтительно, эту стадию (б) также осуществляют в практически безводных условиях, то есть, без добавления воды. Однако вода может присутствовать, например, как компонент в одном или нескольких из составляющих циркониевого комплекса на стадии (а): алканоламине, спирте и/или карбоновой кислоте.
Добавляют α-гидроксикарбоновую кислоту в количестве 2-4 моль α-гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония. Слишком малое количество α-гидроксикарбоновой кислоты приводит к нежелательно высокой скорости сшивания. Слишком большое количество α-гидроксикарбоновой кислоты приводит к нестойкому раствору и выпадению твердой фазы с теми же трудностями, что и описаны выше для случая добавления слишком малого количества алканоламина. Примеры приемлемых α-гидроксикарбоновых кислот включают среди прочих молочную кислоту, гликолевую кислоту, яблочную кислоту, лимонную кислоту и их смеси. Предпочтительно, α-гидроксикарбоновая кислота представляет собой молочную кислоту, гликолевую кислоту, яблочную кислоту или лимонную кислоту, предпочтительнее, молочную кислоту.
Время реакции для стадии (б) будет зависеть от условий реакции, таких, как температура, давление, скоростей массопередачи (например, в зависимости от интенсивности перемешивания). Время реакции должно быть достаточным для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота на стадии (б). "Стабилизация" означает, что реакция на стадии (б) дошла до завершения. Обычное время реакции при температуре 25-90°С составляет-2-6 часов.
Необязательно в процесс на стадии (а) или на стадии (б) добавляют растворитель. В качестве растворителя могут использовать любой алифатический спирт с 1-6 атомами углерода. Предпочтительно, алифатический спирт добавляют при молярном отношении алифатического спирта к цирконию, по меньшей мере, 4-1 моль спирта на моль циркония. Предпочтительно, спиртом является метанол, изопропанол или н-пропанол.
Предлагаемым способом получают раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота. Этот раствор является стойким, т.е. его можно хранить при окружающей температуре не менее шести месяцев без выпадения осадка.
Кроме того, предлагается сшивающую, композицию, которая содержит водную жидкость; буфер для корректировки рН; способный сшиваться органический полимер; и раствор, который получают способом, включающим (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
Водную жидкость обычно выбирают из группы, включающей воду, водный спирт и водный раствор стабилизатора глины. Спирт может быть тем же спиртом, что и реакционный растворитель, то есть, спиртом, имеющим 1-6 атомов углерода, или иным спиртом. Предпочтительно, если в качестве водной жидкости используют водный спирт, спиртом является метанол или этанол. Стабилизаторы глины включают, например, хлористоводородную кислоту и хлориды, такие, как тетраметиламмония хлорид (ТМАХ) или калия хлорид. Водные растворы, содержащие стабилизаторы глины, могут содержать, например, 0,05-0,5 масс.% стабилизатора на основании объединенной массы водной жидкости и органического полимера (т.е., базовый гель). Предпочтительно, если водной жидкостью является водный раствор стабилизатора глины, стабилизатором глины является тетраметиламмония хлорид или калия хлорид.
Кроме того, водная жидкость может представлять собой смесь воды и одного или нескольких органических растворителей. Органические растворители, которые могут использоваться, включают спирты, гликоли, высокомолекулярные спирты и углеводороды, такие, как дизельное топливо.
Предпочтительно, водная жидкость представляет собой воду, водный метанол, водный этанол, водный раствор калия хлорида, водный раствор тетраметиламмония хлорида или сочетание двух или более из них.
Сшивающая композиция содержит эффективное количество буфера для корректировки рН, предназначенного для регулирования pH. Буфер для корректировки рН может быть кислым, нейтральным или основным. Буфер для корректировки рН обычно способен регулировать pH примерно от рН 5 до рН 12. Например, в композиции для использования при pH 5-7 может использоваться буфер на основе фумаровой кислоты или буфер на основе натрия диацетата. В композиции для использования при рН 7-8,5 может использоваться буфер на основе натрия бикарбоната. В композиции для использования при рН 9-12 может использоваться буфер на основе натрия карбоната или натрия гидроксида. Могут использоваться и другие приемлемые буферы для корректировки рН, известные специалистам в данной области.
Кроме того, композиция содержит способный сшиваться органический полимер. Приемлемые способные сшиваться органические полимеры выбирают из группы, состоящей из способных сольватироваться полисахаридов, полиакриламидов и полиметакриламидов. Предпочтительно, органическим полимером является способный сольватироваться полисахарид, который выбирают из группы, состоящей из смол, производных смол и производных целлюлозы. Смолы включают смолу гуаровую и смолу из плодов рожкового дерева, а также другие галактоманнановые и глюкоманнановые смолы, такие, как смолы, полученные из сенны, фернамбука, крачки, гледичии сладкой, камеди карайи и т.п. К числу предпочтительных производных смол относятся гидроксиэтилгуар (ГЭГ), гидроксипропилгуар (ГПГ), карбоксиэтилгидроксиэтилгуар (КЭГЭГ), карбоксиметилгидроксипропилгуар (КМГПГ) и карбоксиметилгуар (КМГ). К числу предпочтительных производных целлюлозы относятся те, которые содержат карбоксильные группы, такие, как карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза (КМГЭЦ). Способные сольватироваться полисахариды можно использовать отдельно или в комбинации; однако обычно используют отдельный материал. Предпочтительными являются производные гуаровой смолы и производные целлюлозы, такие, как ГПГ, КМЦ и КМГПГ. ГПГ обычно предпочтительнее, исходя из коммерческой доступности и требуемых свойств. Однако КМЦ и КМГПГ могут быть предпочтительнее в сшивающих композициях, если pH композиции ниже 6,0 или выше 9,0, или если проницаемость пласта такова, что остаточные твердые вещества желательно поддерживать на низком уровне во избежание повреждения пласта. Способный сшиваться полимер обычно смешивают с водной жидкостью для получения базового геля.
Спиртовой раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота - это основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония, модифицированный α-гидроксикарбоновой кислотой, полученный, как описано выше. Как вариант, он может содержать добавленный растворитель или растворители, такие, как спирт, имеющий 1-10 атомов углерода, или многоатомный спирт, такой, как этиленгликоль.
Сшивающая композиция может содержать дополнительные компоненты, включая те, которые являются обычными добавками для применения на нефтяных месторождениях. Так, композиция может также содержать один или несколько проппантов, понизителей трения, бактерицидов, углеводородов, химических разрушителей, полимерных стабилизаторов, поверхностно-активных веществ, агентов регулирования пласта и т.п. Проппанты включают песок, боксит, стеклянные шарики, нейлоновые шарики, алюминиевые шарики и подобные материалы. Понизители трения включают полиакриламиды. Углеводороды включают дизельное топливо. Химические разрушители разрушают сшитый полимер (гель) управляемым образом и включают ферменты, персульфат щелочного металла и аммония персульфат. Полимерные стабилизаторы включают метанол, тиосульфат щелочного металла и аммония тиосульфат.
Эти дополнительные компоненты добавляют в эффективном количестве, достаточном для требуемых характеристик сшивания в зависимости от отдельных компонентов, требуемого времени сшивания, температуры и других условий, присутствующих в пласте, в котором проводят гидравлический разрыв пласта или закупоривают проницаемую зону.
Сшивающую композицию получают путем смешивания раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота с другими компонентами в любом порядке. Например, в одном конкретном случае применения на нефтяном месторождении раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота и дополнительные компоненты закачивают в пласт, а способный сшиваться органический полимер и водную жидкость закачивают в пласт отдельным потоком. Буфер для корректировки рН независимо смешивают с раствором циркония, органическим полимером и/или водной жидкостью. Альтернативно, все компоненты могут предварительно смешивать и закачивать в подземный пласт отдельным потоком. Преимущественно, компоненты могут смешивать в разных комбинациях, и преимущественнее, компоненты могут смешивать непосредственно перед использованием, чтобы обеспечить возможность легкого изменения и регулировки скорости сшивания.
Предлагается способ гидравлического разрыва пласта, включающий стадию, на которой в пласт закачивают со скоростью потока и давлением, достаточными для создания, повторного раскрытия и/или расширения одной или нескольких трещин в пласте, сшивающую композицию, содержащую водную жидкость; буфер для корректировки рН; способный сшиваться органический полимер и раствор цирконата, который получают способом, включающим (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
В одном варианте осуществления способа гидравлического разрыва подземного пласта раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота и базовый гель приводят в контакт до их закачивания в пласт, и тем самым обеспечивают взаимодействие между сшивающим агентом и полимером для получения сшитого геля. В этом способе базовый гель получают путем смешивания способного сшиваться органического полимера с водной жидкостью. Композиция сшитого геля получают путем смешивания базового геля с раствором циркониевого сшивающего агента, который приготавливают способом, включающим (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота. Раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, базовый гель или оба содержат также буфер для корректировки рН.
Базовый гель приводят в контакт с раствором комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота для получения сшитого геля. Сшитый гель затем закачивают в пласт со скоростью потока и давлением, достаточными для создания, повторного раскрытия и/или расширения трещины в пласте.
Альтернативно, в пласте могут пробуривать ствол скважины с таким расчетом, чтобы приведение в контакт раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота с базовым гелем осуществлять в стволе скважины, и сшитый гель закачивать в пласт из ствола скважины. Этот способ гидравлического разрыва подземного пласта, пробуренного стволом скважины, включает (а) стадию, на которой готовят базовый гель путем смешивания способного сшиваться органического полимера с водной жидкостью; (б) стадию, на которой базовый гель закачивают в ствол скважины; (в) стадию, на которой одновременно с закачиванием базового геля в ствол скважины или после него закачивают раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, который получают, как описано выше; (г) стадию, на которой базовому гелю и раствору циркониевого комплекса предоставляют возможность взаимодействовать для получения сшитого водного геля; и (д) стадию, на которой сшитый гель закачивают в пласт из ствола скважины со скоростью потока и давлением, достаточными для создания, повторного раскрытия и/или расширения трещины в пласте. Буфер для корректировки рН независимо смешивают с базовым гелем, раствором циркониевого комплекса или обоими перед закачиванием базового геля и комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота раствор в ствол скважины.
После создания трещины или трещин предлагаемый способ может включать также стадию, на которой в трещину или трещины закачивают сшивающую композицию, содержащую раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, способный сшиваться органический полимер и проппант. Это второе закачивание раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота предпочтительно осуществляют в случае, если сшивающая композиция, которую используют для создания трещины или трещин, не содержит проппант.
Еще одно использование предлагаемого раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота связано со способом избирательного закупоривания проницаемых зон и утечек в пластах, который включает стадию, на которой в проницаемую зону или место подземной утечки закачивают сшивающую композицию, содержащую водную жидкость; буфер для корректировки рН; способный сшиваться органический полимер и раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, приготовленный, как описано выше. Буфер для корректировки рН могут смешивать с раствором циркониевого комплекса до закачивания сшивающей композиции в проницаемую зону или место утечки.
В первом варианте осуществления способа закупоривания проницаемой зоны или утечки в пласте водную жидкость, буфер для корректировки рН, способный сшиваться органический полимер и раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота приводят в контакт перед из закачиванием в пласт с таким расчетом, чтобы обеспечить реакцию полимера и циркониевого комплекса для получения сшитого водного геля, который затем закачивают в пласт.
В альтернативном варианте осуществления способа закупоривания проницаемой зоны или утечки в пласте раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота и способный сшиваться органический полимер закачивают отдельно, либо одновременно, либо последовательно, в проницаемую зону или место подземной утечки с таким расчетом, чтобы сшивание осуществлять в пласте. Этот способ включает стадию, на которой готовят базовый гель путем смешивания способного сшиваться органического полимера с водной жидкостью; стадию, на которой базовый гель закачивают в проницаемую зону или место подземной утечки, одновременно с закачиванием базового геля в проницаемую зону или место подземной утечки или после него; стадию, на которой раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота закачивают в проницаемую зону или место подземной утечки; стадию, на которой базовому гелю и сшивающему агенту предоставляют возможность взаимодействовать для получения сшитого водного геля для закупоривания этой зоны и/или утечки. Раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, базовый гель или оба содержат также буфер для корректировки рН.
Относительные количества способного сшиваться органического полимера и комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота могут варьироваться. Используют небольшие, но эффективные количества, которые для обоих компонентов могут варьироваться в зависимости от условий, например, в зависимости от типа пласта, глубины, на которой должен проводиться способ (например, гидравлический разрыв пласта, закупоривание проницаемой зоны или закупоривание утечки), температуры, pH и т.п. Обычно используют минимальное количество каждого компонента, которое обеспечит уровень вязкости, необходимый для достижения желаемого результата, т.е., для гидравлического разрыва пласта или закупоривания проницаемых зон или утечек в степени, необходимой для обеспечения адекватной добычи нефти или газа из пласта.
Например, удовлетворительные гели могут обычно изготавливаться для гидравлического разрыва пласта путем использования способного сшиваться органического полимера в количествах примерно до 1,2 масс.% и сшивающей композиции в количествах примерно до 0,50 масс.% циркониевого комплекса, причем проценты основываются на общей массе базового геля. Предпочтительно, используют примерно от 0,25 примерно до 0,75 масс.% способного сшиваться органического полимера и примерно от 0,05 примерно до 0,25 масс.% циркониевого комплекса.
В способе закупоривания проницаемых зон или утечек обычно используют примерно 0,25-1,2 масс.% способного сшиваться органического полимера, предпочтительно 0,40-0,75 масс.% от общей массы базового геля. Обычно используют примерно 0,01-0,50 масс.% циркониевого комплекса, предпочтительно, 0,05-0,25 масс.% от общей массы.
Количество циркониевого комплекса, которое используют для сшивания органического полимера, выбирают таким, чтобы обеспечить концентрацию ионов циркония в пределах примерно от 0,0005 масс.% примерно до 0,1 масс.%. Предпочтительная концентрация ионов циркония находится в пределах примерно 0,001-0,05 масс.% от общей массы.
Обычно предлагаемый раствор циркониевого комплекса могут использовать при pH примерно 3-11. Для применений при низких температурах (150-250°F (66-121°C)) могут использовать газированные жидкости разрыва на основе диоксида углерода. В этом случае предпочтительным является pH сшивающей композиции примерно от 3 примерно до 6. Для применений при умеренных или высоких температурах (275-400°F (121-204°C)), предпочтительным является pH примерно от 9 примерно до 11. Преимущественно, предлагаемый раствор циркониевого комплекса используют при температуре 275-325°F (135-163°C). Для успешного проведения разрыва, то ли гидравлического разрыва пласта, то ли закупоривания проницаемой зоны, сшивающая композиция должна обеспечить вязкость не менее 200 сП, предпочтительно, не менее 300 сП, через 90 минут после закачивания сшивающей композиции в пласт или проницаемую зону или место подземной утечки.
ПРИМЕРЫ
Приготовление композиций в сравнительных примерах и в примерах выполняли в каждом случае в закрытых сосудах, содержащих мешалку, термометр, конденсатор, впускной канал для азота и капельную воронку. Если не указано иное, проценты приведены по массе. Температуры даны в градусах Цельсия. Сшивающие свойства предлагаемых композиций приведены в сравнительных примерах и примерах как функция вязкости карбоксиметилгидроксипропилгуара, сшитого предлагаемым цирконатом.
Приготовление базового геля
В сосуд смесителя производства компании Waring влили 1 литр дистиллированной воды. Затем добавили 2 г 50%-ного водного раствора тетраметиламмония хлорида - антикоагулят глины. Начали перемешивание, и в завихрение перемешиваемого раствора впрыснули 3,6 г карбоксиметилгидроксипропилгуара (КМГПГ). pH результирующей суспензии откорректировали до 6 натрия диацетатом, и перемешивание продолжали в течение 30 минут. Затем pH откорректировали до 10,3 10%-ным раствором натрия гидроксида. Перемешивание прекратили, и перед использованием гелю дали отстояться 30 минут или более.
Измерение вязкости сшитого цирконатом базового геля
В 250 мл энергично перемешиваемого образца базового геля в сосуде смесителя производства компании Waring добавили 0,00032 моль циркония (0,2-1,0 мл в зависимости от процента циркония в растворе сшивающего агента - далее по тексту именуемого «стандартной плотностью загрузки») для каждого сравнительного примера A-E и каждого примера 1-4. Перемешивание продолжали в течение примерно 15-180 секунд. 25 мл образца содержащего сшивающий агент геля поместили в чашку вискозиметра FANN 50, исполнение R-1, B-3, и измерили вязкость при температуре 250°F (121°C) и/или 275°F (135°C) и частоте вращения 122 мин-1 при 100 обратных секундах (с-1) поперечной силы.
Сравнительный пример A
Триэтаноламин (135,2 г) добавили в 100 г раствора тетра-н-пропилцирконата (органический цирконат TYZOR NPZ, выпускаемый компанией E.I. du Pont de Nemours and Company, г. Уилмингтон, штат Делавэр). Реакционную смесь нагрели до температуры 60°C и поддерживали при этой температуре 4 часа. По завершении реакции результирующий раствор тетра(триэтаноламин)цирконата концентрировали на ротационном испарителе при пониженном давлении до получения 155 г вязкого желтого масла, содержавшего 13,2% Zr.
Сравнительный пример B
Гидроксиэтил трис-2-гидроксипропилэтилендиамин (146 г) добавили в 220,3 г тетра-н-пропилцирконата. Реакционную смесь нагрели до температуры 60°C и поддерживали при этой температуре 4 часа до получения 346 г бледно-желтой жидкости, содержавшей 12,4% Zr.
Сравнительный пример C
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 59,8 г 85%-ной молочной кислоты. Начали перемешивание, и добавили 61,6 г триэтаноламина и 50 г воды. Раствор охладили до 15°C, а затем добавили 122,5 г 30%-ного раствора циркония оксихлорида. pH откорректировали до 8,0, используя 21,7 г 28%-ного раствора аммония гидроксида. Полученный раствор разбавили 180 граммами воды и получили 495 г водного белого раствора, содержавшего 3,8% Zr.
Сравнительный пример D
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 76,7 г 85%-ной молочной кислоты. Начали перемешивание, и добавили 66,7 г диизопропаноламина и 50 г воды. Раствор охладили до 15°C, а затем добавили 148,5 г 30%-ного раствора циркония оксихлорида. pH откорректировали до 9,0, используя 25,7 г 28%-ного раствора аммония гидроксида. Полученный раствор разбавили водой до 600 г с получением водного белого раствора, содержавшего 3,8% Zr.
Сравнительный пример E
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 93,9 г 85%-ной молочной кислоты. Начали перемешивание, и добавили 222 г воды. Раствор нагрели до 90°C, и затем добавили 60 г циркония карбоната. Раствор поддерживали при температуре 90°C 2 часа, а затем по каплям добавили 93,5 г триэтаноламина. Полученный раствор затем поддерживали при температуре 90°C еще 30 минут, и затем охладили с получением водного белого раствора, содержавшего 3,8% Zr.
Пример 1
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 100 г органического цирконата TYZOR NPZ. Начали перемешивание, и добавили 66,7 г триэтаноламина. Раствор нагрели до 60°C и поддерживали при этой температуре 2 часа. Затем добавили 69,6 г 85%-ной молочной кислоты. Раствор нагрели до 60°C еще на 2 часа и получили 236 г оранжевой жидкости, содержащей 8,8% Zr.
Пример 2
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 100 г органического цирконата TYZOR NPZ. Начали перемешивание, и добавили 133,5 г триэтаноламина. Раствор нагрели до 60°C и поддерживали при этой температуре 2 часа. Затем добавили 46,5 г 85%-ной молочной кислоты. Раствор нагрели до 60°C еще на 2 часа и получили 279 г оранжевой жидкости, содержащей 7,4% Zr.
Пример 3
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 100 г органического цирконата TYZOR NPZ. Начали перемешивание, и добавили 133,5 г триэтаноламина. Раствор нагрели до 60°C и поддерживали при этой температуре 2 часа. Затем добавили 69,6 г 85%-ной молочной кислоты. Раствор нагрели до 60°C еще на 2 часа и получили 304 г оранжевой жидкости, содержащей 6,8% Zr.
Пример 4
В мерную колбу емкостью 500 мл, оснащенную термопарой, капельной воронкой, отводом N2 и конденсатором, загрузили 100 г органического цирконата TYZOR NPZ. Начали перемешивание, и добавили 130 г триизопропаноламина. Раствор нагрели до 60°C и поддерживали при этой температуре 2 часа. Затем добавили 69,6 г 85%-ной молочной кислоты. Раствор нагрели до 60°C еще на 2 часа и получили 299 г оранжевой жидкости, содержащей 6,9% Zr.
В таблице показаны характеристики 30 фунтов/1000 галлонов (3600 г/1000 литров) геля КМГПГ, сшитого продуктами сравнительных примеров и продуктами примеров. В этой таблице, «Темп.» - это температура в градусах Фаренгейта (°F) и градусах Цельсия (°C); «% Zr» - процент циркония в растворе циркониевого комплекса, «Раствор Zr, мл» - миллилитры раствора сшивающего агента, добавленные в каждом испытании. «Соединение Zr» - источник циркониевого соединения, используемый для приготовления каждого сравнительного примера и примера, причем NPZ - это органический цирконат TYZOR NPZ; ZrOCl2 - циркония оксихлорид; и карбонат Zr - циркония карбонат, на 40% активный как ZrO2. В столбце «Алканоламины» ТЭА - триэтаноламин; L-699 - гидроксиэтилтрисгидроксиизопропилэтилендиамин; ДИПА - диизопропаноламин; и ТИПА - триизопропаноламин. В столбце «Гидроксикарбоновая кислота» МК - молочная кислота. Значения в скобках в столбцах «Алканоламины» и «Гидроксикарбоновая кислота» - это молярное отношение соответствующего компонента к цирконию. Молярное отношение всех сравнительных примеров и примеров настоящего изобретения для циркония равно 1 по определению.
Пример № | Темп. °F (°C) | % Zr | Раствор Zr, мл | Соединение Zr | Алканол-амины (моль) | Гидрокси-карбоновая кислота (моль) | Время Fann макс., мин. | сП при макс. Тмакс |
сП при 90 мин |
Сравн. пример A-1 | 250 (121) | 13,2 | 0,18 | NPZ | ТЭА (4) | 7 | 1180 | 795 | |
Сравн. пример A-2 | 275 (135) | 13,2 | 0,18 | NPZ | ТЭА (4) | 1,5 | 1125 | 660 | |
Сравн. пример B-1 | 250 (121) | 12,4 | 0,27 | NPZ | L-699 (1) | 20 | 306 | 226 | |
Сравн. пример B-2 | 275 (135) | 12,4 | 0,27 | NPZ | L-699 (1) | 12 | 300 | 225 | |
Сравн. пример C-1 | 250 (121) | 3,8 | 0,78 | ZrOCl2 | ТЭА (2) | МК (3) | 5,5 | 1220 | 300 |
Сравн. пример C-2 | 275 (135) | 3,8 | 0,78 | ZrOCl2 | ТЭА (2) | МК (3) | 6,5 | 490 | 75 |
Сравн. пример D-1 | 250 (121) | 3,8 | 0,74 | ZrOCl2 | ДИПА (2) | МК (3) | 6,0 | 830 | 310 |
Сравн. пример D-2 | 275 (135) | 3,8 | 0,74 | ZrOCl2 | ДИПА (2) | МК (3) | 5 | 400 | 175 |
Сравн. пример Е | 275 (135) | 3,8 | 0,78 | Карбонат Zr | ТЭА (3,24) | МК (4,6) | 5,5 | 1080 | 10 |
Пример 1-1 | 250 (121) | 8,8 | 0,34 | NPZ | ТЭА (2) | МК (3) | 6 | 1162 | 502 |
Пример 1-2 | 275 (135) | 8,8 | 0,34 | NPZ | ТЭА (2) | МК (3) | 4,5 | 1150 | 465 |
Пример 2-1 | 250 (121) | 7,4 | 0,40 | NPZ | ТЭА (4) | МК (2) | 7,5 | 580 | 395 |
Пример 2-2 | 275 (135) | 7,4 | 0,40 | NPZ | ТЭА (4) | МК (2) | 5 | 700 | 312 |
Пример 3-1 | 250 (121) | 6,8 | 0,44 | NPZ | ТЭА (4) | МК (3) | 8 | 905 | 390 |
Пример 3-2 | 275 (135) | 6,8 | 0,44 | NPZ | ТЭА (4) | МК (3) | 6 | 870 | 360 |
Пример 4-1 | 250 (121) | 6,9 | 0,43 | NPZ | ТИПА (3) | МК (3) | 5,5 | 770 | 400 |
Пример 4-2 | 275 (135) | 6,9 | 0,40 | NPZ | ТИПА (3) | МК (3) | 4,5 | 720 | 370 |
“Время Fann макс., мин.” - время в минутах до достижения максимальной вязкости. Вязкость после этого времени обозначена как “сП при макс.” Для указания вязкости в сантипуазах (сП). Вязкость через 90 минут при испытательной температуре обозначена как “сП при 90 мин.”
Как видно из таблицы, сшивающая композиция цирконий-триэтаноламин в сравнительном примере А демонстрировала требуемую скорость сшивания, оцененную временем до достижения максимальной вязкости и придала отличную вязкость при температуре 250°F (121°C). Однако при температуре 275°F (135°C) скорость сшивания была слишком высокой: 1,5 минуты. В полевых условиях при этой скорости сшивания следует ожидать ухудшения свойств, вызванного поперечной силой, и потери вязкости до достижения зоны гидравлического разрыва или закупоривания в пласте.
Композиция, приготовленная в сравнительном примере B, сшивала слишком медленно при обеих температурах 250°F (121°C) и 275°F (135°C). Следует ожидать, что до достижения адекватной вязкости песок осядет из суспензии, вызывая «отток песка», при использовании этой композиции на реальном нефтяном месторождении в жидкости для гидроразрыва пласта/сшивающей композиции.
Композиция, приготовленная в сравнительном примере E, основанная на примере 1 из патента США №5798320, сшивала с требуемой скоростью; однако давала гель, который был очень нестойким на сдвиг и быстро терял вязкость при температуре 275°F (135°C).
Предлагаемые основанные на растворителе сшивающие агенты, приготовленные в соответствии с примерами 1-4, и основанные на воде комплексы цирконий-триэтаноламин-молочная кислота, приготовленные в соответствии со сравнительными примерами C и D, сшивали в требуемом 3-8-минутном интервале при температурах 250°F (121°C) и 275°F (135°C). Однако основанные на растворителе комплексы цирконата из примеров 1-4 обычно имели более высокие плотности, чем основанные на воде цирконаты из сравнительных примеров C и D при температуре 250°F (121°C). Что более важно, основанные на растворителе комплексы цирконата из примеров 1-4 сохраняли более высокую вязкость при температуре 275°F (135°C), что позволяет использовать их в более широком диапазоне температур. Основанные на воде цирконаты из сравнительных примеров C и D сохраняли недостаточную вязкость при температуре 275°F (135°C) для успешного проведения гидравлического разрыва пласта.
Claims (11)
1. Способ получения циркониевого комплекса, пригодного для сшивания жидкости для гидроразрыва пласта, включающий следующие стадии: (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
2. Способ по п.1, где циркониевый комплекс представляет собой тетраалкильный цирконат, выбранный из группы, состоящей из тетраизопропилцирконата, тетра-н-пропилцирконата и тетра-н-бутилцирконата; алканоламин выбирают из группы, состоящей из триэтаноламина, три-н-пропаноламина, триизопропаноламина, диизопропаноламина и их смесей; а α-гидроксикарбоновую кислоту выбирают из группы, состоящей из молочной кислоты, гликолевый кислоты, яблочной кислоты, лимонной кислоты и их смесей.
3. Способ по п.1 или 2, где на стадии (а) или на стадии (б) в способ добавляют растворитель, который представляет собой алифатический спирт, имеющий 1-6 атомов углерода.
4. Сшивающая композиция, которая содержит водную жидкость; буфер для корректировки рН; способный сшиваться органический полимер; и раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, полученный способом, включающим: (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой полученную смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
5. Композиция по п.4, где водную жидкость выбирают из группы, состоящей из воды, водного спирта и водного раствора стабилизатора глины; и органический полимер представляет собой способный сольватироваться полисахарид, и выбирают из группы, состоящей из смол, производных смол и производных целлюлозы.
6. Композиция по п.4 или 5, где водная жидкость представляет собой воду, водный метанол, водный этанол, водный раствор калия хлорида, водный раствор тетраметиламмония хлорида или сочетание двух или более из них; а органический полимер представляет собой гидроксиэтилгуар, гидроксипропилгуар, карбоксиэтилгидроксиэтилгуар, карбоксиметилгидроксипропилгуар или карбоксиметилгуар.
7. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадию, на которой в пласт закачивают со скоростью потока и давлением, достаточными для создания, повторного раскрытия и/или расширения одной или более трещин в пласте, сшивающую композицию, содержащую водную жидкость; буфер для корректировки рН; способный сшиваться органический полимер и цирконатный раствор, где раствор получают способом, включающим: (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
8. Способ по п.7, где температура в пласте составляет 275-325°F (135-163°С).
9. Способ по п.7 или 8, где подземный пласт пробуривают стволом скважины;
базовый гель получают путем смешивания способного сшиваться органического полимера с водной жидкостью;
раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, базовый гель или оба содержат также буфер для корректировки рН;
раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота приводят в контакт с базовым гелем в стволе скважины для получения сшитого геля, и
сшитый гель закачивают в пласт из ствола скважины.
базовый гель получают путем смешивания способного сшиваться органического полимера с водной жидкостью;
раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, базовый гель или оба содержат также буфер для корректировки рН;
раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота приводят в контакт с базовым гелем в стволе скважины для получения сшитого геля, и
сшитый гель закачивают в пласт из ствола скважины.
10. Способ избирательного закупоривания проницаемых зон и утечек в подземных пластах, который включает стадию, на которой в проницаемую зону или место подземной утечки закачивают сшивающую композицию, содержащую водную жидкость; буфер для корректировки рН; способный сшиваться органический полимер и раствор комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота, где раствор получают способом, включающим: (а) стадию, на которой спиртовой раствор циркониевого комплекса приводят в контакт с алканоламином при молярном отношении 2-4 моль алканоламина на моль циркония для получения смеси, которая представляет собой основанный на растворителе алканоламиновый комплекс циркония; (б) стадию, на которой смесь приводят в контакт с α-гидроксикарбоновой кислотой при молярном отношении 2-4 моль гидроксикарбоновой кислоты на моль циркония в течение периода времени, достаточного для стабилизации результирующего раствора комплекса цирконий-алканоламин-гидроксикарбоновая кислота.
11. Способ по п.11, где температура в пласте составляет 275-325°F (135-163°С).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/002,665 | 2007-12-18 | ||
US12/002,665 US7754660B2 (en) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | Process to prepare zirconium-based cross-linker compositions and their use in oil field applications |
PCT/US2008/087092 WO2009079535A1 (en) | 2007-12-18 | 2008-12-17 | Process to prepare zirconium-based cross-linker compositions and their use in oil field applications |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010129838A RU2010129838A (ru) | 2012-01-27 |
RU2490298C2 true RU2490298C2 (ru) | 2013-08-20 |
Family
ID=40361704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010129838/03A RU2490298C2 (ru) | 2007-12-18 | 2008-12-17 | Способ приготовления композиций сшивающего агента на основе циркония и их использование на нефтяных месторождениях |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7754660B2 (ru) |
EP (1) | EP2222814A1 (ru) |
CN (1) | CN101945973B (ru) |
BR (1) | BRPI0819497A2 (ru) |
CA (1) | CA2709984C (ru) |
RU (1) | RU2490298C2 (ru) |
WO (1) | WO2009079535A1 (ru) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7732384B2 (en) * | 2007-12-21 | 2010-06-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Solid borozirconate and borotitanate cross-linkers |
US8584519B2 (en) | 2010-07-19 | 2013-11-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Communication through an enclosure of a line |
CN103484097B (zh) * | 2012-06-11 | 2016-07-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种地面交联酸交联剂及其制备方法 |
RU2015114330A (ru) | 2012-09-17 | 2016-11-10 | У.Р. Грейс Энд Ко.-Конн. | Хроматографические среды и устройства |
EP2811983B1 (en) | 2012-09-17 | 2019-05-01 | W.R. Grace & CO. - CONN. | Functionalized particulate support material and methods of making and using the same |
US9823373B2 (en) | 2012-11-08 | 2017-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Acoustic telemetry with distributed acoustic sensing system |
CN103497753B (zh) * | 2013-09-30 | 2016-01-20 | 西南石油大学 | 一种适用于高矿化度水压裂液的交联剂 |
WO2015109068A1 (en) | 2014-01-16 | 2015-07-23 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Affinity chromatography media and chromatography devices |
CN103865507A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-06-18 | 西安石油大学 | 一种小分子防膨缩膨剂的制备与应用 |
PL3137209T3 (pl) | 2014-05-02 | 2023-01-02 | W.R. Grace & Co. - Conn. | Funkcjonalizowany materiał nośnikowy i sposoby wytwarzania oraz stosowania funkcjonalizowanego materiału nośnikowego |
CN104212437A (zh) * | 2014-08-11 | 2014-12-17 | 东北石油大学 | 有机锆交联剂及耐温220℃的羟丙基胍胶压裂液 |
CN104560003A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-29 | 西南石油大学 | 一种有机硼锆交联剂 |
CN104927828B (zh) * | 2015-04-29 | 2017-08-01 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 耐高温有机锆交联剂及其制备方法以及一种压裂液冻胶及其制备方法 |
SG10201911134QA (en) | 2015-06-05 | 2020-01-30 | Grace W R & Co | Adsorbent bioprocessing clarification agents and methods of making and using the same |
WO2017023935A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ecolab Usa Inc. | Compositions and methods for delayed crosslinking in hydraulic fracturing fluids |
CA3030763A1 (en) | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Ecolab Usa Inc. | Compositions and methods for delayed crosslinking in hydraulic fracturing fluids |
CN106867498B (zh) * | 2017-02-08 | 2020-02-07 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 | 一种利用酸化压裂返排液配制的压裂液 |
CN106928959B (zh) * | 2017-03-27 | 2018-10-26 | 成都劳恩普斯科技有限公司 | 交联剂、全悬浮压裂液及其制备方法 |
CN108732010B (zh) * | 2017-04-24 | 2021-06-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种压裂裂缝的模拟及评价装置及方法 |
WO2019110290A1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | Unilever N.V. | An antiperspirant composition comprising zirconium |
CN110079286B (zh) * | 2019-05-29 | 2021-07-06 | 北京探矿工程研究所 | 一种堵漏用延迟交联凝胶组合物及其制备方法 |
CN111063489B (zh) * | 2019-12-25 | 2021-03-16 | 广饶六合化工有限公司 | 一种耐腐蚀耐冲刷降阻剂的制备方法 |
CN111518530B (zh) * | 2020-04-07 | 2022-08-19 | 大庆油田有限责任公司 | 一种水驱井治理用有机锆交联凝胶调堵剂及其制备方法 |
CN116120911A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-05-16 | 天津初心莫移科技有限责任公司 | 一种海水基压裂液用交联剂乳液及其制备方法 |
CN116083069B (zh) * | 2023-02-27 | 2024-05-17 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种海水基压裂液用交联剂及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0092755A1 (en) * | 1982-04-22 | 1983-11-02 | KAY-FRIES, Inc. | Bis alkyl bis(trialkanolamine)zirconates |
US4578488A (en) * | 1982-04-22 | 1986-03-25 | Kay-Fries, Inc. | Bisalkyl bis(trialkanol amine)zirconates and use of same as thickening agents for aqueous polysaccharide solutions |
EP0302544A2 (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-08 | Pumptech N.V. | High temperature guar-based fracturing fluid |
US6737386B1 (en) * | 1999-05-26 | 2004-05-18 | Benchmark Research And Technology Inc. | Aqueous based zirconium (IV) crosslinked guar fracturing fluid and a method of making and use therefor |
EA006482B1 (ru) * | 2001-12-22 | 2005-12-29 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Водная текучая среда для гидроразрыва пласта |
US7287593B2 (en) * | 2005-10-21 | 2007-10-30 | Schlumberger Technology Corporation | Methods of fracturing formations using quaternary amine salts as viscosifiers |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4460751A (en) * | 1983-08-23 | 1984-07-17 | Halliburton Company | Crosslinking composition and method of preparation |
US4797216A (en) * | 1986-02-19 | 1989-01-10 | Dowell Schlumberger Incorporated | Delayed crosslinker composition |
JPS62198688A (ja) | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Hakusui Kagaku Kogyo Kk | ジルコニウムメトキシド溶液の製造法 |
JPS62250025A (ja) | 1986-04-23 | 1987-10-30 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | エポキシ樹脂硬化促進剤 |
JPS6322039A (ja) | 1986-07-14 | 1988-01-29 | Hakusui Kagaku Kogyo Kk | 金属アルコキシド誘導体溶液の製法 |
US4798902A (en) * | 1987-02-09 | 1989-01-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Zirconium chelates and their use for cross-linking |
JP2560349B2 (ja) | 1987-10-19 | 1996-12-04 | 東レ株式会社 | ジルコニア薄膜の形成方法 |
JPH01260870A (ja) | 1988-04-12 | 1989-10-18 | Toray Ind Inc | 変性チタン酸ジルコン酸鉛薄膜の形成方法 |
US5182408A (en) * | 1991-04-25 | 1993-01-26 | Zirconium Technology Corporation | Process for preparation of stable aqueous solutions of zirconium chelates |
AU5572596A (en) * | 1995-04-25 | 1996-11-18 | Bj Services Company | Gelation additive for hydraulic fracturing fluids |
US6837386B1 (en) * | 2002-12-18 | 2005-01-04 | Aardwolf Integrated Storage Systems, Llc | Space saving support shelf for column mounting |
JP4656292B2 (ja) | 2004-09-10 | 2011-03-23 | 日産化学工業株式会社 | 金属のアルカノールアミン化合物の製造法 |
US7732382B2 (en) | 2006-02-14 | 2010-06-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Cross-linking composition and method of use |
US20070187098A1 (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-16 | Putzig Donald E | Permeable zone and leak plugging using cross-linking composition comprising delay agent |
US20070187102A1 (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-16 | Putzig Donald E | Hydraulic fracturing methods using cross-linking composition comprising delay agent |
US7854518B2 (en) * | 2006-06-16 | 2010-12-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Mesh for rendering an image frame |
-
2007
- 2007-12-18 US US12/002,665 patent/US7754660B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-12-17 RU RU2010129838/03A patent/RU2490298C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-12-17 WO PCT/US2008/087092 patent/WO2009079535A1/en active Application Filing
- 2008-12-17 CN CN2008801266081A patent/CN101945973B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-17 BR BRPI0819497-1A patent/BRPI0819497A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2008-12-17 CA CA2709984A patent/CA2709984C/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-17 EP EP08862715A patent/EP2222814A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0092755A1 (en) * | 1982-04-22 | 1983-11-02 | KAY-FRIES, Inc. | Bis alkyl bis(trialkanolamine)zirconates |
US4578488A (en) * | 1982-04-22 | 1986-03-25 | Kay-Fries, Inc. | Bisalkyl bis(trialkanol amine)zirconates and use of same as thickening agents for aqueous polysaccharide solutions |
EP0302544A2 (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-08 | Pumptech N.V. | High temperature guar-based fracturing fluid |
US6737386B1 (en) * | 1999-05-26 | 2004-05-18 | Benchmark Research And Technology Inc. | Aqueous based zirconium (IV) crosslinked guar fracturing fluid and a method of making and use therefor |
EA006482B1 (ru) * | 2001-12-22 | 2005-12-29 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Водная текучая среда для гидроразрыва пласта |
US7287593B2 (en) * | 2005-10-21 | 2007-10-30 | Schlumberger Technology Corporation | Methods of fracturing formations using quaternary amine salts as viscosifiers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101945973B (zh) | 2013-07-17 |
EP2222814A1 (en) | 2010-09-01 |
CN101945973A (zh) | 2011-01-12 |
RU2010129838A (ru) | 2012-01-27 |
US20090151947A1 (en) | 2009-06-18 |
BRPI0819497A2 (pt) | 2015-05-26 |
CA2709984C (en) | 2016-11-01 |
CA2709984A1 (en) | 2009-06-25 |
WO2009079535A1 (en) | 2009-06-25 |
US7754660B2 (en) | 2010-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2490298C2 (ru) | Способ приготовления композиций сшивающего агента на основе циркония и их использование на нефтяных месторождениях | |
RU2482154C2 (ru) | Способ получения бороцирконатного раствора и его применение в качестве сшивающего агента в жидкостях гидроразрыва пласта | |
RU2450040C2 (ru) | Сшиваемая композиция и способ ее применения | |
RU2424270C2 (ru) | Циркониевые сшивающие композиции и способы их использования | |
US7795188B2 (en) | Zirconium-base cross-linker compositions and their use in high pH oil field applications | |
US7732383B2 (en) | Process for stabilized zirconium triethanolamine complex and uses in oil field applications | |
US8518861B2 (en) | Solid zirconium-based cross-linking agent and use in oil field applications | |
US7851417B2 (en) | Process to prepare borozirconate solution and use as cross-linker in hydraulic fracturing fluids | |
US8252731B2 (en) | Solid zirconium-based cross-linking agent and use in oil field applications | |
US7683011B2 (en) | Process to prepare borozirconate solution and use as cross-linker in hydraulic fracturing fluids | |
CA2704542A1 (en) | High temperature aqueous-based zirconium fracturing fluid and use | |
CA2678783C (en) | Zirconium-based cross-linker compositions and their use in high ph oil field applications | |
US7790657B2 (en) | Process to prepare borozirconate solution and use a cross-linker in hydraulic fracturing fluids | |
US7795189B2 (en) | Zirconium-hydroxy alkylated amine-hydroxy carboxylic acid cross-linking composition for use with high pH polymer solutions | |
US8242060B2 (en) | Stable solutions of zirconium hydroxyalkylethylene diamine complex and use in oil field applications | |
US8247356B2 (en) | Zirconium-based cross-linking composition for use with high pH polymer solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171218 |