專利名稱：包含澄清黃原膠的處理液及相關(guān)方法
包含澄清黃原膠的處理液及相關(guān)方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2004年7月13日提交美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/889，860，律師登記 號(hào)HES 2004-IP-013497U1，名稱“基于鹽水的稠化處理液及相關(guān)方法”的部分連續(xù)申請(qǐng) (continuation-in-part)，通過參考將其全文引入本文。背景本發(fā)明涉及用于工業(yè)、油田和/或地下作業(yè)的方法和組合物。更具體地，本發(fā)明涉 及包含澄清黃原膠(clarified xanthan)膠凝劑的稠化處理液(viscosified treatment fluid)以及它們?cè)诠I(yè)、油田、地?zé)?、煤、煤層甲烷以?或地下作業(yè)中的用途。處理液可以用于各種地下處理，包括但不限于、增產(chǎn)處理、消除損害、地層隔離、井 眼清洗、除垢、污垢控制、鉆井作業(yè)、注水泥、整合處理(confermance treatment)、用于三次 采油的注水法作業(yè)和控砂處理。處理液還可以用于各種管道處理。如本文中所用，術(shù)語“處 理”是指協(xié)同所需的功能和/或?yàn)榱怂璧哪慷褂昧黧w的任何作業(yè)。術(shù)語“處理”不是指 由流體或其任何特殊組分引起的任何特殊行為。一種使用處理液的普通開采增產(chǎn)處理作業(yè)是水力壓裂。水力壓裂作業(yè)通常涉及在 足夠的液壓下泵送處理液(例如，壓裂液)到穿透地層的井眼中，以產(chǎn)生或增大地層中的一 個(gè)或多個(gè)裂隙或“裂縫”。如在本文中使用的術(shù)語“增大”地層中的一個(gè)或多個(gè)“裂縫”，被定 義為包括地層中的一個(gè)或多個(gè)天然或之前產(chǎn)生的裂縫的延長(zhǎng)或擴(kuò)大。處理液可以包含沉積 在裂縫中的粒子，這樣的粒子常被稱為“支撐劑粒子”。支撐劑粒子尤其是可以在液壓釋放 時(shí)，防止裂縫完全閉合，從而形成流體可以流過的導(dǎo)流通道。支撐劑粒子也可以包覆有某些 類型的材料，包括樹脂、增粘劑等，特別以提高通過它們所在的裂縫的導(dǎo)流能力(例如，流 體流動(dòng))等。一旦產(chǎn)生或增大至少一個(gè)裂縫并且支撐劑粒子基本上在適當(dāng)?shù)奈恢?，就可?使處理液“破膠”(即，降低流體的粘度)，并且可以從地層中回收處理液。使用處理液的其它普通開采增產(chǎn)作業(yè)是酸化處理作業(yè)。在地層包含酸溶性成分比 如在碳酸鹽和砂巖地層中存在的成分的情況下，增產(chǎn)處理和/或消除損害通常通過使地層 與包含酸或酸形成物質(zhì)的處理液接觸而實(shí)現(xiàn)。例如，在鹽酸與地層中的碳酸鈣接觸并反應(yīng) 的情況下，碳酸鈣被消耗，產(chǎn)生水、二氧化碳和氯化鈣。在酸化完成之后，水和溶解在其中的 鹽可以通過將它們開采到地表(例如，將井“排液”)而回收，從而在地層內(nèi)留下適宜量的孔 隙(例如，蟲狀孔)，這樣可以提高地層的滲透性和/或增加隨后可以從地層開采烴的速率。 一種稱作“壓裂酸化”的酸化方法包括在足以在地層內(nèi)產(chǎn)生或增大一個(gè)或多個(gè)裂縫的壓力 下，將含有酸的處理液注入到地層中。另一種被稱作“基巖酸化”的酸化方法包括在比地 層內(nèi)產(chǎn)生或增大一個(gè)或多個(gè)裂縫的壓力低的壓力下，將含有酸的處理液注入到地層中。處理液也用于控砂處理，例如礫石充填。在“礫石充填”處理中，處理液使粒子(通 常稱為“礫石粒子”)懸浮，并且將那些粒子的至少一部分沉積在井眼內(nèi)的所需區(qū)域例如靠 近未加固或弱加固的地層區(qū)，從而形成“礫石填料”，其是充分緊密地填充在一起以防止某 些材料穿過礫石填料的粒子形成的聚集體。這種“礫石填料”尤其是可以增強(qiáng)地層中的砂 控和/或防止粒子從地層的未加固區(qū)域(例如，被支撐的裂縫)流入井眼。一種普通類型的礫石充填作業(yè)包括將控砂網(wǎng)放置在井眼中，以及，用其特定尺寸被設(shè)計(jì)為防止地層砂通 過的礫石粒子填充在該控砂網(wǎng)和井眼之間的環(huán)形空間。礫石粒子尤其是起著防止地層砂堵 塞網(wǎng)或者與開采的烴一起流動(dòng)的作用，并且該網(wǎng)尤其是起著防止粒子進(jìn)入井眼的作用。礫 石粒子也可以包覆有某些類型的材料，包括樹脂、增粘劑等，特別以提高穿過它們所在的礫 石填料的導(dǎo)流能力(例如，流體流動(dòng))等。一旦礫石填料基本上在適當(dāng)?shù)奈恢?，就可以使?理液的粘度降低，從而允許其被回收。在一些情形下，壓裂和礫石充填處理組合成單個(gè)處理 (通稱為“FracPac ”作業(yè)，壓裂充填(frac pack)或壓裂和充填作業(yè))。在這樣的“壓裂 填充”作業(yè)中，通常使用在適當(dāng)位置的礫石填料濾網(wǎng)組件(gravel pack screen assembly) 完成處理，而水力壓裂處理液被泵送通過射孔套管與濾網(wǎng)之間的環(huán)形空間。在這種情形下， 水力壓裂處理處于濾砂狀態(tài)，從而在濾網(wǎng)和套管之間形成環(huán)形礫石填料。在其它情形下，可 以在安裝濾網(wǎng)并且放置礫石填料之前進(jìn)行壓裂處理。由于許多原因，保持用于這些作業(yè)的處理液的足夠粘度是重要的。為了粒子輸送 和/或產(chǎn)生或增大裂縫寬度，在壓裂和控砂處理中保持足夠的粘度是重要的。此外，保持足 夠的粘度可能在酸化處理、摩擦減小并且控制和/或降低往地層中的濾失(fluid loss)是 重要的。此外，足夠粘度的處理液可以用于將存在于地層中的液流(例如，地層液，其它處 理液)導(dǎo)流到地層的其它部分，例如，通過用在低剪切速率下具有高粘度的流體侵入地層 的更高滲透性部分。為了進(jìn)一步提高處理液的粘度，通常，使用交聯(lián)劑，將膠凝劑的分子“交 聯(lián)”。常規(guī)的交聯(lián)劑通常包含金屬配合物或化合物，所述金屬配合物或化合物與至少兩個(gè)聚 合物分子相互作用以在它們之間形成“交聯(lián)”。為了提供所需的粘度，聚合物膠凝劑通常被加入到處理液中。常用聚合物膠凝劑 的實(shí)例包括但不限于，生物聚合物、多糖如瓜爾膠及其衍生物，維生素衍生物、合成聚合物 等。這些膠凝劑在水合時(shí)并且在足夠的濃度下，能夠形成粘性溶液。當(dāng)被用于制備水基增 粘處理液時(shí)，將膠凝劑與水性流體結(jié)合，并且將膠凝劑的可溶解部分溶解于水性流體中，從 而提高流體的粘度。然而，膠凝劑的不溶解部分(本文中，稱作“殘留物”)，比如蛋白質(zhì)、纖 維素和纖維保留在水性流體中，并且進(jìn)入到正在被處理的地下區(qū)域的孔，以及該區(qū)域中的 礫石填料和支撐劑填料中。這樣的殘留物的存在可能損害開采能力和/或地層的滲透性， 因而是不適宜的。此外，盡管某些增粘處理液由于它們的有利性質(zhì)，比如砂輸送性質(zhì)、耐久的粘度、 適宜的剪切稀釋特性以及有效率的破膠性質(zhì)而可能是適宜的，但是如果水性基液是鹽水， 則使用這樣的膠凝劑可能是不實(shí)用的。在本文中使用的術(shù)語“鹽水”是指水性流體和鹽的 各種混合物。例如，當(dāng)鹽水與某些膠凝劑結(jié)合使用時(shí)，在某些鹽比如氯化鉀的存在下，膠凝 劑的不溶解部分可能團(tuán)聚，從而難于實(shí)現(xiàn)所需的粘度。而且，膠凝劑的不溶解部分的團(tuán)聚還 可能防止增粘流體的有效過濾。發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于工業(yè)、油田和/或地下作業(yè)的方法和組合物。更具體地，本發(fā)明 涉及包含澄清黃原膠膠凝劑的稠化處理液以及它們?cè)诠I(yè)、油田、地?zé)?、煤、煤層甲烷以? 或地下作業(yè)中的用途。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述稠 化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和以足夠在地層中產(chǎn)生或增 大至少一個(gè)裂縫的壓力下將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。在再一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液，許多粒子，和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處 理液引入到地層的至少一部分中。在又一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處理液引入到 管道的至少一部分中。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將是很明顯的。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以進(jìn)行許多變化，但是這些變化都在本發(fā)明的精神之內(nèi)。附圖簡(jiǎn)述這些


了本發(fā)明的一些實(shí)施方案的某些方面，并且不應(yīng)當(dāng)被用于限制或者 限定本發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明的處理液的流變性。圖2示出了本發(fā)明的處理液的流變性。優(yōu)選實(shí)施方案描述本發(fā)明涉及用于工業(yè)、油田和/或地下作業(yè)的方法和組合物。更具體地，本發(fā)明 涉及包含澄清黃原膠膠凝劑的稠化處理液以及它們?cè)诠I(yè)、油田、地?zé)?、煤、煤層甲烷以? 或地下作業(yè)中的用途。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可以提供特別適合用于包括約30° F-約300° F的井 底溫度(“BHTs”)的井眼的組合物和方法。本發(fā)明的稠化處理液的眾多優(yōu)點(diǎn)之一是它們可 以包括與傳統(tǒng)稠化處理液相比降低水平的殘留物，并還可以提供提高的過濾性、更好的滲 透性恢復(fù)和/或增加的水合速率。另外，本發(fā)明的稠化處理液可以在這樣的方面是例外的， 即在某些實(shí)施方案中，所述流體可以在靜電條件下將粒子保持在可以稱為可能幾乎完美的 懸浮液中數(shù)小時(shí)到可能數(shù)天。所述流體經(jīng)受的溫度可以影響它們的粒子的輸送性質(zhì)，這取 決于所述流體中澄清黃原膠膠凝劑的濃度以及其他成分。此外，本發(fā)明流體的另一種潛在 優(yōu)勢(shì)是它們可以是剪切稀釋的流體且在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的稠化處理液在視覺上是 均質(zhì)的，例如，基本無結(jié)塊。本發(fā)明的稠化處理液通常包含基液和包含澄清黃原膠的膠凝劑。術(shù)語“澄清黃原 膠”用于本文中時(shí)，指在采用40psi的差壓和具有2. 7 μ孔徑的9cm Whatman濾紙的Baroid 壓濾機(jī)上進(jìn)行的過濾實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，在環(huán)境溫度下2分鐘內(nèi)的流速為至少約200ml的黃原 膠。該定義控制本申請(qǐng)權(quán)利要求中的術(shù)語澄清黃原膠的含義，特別是優(yōu)先于任何參考文獻(xiàn)， 專利或?qū)＠暾?qǐng)中存在的任何其他定義，無論是否引入本文中。在一些實(shí)施方案中，合適的 澄清黃原膠能夠在鹽水中水合，從而產(chǎn)生粘度的增加。在一些實(shí)施方案中，合適的澄清黃原膠可以用酶等處理以除去殘余的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 比如細(xì)胞壁。在一些實(shí)施方案中，合適的澄清黃原膠可以由細(xì)菌遺傳修飾或生物改造品 系或容許澄清黃原膠具有改進(jìn)的功能特性諸如過濾性，濁度等的其他細(xì)菌菌株產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施方案中，合適的澄清黃原膠可以通過遺傳工程或細(xì)菌選擇來修飾或是黃原膠的 化學(xué)處理或衍生的結(jié)果。這樣的修飾的一個(gè)實(shí)例是黃原膠的一部分發(fā)生氧化或水解的情 況。在一個(gè)實(shí)施方案中，合適的澄清黃原膠可以是修飾的，諸如非乙?；?或非丙酮酸化 (nonpyruvylated)黃原膠。用于本文中時(shí)，“非乙?；摹币庵妇哂斜鹊湫偷狞S原膠更少的 乙?；?，而不論該區(qū)別是遺傳工程或細(xì)菌選擇的結(jié)果或是典型黃原膠的化學(xué)處理結(jié)果。用 于本文中時(shí)，“非丙酮酸化”意指具有較少的丙酮酸基(pyruvyl)基團(tuán)，而不論該區(qū)別是遺傳 工程或細(xì)菌選擇的結(jié)果或是典型黃原膠的化學(xué)處理結(jié)果。此外，用于本文中時(shí)，非丙酮酸化 和非乙?；囊庥謩e包括脫丙酮酸化(cbpruvylated)和脫乙?；摹Ｐ揎椀狞S原膠的 另一個(gè)實(shí)例是部分氧化的黃原膠。合適的澄清黃原膠還可以以在環(huán)境溫度下僅僅部分水合 或不水合的形式存在。這種形式的澄清定優(yōu)膠可以被化學(xué)修飾、化學(xué)包覆、遺傳修飾或者由 新的細(xì)菌菌株制備。另外，合適的澄清黃原膠通常與包含鹽的系統(tǒng)相容并在其中穩(wěn)定，例如，它們應(yīng)該 在包含鹽的系統(tǒng)中完全水合。而且，合適的澄清黃原膠應(yīng)該具有良好的過濾性并為經(jīng)常在 地下應(yīng)用中使用的粒子，諸如支撐劑或礫石提供良好的懸浮液。與本發(fā)明聯(lián)合使用的合適 的澄清黃原膠的可商購(gòu)實(shí)例是來自CP Kelco的KELTROL T和KELTROL BT，其可以由不同地 點(diǎn)包括芝加哥，伊利諾斯州獲得。包含澄清黃原膠的膠凝劑可以以這樣的形式提供，所述形式適合于本發(fā)明的具體 處理液和/或應(yīng)用。在某些實(shí)施方案中，膠凝劑可以以混合或摻混到與本發(fā)明聯(lián)合使用的 處理液中的液體、凝膠、懸浮液和/或固體添加劑的形式提供。膠凝劑也可以以任何尺寸或 形狀的固體粒子形式存在。例如，尤其是可以使用較大尺寸的球形粒子，以形成與射孔填充 球類似的射孔通道堵塞粒子。類似地，尤其是較小尺寸的粒子可以被用作濾失控制材料，所 述濾失控制材料可以起著將天然裂縫或其它通道架橋的作用。膠凝劑應(yīng)當(dāng)以足以賦予處理 液所需粘度(例如，足以導(dǎo)流、懸浮粒子，提供減摩等的粘度)的量存在于本發(fā)明的稠化處 理液中。更具體地，在一些實(shí)施方案中，在本發(fā)明的稠化處理液中所用的膠凝劑的量可以從 約0. 25磅/1000加侖的處理液(“l(fā)bs/Mgal”)變化至約2001bs/Mgalo在其它實(shí)施方案 中，在本發(fā)明的處理液中所含的膠凝劑的量可以從約301bs/Mgal變化至約801bs/Mgal。在 另一個(gè)實(shí)施方案中，在本發(fā)明的處理液中包含約601bs/Mgal的膠凝劑。應(yīng)當(dāng)指出在井底溫 度為200° F以上的井眼中，701bs/Mgal以上的膠凝劑可以有利地被用于本發(fā)明的處理液。 在其中澄清黃原膠的量接近2001bs/Mgal的實(shí)施方案中，澄清黃原膠可以起著增加處理液 的粘度的作用，使得處理液可以被用作導(dǎo)流、密封地層的濾失丸(fluid loss pill)，或用 作管道中化學(xué)清管劑(chemical pig)。任選地，本發(fā)明的膠凝劑可以包含另外的生物聚合物，條件是使用澄清黃原膠和 該生物聚合物產(chǎn)生理想的結(jié)果，例如協(xié)同效應(yīng)。適合的生物聚合物可以包括多糖和半乳甘 露聚糖膠。根據(jù)應(yīng)用，一種生物聚合物可以比另一種更適宜。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員受益于 本公開基于例如所需的處理液粘度和井眼的井底溫度(“BHT”)能夠確定對(duì)于特定的應(yīng)用 是否應(yīng)當(dāng)包含生物聚合物。適用于本發(fā)明的基液包括水性基液和非水性基液?？梢栽诒景l(fā)明的稠化處理液中 使用的適合的水性基液可以包括淡水、咸水、鹽水、地層鹽水、海水、或優(yōu)選不與根據(jù)本發(fā)明 使用的其它組分或者地層不利地相互作用的任何其它水性流體。水性基液優(yōu)選以足以基本上使膠凝劑水合以形成稠化處理液的量存在于本發(fā)明的稠化處理液中?？梢栽诒景l(fā)明的稠 化處理液中使用的適合的非水性基液可以包括甘油、二醇、聚二醇、乙二醇、丙二醇、和二丙 二醇甲醚。在美國(guó)專利6，632，779中公開了可以用于本發(fā)明的適合的非水性基液的其它實(shí) 例，該美國(guó)專利的相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。在一些實(shí)施方案中，基液可以以在處理液的 約5體積％至99. 99體積％的范圍內(nèi)的量存在于本發(fā)明的稠化處理液中。在一些實(shí)施方案中，適用于本發(fā)明的稠化處理液的基液可以是起泡流體(例如， 包含氣體如氮、二氧化碳、空氣或甲烷的液體)。用于本文中時(shí)，術(shù)語“起泡”也是指共混合的 流體。在某些實(shí)施方案中，可能需要，基液起泡，從而尤其降低例如在水敏感的地層中所需 的基液的量，降低地層濾失，和/或提供改善的支撐劑懸浮。另外，在本發(fā)明的稠化處理液 被用于導(dǎo)流的某些實(shí)施方案中，可能需要稠化處理液起泡。盡管多種氣體可以用于使本發(fā) 明處理液起泡，但是氮、二氧化碳和它們的混合物是優(yōu)選的。在這些實(shí)施方案的實(shí)例中，氣 體可以以在處理液的約5體積％至約98體積％的范圍內(nèi)的量，更優(yōu)選在約20%至約80% 的范圍內(nèi)的量，存在于本發(fā)明的稠化處理液中。摻混到流體中的氣體的量可以受到各個(gè)因 素的影響，包括流體的粘度，和在特定應(yīng)用中涉及的井口壓力。適用于本發(fā)明的起泡流體的 一個(gè)實(shí)例是在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)11/506，703中公開的那些，其相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合 在此。如果需要，本發(fā)明的稠化處理液也可以以乳液的形式使用。適合的乳液的實(shí)例包 含含澄清黃原膠膠凝劑的水性基液以及適合的烴。在一些實(shí)施方案中，乳液可以包含約 30%的水性基液和70%的適合的烴。在一些實(shí)施方案中，乳液的外相是水性的。在某些實(shí) 施方案中，可能需要使用乳液，從而尤其是降低地層濾失，和/或提供改善的支撐劑懸浮。 在本發(fā)明方法中使用乳液的其它優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是明顯的。本發(fā)明的稠化處理液的密度可以寬泛地變化。獲益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 識(shí)別最適合于特定應(yīng)用的特定密度。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的非起泡稠化處理液的密 度通?？梢越咏谒拿芏?。在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明的非起泡稠化處理液的密度通常 可以在約8.3磅/加侖(“ppg”)至約30ppg的范圍內(nèi)。獲益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)公認(rèn)，本發(fā)明的任何特定處理液的密度還可以根據(jù)某些添加劑的添加而變化，所述添加 劑包括但不限于無機(jī)鹽、支撐劑、氣體、降濾失劑(fluid loss control additives)、醇、二 醇和/或烴。而且，對(duì)于特定稠化處理液所需的密度可以取決于地層的特性，尤其包括在稠 化處理液的放置過程中控制地層的流體所需要的流體靜壓力，以及可以損傷地層的流體靜 壓力。例如，如果稠化處理液保持在井眼中，則可以調(diào)節(jié)稠化處理液的密度，從而尤其防止 流體相對(duì)于具有不同密度的另一種流體的位置變化，由此將稠化處理液保持在井眼內(nèi)的恰 當(dāng)位置處。在一些實(shí)施方案中，稠化處理液可以包括鹽水。適用于本發(fā)明的一些實(shí)施方案的 鹽水可以包括含有一價(jià)、二價(jià)、或三價(jià)陽離子的那些。一些二價(jià)或三價(jià)陽離子如鎂、鈣、鐵 和鋅在某些濃度和某些PH水平可能引起黃原膠聚合物的不適宜交聯(lián)。如果使用含有濃度 足夠高以引起問題的這些二價(jià)或三價(jià)陽離子的水源，則在使用水之前，可以通過諸如反滲 透的方法，或者通過提高水的PH以析出這些鹽，除去這些二價(jià)或三價(jià)鹽，從而降低這些鹽 在水中的濃度。另一種方法應(yīng)該包含化學(xué)結(jié)合有問題的離子的螯合劑，從而防止它們與黃 原膠的不適宜的相互作用。用于本文中時(shí)，術(shù)語“螯合劑(chelating agent)”或“螯合劑
8(chelant) ”也是指螯合劑(sequestering agent)等。適合的螯合劑包括但不限于，檸檬 酸或檸檬酸鈉。其它螯合劑也是適合的。鹽水，在使用時(shí)，可以具有任何重量。適合的鹽水 的實(shí)例包括溴化鈣鹽水、溴化鋅鹽水、氯化鈣鹽水、氯化鈉鹽水、溴化鈉鹽水、溴化鉀鹽水、 氯化鉀鹽水、硝酸鈉鹽水、甲酸鈉鹽水、甲酸鉀鹽水、甲酸銫鹽水、氯化鎂鹽水、硫酸鈉、硝酸 鉀、和它們的混合物等。所選擇的鹽水應(yīng)當(dāng)與地層相容，并應(yīng)具有足以提供適度的井控制的 密度。其它鹽可以被加入到水源中，從而例如提供鹽水，和由此生成的具有所需密度的稠化 處理液?？紤]到鹽水的結(jié)晶溫度，例如，隨著溫度降低鹽從鹽水中析出的溫度，應(yīng)該加入的 鹽量應(yīng)該是對(duì)于地層相容性所需的量，諸如對(duì)于粘土礦物穩(wěn)定性所需的量。優(yōu)選的適合的 鹽水可以包括海水和/或地層鹽水。本發(fā)明的膠凝劑可以成功地與海水一起使用。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的稠化處理液還可以任選地包含鹽、pH控制添加劑、 表面活性劑、破膠劑、殺菌劑、交聯(lián)劑、降濾失劑、穩(wěn)定劑、螯合劑、防垢劑、石蠟抑制劑、浙青 質(zhì)抑制劑(asphaltene inhibitors)、互溶劑、溶劑、腐蝕抑制劑、水合抑制劑、粘土穩(wěn)定劑、 鹽替代品(如氯化三甲銨)、相對(duì)滲透性改良劑(如HPT-1 ，可獲自Halliburton Energy Services, Duncan，俄克拉荷馬州的化學(xué)添加劑)、硫化物清除劑、纖維、納米顆粒、固化劑 (例如樹脂和/或增粘劑)、它們的組合等。出于多個(gè)目的，包括為了涉及稠化處理液與地層和地層流體的相容性的原因，鹽 可以任選包含在本發(fā)明的處理液中。為了確定鹽是否可以有利地用于相容性目的，可以進(jìn) 行相容性測(cè)試，以確定潛在的相容性問題。從這些測(cè)試中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員受益于本公 開能夠確定鹽是否應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的處理液中。適合的鹽包括但不限于氯化鈣、氯化鈉、 氯化鎂、氯化鉀、溴化鈉、溴化鉀、氯化銨、甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸銫、它們的混合物等?？紤]到 鹽水的結(jié)晶溫度，例如，隨著溫度下降鹽從鹽水中析出的溫度，應(yīng)當(dāng)加入的鹽的量應(yīng)當(dāng)是對(duì) 于地層相容性必需的密度所需的量，諸如對(duì)于粘土礦物的穩(wěn)定性所需的量。也可以包括鹽， 以增加流體的粘度和在溫度超過180° F時(shí)穩(wěn)定流體?？梢匀芜x包含在本發(fā)明的處理液中的合適pH控制添加劑的實(shí)例是酸性組分和/ 或堿。PH控制添加劑對(duì)于將處理液的pH保持在所需的水平可以是必要的，從而例如提高某 些破膠劑的有效性，以及降低對(duì)于在井眼或地層中存在的任何金屬的腐蝕等。在一些情況 下，保持PH為中性或高于7可能是有益的。例如，在某些實(shí)施方案中，將pH提高到7以上 將對(duì)處于較高溫度的流體提供另外的穩(wěn)定性。在一些實(shí)施方案中，PH可以降低至約7以下， 以增加流體的支撐劑輸送能力。在一些實(shí)施方案中，其中處理液包含交聯(lián)的澄清黃原膠，可 能需要將PH維持在約4-11之間。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員受益于本公開應(yīng)能夠識(shí)別適用于具 體應(yīng)用的pH。在一個(gè)實(shí)施方案中，pH控制添加劑可以是酸性組分。合適酸性組分的實(shí)例可以包 括酸、酸生成化合物及它們的組合。任何已知酸可以適合于與本發(fā)明的處理液一起使用?？?以適用于本發(fā)明的酸的實(shí)例包括但不限于有機(jī)酸(例如甲酸、乙酸、碳酸、檸檬酸、乙醇酸、 乳酸、乙二胺四乙酸(“EDTA”)、羥乙基乙二胺三乙酸(“HEDTA”)等)，無機(jī)酸(例如鹽酸、 氫氟酸、膦酸、對(duì)甲苯磺酸等)；及它們的組合?？梢赃m用于本發(fā)明的酸生成化合物的實(shí)例包括但不限于酯，脂族聚酯，還可以被 稱為原醚的原酸酯，還可以被稱為聚(原醚)的聚(原酸酯)，聚(丙交酯)，聚(乙交酯)， 聚(ε-己內(nèi)酯)，聚(羥基丁酸酯)，聚(酸酐)，或它們的共聚物。衍生物和組合也可以是適合的。術(shù)語“共聚物”用于本文中時(shí)，不局限于兩種聚合物的組合，而包括聚合物的任何 組合例如三元共聚物等。其它適合的酸生成化合物包括酯，包括但不限于，乙二醇單甲酸 酯，乙二醇二甲酸酯，二甘醇二甲酸酯，甘油單甲酸酯，甘油二甲酸酯，甘油三甲酸酯，三甘 醇二甲酸酯和季戊四醇甲酸酯。合適的酸生成化合物的實(shí)例是可從俄克拉荷馬州Duncan 的Halliburton Energy Services公司商購(gòu)的商品名為MATRIXFLO II破膠劑的檸檬酸 酯。在美國(guó)專利6，877，563和7，021，383中可能公開了其它適合的物質(zhì)，所述美國(guó)專利的 內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。pH控制添加劑還可以包含堿以提高稠化處理液的pH。通常地，堿可以被用于將混 合物的PH提高到大于或等于約7。具有7以上的pH水平可以對(duì)正在使用的所選擇破膠劑 具有積極的影響，并且還可以抑制井眼或地層中存在的任何金屬比如管道、砂篩等的腐蝕。 此外，具有大于7的pH還可以對(duì)稠化處理液的粘度賦予更大的穩(wěn)定性，由此提高可以保持 該粘度的時(shí)間的長(zhǎng)度。這在某些用途比如長(zhǎng)時(shí)間的井控以及在導(dǎo)流方面可以是有益的。任 何已知的能夠與本發(fā)明的膠凝劑相容的堿都可以在本發(fā)明的稠化處理液中使用。合適堿的 實(shí)例包括但不限于氫氧化鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉。合適堿的實(shí)例是可從 俄克拉荷馬州Duncan的Halliburton Energy Services公司商購(gòu)的商品名為“M0-67 ”pH 控制劑的25%氫氧化鈉的溶液。合適的堿溶液的另一個(gè)實(shí)例是可從俄克拉荷馬州Duncan 的Halliburton Energy Services公司商購(gòu)的商品名為“BA-40L ”緩沖劑的碳酸鉀溶液。 獲益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)可以用于實(shí)現(xiàn)所需PH升高的合適堿。在一些實(shí)施方案中，稠化處理液可以任選地包含螯合劑。當(dāng)加入到本發(fā)明處理 液中時(shí)，螯合劑可以螯合可以存在于水性流體中的任何溶解的鐵(或其它二價(jià)或三價(jià)陽 離子)。這樣的螯合可以防止這些離子使膠凝劑分子交聯(lián)。這樣的交聯(lián)可能是有問題的， 因?yàn)樗绕涫强赡芤疬^濾問題，注入問題，和/或引起恢復(fù)滲透率問題?？梢詫⑷魏芜m 合的螯合劑用于本發(fā)明。適合的螯合劑的實(shí)例包括但不限于，從俄克拉荷馬州Duncan的 HalliburtonEnergy Services公司以“FE-2 ”鐵螯合劑的商品名商購(gòu)的檸檬酸無水形式。 適合的螯合劑的另一個(gè)實(shí)例是檸檬酸溶解于水中的溶液，其以商品名“FE-2A ”緩沖劑商購(gòu) 自俄克拉荷馬州的Duncan的Halliburton EnergyServices公司?？梢赃m用于本發(fā)明的其 它螯合劑包括特別是氨三乙酸(“NTA”)、任何形式的乙二胺四乙酸(“EDTA”)、羥乙基乙二 胺三乙酸(“HEDTA”)、二羧甲基谷氨酸四鈉鹽(“GLDA”)、二亞乙基三胺五乙酸(“DTPA”)、 丙二胺四乙酸(“PDTA”)、乙二胺二(鄰羥基苯基乙)酸(“EDDHA”)、葡庚糖酸、葡萄糖酸、 檸檬酸鈉、膦酸、它們的鹽等。在一些實(shí)施方案中，螯合劑可以是鈉鹽或鉀鹽。通常，螯合劑 可以存在的量足以防止膠凝劑分子被可能存在的任何游離鐵(或任何其它二價(jià)或三價(jià)陽 離子)交聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施方案中，螯合劑可以以處理液的約0.02重量％至約50.0重量％ 的量存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，螯合劑以處理液的約0. 02重量％至約2. 0重量％的量存 在。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員受益于本公開應(yīng)能夠確定用于特定用途的螯合劑的適合濃度。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的稠化處理液可以包含表面活性劑，從而例如提高本 發(fā)明的稠化處理液與可能存在于井眼中的其它流體(如任何地層流體)的相容性。本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員受益于本公開將能確定表面活性劑的種類以及所用的表面活性劑的合適濃 度。適合的表面活性劑可以以液體或粉末形式使用。在使用的情況下，表面活性劑可以以 足以防止與地層流體，其它處理液或井眼液的不相容性的量存在于稠化處理液中。在使用液體表面活性劑的實(shí)施方案中，表面活性劑通常以稠化處理液的約0. 01體積％至約5. 0體 積％范圍內(nèi)的量存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，液體表面活性劑通常以稠化處理液的約0. 1體 積％至約2. 0體積％范圍內(nèi)的量存在。在使用粉末狀表面活性劑的實(shí)施方案中，表面活性 劑可以以稠化處理液的約0. 001重量％至約0. 5重量％范圍內(nèi)的量存在。適合的表面活性 劑的實(shí)例是可商購(gòu)自俄克拉荷馬州Duncan的Halliburton Energy Services公司的商品 名為L(zhǎng)0SURF-259 非離子非乳化劑，L0SURF-300 非離子表面活性劑，L0SURF-357 非離子 表面活性劑和L0SURF-400 表面活性劑的非乳化劑。適合的表面活性劑的另一個(gè)實(shí)例是可 購(gòu)自俄克拉荷 馬州的Duncan的Halliburton Energy Services公司的商品名為NEA-96M 表面活性劑的非乳化劑。在一些實(shí)施方案中，表面活性劑可以是粘彈性表面活性劑。這些粘彈性表面活性 劑的性質(zhì)可以是陽離子的、陰離子的、非離子的、兩性的或兩性離子的。粘彈性表面活性劑 可以包括任何數(shù)量的不同化合物，包括甲酯磺酸酯(例如，如美國(guó)專利申請(qǐng)2006/0180310， 2006/0180309, 2006/0183646和美國(guó)專利7，159,659中所述，這些專利申請(qǐng)的相關(guān)內(nèi)容通 過引用結(jié)合在此)，水解角蛋白(例如，如美國(guó)專利6，547，871所述，其相關(guān)內(nèi)容通過引用 結(jié)合在此)、磺基琥珀酸酯、?；撬狨ァ⒀趸奉?、乙氧基化的酰胺、烷氧基化的脂肪酸、烷氧 基化的醇(例如、月桂醇乙氧化物、乙氧基化的壬基苯酚)、乙氧基化的脂肪胺、乙氧基化 的烷基胺(例如、可可烷基胺乙氧化物(cocoalkylamine ethoxylate)、甜菜堿、改性的甜 菜堿、烷基酰氨基甜菜堿(例如、可可酰氨基丙基甜菜堿(cocoamidopropyl betaine)), 季銨化合物(例如、氯化三甲基牛脂銨、氯化三甲基可可銨(trimethylcocoammonium chloride))、它們的衍生物和它們的組合。應(yīng)當(dāng)指出，在一些實(shí)施方案中，可以有利的是在流體被泵送至井下時(shí)將表面活性 劑加入到本發(fā)明的處理液中，以幫助消除起泡的可能性。然而，在適宜將本發(fā)明的處理液起 泡的那些實(shí)施方案中，可以使用表面活性劑如HY-CLEAN (HC-2) 表面活性懸浮劑或AQF-2 添加劑，兩者可商購(gòu)自俄克拉荷馬州Duncan的Halliburton Energy Services公司?？?以用于使本發(fā)明處理液起泡和穩(wěn)定的起泡劑的其它實(shí)例包括但不限于，甜菜堿、氧化胺類、 甲酯磺酸酯、烷基酰氨基甜菜堿如可可酰氨基丙基甜菜堿、α -烯烴磺酸酯、氯化三甲基牛 脂銨、C8至C22烷基乙氧基化硫酸酯和氯化三甲基可可銨。在特定用途中可以是或可以 不是起泡劑的可獲自HalliburtonEnergy Services的其它適合的表面活性劑包括19N、 G-SPERSE分散劑，H0WC0-SUDS 起泡劑，和A-SPERSE 酸添加劑用分散助劑。其它適合的 起泡劑和泡沫穩(wěn)定劑也可以被包含，這對(duì)于獲益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。在其它實(shí)施方案中，可以適宜的是使處理液被烴乳化，從而形成水相外部乳化。在 這些實(shí)施方案中，使用乳化表面活性劑。適合的乳化表面活性劑的一個(gè)實(shí)例包括非離子表 面活性劑如脫水山梨醇酯?？色@自俄克拉荷馬州Duncan的Halliburton Energy Services 的SEM-7 乳化劑是另一種適合的表面活性劑的實(shí)例。如果使用表面活性劑，則通?；隗w 積為約0.1%至約3%的量是足夠的。在一些實(shí)施方案中，可以將乳液混合，然后泵送。在 其它實(shí)施方案中，可以泵送組分，然后在井下混合。此外，在一些實(shí)施方案中，微乳液添加劑可以任選地包含于本發(fā)明處理液中。適 合的微乳液添加劑的實(shí)例包括但不限于“PEN-88M ”表面活性劑、PEN-88HT 表面活性劑、 SS0-21E表面活性劑、SS0-21MW 表面活性劑、GASPERM 1000 微乳液表面活性劑/溶劑添加劑,這些全部可商購(gòu)自俄克拉荷馬州的Duncan的Halliburton Energy Services公司。 其它適合的微乳液添加劑是可商購(gòu)自俄克拉荷馬州Duncan的CESI Chemical的MA-845添 加劑和MA-844添加劑；可商購(gòu)自德克薩斯州的Aledo，F(xiàn)racTech Services的SHALESURF 1000添加劑；以及美國(guó)專利公開號(hào)2003/0166472中公開的那些，其相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合 在此。 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的稠化處理液可以特別地含有殺菌劑，以特別保護(hù)地 層以及稠化處理液不受細(xì)菌侵蝕。例如，這些侵蝕可能產(chǎn)生問題，因?yàn)樗鼈兛赡芙档统砘?理液的粘度，從而導(dǎo)致更差的性能，如更差的砂懸浮性能。在本領(lǐng)域中的任何已知的殺菌劑 都是適合的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員受益于本公開將能夠?qū)τ诮o定的用途確定適合的殺菌劑 以及這些殺菌劑的適當(dāng)濃度。適合的殺菌劑的實(shí)例包括但不限于2，2_ 二溴-3-次氮基丙酰 胺，其以商品名BE-3S 生物殺滅劑可購(gòu)自俄克拉荷馬州的Duncan的Halliburton Energy Services公司；以及2_溴_2_硝基_1，3-丙二醇，其以商品名BE-6 生物殺滅劑可購(gòu)自俄 克拉荷馬州的Duncan的HalliburtonEnergy Services公司。在一個(gè)實(shí)施方案中，殺菌劑 以稠化處理液中處理液的約0. 001重量％至約1. 0重量％范圍內(nèi)的量存在。在某些實(shí)施方 案中，當(dāng)在本發(fā)明稠化處理液中使用殺菌劑時(shí)，它們可以在加入膠凝劑之前被加入到稠化 處理液中。本發(fā)明的稠化處理液任選地可以包含適合的交聯(lián)劑，以使稠化處理液中的澄清黃 原膠膠凝劑交聯(lián)。在較高的溫度和/或在可能需要本發(fā)明的特定流體的砂懸浮性能為了特 定用途而改變時(shí)，交聯(lián)可以是適宜的。另外，當(dāng)使用本發(fā)明的稠化處理液密封地層區(qū)域以 防止來自井眼的流體的損失時(shí)，當(dāng)在注水法或水控制處理中使用時(shí)，或者在被用作用于管 道清除的清管劑時(shí)，交聯(lián)可以是有利的。適合的交聯(lián)劑或產(chǎn)生明顯交聯(lián)的化合物包括但不 限于，硼衍生物及其鹽；鋁衍生物及其鹽；過硼酸鹽，包括但不僅限于過硼酸鈉；高錳酸鹽， 包括但不僅限于高錳酸鉀，高錳酸鎂，高錳酸鈉，和高錳酸鈣；過碳酸鹽，包括但不僅限于 過碳酸鈉和過碳酸鉀；過硫酸鈉；過硫酸鉀；過硫酸銨；過氧化鈣；過氧化鎂；正鐵絡(luò)合物 (ferric ironcomplexes)和化合物；鎂絡(luò)合物和化合物；鋯絡(luò)合物和化合物；鈦絡(luò)合物和 化合物；鈣衍生物；鉻；汞；砷；錫；鉛；銻；鋇；鈣；銅；鎳；鋅；戊二醛；胺，諸如三乙醇胺； 它們的組合等。適合交聯(lián)劑的另一個(gè)實(shí)例為在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)11/502,656中公開的 那些，其相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此?？梢允褂门c膠凝劑相容的任何交聯(lián)劑。本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員受益于本公開應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到這些交聯(lián)劑什么時(shí)候是適合的并且什么類型的特定交 聯(lián)劑是最適合的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的稠化處理液包括包含硼酸鹽和瓜爾膠或瓜爾膠衍生 物的交聯(lián)劑。認(rèn)為由硼酸鹽引起的黃原膠交聯(lián)速度可以通過瓜爾膠或瓜爾膠衍生物的存在 極大地增加。在某些其中可能需要交聯(lián)本發(fā)明膠凝劑的實(shí)施方案中，交聯(lián)劑可以包括以黃 原膠膠凝劑約5重量％ -50重量％范圍內(nèi)的量存在的硼酸鹽和瓜爾膠或瓜爾膠衍生物。在一些其中可能需要本發(fā)明的處理液包括交聯(lián)劑的實(shí)施方案中，可以在將膠凝劑 加入到基液之前，將交聯(lián)劑和任何其他添加劑加入到基液中。將交聯(lián)劑和/或另外的添加 劑加入到基液后，可以將包含澄清黃原膠的膠凝劑加入到基液中，這在表面上進(jìn)行從而在 將流體引入到地層前完全制備流體，或通過在將處理液引入到地層中時(shí)將膠凝劑“在流動(dòng) 中”加入到處理液中來進(jìn)行。包含澄清黃原膠的膠凝劑應(yīng)該在交聯(lián)發(fā)生前水合，由此生成交聯(lián)的凝膠井下。在其他實(shí)施方案中，包含澄清黃原膠的凝膠劑可以在添加交聯(lián)劑前水合。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員受益于本公開應(yīng)該認(rèn)識(shí)到膠凝劑可能什么時(shí)候需要在添加交聯(lián)劑之 前水合。本發(fā)明的稠化處理液還可以包括能夠在需要時(shí)減小稠化處理液粘度的破膠劑。所 述適合于本發(fā)明稠化處理液的破膠劑的實(shí)例包括，但不僅限于，氧化劑諸如亞氯酸納，溴酸 鈉，次氯酸鹽(hypochlorites)，過硼酸鹽，過硫酸鹽，和過氧化物，包括有機(jī)過氧化物。其 他的合適破膠劑包括，但不僅限于，合適的酸和過氧化物破膠劑、解鏈劑(delinker)、三乙 醇胺以及可以有效地使黃原膠破膠的酶。合適的酸的實(shí)例包括，但不僅限于，鹽酸，氫氟 酸，甲酸，乙酸，檸檬酸，乙醇酸，等。合適破膠劑的另外的實(shí)例是在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào) 11/502，656和11/656，601中的那些，該專利申請(qǐng)的相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。過氧化物 破膠劑的優(yōu)選實(shí)例包括叔丁基氫過氧化物和叔戊基氫過氧化物。破膠劑可以以足以在需要 時(shí)獲得需要的粘度降低的量和形式包含于本發(fā)明的稠化處理液中。必要時(shí)，可以配制破膠 劑以提供延遲的破膠。例如，必要時(shí)，可以將合適的破膠劑膠囊化。合適的膠囊化方法對(duì)于 本領(lǐng)域人員是已知的?？梢允褂玫囊环N合適的膠囊化方法包括采用在井下時(shí)降解的材料 包覆所選擇的破膠劑，以在需要時(shí)釋放破膠劑?？赡苓m合的樹脂包括但不限于在井下時(shí)將 降解的聚合物材料。術(shù)語“使....降解”、“降解”或“可降解”是指可降解材料可能經(jīng)歷的 降解的兩種相對(duì)極端的情況，即，非均勻(或本體腐蝕)和均勻(或表面腐蝕)，以及在這 兩種情況之間的降解的任何階段。這種降解可能尤其是化學(xué)或熱反應(yīng)或輻射引起的反應(yīng)的 結(jié)果?？山到獠牧系暮线m實(shí)例包括但不限于多糖如葡聚糖或纖維素；甲殼質(zhì)；殼聚糖；蛋白 質(zhì)；脂族聚酯；聚(丙交酯) ’聚(乙交酯) ’聚(ε-己內(nèi)酯)；聚(羥基丁酸酯)；聚(酸 酐)；脂族聚碳酸酯；原酸酯；聚(原酸酯) ’聚(氨基酸) ’聚(環(huán)氧乙烷)；和聚磷腈。如 果使用，破膠劑應(yīng)當(dāng)以足以促進(jìn)所需的稠化處理液的粘度降低的量存在于本發(fā)明的處理液 中。例如，可以使用的過氧化物濃度按每1000加侖的稠化處理液計(jì)從約0. 1加侖變化至約 30加侖。任選地，本發(fā)明的稠化處理液可以包含活化劑或延遲劑，從而尤其是將破膠劑提 供的破膠速率最佳化。與所使用的具體破膠劑相容的任何已知的活化劑或延遲劑適用于本 發(fā)明。這種適合的活化劑的實(shí)例包括但不限于酸生成物質(zhì)、螯合的鐵、銅、鈷和還原性糖。 合適的延遲劑的實(shí)例包括硫代硫酸鈉、甲醇和二亞乙基三胺。在一些實(shí)施方案中，硫代硫酸 鈉可以在稠化處理液的約1至約lOOlbs/Mgal范圍內(nèi)使用。優(yōu)選的范圍可以是約5至約 201bs/MgaL·獲益于本公開的普通技術(shù)人員將能夠確認(rèn)合適的活化劑或延遲劑，以及這些 活化劑或延遲劑用于給定應(yīng)用的合適濃度。本發(fā)明的稠化處理液還可以包含適合的降濾失劑(fluid loss controlagents)。 當(dāng)本發(fā)明的稠化處理液在壓裂用途或用于密封地層以防止來自井眼的流體侵入的流體中 使用時(shí)，這樣的降濾失劑可以是特別有用的。與本發(fā)明的稠化處理液相容的任何降濾失劑 適用于本發(fā)明。實(shí)例包括但不限于，淀粉、石英粉、氣泡(增能的流體或泡沫)、苯甲酸、皂、 樹脂粒子，相對(duì)滲透性改良劑，可降解凝膠粒子，分散于流體中的柴油或其他烴，和其它非 混溶性流體。適合的降濾失劑的另一個(gè)實(shí)例是包含可降解材料的降濾失劑?？山到獠牧系?適合實(shí)例包括多糖如葡聚糖或纖維素；甲殼質(zhì)；殼聚糖；蛋白質(zhì)；脂族聚酯 ’聚(丙交酯)； 聚(乙交酯)；聚(乙交酯-共_丙交酯)；聚(ε_(tái)己內(nèi)酯)；聚(3-羥基丁酸酯)；聚(3-羥基丁酸酯-共-羥基戊酸酯)；聚(酸酐)；脂族聚(碳酸酯) ’聚(原酸酯) ’聚(氨基酸)； 聚(環(huán)氧乙烷)；聚(磷腈)；它們的衍生物；或它們的組合。在被包含時(shí)，降濾失劑應(yīng)當(dāng)以 提供所需的濾失控制的所需要的量被加入到本發(fā)明的稠化處理液中。在一些實(shí)施方案中， 可以以稠化處理液的約5至約20001bs/Mgal的量包含降濾失劑。在一些實(shí)施方案中，可以 以稠化處理液的約10至約501bs/Mgal的量包含降濾失劑。對(duì)于一些液體添加劑如柴油， 可以以約0.01體積％至約20體積％的量包含這些液體添加劑；在一些實(shí)施方案中，可以以 約1. 0體積％至約10體積％的量包含這些液體添加劑在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的稠化處理液可以任選地包含穩(wěn)定劑。如果所選擇的 稠化處理液正經(jīng)歷粘度降低，則包含穩(wěn)定劑可以是特別有利的。穩(wěn)定劑可以是有利的情形 的一個(gè)實(shí)例是井眼的BHT本身足夠使稠化處理液破膠，而不使用破膠劑的情形。適合的穩(wěn) 定劑包括但不限于，硫代硫酸鈉，甲醇和鹽如甲酸鹽和氯化鉀或氯化鈉。適合的穩(wěn)定劑的另 一個(gè)實(shí)例包括表面活性劑，如美國(guó)專利申請(qǐng)序列11/418,617中的那些，其相關(guān)內(nèi)容通過引 用結(jié)合在此。當(dāng)本發(fā)明的稠化處理液在溫度高于約200° F的地層中使用時(shí)，這樣的穩(wěn)定劑 可以是有用的。在被包含時(shí)，穩(wěn)定劑可以以稠化處理液的約1至約501bs/Mgal的量加入。 在其它實(shí)施方案中，可以以稠化處理液的約5至約201bs/Mgal的量包含穩(wěn)定劑。在所選擇 的穩(wěn)定劑為鹽的某些實(shí)施方案中，可以以處理液的約51bs/Mgal至處理液的大致飽和的量 包含穩(wěn)定劑。在所選擇的穩(wěn)定劑為表面活性劑的某些實(shí)施方案中，可以以處理液的0. 001% 至約5.0%的量包含穩(wěn)定劑。例如，當(dāng)本發(fā)明的稠化處理液與其中使用它的地層中的地層水特別不相容時(shí)，防 垢劑可以被加入到本發(fā)明的稠化處理液中。這可以包括水溶性有機(jī)分子與含有羧酸，天冬 氨酸，馬來酸，磺酸，膦酸以及磷酸酯基團(tuán)的共聚物，三元共聚物，接枝共聚物，和它們的衍 生物。這些化合物的實(shí)例包括脂族膦酸如二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸酯)和聚合物物種 如聚乙烯基磺酸酯。防垢劑可以處于游離酸的形式，但優(yōu)選處于一價(jià)和多價(jià)陽離子鹽的形 式，如Na、K、Al、Fe、Ca、Mg、NH4?？梢耘c其中使用它的稠化處理液相容的任何防垢劑適用 于本發(fā)明。適合的防垢劑的實(shí)例是SCALECHEK LP-55 防垢劑，其可商購(gòu)自俄克拉荷馬州的 Duncan的Halliburton Energy Services。適合的防垢劑的另一實(shí)例是“LP-65 ”防垢劑， 其可商購(gòu)自俄克拉荷馬州的Duncan的Halliburton Energy Services。如果使用，應(yīng)當(dāng)以 有效地抑制污垢形成的量包含防垢劑。按約1000加侖的稠化處理液計(jì)，可以包含于本發(fā)明 的稠化處理液中的防垢劑的適合量可以在約0. 05至100加侖的范圍內(nèi)。通常在地下作業(yè)中使用的任何粒子如支撐劑和/或礫石可以用于本發(fā)明(例如， 砂、礫石、鋁土礦、陶瓷材料、玻璃材料、聚合物材料、木材、植物和植物性物質(zhì)、堅(jiān)果殼、胡 桃殼、棉籽皮、水泥、飛塵、纖維材料、復(fù)合粒子、空心球和/或多孔支撐劑)。應(yīng)當(dāng)理解，如 在本公開使用的術(shù)語“粒子”包括所有已知的材料形狀，包括基本上球形的材料、長(zhǎng)方形、 橢圓體、棒狀、多邊形材料(如立方形材料)，其混合物，其衍生物，等。在一些實(shí)施方案 中，樹脂和/或增粘劑包覆的粒子可以適用于本發(fā)明的處理液。另外，還可以使用經(jīng)化學(xué) 處理或包覆的支撐劑。術(shù)語“包覆”不意味著支撐劑粒子被樹脂和/或增粘劑的任何特 定程度的覆蓋。適用于包覆粒子的增粘劑的實(shí)例描述于美國(guó)專利5，853，048 ；5, 833，000 ； 5，582，249 ；5, 775,425 ；5，787，986，7，131，491，其相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。適合的可 商購(gòu)的增粘劑的實(shí)例是俄克拉荷馬州的Duncan的Halliburton Energy Services公司出售的SANDWEDGE 傳導(dǎo)性增強(qiáng)系統(tǒng)。適用于包覆粒子的樹脂的實(shí)例描述于美國(guó)專利 6，668，926 ；6，729，404 ；和 6，962，200 中?？梢栽诒景l(fā)明的某些實(shí)施方案中通過本領(lǐng)域中已知的任何手段提供本發(fā)明的稠 化處理液并且將其引入到地層中。處理液可以在作業(yè)位置制備，使用前在工廠或設(shè)施處制 備，或者可以將處理液的某些組分(例如，基液和膠凝劑)在使用前預(yù)先混合，然后輸送至 作業(yè)位置。處理液的某些組分可以以“干混”的形式提供，與基液和/或其它組分在將處理 液引入到地層中之前或過程中結(jié)合。在某些實(shí)施方 案中，本發(fā)明的這些稠化處理液的制備可以在作業(yè)位置以特征為 “在流動(dòng)中”進(jìn)行的方法進(jìn)行。術(shù)語“在流動(dòng)中”在此用來包括將兩種以上的組分組合的方 法，其中一個(gè)組分的流動(dòng)流被連續(xù)引入到另一個(gè)組分的流動(dòng)流中，使得這些流合并并且混 合，同時(shí)繼續(xù)以單個(gè)流的形式流動(dòng)作為去進(jìn)行的處理的一部分。這種混合也可以被描述為 “實(shí)時(shí)”混合。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，包括澄清黃原膠的膠凝劑可以在流動(dòng)中混合到 基液中。在某些實(shí)施方案中，可以通過將處理液泵送至穿透部分地層的井眼中而將處理液 引入到地層中。在某些實(shí)施方案(例如，壓裂作業(yè))中，處理液可以在足以產(chǎn)生或增大在一 部分的地層中的一個(gè)或多個(gè)裂縫的壓力或高于該壓力的情況下被引入到地層。在一些實(shí)施方案中，可以利用水力噴射器(hydrajet tool)將本發(fā)明的稠化處理 液引入到地層中。水力噴射器可以能夠從在井眼下的流體流的速度和/或方向增加或改 變進(jìn)入地層的流體流的速度和/或方向。使用水力噴射器的一個(gè)潛在的優(yōu)點(diǎn)是可以在不 使用機(jī)械或化學(xué)阻擋層的情況下，將流體沿著井眼引入在與感興趣的特定區(qū)域相鄰處并且 定位于該感興趣的特定區(qū)域。適合的水力噴射器的一些實(shí)例描述于美國(guó)專利5，765，642， 5，494，103和5，361，856，其相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。在其中使用水力噴射器的一些實(shí)施方案中，通過水力噴射器引入的一種或多種流 體在足以在地層中產(chǎn)生至少一個(gè)新的裂縫的壓力下引入。在水力噴射作業(yè)在高壓下進(jìn)行的 一個(gè)實(shí)例中，將具有至少一個(gè)射流形成噴嘴的水力噴射器定位在將要壓裂的地層附近，然 后在足以在其中形成孔或狹縫的壓力下通過噴嘴對(duì)地層噴射流體，從而通過孔內(nèi)的駐點(diǎn)壓 力使地層壓裂。因?yàn)樯淞鞅仨氃谂c入射流的方向大體上相反的方向上流出狹縫，因此它們 在狹縫中被截留，并且在孔的端部產(chǎn)生較高的駐點(diǎn)壓力。這種高駐點(diǎn)壓力可能引起短距離 延伸至地層中的微裂縫形成。微裂縫可以在地層被水力噴射的同時(shí)通過往井眼泵送流體以 提高施加在地層上的環(huán)境流體壓力中而得到進(jìn)一步延伸。在井眼中的這種流體將流入通過 流體噴射產(chǎn)生的狹縫和裂縫中，并且如果在足夠的速率和壓力下引入到井眼中，可以被用 于使裂縫從井眼往地層延伸另一段距離。本發(fā)明的方法和處理液可以在其中可以使用流體的任何地下作業(yè)的過程中或準(zhǔn) 備中使用。合適的地下作業(yè)可以包括但不限于鉆井作業(yè)、水力壓裂處理、壓裂處理比如在其 相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此的美國(guó)專利申請(qǐng)序列11/506，703中公開的那些，砂控處理(例 如，礫石充填)、酸化處理(例如，基巖酸化、壓裂酸化、移除濾餅和濾失丸)、“裂縫充填”處 理、井眼清洗處理以及其它可以使用本發(fā)明的處理液的合適作業(yè)。本發(fā)明的處理液還可以 與使用振動(dòng)波的補(bǔ)救處理結(jié)合使用，該補(bǔ)救處理的實(shí)例公開在美國(guó)專利申請(qǐng)2006/0131012 中，該專利申請(qǐng)的相關(guān)內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。此外，本發(fā)明的處理液還可以用于降低摩擦，用作隔離液、隔熱流體、導(dǎo)流劑(diverter)、濾失丸、在用于三級(jí)油回收的注水流體中的 水控制流體，鉆井液的一部分、在井眼中的化學(xué)清管劑或管道中的化學(xué)清管劑。在一些實(shí)施 方案中，處理液還可以包含水泥漿。 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將稠化處理液引入到地層 的至少一部分中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和以足夠在地層中產(chǎn)生或增 大至少一個(gè)裂縫的壓力下將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。在再一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液，許多粒子，和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處 理液引入到地層的至少一部分中。在又一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種方法，所述方法包括提供稠化處理液，所述 稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處理液引入到 管道的至少一部分中。為了促進(jìn)本發(fā)明的更好的理解，給出以下一些優(yōu)選實(shí)施方案的實(shí)施例。這些實(shí)施 例決不應(yīng)該被解讀為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制或限定。實(shí)施例1對(duì)若干黃原膠膠狀流體進(jìn)行過濾性測(cè)試。制備9份體積IOOOmL的黃原膠膠狀流 體樣品。樣品1包含獲自Kelco Oil Field Group, Inc. (Kelco油田集團(tuán)公司)，商品名為 XANVIS的黃原膠膠凝劑。樣品2和3包含獲自Rhone-Poulenc Chimie Fine，商品名分別為RH0D0P0L 23和 RH0D0P0L 23P的黃原膠膠凝劑。樣品4包含獲自Drilling Specialties Company (鉆井專業(yè)公司)，商品名為 FLOffZAN的黃原膠膠凝劑。樣品5包含獲自Cargill公司，名稱為Cargill工業(yè)等級(jí)，具有批號(hào)030613410的
黃原膠膠凝劑。樣品6-9包含獲自Kelco Oil Field Group, Inc. (Kelco油田集團(tuán)公司)，商品名 分別為 KETROL TF, KELTR0L T，KELTR0L BT，和 KELTR0L BT 的黃原膠膠凝劑。每份IOOOmL樣品通過以表1中公開的順序添加添加劑來制備。每份樣品在1升 Waring Commercial Blender Model# (韋林氏商業(yè)攪拌器型號(hào))31BL41中制備。在混合開 始前，密封攪拌罐的頂部，從而防止空氣摻入到流體中。表1添加劑制備1000 mL的量
淡水918.1 mL
檸檬酸0.94克
20°Be HCl 酸0.50 mL
黃原膠膠凝劑7.20克
25% NaOH 溶液5.40 mL
KCl194.00 克
20°BeHCl酸足以將pH降至約7.5—旦加入黃原膠膠凝劑，持續(xù)混合直到黃原膠膠凝劑分散。加入NaOH溶液，并持 續(xù)混合數(shù)分鐘。關(guān)閉韋林氏攪拌器并容許凝膠水合至少30分鐘。然后加入KCl并混合到 膠狀的流體樣品中。加入充足量的HCl酸，以將膠狀流體的pH調(diào)節(jié)到約7. 5。將體積為250-300mL的剪切的膠狀流體樣品置于Baroid Fann濾壓機(jī)型號(hào)12BL 的一個(gè)池中。在濾壓池中使用Whatman#50濾紙，直徑9. Ocm0為了獲得過濾性測(cè)量值，將具 有50mL刻度線的燒杯置于濾壓池出口下，并對(duì)該池施加40psi氣壓。記錄將每50mL體積 的流體收集到燒杯中所需的時(shí)間。當(dāng)所有流體排出所述池時(shí)，或如果在不是全部流體排出 所述池的條件下過去10-15分鐘后，終止測(cè)試。該測(cè)試的結(jié)果顯示在下表2中。表2
樣品 產(chǎn)品名稱 50 mL IOOmL 150 mL 200 mL 250 mL
12分鐘10大于25分
XANVIS 25 秒■“，— —
秒鐘
2RHODOPOL八& 大于 10 分
16秒 1分鐘 ~
23鐘
3RHODOPOL1分鐘38 大于10分
28 ---23 P秒鐘
4八^ 大于10分
FLOWZAN 1 分鐘—~ —
鐘
權(quán)利要求
一種方法，包括提供稠化處理液，所述稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述膠凝劑以約0.251bs-約2001bs/1000加侖所述稠化處 理液的量包含在所述稠化處理液中。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述基液包括選自由淡水、咸水、鹽水、地層鹽水、和海水組 成的組中的水性流體。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液是起泡的。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液還包含pH控制添加劑，所述pH控制添加劑 選自由堿、螯合劑、酸、堿與螯合劑的組合、和酸與螯合劑的組合組成的組。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液還包含處于約0.1體積％ -約5體積％所 述稠化處理液范圍內(nèi)的量的表面活性劑。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液還包含交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑選自由硼衍生 物、過硼酸鹽、高錳酸鹽、過碳酸鹽、過硫酸鹽、鐵離子衍生物、鈦衍生物、鋯衍生物、鋁衍生 物、鎂衍生物、和戊二醛組成的組。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液還包含破膠劑，所述破膠劑選自由酸，酸生 成材料，氧化劑，和酶組成的組。
9.權(quán)利要求9的方法，其中所述破膠劑具有涂層。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液還包含活化劑或緩凝劑。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液還包含鹽、殺菌劑、防濾失劑、穩(wěn)定劑、螯 合劑、防垢劑、增粘劑、樹脂、膠結(jié)劑、傳導(dǎo)強(qiáng)度增強(qiáng)劑、或其組合。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液包含乳化劑。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述稠化處理液選自由以下各項(xiàng)組成的組壓裂液、礫石 充填液、酸性液、摩阻減低液、隔離液、隔熱液、導(dǎo)流液、濾失丸、除垢液和化學(xué)清管劑。
14.一種方法，包括提供稠化處理液，所述稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和以足夠在地層中產(chǎn)生或增大至少一個(gè)裂縫的壓力下將所述稠化處理液引入到地層的 至少一部分中。
15.權(quán)利要求14的方法，其中利用水力噴射器將所述稠化處理液引入到地層的至少一 部分中。
16.權(quán)利要求14的方法，其中所述膠凝劑以約0.251bs-約2001bs/1000加侖所述稠化 處理液的量包含在所述稠化處理液中。
17.一種方法，包括提供稠化處理液，所述稠化處理液包含基液，許多支撐劑粒子，和膠凝劑，所述膠凝劑 包含澄清黃原膠；和將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。
18.權(quán)利要求17的方法，還包括以足夠在所述地層中產(chǎn)生或增大至少一個(gè)裂縫的壓力 下將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。
19.權(quán)利要求17的方法，其中所述膠凝劑以約0.251bs-約2001bs/1000加侖所述稠化處理液的量包含在所述稠化處理液中。
20. 一種方法，包括提供稠化處理液，所述稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和 將所述稠化處理液引入到管道的至少一部分中。
全文摘要
提供這樣的方法，包括提供稠化處理液，所述稠化處理液包含基液和膠凝劑，所述膠凝劑包含澄清黃原膠；和將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括以足夠在地層中產(chǎn)生或增大至少一個(gè)裂縫的壓力下將所述稠化處理液引入到地層的至少一部分中。在一些實(shí)施方案中，所述稠化處理液還可以包含許多粒子。在一些實(shí)施方案中，可以將所述稠化處理液引入到管道的至少一部分中。還提供其他方法。
文檔編號(hào)E21BGK101970598SQ200880110326
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者克里斯蒂娜·A·帕金森, 博比·J·博恩斯, 哈羅德·G·華爾德斯, 小特立尼達(dá)·穆尼奧斯, 戴維·尤金·麥克默謝, 托馬斯·D·韋爾頓, 拉杰什·K·薩伊尼, 斯坦利·J·希恩, 杰弗里·L·蒙迪, 理查德·W·保爾斯, 菲利普·C·哈里斯, 西恩·R·比奇, 賈森·E·布賴恩特, 邁克爾·W·桑德斯 申請(qǐng)人:哈利伯頓能源服務(wù)公司