專利名稱：包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的制作方法
包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于處理地層(地下地層)的方法。更特別地，在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中利用包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的方法。在今天的向下打眼技術(shù)中，大部分的井已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大于15，000ft(4. 6km)的深度，結(jié)果，大多數(shù)先前設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)用于更淺井的處理流體和添加劑可能不能在通常與更大深度的井相關(guān)的溫度和壓力下適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。超過15，OOOft (4. 6km)的深度的井經(jīng)常涉及更高的溫度和壓力，迫使需要將在這些深度執(zhí)行的流體和添加劑。除了高的溫度和壓力之外，在這些深度完成的井經(jīng)常產(chǎn)生如二氧化碳(CO2)或硫化氫(H2S)的流體。聚合劑，例如陽離子聚合物、高分子量聚丙烯酰胺聚合物、多糖、合成聚合物等先前已經(jīng)被加入到處理流體，以獲得對(duì)于各種地下處理的期望性能。這樣的處理包括，但不限于，鉆井、刺激處理(例如壓裂處理、酸化處理)和完井操作(例如，沙礫控制處理，如礫石填充)。如本文中所使用的，術(shù)語“處理”或“處置”指的是利用流體結(jié)合期望的功能和/或用于期望的目的的任何地下操作。術(shù)語“處理”或“處置”并不指通過流體或其任何特別組分的任何特別作用。傳統(tǒng)的處理流體可分為兩類。這樣的分類包括基于油的處理流體和基于水的處理流體。過去，認(rèn)為基于油的處理流體具有優(yōu)于基于水的處理流體的一些優(yōu)越性能特性。然而，使用基于水的處理流體更經(jīng)濟(jì)且更少破壞地層和環(huán)境。認(rèn)為基于油的處理流體具有期望特征的一個(gè)原因是，它們更好地維持足夠的頁巖抑制。適當(dāng)?shù)捻搸r抑制在防止井眼不穩(wěn)定性中是重要的。在水敏感地層中使用基于水的處理流體時(shí)，這樣的流體經(jīng)常引起不足的頁巖抑制。所得的粘土膨脹可能產(chǎn)生以降低的速度泵送的負(fù)載固體的處理流體，導(dǎo)致基于水的處理流體的較差的性能。此外，粘土可以損壞用于地下操作的設(shè)備，并且減低操作的整體效能。在極端的情況中，粘土可能封鎖地層部分，導(dǎo)致生產(chǎn)損失。與基于水的處理流體有關(guān)的另外的問題是它們與重鹽水的不相容性。對(duì)于評(píng)估用于給定用途的處理流體的實(shí)用性的重要的考慮可以包括流體的流變學(xué)參數(shù)。對(duì)于用作地下處理流體，流體通常應(yīng)當(dāng)能夠維持適于期望操作的特定粘性。例如，鉆孔流體優(yōu)選具有足夠的粘性，以能夠支持并將鉆屑運(yùn)送至表面，而不是如此粘稠以至于干擾鉆井操作。增加的粘性可以導(dǎo)致鉆柱有問題的粘附，且增加的循環(huán)壓力可以有助于在地層中的喪失循環(huán)問題。粘土在這樣的處理流體中常用作維持足夠粘度的方式。這些粘土可能在流體中典型地需要強(qiáng)有力的攪拌，以到達(dá)充分活性狀態(tài)并提供粘度的增加?？赡芤罂焖僦苽溆糜谘b運(yùn)至鉆孔操作的流體的時(shí)間壓力。因此，當(dāng)使用粘土?xí)r，可能出現(xiàn)不足的剪切和過處理。如果它們可以保持基于油的處理流體的性能，同時(shí)維持利用基于水的處理流體的許多益處，則不包含親有機(jī)物質(zhì)粘土的含水處理流體可能提供許多優(yōu)勢(shì)
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及用于處理地層的方法。更特別地，在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中利用包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的方法。在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種方法，包括提供包括含水基礎(chǔ)流體(水性基礎(chǔ)流體，含水堿性流體)和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體，并且將處理流體置于地層中。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種方法，包括提供包括含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的鉆孔流體；并且利用鉆孔流體以在地層中鉆孔井眼的至少一部分。在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種方法，包括提供包含含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體；將處理流體引入到地層中；使得處理流體懸浮(混懸)并從井眼將顆粒攜帶至位于地層上方的井位點(diǎn)(井點(diǎn)，井位置，well Site)的表面；將水泥組合物引入到地層中；以及使得水泥進(jìn)入井眼。在另一方面，本發(fā)明提供一種地下處理流體，包括含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)
絡(luò)。 在閱讀下列實(shí)施方式的描述后，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地顯而易見。


這些

了本發(fā)明的一些實(shí)施方式的某些方面，并且不應(yīng)當(dāng)用于限制或限定本發(fā)明。圖I是包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體中的粘度的示圖。圖2是在本發(fā)明中公開的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的示圖。圖3是包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的流體與不包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的各種其他流體的流變學(xué)性能的示圖。圖4是包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的流體與包含非締合聚合物的流體的流變學(xué)性能的示圖。圖5是用于本發(fā)明的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的合成方案的簡化實(shí)例。圖6是如本文中討論的表面活性劑的作用的示圖。圖7描繪用于本發(fā)明的處理流體的代表性表面活性劑的結(jié)構(gòu)。圖8是基于變化應(yīng)變的剪切模量的示圖。雖然本發(fā)明容許各種修改和替換形式，但是其具體實(shí)施方式
已通過舉例的方式在附圖中示出，并且在本文中詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本文的具體實(shí)施方式
的描述不旨在將本發(fā)明限于所公開的特定形式，但是相反，旨在覆蓋屬于如由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的修改、等價(jià)物和替換。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及用于處理地層的方法。更特別地，在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中利用包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的方法。對(duì)于本發(fā)明的方法和組合物可以存在許多潛在優(yōu)勢(shì)，在本文中將討論其中的僅一些。本發(fā)明的方法和組合物的許多潛在優(yōu)勢(shì)之一是，它們與傳統(tǒng)含水處理流體相比可以允許用于，尤其是更好地執(zhí)行用于地層的含水處理流體。在一些實(shí)施方式中，用于本發(fā)明中的水基處理流體提供更好更大的熱穩(wěn)定性，同時(shí)維持傳統(tǒng)的基于油的處理流體的性能能力。另外，用于本發(fā)明的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)在更寬范圍的含水介質(zhì)中具有更大的可溶性(溶解度)。在一些實(shí)施方式中，作為流體的流變性質(zhì)由于瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成而改變的結(jié)果，本發(fā)明的處理流體具有改善的懸浮特性。在一個(gè)實(shí)例中，本發(fā)明的處理流體可以具有可用于攜帶增重劑和鉆屑的改善的懸浮特性。另外，本發(fā)明的處理流體可以是更成本有效的(與大多數(shù)的合成添加劑相比)，并且當(dāng)與其他常用的聚合的基于水的或基于油的處理流體相比時(shí)是環(huán)境友好的。此外，由于更有效地去除來自處理流體的固體，因此本發(fā)明的方法和組合物可能允許用于更快的泵送速率。
為了描述本發(fā)明的處理流體和本文中描述的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于描述某些流變性質(zhì)包括屈服點(diǎn)("YP")、低剪切粘度、塑性粘度("PV")、當(dāng)量循環(huán)密度("ECD")，以及屈服應(yīng)力(Ttl)是有用的。YP定義為當(dāng)外推到零的切變速率時(shí)，從Bingham-Plastic流變學(xué)模型獲得的值?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)油田流變儀的300轉(zhuǎn)/分鐘(“rpm”)和600rpm的切變速率讀數(shù)來計(jì)算YP。類似地，屈服應(yīng)力或τ。是必須施加至材料的應(yīng)力，使得開始流動(dòng)(或屈服)，并且通常可以根據(jù)以3、6、100、200、300和600rpm的速率測(cè)得的流變儀讀數(shù)計(jì)算。可以通過將最小二乘法擬合或曲線擬合應(yīng)用于Herchel-Bulkley流變學(xué)模型來實(shí)施外推。估計(jì)屈服應(yīng)力的更方便的方法是通過雖然用6rpm和3rpm的讀數(shù)分別代替了 600和300rpm的讀數(shù)，由在下面等式2中所示的相同公式計(jì)算低剪切屈服點(diǎn)("LSYP")。當(dāng)外推至無窮的切變速率時(shí)，PV代表流體的粘度。低PV可能表明流體能夠快速鉆孔，因?yàn)橛绕涫?，退出鉆頭的流體的低粘度和使用增加的流速的能力。聞PV可能由粘桐的基礎(chǔ)流體引起，超過月父體固體，或兩者。PV和YP由下列系列的等式計(jì)算PV = (600rpm 讀數(shù))-(300rpm 讀數(shù))(等式 I)YP = (3OOrpm 讀數(shù))-PV(等式 2~)ECD是由針對(duì)地層的流體所施加的有效循環(huán)密度，考慮在待考慮點(diǎn)上的環(huán)形物中的流速和壓力下降。由于由內(nèi)部流體摩擦所引起的環(huán)形物中更大的壓力下降，高PV可能增加ECD。認(rèn)為本發(fā)明的處理流體提供更好的ECD控制?？梢岳脤?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試設(shè)備來測(cè)量這些流變性質(zhì)。例如以厘泊表示的塑性粘度、以度盤讀數(shù)表示的低剪切粘度、以lb/100ft2(llb/100ft2 相當(dāng)于 47. 9N/100m2)表示的屈服點(diǎn)和 LSYP，以及以 lb/100ft2 表示的凝膠強(qiáng)度等性質(zhì)，到提交時(shí)間時(shí)為止，可由“ANSI/API RP 13B-2 =Recommended Practicefor Field Testing Oil-based Drilling Fluids”測(cè)定,其中利用 115 伏電動(dòng)粘度計(jì),如FANN- 型號(hào)35-AV-G Meter，將其全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。旋轉(zhuǎn)測(cè)量代表可讀取讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)速率。實(shí)際的旋轉(zhuǎn)速率可能稍微變化，并且在必要時(shí)可利用校正因數(shù)校正。本發(fā)明的處理流體包含含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)。在一些實(shí)施方式中，瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)可以包含剩余的殘留單體。瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)由形成網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物的締合形成，在含水流體中包括微晶疇(微域)。可選地，本發(fā)明的處理流體可以包含另外的組分。在本發(fā)明的處理流體的實(shí)施方式中利用的含水基礎(chǔ)流體可能是淡水、咸水(例如，包括一種或多種溶解于其中的鹽類的水)、鹽水(例如飽和鹽水)、海水以及它們的任何組合。鹽水可以基本上包含任何合適的鹽，包括，但是不必須限于，基于金屬，如鈣、鎂、鈉、鉀、銫、鋅、鋁、和鋰的鹽。鹽可基本上包含任何陰離子，其中優(yōu)選的陰離子為較不昂貴的陰離子，包括，但不必須限于氯化物、溴化物、甲酸鹽(或酯)(甲酸根)、醋酸鹽(或酯)(醋酸根)、以及硝酸鹽(或酯)(硝酸根)。鹽水的選擇可增加處理流體中的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的締合性能。受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在本發(fā)明的特定應(yīng)用中所需要的鹽水的類型和離子濃度，取決于尤其是處理流體的其他組分、這樣的流體的期望的締合性能等。通常，含水流體可能來自任何來源，如果其不包含過量的可不利地影響處理流體中的其他組分的化合物。在本發(fā)明的處理流體的實(shí)施方式中，含水基礎(chǔ)流體可以以按處理流體的重量計(jì)在約20 %至約99 %范圍內(nèi)的量存在。在某些實(shí)施方式中，該基礎(chǔ)流體可以以按處理流體的重量計(jì)在約20%至約80%范圍內(nèi)的量存在。如本文中使用的術(shù)語，“一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)”指的是經(jīng)由例如物理交聯(lián)、范德瓦爾斯力和/或靜電相互作用而形成締合(結(jié)合)的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物的分子間和分子內(nèi)締合系統(tǒng)(結(jié)合系統(tǒng))(即網(wǎng)絡(luò))，并且在流體內(nèi)賦予彈性和懸浮性質(zhì)。圖2示出了用于本發(fā)明的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的簡化假設(shè)圖。微晶疇的實(shí)例以200示出。
處理流體中這樣的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成可通過檢查處理流體在零剪切時(shí)的粘度來確定。例如，包含給定的非締合的具有已知分子量(MWl)的聚合物(即，它不是瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的部分)的流體會(huì)在零剪切的處理流體中具有給定的本征粘度(VI)。與在零剪切處的Vl相比，包含通過如前面描述的分子締合(分子締合)已形成瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的具有相同分子量(MWl)的相同聚合物的流體在零剪切具有更高的粘度(V2)。更高的V2表明瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在流體中形成。圖3示出了該V2/V1差異。下列的討論參照?qǐng)D4和圖8。剪切模量(由變化應(yīng)變產(chǎn)生)是剪應(yīng)力和剪應(yīng)變的比率。從類似于上面的復(fù)雜關(guān)系可以推定G* = G' +iG"(等式 3)其中，G*是復(fù)合剪切模量，G'是同相儲(chǔ)能模量(即彈性組分)而G"是異相的類似定向的損耗模量(粘稠組分)；G* = V (G' 2+G" 2)。這些參數(shù)橫貫的頻率對(duì)應(yīng)于具體用于材料的弛豫時(shí)間(τ)。因此，可以得出，tan( δ ) =G" /G1(等式 4)其中tan(S)量化能量損耗和存儲(chǔ)之間的平衡。不管粘度(粘性)，作為tan (45° ) = 1，大于整體的tan ( δ )值表明更“類似液體的”性質(zhì)，而低于整體的值表示更“類似固體的”性質(zhì)。對(duì)于包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體，tan( δ )將可能少于1，而包含非締合聚合物的流體，如果不超過I將具有更接近I或等于I的tan( δ )。圖4提供來自動(dòng)態(tài)剪切測(cè)試的各種響應(yīng)的實(shí)例。締合網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生相對(duì)于來自非締合網(wǎng)絡(luò)的純粘稠的溶液的粘彈性性質(zhì)(增加的G')。保留彈性組分，直到施加足夠的剪切以破壞由觸變行為引起的締合。這樣的性質(zhì)導(dǎo)致締合網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于非締合聚合物的懸浮增加。理解與包括瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體有關(guān)的流變學(xué)現(xiàn)象相對(duì)于具有非締合聚合物的那些流變學(xué)現(xiàn)象的另外方式是檢測(cè)對(duì)于這些處理流體的流變學(xué)曲線的斜率。對(duì)于包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的流變學(xué)曲線的斜率將與包含非締合聚合物的處理流體的流變學(xué)曲線的斜率將大大不同。如本文所表明的，該增加的斜率的理論實(shí)例可以容易地在圖I中看到。認(rèn)為瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)賦予增加的ΥΡ、低的剪切粘度(或零剪切粘度)和總體提高的懸浮，而沒有基本上增加處理流體的PV。低的PV可幫助最小化密度增加的量，或當(dāng)量循環(huán)密度，其由泵送流體引起。在某些實(shí)施方式中，處理流體中的YP值可以在約5至約100的范圍內(nèi)，而PV值可以在約5至約50的范圍內(nèi)。另外，認(rèn)為瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)在含水處理流體中形成時(shí)，提高流體的懸浮特征。這些值和效果可能受許多因素影響，包括，但不限于，溫度、壓力、和可溶性(溶解度)。在一些實(shí)施方式中，包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的流體能夠在超過約12Pa的應(yīng)力范圍中保持結(jié)構(gòu)。在瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)中的締合性質(zhì)取決于各種因素，包括，但不限于，聚合物的憎水改性程度、聚合物的顯微結(jié)構(gòu)以及聚合物在流體中的濃度。在某些實(shí)施方式中，內(nèi)部聚合物相互作用沿著親水聚合物骨架，在低聚合物濃度和高疏水密度可變得更突出。在這樣的實(shí)施方式中，可形成緊密的球形構(gòu)象，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生具有類似膠束的性質(zhì)的有機(jī)的疏水微晶疇。在其他實(shí)施方式中，互聚物(共聚物)相互作用通常以更低的疏水物/親水物比率和更高的聚合物濃度可以是更突出的。更高的聚合物濃度可能導(dǎo)致通過形成瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)增加處理流體的粘度的鏈重疊和疏水成簇。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開內(nèi)容的益處下，將認(rèn)識(shí)到獲得適當(dāng)?shù)膬?nèi)部聚合物和互聚物締合所必要的條件，以形成本發(fā)明的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)?？捎糜谛纬杀景l(fā)明的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物可以利用任何合適的方法，通過在基礎(chǔ)聚合物的親水聚合物骨架內(nèi)并入疏水基團(tuán)而合成。合適的方法包括鏈生長聚合、步驟生長聚合以及后聚合機(jī)制，用于自然存在的聚合物和由鏈或步驟生長聚合制得的聚合物。在大多數(shù)情況中，不是后聚合改性。因此，在形成時(shí)，疏水改性并入聚合物結(jié)構(gòu)之內(nèi)。然而，在某些情況中，這種改性可實(shí)施后聚合，例如，通過合適的改性反應(yīng)。剩余的單體可保留在聚合物中。這樣的改性聚合物在本文中稱為網(wǎng)絡(luò)形成聚合物。用于本發(fā)明的實(shí)施方式的合適的示例性疏水改性包括通過加入具有約I至約24個(gè)碳原子的烴基，例如，可包括直鏈或支鏈的烷基、烯基、芳基、烷芳基、芳烷基、環(huán)烷基、丙烯酰基或其混合物而形成。在一些實(shí)施方式中，烴基可包括3至16個(gè)碳原子。在某些實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)形成聚合物或聚合物可以具有在約500,000至約10，000, 000范圍內(nèi)的分子量。在一些實(shí)施方式中，分子量范圍可以在1，000, 000+/-500, 000的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，該分子量可能變化。在本發(fā)明公開內(nèi)容的益處下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到用于給定應(yīng)用的適當(dāng)?shù)拇笮?。合適的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物可以包括，但是不必限于，包括基于丙烯酰胺、乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶、聚丙烯酸酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯-共-己二酸酯(聚琥珀酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物，polybutylene succinate-co-adipate)、聚輕基丁酸酯_戍酸酯(polyhydroxybutyrate-valerate)、聚輕基丁酸酯-共-戍酸酯(聚輕丁 _戍酸共聚物，polyhydroxybutyrate-covalerat)、聚己酸內(nèi)酯、聚酯酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、磺化的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化乙烯、聚乙烯、聚丙烯、脂肪族-芳香族共聚多酯、聚丙烯酸、聚糖(如葡聚糖或纖維素)、殼多糖、殼聚糖、蛋白質(zhì)、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚(乙交酯)、聚己內(nèi)酯)、聚(羥基酯醚)、聚(羥基丁酯)、聚(酸酐)、聚碳酸酯、聚(原酸酯)、聚(氨基酸)、聚(氧化乙烯)、聚(氧化丙烯)、聚(膦腈)、聚酯酰胺、聚酰胺、聚苯乙烯、它們的任何衍生物、任何共聚物、均聚物、或三聚物，以及它們的任何組合的單元。在另、外的選擇中，聚合物可以包含化合物，其選自由丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羥乙酯組成的組。本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物應(yīng)當(dāng)以足以在處理流體內(nèi)形成期望的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的量加入到含水基礎(chǔ)流體中。網(wǎng)絡(luò)形成聚合物應(yīng)當(dāng)以任何足以用于具體應(yīng)用的量被包含在本發(fā)明的處理流體中。在某些實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)形成聚合物可以以按處理流體的重量計(jì)在約O. 01%至約15%范圍內(nèi)的量存在。在特定的實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)形成聚合物可以以按處理流體的重量計(jì)在約O. 1%至約2%的量存在。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開內(nèi)容的益處下，將認(rèn)識(shí)到用以包括在本發(fā)明的具體應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物或聚合物的必要量，取決于尤其是處理流體的其他組分、處理流體中的瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的期望性質(zhì)等。在某些實(shí)施方式中，瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物可以是直鏈或支鏈的。在某些情況，直鏈聚合物骨架可以具有更好的締合性能，因?yàn)樗鼈兡軌蛞暂^少的立體阻礙來回折疊。在一些實(shí)施方式中，將形成聚合物的單體可以包含不飽和基團(tuán)，如包含乙烯基基 團(tuán)的單體。示例性含乙烯基的單體可以由式C(Rl) (R2) = C(R3) (R4)描述，其中R1、R2、R3和R4是使得該單體在普通溶劑中具有可溶性或可膨脹性的部分(區(qū)段)。可選地，R1、R2、R3和R4可以各自獨(dú)立地選自但不限于氫、甲基、乙基、C0NH2、CONHCH3> CON(CH3) 2、CH2SO3H,CH2S03Na、以及 COONa。在一些實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)形成聚合物可以通過加入引發(fā)劑的反應(yīng)機(jī)理來形成。合適的引發(fā)劑可以包括自由基引發(fā)劑。合適的引發(fā)劑的實(shí)例可以包括，但不限于，2，2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2，2 ’ -偶氮雙(異丁基脒鹽酸)、2，2 ’ -偶氮雙[2- (2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、1，I’ -偶氮雙(環(huán)己腈)、2，2’ -偶氮雙(2-甲基丙基脒)二鹽酸鹽、4，4’ -偶氮雙(4-氰基戊酸)、過硫酸銨、羥基甲烷亞磺酸單鈉鹽二水合物、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過氧苯甲酰、1，I-雙(叔-戊基過氧)環(huán)己烷、1，I-雙(叔-丁基過氧)環(huán)己烷、2，2_雙(叔-丁基過氧)丁烷、2，4-戊二酮過氧化物、2，5-雙(叔-丁基過氧)-2，5_ 二甲基己烷、2，5_ 二(叔-丁基過氧)-2, 5_ 二甲基_3_己塊、2_過氧化丁麗、過氧化氧枯稀、二 _叔-戍基過氧化物、過氧化二異丙苯、過氧化月桂酰、叔丁基氫過氧化物、過氧化乙酸叔丁酯、叔丁基過氧化物、過氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸叔丁基過氧化-2-乙基己酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、偶氮二異丁腈、以及它們的任何組合。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠選擇適當(dāng)?shù)幕趨⑴c特定反應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物或單體的引發(fā)劑。其他合適的引發(fā)劑可以包括光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑和它們的任何組合。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，親水性網(wǎng)絡(luò)形成聚合物包括聚合物骨架，聚合物骨架包括極性雜原子，其中存在于親水性網(wǎng)絡(luò)形成聚合物的聚合物骨架中的極性雜原子包括，但不限于，氧、氮、硫、或磷。適合用于合成用于本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物的合成方案的實(shí)例在圖5中示出。圖5說明其中利用引發(fā)劑疏水改性疏水聚合物以生產(chǎn)如所示出的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物的方案。優(yōu)選地，本發(fā)明的處理流體可以被剪切破壞以幫助泵送和恢復(fù)處理流體。在某些實(shí)施方式中，瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)可以在缺乏剪切時(shí)重新形成以再粘性化處理流體。如果使用化學(xué)破碎劑，應(yīng)當(dāng)注意該可逆性特征可能被改變。在如期望用于特定應(yīng)用的本發(fā)明的處理流體中可以包括另外的添加劑，包括但不限于，表面活性劑、橋聯(lián)劑(橋鍵形成劑)、流體損失控制劑(fluid loss control agent)、pH調(diào)節(jié)劑、pH緩沖劑、頁巖穩(wěn)定劑、以及它們的任何組合。例如，多元醇可以被包含在處理流體中并且可改進(jìn)耐熱性。而且，如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開內(nèi)容的益處下認(rèn)為適當(dāng)?shù)模m用于所選的操作的各種另外的添加劑可以被包含在處理流體中。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的處理流體在存在鹽水與水時(shí)，可以具有增加的熱穩(wěn)定性。在某些實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定性 的增加可以有助于最小化于由于處理流體中自由水減少的水解攻擊。在其他實(shí)施方式中，認(rèn)為含水基礎(chǔ)流體中的熱穩(wěn)定性的增加可能是由于改變含水介質(zhì)與聚合物鏈的骨架的接觸，例如通過促進(jìn)主鏈的縮醛連接(例如，1,4-糖苷連接)的保護(hù)。認(rèn)為縮醛連接通常在非締合的未改性聚合物中是未被保護(hù)的。在一些實(shí)施方式中，可以使用表面活性劑來促進(jìn)締合的形成。認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)形成聚合物的疏水基團(tuán)可變得合并到表面活性劑膠束(微團(tuán))中，其可以用作一種交聯(lián)劑。可使用表面活性劑以通過形成幫助穩(wěn)定和增溶疏水性相互作用的“半-膠束”連接(接合)提高微晶疇來改善處理流體，如本發(fā)明的處理流體的穩(wěn)定性。與表面活性劑的這樣的鏈間相互作用在圖6中示出。600示出的是疏水物。在增加的表面活性劑濃度的情況下，疏水物600與游離的表面活性劑602相互作用以最終形成半膠束606。隨著濃度增加，半膠束606形成膠束604和增溶膠束608。在某些實(shí)施方式中,合適的表面活性劑可以是非粘彈性的表面活性劑。合適的表面活性劑可以是陰離子的、中性的、陽離子的或兩性離子的。還可以使用聚合表面活性劑。包含水性液體的表面活性劑可以響應(yīng)牛頓或粘彈性行為的剪切。具有牛頓流變學(xué)行為的陰離子型表面活性劑是優(yōu)選的。合適的陰離子型表面活性劑的實(shí)例包括，但不限于，癸基硫酸納、十~■燒基硫酸納、α稀經(jīng)橫酸鹽、燒基釀硫酸鹽、燒基勝酸鹽、鏈燒橫酸鹽、脂肪酸鹽、芳基磺酸鹽、以及它們的任何組合。合適的陽離子型表面活性劑的實(shí)例包括，但不限于，椰油基三甲基氯化銨、牛脂基三甲基氯化銨、二椰油基二甲基氯化銨、二(2-羥乙基)牛脂基胺、二(2-羥乙基)二十二碳烯基胺、二(2-羥乙基)椰油胺、氯化十六烷基吡啶，以及它們的任何組合。優(yōu)選地，所選的表面活性劑在以少于20%的濃度單獨(dú)存在于水中時(shí)應(yīng)當(dāng)顯示牛頓或粘彈性行為。在某些其他實(shí)施方式中，表面活性劑可以是粘彈性表面活性劑。用于本發(fā)明的粘彈性表面活性劑可包括任何本領(lǐng)域中已知的粘彈性表面活性劑、其任何衍生物、或其任何組合。這些粘彈性表面活性劑性質(zhì)上可以是陽離子型的、陰離子型的、非離子型的或兩性的。粘彈性表面活性劑可包括任意數(shù)量的不同化合物，包括甲酯磺酸鹽類(例如，如在2005年 2 月 15 日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?11/058，660、11/058，475、11/058，612、和 11/058,611中所描述的，將其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中)、水解角蛋白(例如，如在美國專利號(hào)6，547,871中所描述的，將其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中)、磺基琥珀酸鹽、?；撬猁}、氧化胺、乙氧基化酰胺、烷氧基化脂肪酸、烷氧基化醇(例如月桂醇乙氧基化物、乙氧基壬基酚)、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化烷基胺(如，椰油烷基胺乙氧基化物)、甜菜堿、改性的甜菜堿、烷基酰胺甜菜堿(如，椰油酰胺丙基甜菜堿、季銨化合物(如，三甲基牛脂基氯化銨、三甲基椰油基氯化銨)，其衍生物以及其任何組合。術(shù)語“衍生物”在本文中定義為包括由所列化合物之一制成的任何化合物，例如，通過用另外的原子或原子基團(tuán)替換所列化合物中的一個(gè)原子、重排所列化合物中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子、離子化所列化合物、或形成所列合物的鹽。合適的粘彈性表面活性劑可以包括幾種不同化合物的混合物，包含但不限于烷基醚硫酸鹽的銨鹽、椰油酰胺丙基甜菜堿表面活性劑、椰油酰胺丙基二甲基氧化胺表面活性劑、氯化鈉、以及水的混合物；烷基醚硫酸鹽的銨鹽表面活性劑、椰油酰胺丙基羥基磺基甜菜堿表面活性劑、椰油酰胺丙基二甲基氧化胺表面活性劑、氯化鈉、以及水的混合物；乙氧基化醇醚硫酸鹽表面活性劑、烷基酰胺丙基甜菜堿或烯基酰胺丙基甜菜堿表面活性劑、以及烷基二甲基氧化胺或烯基二甲基氧化胺表面活性劑的混合物；α -烯基磺酸鹽表面活性劑和甜菜堿表面活性劑的水溶液；以及其任何組合。合適的乙氧基化醇醚硫酸鹽表面活性劑、烷基酰胺丙基甜菜堿或烯基酰胺丙基甜菜堿表面活性劑、以及烷基二甲基氧化胺或烯基二甲基氧化胺表面活性劑的混合物的實(shí)例在美國專利No. 6，063，738中描述，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中。合適的α-烯基磺酸鹽表面活性劑和甜菜堿表面活性劑的水溶液的實(shí)例在美國專利No. 5，879，699中描述，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中。合適的粘彈性表面活性劑還可包括“正負(fù)離子”表面活性劑體系，其包括成對(duì)的帶反向帶電的表面活性劑，其用作對(duì)于彼此的抗衡離子并且可形成蠕蟲樣膠束。這樣的正負(fù)離子表面活性劑體系的實(shí)例包括，但不限于油酸鈉(NaO)/辛基三甲基銨化氯(C8TAC)系統(tǒng)，十八烷基三甲基氯化銨(C18TAC)/辛酸鈉鹽(NaCap)系統(tǒng)，以及十六烷基三甲基對(duì)甲苯磺銨(CTAT)/十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)系統(tǒng)。適用于本發(fā)明的可商業(yè)購買的粘彈性表面活性劑的實(shí)例可以包括，但不限于，Mirataine BET-O 30 (可從 Rhodia Inc. Cranbury, New Jersey 獲得的油酸胺丙基甜菜喊表面活性劑)、Aromox APA-T (可從Akzo Nobel Chemicals, Chicago獲得的氧化胺表面活性劑)、Ethoquad 0/12 PG (可從 Akzo Nobel Chemicals, Chicago, Illinois 獲得的脂肪胺乙氧基化季按表面活性劑)、Ethomeen T/12 (可從 Akzo Nobel Chemicals, Chicago,Illinois獲得的脂肪胺乙氧基化物表面活性劑)、Ethomeen S/12 (可從Akzo NobelChemicals, Chicago, Illinois獲得的脂肪胺乙氧基化物表面活性劑)、以及Rewoteric AMTEG (可從Degussa Corp. , Parsippany, New Jersey獲得的牛脂基二輕基乙基甜菜堿兩性表面活性劑)。在使用時(shí)，表面活性劑可以以按處理流體的重量計(jì)約O. I %至約20%的量被包括在處理流體中。應(yīng)當(dāng)注意，如果使用太多的表面活性劑，流體中膠束的形成可不利地影響整個(gè)流體。圖7示出了適用于本發(fā)明的表面活性劑的代表性結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的處理流體可選地可以包含pH緩沖劑。pH緩沖劑可以被包含在本發(fā)明的處理流體中，以維持PH在期望的范圍內(nèi)，尤其是從而增強(qiáng)處理流體的穩(wěn)定性。合適的pH緩沖劑的實(shí)例包括，但不限于，碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、二醋酸鈉或二醋酸鉀、磷酸鈉或磷酸鉀、磷酸氫鈉或磷酸氫鉀、磷酸二氫鈉或磷酸二氫鉀、硼酸鈉、二醋酸鈉或二醋酸銨、氧化鎂、氨基磺酸等。PH緩沖劑可以以足以維持處理流體的pH在期望水平的量存在于本發(fā)明的處理流體中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開的益處下，將認(rèn)識(shí)到對(duì)于用于所選應(yīng)用的適當(dāng)PH緩沖劑和pH緩沖劑的量?？蛇x地，本發(fā)明的處理流體可以進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)處理流體的pH的pH調(diào)節(jié)化 合物，尤其是，將其調(diào)節(jié)至用于期望操作的期望pH。合適的pH調(diào)節(jié)化合物包括任何并不不利地地與處理流體的其他組分反應(yīng)的pH調(diào)節(jié)化合物。合適的pH調(diào)節(jié)化合物的實(shí)例包括，但不限于，氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、富馬酸、甲酸、乙酸、乙酸酐、鹽酸、氫氟酸、檸檬酸、羥基氟硼酸、聚天冬氨酸、聚琥珀酰亞胺、二醋酸銨、二乙酸鈉、以及氨基磺酸。適當(dāng)?shù)腜H調(diào)節(jié)化合物以及其量可取決于本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明公開的益處下已知的形成特征和條件以及其他因素。本發(fā)明的處理流體可以包括頁巖穩(wěn)定劑。合適的頁巖穩(wěn)定劑的實(shí)例包括，但不限于，長鏈醇類，多元醇，胺抑制劑，硅酸鈉或硅酸鉀，部分水解的聚丙烯酰胺，聚烯烴二醇，陰離子型表面活性劑，包含例如氯化鈉、氯化鉀或氯化銨的鹽溶液；陽離子聚合物和低聚物，例如，聚(二甲基二烯丙基氯化銨)、陽離子聚(丙烯酰胺)和陽離子聚(二甲基氨乙基甲基丙烯酸鹽)。通常，將包含頁巖穩(wěn)定劑的流體引入部分中包括，將流體擠壓到地層的部分的孔隙中，以便使頁巖穩(wěn)定劑起作用從而至少部分穩(wěn)定地層的部分，例如通過減少存在于地層的部分中的頁巖膨脹或移動(dòng)的傾向?？蛇x地，本發(fā)明的處理流體可以包含多元醇以有助于取決于期望的性質(zhì)薄化或增 厚溶液。合適的多元醇是那些包含兩個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的脂族醇類。優(yōu)選多元醇是至少部分水混溶性的?？捎糜诒景l(fā)明的基于水的處理流體的合適多元醇的實(shí)例包括，但不限于，水溶性二醇，例如乙二醇類、丙二醇類、聚乙二醇類、聚丙乙二醇、二甘醇，三甘醇，二丙二醇和三丙二醇，以及這些醇類的任何組合、它們的衍生物、以及通過環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷或聚乙二醇和聚丙二醇與基于活性氫的化合物(例如多元醇、多聚羧酸、聚胺類或多酚類)反應(yīng)所形成的反應(yīng)產(chǎn)物。通常認(rèn)為以至少高達(dá)20，000的分子量的乙烯的聚二醇類是水混溶性的。雖然給出比乙二醇稍微更好的研磨效率，但是認(rèn)為可達(dá)僅約1000分子量的丙烯的聚二醇類是水混溶性的?？赡茴A(yù)期的其他二醇類包括新戊二醇、戊二醇，丁二醇，以及這樣的不飽和二醇如丁炔二醇和丁烯二醇。除二醇之外，可使用三醇、甘油和這樣的衍生物如氧化乙烷或氧化丙烷加成物。其他的高級(jí)多元醇可以包括季戊四醇。預(yù)期的另外的多羥基醇類是糖醇類。糖醇類通過還原碳水化合物獲得，且大大不同于上面提到的多元醇。這些的任何組合或衍生物也是合適的。要使用的多元醇的選擇很大程度上取決于流體的期望密度。要考慮的其他因素包括導(dǎo)熱率。對(duì)于更高密度的流體(例如10. 5ppg或更高)，可優(yōu)選更高密度的多元醇，例如，三甘醇或甘油在某些情況可能是期望的。對(duì)于更低密度的應(yīng)用，可使用乙二醇或丙二醇。在某些情況，更多的鹽對(duì)于充分加重流體至期望的密度可能是必須的。在某些實(shí)施方式中，應(yīng)使用的多元醇的量可以以處理流體的體積計(jì)為從約40%至約99%。本發(fā)明的處理流體可以包括橋聯(lián)劑。優(yōu)選地，在使用時(shí)，橋聯(lián)劑在適當(dāng)?shù)膬艋芤?例如互溶劑、水、酸性溶液等)中是非降解的、自降解的或降解的。適合用于本發(fā)明的方法中的橋聯(lián)劑的實(shí)例包括，但是不必限于，檸檬酸鎂、檸檬酸鈣、琥珀酸鈣、馬來酸鈣、酒石酸鈣、酒石酸鎂、檸檬酸鉍、碳酸鈣、氯化鈉和其他鹽類、以及其水合物?？山到鈽蚵?lián)劑的實(shí)例可包括，但是不必限于，包括可降解材料如可降解聚合物的橋聯(lián)劑。合適的可降解聚合物的具體實(shí)例包括，但是不必限于，多醣如葡聚糖或纖維素；殼多糖、殼聚糖、蛋白質(zhì)、原酸酯、脂肪族聚酯、聚(丙交酯)、聚(乙交酯)、聚(ε_(tái)己內(nèi)酯)、聚(羥基丁酯)、聚(酸酐)、脂肪族聚碳酸酯、聚(原酸酯)、聚(氨基酸)、聚(氧化乙烷)；和聚磷腈。這些的任何組合或衍生物也是合適的。一種合適的可商業(yè)購買的輕重量顆粒是由Halliburton EnergyServices (位于 Duncan，Oklahoma)制造的稱為“BIO VERT” 的產(chǎn)品。BIO VERT 是包含90-100%的聚交酯并具有約I. 25的比重的聚合物材料。
在選擇特定橋聯(lián)劑以使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)知道該橋聯(lián)劑在應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)的性能。利用的橋聯(lián)劑通?？稍阢@孔流體組合物中以其重量計(jì)約I %至約40 %，更優(yōu)選約5 %至約25%的范圍的量存在。通常，橋聯(lián)劑可具有約I微米至約60微米范圍的粒徑。優(yōu)選地，橋聯(lián)粒徑在約I至約200微米的范圍內(nèi)，但是可能在地層與地層之間變化。使用的粒徑由地層的孔喉尺寸決定。本發(fā)明的處理流體還可包含合適的流體損失控制劑。與本發(fā)明的處理流體相容的任何流體損失劑適合于在本發(fā)明中使用。實(shí)例包括，但不限于，微凝膠、淀粉、硅石粉、氣泡(通電流體或泡沫)、苯甲酸、肥皂、樹脂微粒、相對(duì)滲透率改性劑、可降解凝膠微粒、分散在流體中的柴油、以及其他不互溶流體。合適的流體損失控制添加劑的另外的實(shí)例是包含可降解聚合物的那些添加劑，如在上面列出的那些。如果包括，則流體損失添加劑應(yīng)當(dāng)以給予期望的流體損失控制所必需的量加入到本發(fā)明的處理流體中。在一些實(shí)施方式中，流體損失添加劑可以以處理流體的約5至約20001bs/Mgal的量被包含。在一些實(shí)施方式中，流體損失添加劑可以以處理流體的約10至約501bs/Mgal的量被包含。對(duì)于一些液體添加劑如柴油，這些可以以體積計(jì)約0.01%至約20 %的量被包含；在一些實(shí)施方式中，這些可以以體積計(jì)約I. 0%至約10%的量被包含。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，本發(fā)明的包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體可用于各種合適的應(yīng)用。例如，處理流體可用于地下操作，包括但不限于，鉆井操作、欠平衡鉆井操作、過平衡鉆井操作，酸化操作、礫石充填操作、壓裂操作、完井操作，以及固井操作。尤其是，處理流體可用于地下流體，如鉆井流體、鉆井液、固井液、隔離液、小球(球粒，pills)等。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種方法，包括提供包含含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體，并且將處理流體置于在地層中。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種方法，包括提供包含含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的鉆孔流體；并利用鉆孔流體在地層中鉆孔井眼的至少一部分。本發(fā)明的實(shí)施方式可包括在鉆孔時(shí)，使鉆孔流體在井眼中循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種地下處理流體，包括含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的一種示例性方法通?？梢园?，提供包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體；以及將處理流體引入到具有約275 更高的井底溫度的地層中。在某些實(shí)施方式中，如下面的實(shí)施例所示，該方法可進(jìn)一步包括，使瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)在可達(dá)約350 ° 的溫度下維持熱穩(wěn)定性和凝膠強(qiáng)度。在一些實(shí)施方式中，其中本發(fā)明的處理流體用于壓裂操作，地層的一部分可與處理流體接觸，以便在其中形成或增強(qiáng)一個(gè)或多個(gè)破裂，處理流體包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)。將確定處理流體的期望配方以獲得期望的流變學(xué)。
在其他實(shí)施方式中，其中本發(fā)明的處理流體用于壓裂充填操作，地層的一部分可與處理流體接觸，以便在其中形成或增強(qiáng)一個(gè)或多個(gè)破裂，處理流體包含含水基礎(chǔ)流體、瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)和支撐劑顆粒(例如，沙礫)。在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明的處理流體作為小球可在穩(wěn)定井眼穿過的地層截面(部分)的松散形成微粒之前或之后在被置于井眼中。被引入井眼中的本發(fā)明的處理流體的期望體積尤其是基于要處理截面(部分)的幾種性質(zhì)，如截面(部分)的深度和體積，以及該截面(部分)中的材料的其他物理性質(zhì)。處理流體可減少流體從其他流體(例如載體流體或完井流體)丟失到地層里，其他流體可在處理流體之后被引入井眼，并減少與水從地層流入井眼里有關(guān)的后續(xù)問題。在本發(fā)明的另外實(shí)施方式中，處理流體可作為粘性化小球在欠平衡鉆井操作期間置于地層中。欠平衡鉆井操作可能被本領(lǐng)域的一些技術(shù)人員稱為管理的壓力鉆井操作。在欠平衡鉆井操作期間可經(jīng)歷從地層的流入?？墒褂玫獊砼c此反抗?？赏ㄟ^把將氣體泵送到地層中，以便將小球從地層中提升出來而恢復(fù)處理流體。本發(fā)明方法的另外實(shí)例包括在固井操作之前使用處理流體。在一個(gè)實(shí)施方式中，這樣的方法可以包括提供包含含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體；將處理流體 引入到地層中；使處理流體懸浮(混懸)并從井眼將顆粒攜帶至位于地層上方的井點(diǎn)的表 面；將水泥組合物引入到地層中；使水泥在井眼中凝固。作為結(jié)果，凝固的水泥應(yīng)當(dāng)與地層具有緊密的締合。為了有助于更好地理解本發(fā)明，給出了一些實(shí)施方式的特定方面的以下代表性實(shí)施例。待閱讀的下列實(shí)施例絕不應(yīng)當(dāng)限制或限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例給出下面的實(shí)施例，用于證明本發(fā)明的包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的性能特性。這些測(cè)試基本上根據(jù)在 ANSI/API RP 13B-2 Recommended Practice for FieldTesting Oil-based Drilling Fluids中描述的測(cè)試方法進(jìn)行(如上面所指出的)。包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體的樣品在不同溫度下熱滾動(dòng)16小時(shí)。制得流體的流變性質(zhì)在下面的表I中給出。表I-處理流體的流變性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種地下處理流體，包括含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理流體，其中，所述含水基礎(chǔ)流體包括選自由淡水、咸水、鹽水、海水、以及它們的任何的任意組合組成的組中的流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的處理流體，其中，所述含水基礎(chǔ)流體以在所述處理流體的約20%至約99%的范圍內(nèi)的量存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的處理流體，其中，所述瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)包括選自由包括基于以下單元的單體或聚合物組成的組中的單體或聚合物丙烯酰胺、乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶、聚丙烯酸酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯-共-己二酸酯、聚羥基丁酸酯-戊酸酯、聚羥基丁酸酯-共戊酸酯、聚己酸內(nèi)酯、聚酯酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、磺化的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯、聚丙烯、脂肪族芳香族共聚多酯、聚丙烯酸、聚糖、葡聚糖、纖維素、殼多糖、殼聚糖、蛋白質(zhì)、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚(乙交酯)、聚(e -己內(nèi)酯)、聚(羥基酯醚)、聚(羥基丁酸酯)、聚(酸酐)、聚碳酸酯、聚(原酸酯)、聚(氨基酸)、聚(環(huán)氧乙烷)、聚(環(huán)氧丙烷)、聚(膦腈)、聚酯酰胺、聚酰胺、聚苯乙烯、它們的任何衍生物、它們的任何共聚物、它們的均聚物、它們的三元共聚物、以及它們的任意組合。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理流體，其中，所述瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)包括按所述處理流體的重量計(jì)以約0. 01%至約15%的量的網(wǎng)絡(luò)形成聚合物。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理流體，其中，所述處理流體具有約5至約100的屈服點(diǎn)值和約5至約50的塑性粘度值。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理流體，其中，所述瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)在超過約12Pa的應(yīng)力范圍中保持結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理流體，其中，所述處理流體包括選自由表面活性劑、橋聯(lián)劑、多元醇、流體損失控制劑、PH調(diào)節(jié)劑、pH緩沖劑、頁巖穩(wěn)定劑、以及它們的任何的任意組合組成的組中的另外的添加劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理流體，其中，所述表面活性劑選自由陰離子表面活性劑、中性表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、以及它們的任意組合組成的組。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理流體，其中，所述處理流體在350T以下的溫度下具有至少30的塑性粘度。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理流體，所述處理流體是鉆孔流體。
12.一種包括設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求I到11中任一項(xiàng)所述的處理流體的方法。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，將所述處理流體置于地層中的步驟包括選自由鉆井操作、欠平衡鉆井操作、過平衡鉆井操作、酸化操作、礫石充填操作、壓裂操作、壓裂充填操作、完井操作、以及固井操作組成的組中的地下操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述處理流體用作隔離物或小球。
15.根據(jù)從屬于權(quán)利要求11的權(quán)利要求12所述的方法，包括利用所述鉆孔流體，從而在地層中鉆孔井眼的至少一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述鉆孔流體在所述井眼中循環(huán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括使所述處理流體懸浮并從所述井眼將顆粒攜帶至位于所述地層上方的井地點(diǎn)的表 面； 將水泥組合物引入到所述地層中；以及 使水泥在所述井眼中凝固。
全文摘要
本發(fā)明涉及與在地下應(yīng)用中包含瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體有關(guān)的組合物和方法。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括提供包括含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)的處理流體，并且將處理流體置于地層中。另一方面，本發(fā)明提供了一種地下處理流體，包括含水基礎(chǔ)流體和瞬態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)C09K8/508GK102639669SQ201080045742
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者瑞安·G·埃澤爾 申請(qǐng)人:哈里伯頓能源服務(wù)公司