專利名稱：修井流體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及修井流體，更特別地，涉及包含粘彈性凝膠和減摩劑的修井流體。
背景技術(shù)：
水力壓裂是在例如油、氣、煤層甲烷和地?zé)峋杏糜谔岣咴醋缘叵碌貙又械牧黧w產(chǎn)量的普通刺激技術(shù)。在典型的水力壓裂處理操作中，在高壓和高速率下將增粘的壓裂流體泵送入井筒中，透過地下地層以在地層中引發(fā)并擴散水力壓裂。然后在隨后階段中，典型地將含有稱作支撐劑的微粒物質(zhì)如級配砂、陶瓷顆粒、礬土或樹脂包覆的砂的增粘壓裂流體泵送入產(chǎn)生的破裂中。所述支撐劑沉積入所述破裂中，形成可透過的支撐劑包。一旦完成所述處理，所述破裂在所述支撐劑包上封閉，這保持所述破裂并為烴和/或其它地層流體提供流動通道以流入井筒中。 壓裂流體通常是含有凝膠化試劑的水基流體，所述凝膠化試劑為例如吸收水并在經(jīng)歷水合作用時形成凝膠的聚合材料。所述凝膠化試劑用于提高壓裂流體的粘度。增大的粘度提供大量優(yōu)勢，其中包括提高流體的破裂擴展能力和使得壓裂流體能夠懸浮并承載有效量的支撐劑。使用減摩劑但通常不使用增粘劑的滑溜水壓裂流體的用途，在工業(yè)中是熟知的。用于滑溜水破裂刺激的大部分減摩劑是在礦物油乳液中的高分子量聚丙烯酰胺。然而，在典型用于滑溜水壓裂流體中的減摩劑的濃度即典型為約O. 5gpt^2gpt的濃度下，據(jù)認為，乳液中的礦物油和聚丙烯酰胺能夠造成聚合物餅殘余物的累積，能夠?qū)貙釉斐蓳p害。鑒于此，有時將破碎劑引入滑溜水壓裂流體中以降低聚合物鏈的大小，由此潛在地降低破裂和地層的損害。利用粘彈性表面活性劑(VES)凝膠化的含水壓裂流體在本領(lǐng)域內(nèi)也是已知的。VES凝膠化的流體已經(jīng)廣泛用作壓裂流體，因為其展示了優(yōu)異的流變性能且對產(chǎn)生的地層的損害比交聯(lián)的聚合物流體更小。VES流體是不累積餅的流體，由此留下較少或不會潛在地損害聚合物餅殘余物。然而，粘彈性表面活性劑凝膠在高泵速下不會降低摩擦，因為在高剪切速率下凝膠的膠束結(jié)構(gòu)遭到破壞。保持凝膠的期望粘度具有優(yōu)勢，例如有效降低由井設(shè)備與支撐劑之家的磨蝕造成的腐蝕。所述腐蝕或磨蝕能夠?qū)κ艿礁吡魉僦蝿┳矒舻谋迷O(shè)備和/或井管造成損害。此夕卜，通常用于高溫、高關(guān)閉井中的陶瓷支撐劑能夠具有高密度和磨蝕性，這能夠惡化該問題。常規(guī)聚丙烯酰胺乳液減摩劑也難以添加至冷水壓裂流體中，在冷水中水合需要更長的時間段，或使用另外的表面活性劑和/或加熱以在期望的時間框架內(nèi)進行水合。此外，常規(guī)的聚丙烯酰胺減摩劑在與鹽一起使用時通常不具有相容性，因此不適合與硬水、鹽水或產(chǎn)生的水(由井產(chǎn)生的并通常具有高濃度的總?cè)芙夤腆w或鹽的水)一起使用。由此，需要能夠降低或消除上述問題中的一個或多個問題的改進的修井流體。發(fā)明概述
本發(fā)明的實施方案涉及修井流體。利用包含減摩劑、能夠形成粘彈性凝膠的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物的組分配制所述修井流體，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元。本發(fā)明的另一個實施方案涉及制備用于添加至修井流體中的預(yù)共混組合物的方法。所述方法包括將減摩劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物進行共混，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元。所述共混在足以形成包含溶解在其中的減摩劑的水基凝膠的條件下發(fā)生。本發(fā)明的另一個實施方案涉及預(yù)共混物。利用包含減摩劑、能夠形成粘彈性凝膠的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物的組分配制所述預(yù)共混物，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元?？蓪⑺鲂蘧黧w帶入所述井筒中。本發(fā)明的還另一個實施方案涉及修井的方法。所述方法包括在足以形成包含溶解在其中的減摩劑的水基凝膠的條件下通過將減摩劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性 劑和含水底物進行共混以形成水基凝膠來形成修井流體，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過對本申請的粘彈性凝膠使用聚丙烯酰胺減摩劑，能夠?qū)崿F(xiàn)一個或多個如下優(yōu)勢相對于單獨粘彈性凝膠的摩擦，降低了由本申請聚丙烯酰胺形成的粘彈性凝膠的摩擦；與已知的壓裂流體相比降低了減摩劑在壓裂流體中的量，同時仍實現(xiàn)了期望的摩擦下降；形成預(yù)共混物溶液的能力；形成與淡水以及鹽水和產(chǎn)生的水相容的修井流體；以及保持修井流體期望粘度的能力以使腐蝕或磨蝕最小化。附圖簡述圖f 14顯示了數(shù)據(jù)的圖，如同在本申請中所述的實例中所更全面描述的。盡管本申請容許有各種改變和替代形式，但具體實施方案利用附圖中的實例進行了顯示并在本文中將進行更詳細地描述。然而，應(yīng)理解，不能將本申請限制為所公開的特殊形式。相反，意圖覆蓋落在由附屬權(quán)利要求書所限定的本申請的主旨和范圍內(nèi)的所有變化、等價物和替代。發(fā)明詳述本申請涉及用于例如天然氣、地?zé)?、煤層甲烷或油田井筒中的修井流體。利用包含聚合物減摩劑、能夠形成粘彈性凝膠的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物的組分配制所述修井流體，所述聚合物減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元。任選地，能夠向所述流體中添加支撐劑。減摩劑所述減摩劑能夠為包含選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元的任意一種合適聚合物，所述丙烯酸酯基能夠包括得自丙烯酸或其鹽或其酯的聚合物單元。合適的減摩劑的實例包括陰離子、陽離子和非離子聚丙烯酰胺；陰離子、陽離子和非離子聚丙烯酸酯；丙烯酰胺和丙烯酸酯的陰離子、陽離子和非離子共聚物；陰離子、陽離子和非離子丙烯酸/磺酸共聚物；陰離子、陽離子和非離子馬來酸均聚物；以及陰離子、陽離子和非離子馬來酸/丙烯酸共聚物。在本領(lǐng)域中已知的一種這樣的商購獲得的減摩劑是商品名為A]_X:OMER 110RD的部分水解的聚丙烯酰胺(PHPA)，其實際為丙烯酸鈉和丙烯酰胺的共聚物，且可得自Ciba SpecialtyChemicals Corporation。另一種商購獲得的聚合物減摩劑是得自Ciba的MAGNAFIOC 156，其為作為自由流動的微珠供應(yīng)的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑。另外其它的實例包括由Ciba作為液體分散液供應(yīng)的陽離子聚丙烯酰胺，ZEETAG 7888;和由SNF Inc.出售的產(chǎn)品名為FLOSPERSE 的分散劑，包括丙烯酸均聚物如FLOSPERSE 9000,9500,10000,15000 ;丙烯酰胺/丙烯酸共聚物如 FLOSPERSE 4000C ;丙烯酸 / 磺酸共聚物如 FLOSPERSE 9000SL 或 FLOSPERSE 9000SH ;馬來酸均聚物如FLOSPERSE PMA 2A或FLOSPERSE PMA3 ;馬來酸/丙烯酸共聚物如 FLOSPERSE 10030CM ；以及丙烯酸 / 丙烯酸酯如 FLOSPERSE 3040CH。所述減摩劑能夠為能夠溶于含水粘彈性凝膠中的任意一種合適形式，包括干燥和液體兩種形式，如粉末和液體乳液。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，干燥粉末具有某些優(yōu)勢，包括易于被含水凝膠溶解以形成預(yù)共混物。此外，干燥粉末形式能夠減少引入地層如礦物油或通常用于液體乳液中的其它載體油中的不期望成分的量。在實施方案中，修井流體不包括載體油，例如礦物油。基于全部修井流體，減摩劑的濃度能夠為約0. 5pptg (每千加侖的磅數(shù))或更低。 減摩劑的濃度能夠為約0. 05pptg 約0. 25pptg,例如約0. 15pptg。還能夠使用這些范圍之外的比例和濃度。粘彈性凝膠粘彈性凝膠能夠包括使用陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑形成的任意一種合適的水基體系。合適的陰離子表面活性劑的實例包括二甲苯磺酸根及其鹽如二甲苯磺酸鈉。合適的陽離子表面活性劑的實例包括N，N, N-三甲基-I-十八烷銨氯化物(N，N, N-trimethyl-l-octadecamonium chloride)。適用于本申請制劑中的商購獲得的水基凝膠體系是AQUASTAR ，其得自BJServices Company。在 2002 年 6 月 25 日授予 KeweiZhang 等人美國專利 6，410, 489 和 2002年10月22日授予Kewei Zhang的美國專利6，468，945中對所述AQUA STARTM體系進行了描述，通過參考以其完整的形式將所述兩個專利的內(nèi)容并入本文中。所述凝膠體系由于陽離子和陰離子表面活性劑在水中的締合以形成粘彈性凝膠，從而粘度增大。能夠使用會提供期望粘度的任意合適量的陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑。期望的粘度可取決于修井流體的用途。例如，如果將修井流體用作壓裂流體，則其中所述期望粘度取決于形成的破裂的尺寸和幾何形狀、流體在給定粘度下的流體中懸浮支撐劑的能力以及流體保持期望粘度以降低在高剪切速率下對泵送設(shè)備的損害的能力。在實例中，陰離子表面活性劑對陽離子表面活性劑的體積比能夠為約1:Γ約4:1，或約5:4 約4:5，或約1:1的比例。所使用的表面活性劑的濃度能夠為例如每千加侖的總壓裂流體約Γ約100加侖的陽離子表面活性劑，以及每千加侖的總壓裂流體約Γ約100加侖的陰離子表面活性劑。另外的實例包括每千加侖的總壓裂流體約3 約10加侖的陽離子表面活性劑和約3 約8加侖的陰離子表面活性劑。還能夠使用這些范圍之外的比例和濃度。含水底物也能夠使用任何合適的含水底物。合適的含水底物的實例包括淡水、鹽水、產(chǎn)生的水及其組合。
所述含水底物流體能夠為例如水、鹽水、水基泡沫或水-醇混合物。鹽水底物流體可以為充當各種組分的合適介質(zhì)的任意一種鹽水。作為方便的物質(zhì)，在某些情況中，例如所述鹽水底物流體可以是在用于完井液中的現(xiàn)場可獲得的鹽水。在其中含水流體是鹽水的實施方案中，可使用鹽制備鹽水，所述鹽包括但不限于，NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2, NH4CUCaBr2, NaBr2,甲酸鈉、甲酸鉀和任意一種其它刺激鹽水鹽和完井鹽水鹽。用于制備鹽水的鹽的濃度能夠為水的重量的約O. 5重量％至高達對于給定的鹽在淡水中接近飽和，例如水的10重量％、20重量％、30重量％以上的鹽。所述鹽水可以為一種或多種所述鹽的組合，例如使 用NaCl和CaCl2和NaCl、CaCl2以及CaBr2制備的鹽水。支撐劑和其它成分能夠?qū)⒅蝿┡c本申請的修井流體混合。能夠使用任意一種合適的支撐劑。合適支撐劑的實例包括級配砂、玻璃或陶瓷珠或顆粒、分級的碳酸鈣和其它分級的鹽、礬土微粒、樹脂包覆的砂、胡桃殼碎片、鋁丸、尼龍丸以及上述物質(zhì)的組合。熟知的是，以每千加侖的壓裂流體組合物約O. 05 約14磅的濃度(約6 約1700kg/m3)使用支撐劑，但對于特殊的破裂設(shè)計，還能夠按需要使用更高或更低的濃度。修井流體能夠包含選自能夠降低VES流體的粘度的破碎劑、水潤濕表面活性劑、非乳化劑、其它增粘試劑、其它表面活性劑、粘土穩(wěn)定添加劑、溶垢劑、生物聚合物降解添加齊U、流體損失控制添加劑、高溫穩(wěn)定劑和其它普通和/或任選組分中的至少一種其它化合物。本申請的內(nèi)容還涉及制備用于添加至修井流體中的預(yù)共混物組合物的方法。所述方法能夠包括將例如減摩劑、任選的支撐劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物進行共混以形成包含溶解在其中的減摩劑的水基凝膠。能夠使用用于本申請修井流體中的上述減摩劑、支撐劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑以及含水底物中的任意一種物質(zhì)。例如，10加侖體積的預(yù)共混物可包括各5加侖的商購獲得的陽離子和陰離子表面活性劑以及O. 15磅的溶于其中的減摩劑。不能將用于預(yù)共混物的含水底物僅僅限制為在使用的商購獲得的陽離子和陰離子表面活性劑中存在的含水底物?；蛘?，能夠向預(yù)共混物中添加其它含水底物。可以在空閑時向1000加侖的修井流體中添加最終的預(yù)共混物?？梢砸苑勰┬问交蛞后w形式向預(yù)共混混合物的水(例如鹽水或淡水)中添加上述減摩劑以用于連續(xù)混合或間歇混合操作?？赏瑫r添加陰離子和陽離子表面活性劑以作為減摩劑或可在所述方法之前或之后添加。能夠使用任意一種合適方法以向預(yù)共混物或修井流體中添加支撐劑和其它成分。例如，在向壓裂流體混合水中添加預(yù)共混物之后，可將壓裂流體泵送入管下的井中，同時向壓裂流體中添加清潔流體和/或支撐劑?；蛘撸谂c壓裂流體混合水混合以形成最終壓裂流體之前，向預(yù)共混物中添加一部分或全部其它成分和/或支撐劑，同時添加表面活性劑和/或水溶性聚合物。本申請還涉及修井的方法。所述方法包括在足以形成包含溶解在其中的減摩劑的水基凝膠的條件下通過將減摩劑、任選的支撐劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物進行共混以形成修井流體，如上所述。然后，能夠?qū)⑿蘧黧w引入井筒中。在一個實施方案中，將修井流體作為壓裂流體引入井筒中。能夠使用任意一種合適技術(shù)引入修井流體。用于壓裂井的各種技術(shù)在本領(lǐng)域內(nèi)是熟知的。
在另一個實施方案中，能夠?qū)⒈旧暾埖男蘧黧w用作清潔流體。例如，可使用井處理流體從井筒中清潔不期望的微粒物質(zhì)例如在油氣井筒的底下或底部累積的填充物。所述填充物可包括支撐劑、增重材料、槍狀用具碎片、累積的粉末以及壓碎的沙巖。所述填充物可包括普通的地層碎片、井巖石以及源自鉆井泥漿的切割物。所述井處理流體可以與常規(guī)清潔設(shè)備一起使用。更特別地，井處理流體可與盤管一起使用。例如，可使用井處理流體，通過從在井孔中運行的盤管組件中攪動微粒固體并同時通過具有朝向孔下的噴射作用的噴嘴循環(huán)流體，從井筒中清潔填充物。這可包括在通過具有朝向孔上的噴射作用的噴嘴循環(huán)井處理流體的同時，離開孔而產(chǎn)生微粒夾帶。這種機制和盤管體系包括在美國專利6，982，008中所述的內(nèi)容，通過參考以其完整的形式將其內(nèi)容并入本文中。盡管本文中所述的粘彈性流體可用于壓裂流體中或用作清潔流體，但是可以預(yù)期，本申請的流體將在完井液、砂礫填充流體、流體損失丸、堵漏丸、轉(zhuǎn)向流體、發(fā)泡流體、刺激流體等中發(fā)現(xiàn)功效。利用如下實施例對本申請做進一步說明，所述實施例不是用于限制本申請，而是進一步顯示各種實施方案。
實施例如下程序的目的是確定AIXOMER IiORD(干燥的丙烯酰胺/丙烯酸酯共聚物減摩劑)的水合速率和ALCOMER 110RD在3/3、5/5、10/8AQUA STAR 流體中摩擦的下降(其中即時處理比例是指每千加侖總流體的AQUA STAR 的陽離子化合物的加侖數(shù)/每千加侖的總流體的陰離子化合物的加侖數(shù))。AlCOMER HORD是多官能PHPA鉆井流體添加劑，已對其進行了特殊加工以在水基流體中實現(xiàn)優(yōu)異的分散性。這種特殊加工使得顆粒單獨潤濕并能夠快速進行溶解，同時降低或消除團塊或“魚眼”的形成。ALCOMER HORD是高分子量、陰離子、水溶性丙烯酰胺基共聚物。所述產(chǎn)品以自由流動的粉末供應(yīng)。也對MAGNAFLOC 156 的摩擦下降進行了試驗。MAGNAFLOC 156
是作為自由流動的微珠供應(yīng)的高分子量、全陰離子、聚丙烯酰胺絮凝劑。用于如下程序中的小型摩擦回路包括I. 5^3. 25gpm的小齒輪泵、手動壓力計和卷繞在I. 5英尺直徑的環(huán)上的20英尺1/4英寸的管。通過大的3/4英寸的尼龍管將試驗流體從桶中抽入泵中。將流體通過泵。在離開泵之后，立即將流體通過壓力變換器，所述壓力變換器位于泵與管道部分之間。在通過1/4英寸的不銹鋼管之后，然后流體進入浸入流體中的3/4英寸尼龍管的短部分中，同時所述流體再次進入桶中。這防止了流體中的空氣夾帶。在整個試驗中，在各種流速下將流體連續(xù)再循環(huán)通過盤管。在利用Ultra Turrax T25混合器的高剪切下,在500ml Tomball自來水中先后混合 O. 075pptg、0. 15pptg、0. 5pptg、Ipptg 和 5pptg 的ALCOMER 110RD。將溶解的聚合物添加至在5加侖的桶中的2500ml的自來水中并使用頂部攪拌器混合I分鐘。啟動篩選回路程序并添加約3/3AQUA STAR 的流體。在不同濃度的ALCOMER 110RD和上述5/5和10/8AQUA STAR 的流體下重復(fù)所述程序。將流體循環(huán)通過所述回路，每秒記錄不同壓力一次并持續(xù)5 10分鐘的總循環(huán)時間。然后降低流量并記錄在各個流量下的不同壓力。另外，還利用Tomball自來水、不同濃度的ALCOMER IlORD進行了基線試驗并利用3/3、5/5、10/8 AQUA STAR 流體進行了基線試驗。利用在Tomball 自來水中的 Ipptg 的 MAGNAFLOC 156 和在 5/5AQUASTAR 體系流體中的O. I5pptg的MAGNAFLOC 實施了另外的試驗。將該試驗的數(shù)據(jù)示于圖f 14中。實施例流體制劑流體制劑I3000ml Tomball 自來水流體制劑2 3000ml Tomball 自來水3/3AQUA STAR 流體制劑33000ml Tomball 自來水5/5AQUA STAR 流體制劑43000ml Tomball 自來水10/8AQUA STAR 流體制劑53000ml Tomball 自來水0.075pptg ALCOMER $ IlORD流體制劑63000ml Tomball 自來水lpptg ALCOMER 110RD流體制劑73000ml Tomball 自來水0.5pptg ALCOMER 110RD流體制劑83000ml Tomball 自來水0.5pptg ALCOMER 110RD，5/5AQUA STAR 流體制劑93000ml Tomball 自來水0.15pptg ALCOMER 110RD，5/5AQUA STAR 流體制劑103000ml Tomball 自來水0.1 Spptg ALCOMER 110RD流體制劑113000ml Tomball 自來水0.15pptg ALCOMER 110RD,3/3AQUA STAR 流體制劑123000ml Tomball 自來水0.15pptg ALCOMER 110RD，10/8AQUA STAR
流體制劑133000ml Tomball 自來水0.5pptg ALCOMER IIORD,3/3AQUA STAR 流體制劑143000ml Tomball 自來水5pptg ALCOMER 110RD流體制劑153000ml Tomball 自來水lpptg !VIAG1NAFLOC 156流體制劑16
3000ml Tomball 自來水0.15pptg MAG1VAFLOC 156，5/5AQUA STAR 結(jié)果和解釋圖廣7顯示了實施例的流體制劑早期的摩擦的下降。圖I顯示了 AQUA STAR 流體體系在淡水中的摩擦的下降百分比。結(jié)果顯示，摩擦的下降隨表面活性劑濃度的增大而增大。圖2顯示了 ALCOMER IiORD在淡水中的不同濃度下的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，隨聚合物濃度的增大，摩擦下降更快且更大。0. 075和0. 15pptg的ALCOMER HORD濃度未顯示摩擦的下降。圖3顯示了 AIXOM1R 110RD在3/3 AQUA STAR 流體體系中的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向3/3 AQUA STAR 流體中添加0. 15和0.5 pptg ALCOMER 110RD未提供另外的摩擦的下降。圖4顯示了 ALCOMER 110RD在5/5 AQUA STAR 流體體系中的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向5/5 AQUA STAR 流體中添加0. 15和0.5 pptg ALCOMER 110RD提供了另外的摩擦的下降。圖5 顯示了 ALCOMER hord 和 MAGNAFLOC 156 在 5/5AQUASTAR 流體體系中的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向5/5AQUA STARim流體中添加0. 15和
0.5PPtg ALCOMER 110RD 或MAGNAFLOC 156 提供了另外的摩擦的下降。圖6顯示了 ALCOMER hord在io/8 aqua star 流體體系中的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向10/8 AQUA STAR 流體中添加0.15 pptg ALCOMER 110RD未提供另外的摩擦的下降。圖7顯示了 ΑΙΧΧ)ΜΕΙΙ 110ΙΦ在AQUA STAR 流體體系中在不同濃度下的摩擦下降百分比。圖8"14顯示了流體的流動梯級流量摩擦下降。在這些梯級流量試驗中，在
1.6gpm、l. 9gpm、2. 2gpm、2. 5gpm、2. 7gpm和2. 9gpm流量下測量了跨越小規(guī)模摩擦回路的不同的壓力。圖8顯示了 AQUA STAR 流體體系在漸增流量下的摩擦下降百分比。結(jié)果表明，3/3 AQUA STAR 流體的摩擦下降在更高流量下下降。這可能是由于粘彈性流體的剪切劣化造成的。圖9顯示了Aix 0、[ER 110RD在淡水中在漸增流量下的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，摩擦下降隨聚合物濃度的增大而增大。0.075和0.15 pptg的ALCOMER 110RD濃度未顯示摩擦下降。

圖10顯示了 ALCOMER 110RD在3/3AQUA STAR 流體體系中在漸增流量下的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向3/3 AQUA STAR 流體中添加ALCOMER 110RD，降低了 3/3 AQUA STAR 流體體系在較高流量下的摩擦下降。圖11顯示了 ΑΙΧΟΜΕΙΙ 110ΙΦ在5/5AQUA STAR 流體中在漸增流量下的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向5/5AQUA STAR 流體中添加ALCOMER 110RD，增大了5/5AQUA STAR 流體在較高流量下的摩擦下降。圖12 顯示了 ALCOMER hord 和 MAGNAFLOC 156 在 5/5AQUASTAR 流體體系中在漸增流量下的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向5/5 AQUA STAR 流體中添加ALCOMER 110RD 和MAGNAFLOC 156，降低了 5/5 aqua star 流體體系在較高流量下的摩擦下降。
圖13顯示了 AU OJVIER 110RD在10/8 AQUA STAR 流體體系中在漸增流量下的摩擦下降百分比。結(jié)果顯示，向10/8 AQUA STAR 流體中添加ALCOMER 110RD,增大了 10/8 AQUA STAR 流體在較低流量下的摩擦下降。圖14顯示了AJLCOMERdniORD在AQUA star 流體體系中在漸增流量下的摩擦下降百分比。上述試驗的結(jié)果一般性地顯示，向AQUA STAR 流體中添加減摩劑即ALCOMER 110RD或MAGNAFLOC 156能夠提供良好的摩擦下降。特別地，與未使用減摩劑的AQUA STAR 制劑相比，添加ALCOMER 110RD或MAGNAFLOC 156降低了在高流量下的摩擦。例如，向5/5AQUA STAR 流體體系中添加0. 15pptg和0. 5pptg的ALCOMER 11ORD對于在摩擦下降試驗早期中降低摩擦壓力非常有效。向5/5 AQUA STAR 流體體系中添加0. 15pptg的MAGNAFLOC 156對于在摩擦下降試驗早期中降低摩擦壓力也非常有效。結(jié)果還顯示，向3/3 AQUA STAR 和 10/8 AQUA STAR 流體中添加 0. 15pptg 或0. 5pptg的ALCOMER 110RD，在摩擦下降試驗早期中提供很少或未提供另外的摩擦下降。在增大的流量下的摩擦試驗的結(jié)果顯示，3/3 AQUA STAR 流體的摩擦下降在更高流量下下降。這可能是由于粘彈性流體的剪切劣化造成的。在增大的流量下的摩擦試驗的結(jié)果顯示，向3/3 AQUA STAR 流體中添加0. 15和0. 5pptg的ALCOMER 110RD,降低了 3/3 AQUASTAR 流體體系在更高流量下的摩擦下降。類似地，在增大流量下的摩擦試驗的結(jié)果顯示，向5/5 AQUA STAR 流體中添加0. 15和 O. 5pptg 的ALCOMER 110RD 和MAGNAFLOC 156，提高了 5/5AQUASTAR 流體體系在更高流量下的摩擦下降。在增大流量下的摩擦試驗的結(jié)果還顯示，向10/8 AQUASTAR 流體中添加 0. 15pptg 的ALCOMER llORD，提高了 10/8AQUA STAR 流體體系在更低流量下的摩擦下降。盡管已經(jīng)對各種實施方案進行了顯示和說明，但是不能將本申請限制于此且應(yīng)認為包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的所有這種變體和變化。
權(quán)利要求
1.一種利用如下組分配制的修井流體，其包含 減摩劑，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元；以及 能夠形成粘彈性凝膠的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物。
2.權(quán)利要求I的流體,還包含支撐劑。
3.權(quán)利要求2的流體，其中所述支撐劑包含陶瓷材料。
4.權(quán)利要求I的流體，其中所述減摩劑是丙烯酸鈉和丙烯酰胺的共聚物。
5.權(quán)利要求I的流體，其中所述減摩劑是干燥粉末。
6.權(quán)利要求I的流體，其中所述減摩劑是陰離子物質(zhì)。
7.權(quán)利要求I的流體，其中所述減摩劑是陽離子物質(zhì)。
8.權(quán)利要求I的流體，其中所述減摩劑是非離子物質(zhì)。
9.權(quán)利要求I的流體，其中基于全部修井流體，減摩劑的濃度為約O.5pptg或更低。
10.權(quán)利要求I的流體，其中所述陰離子表面活性劑是二甲苯磺酸鹽。
11.權(quán)利要求I的流體，其中所述陽離子表面活性劑是N，N，N-三甲基-I-十八烷銨氯化物。
12.權(quán)利要求11的流體，其中所述陰離子表面活性劑是二甲苯磺酸鹽。
13.權(quán)利要求I的流體，其中陰離子表面活性劑對陽離子表面活性劑的體積比為約1:4 約 4:1。
14.權(quán)利要求I的流體，其中所述含水底物是選自淡水、鹽水和產(chǎn)生的水中的液體。
15.權(quán)利要求I的流體，其中所述修井流體是壓裂流體。
16.權(quán)利要求I的流體，其中利用至少一種破碎劑配制所述流體。
17.權(quán)利要求I的流體，其中利用選自水潤濕表面活性劑、非乳化劑、其它增粘試劑、其它表面活性劑、粘土穩(wěn)定添加劑、溶垢劑、生物聚合物降解添加劑、流體損失控制添加劑和高溫穩(wěn)定劑中的至少一種另外的化合物配制所述流體。
18.權(quán)利要求I的流體，其中所述流體不含礦物油。
19.一種制備用于添加至修井流體中的預(yù)共混組合物的方法，所述方法包括在足以形成包含溶解在其中的減摩劑的水基凝膠的條件下將減摩劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物進行共混，其中所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述減摩劑是丙烯酸鈉和丙烯酰胺的共聚物。
21.權(quán)利要求19的方法，其中所述減摩劑是干燥粉末。
22.權(quán)利要求19的方法，其中所述陰離子表面活性劑是二甲苯磺酸鹽。
23.權(quán)利要求19的方法，其中所述陽離子表面活性劑是N，N，N-三甲基-I-十八烷銨氯化物。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述陰離子表面活性劑是二甲苯磺酸鹽。
25.權(quán)利要求19的方法，其中陰離子表面活性劑對陽離子表面活性劑的體積比為約1:4 約 4:1。
26.權(quán)利要求19的方法，其中所述含水底物是選自淡水、鹽水和產(chǎn)生的水中的液體。
27.權(quán)利要求19的方法，還包括添加支撐劑。
28.—種制備修井流體的方法，包括向用于井中的修井流體中添加權(quán)利要求19的預(yù)共混物。
29.一種利用如下組分配制的預(yù)共混物，其包含 減摩劑，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元；以及 能夠形成粘彈性凝膠的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物。
30.權(quán)利要求29的預(yù)共混物，其中所述陰離子表面活性劑是二甲苯磺酸鹽。
31.權(quán)利要求29的預(yù)共混物，其中所述陽離子表面活性劑是N，N，N-三甲基-I-十八烷銨氯化物。
32.權(quán)利要求31的預(yù)共混物，其中所述陰離子表面活性劑是二甲苯磺酸鹽。
33.權(quán)利要求29的預(yù)共混物，其中陰離子表面活性劑對陽離子表面活性劑的體積比為約1:4 約4:1。
34.一種修井的方法，所述方法包括 在足以形成包含溶解在其中的減摩劑的水基凝膠的條件下通過將減摩劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物進行共混以形成修井流體，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元；以及將所述修井流體弓I入所述井筒中。
35.權(quán)利要求34的方法，其中所述方法還包括利用所述修井流體壓裂所述井筒。
36.權(quán)利要求34的方法，其中所述方法還包括利用所述修井流體對位于所述井筒內(nèi)的管進行清潔。
全文摘要
本申請公開了一種修井流體，其利用包含如下物質(zhì)的組分來配制減摩劑、能夠形成粘彈性凝膠的陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和含水底物，所述減摩劑具有選自丙烯酰胺基團、丙烯酸酯基團、磺基和馬來酸基團中的至少一種聚合物單元。本申請還公開制備所述修井流體的方法以及在井中使用所述修井流體的方法。
文檔編號C09K8/524GK102858905SQ201180020971
公開日2013年1月2日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者D·V·S·古普塔, J·費拉羅, K·卡威澤爾 申請人:貝克休斯公司