降低用于石油和天然气采掘的聚合物稠化含水体系粘度的方法技术

提出了一种新的降低在石油和／或天然气勘探与生产中优选用亲水性聚合物稠化的水相粘度的方法。对于此目的，降低是通过形成稀液状乳液而实现的，采用水作为连续相，乳液通过加入至少一种表面活性组分到体系中而形成，其中该体系由稠化钻井液和油相组成，该油相存在于储层和／或被引入储层。将油相和水相之间的增溶剂以及特别是非离子型表面活性剂、阳离子表面活性剂和／或两性表面活性剂用作优选的表面活性组分。除了表面活性组分外，使用更多的组分是可能的，其为反乳化剂、防乳化剂、共－表面活性剂或表面张力改进剂。借助于该方法，在油相的同时存在下，水相能取代为稀液状体系，最终排放到地面上，由此能有效地清除相关的井。从在成本效益和环境方面的角度而言，完全无需使用化学物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新的降低在石油和/或天然气的勘探和生产中的以聚合物稠化的水相粘度的方法。
技术介绍
在各种各样的油井处理和增产液中使用稠化聚合物在石油和天然气矿床的勘探和生产中很普遍。用于各种情况的聚合物的重要性各不相同首先，例如将它们在钻井液中产生剪切稀化流变作用从而能更好地去除钻屑或，例如就所谓流体损耗丸剂(fluid loss pills)的情况来说，实现滤液控制，这减少了钻井液经由坚井墙的渗出。在所谓的压裂液情况下，其粘度防止砂(“支撑剂”)过早地从流体中沉出，其中的砂作为工艺的一部分被引入岩层的开放裂缝和裂隙中。此外，用于破开岩层的压力能在破裂期间更加容易地积聚，特别是在所谓用稠化流体的水力压裂期间。(“Composition and Properties ofDrilling and Completion Fluids”，第5版，Darley H.C.H. & GrayG.R.，Gulf Professional Publishing，Houston，1983和“OilfieldChemicals”，FinkJ.K.，Gulf Professional Publishing，Houston，2003)。 实际上在所有用聚合物稠化含水体系也就是“基于水”的(勘探)操作中，最终必需将钻井液从井中去除，其粘度能被降低是非常合乎需要的。对此可能存在各种原因，例如通过更简单方法从井中回收钻井液和/或以免堵塞岩石孔隙，这在随后负面影响储层岩石的生产率。这将对其本身有利，特别是通过对石油和天然气具有弱渗透性的坚井墙，因为岩石的孔隙和通道被稠化水溶液或聚集在储层岩石上的稠化生物聚合物分子所全部或部分阻塞，从而降低了它的烃渗透性，这具有同样的缺点。 通常采用不同的方法来降低用聚合物稠化的含水体系的粘度首先，聚合物链能通过氧化解裂或由热分解而降解；第二，借助于化学物质或酶手段水解聚合物链是可能的，其中使用了强无机酸和水解酶。 将用作过氧化物来源和引发聚合物链自由基解裂的碱金属过氧化物用于聚合物链的氧化降解。其中过氧化物以微囊形式存在并作为所谓“内部破胶”加入稠化钻井液的变化形式是已知的。用温度诱发或借助于酸活化而实施裂解而由此具有时间滞后(US6,861,394)也是可能的。在热分解中，把储层(reservoir)的温度上升用于热降解聚合物。 在化学物质水解中，通常将强无机酸如盐酸泵抽入井中。该酸组分通过pH的变化，并且也借助于在地下岩层中占优势的上升的温度而引发了水解裂解。聚合物和通常生物聚合物及其衍生物的酶法降解当然仅仅在对应的酶制剂可获得时是可能的，然而，在实践中并不总是这样的情况。另外，许多酶体系高度敏感，并且例如由比较高的温度而变性并由此失去它们的催化活性。如存在时，即使在高离子浓度存在下，例如在用于完成操作的盐溶液中，酶制剂具有较少的用途。 上述的两种用于聚合物降解的氧化和水解过程的进一步决定性的缺点是由于也可能形成沉淀的不溶性聚合物片段(参见“HighPerformance Fracture Fluid outperforms Conventional Fluids”；Palmore L.等人，World Oil，2003年6月，第42到46页)。尽管粘度可通过聚合物的降解而降低，由产生的碎片的岩层孔隙堵塞以及由此岩层损害的问题总体上仅以不令人满意的方式解决了。 在石油技术中在加工技术方面一流的是其中稠化水相的粘度一经与从岩层采出的油接触就降低的变形形式。然而，迄今为止，专有的所谓粘弹性表面活性剂体系(VES)能够实现这一点，因为一经与油接触，大多数“棒状的”或“蠕虫状”的胶束不稳定，粘度形成结构元件因此被破坏。由于这种行为相当实用的重要性，公开了许多涉及在油田勘探中使用VES的出版物和专利。在本文中例如可提到下列专利US4,965,389，US2002/0033260，US2003/0236174，US6,762,154，WO98/56497A，US5,964,295和US6,509,301。 即使认为是特别适宜的VES体系已经证明在基于水的钻井液和特别是盐水和压裂液中仅部分有用。通常，事实上高表面活性剂浓度对于实现充分的稠化是必需的。此外，用VES稠化的溶液通常具有仅仅极小的热稳定性，和因为表面活性剂从水相中分离而降稀液状。另外，特别是对于所谓的盐水，要求非常特殊的表面活性剂配方，因此这样的配方还仅可以用于非常特殊的体系中，即，取决于所用的盐和非常狭窄范围的忍受的盐浓度。总之，可以说为了满足实践中的要求许多不同的产品是必需的，这从经济角度而言，当然也被认为是负面的。 相反，稠化聚合物特别是来自生物来源的那些长时间被证明在实践中有用，它们因此广泛被用作石油和天然气勘探中稠化含水体系的标准产品。生物聚合物具有非常广泛的用途，与不同组分的不同水基钻井液相比非常耐受。从成本的角度而言，聚合物粘度形成剂通常优于VES。目前，因此将稠化聚合物用于井内操作的许多含水体系中例如钻井液中，而且在钻开油层钻井液(drill-in fluids)中，即用于含烃岩层的勘探钻井的钻井液，在流体损耗丸剂中，即通常仅以钻井液的相对低的体积份数加入的高度稠化钻井液，和完井液(盐水流体损耗丸剂)中。稠化聚合物的使用在水力压裂流体中，在修井液或在酸液中也是可能的。
技术实现思路
在本文中，稠化“亲水性”聚合物理解为所有天然的和非天然来源的、非交联或交联的聚合物，将其用于稠化水相。这还包括用于地下勘探和生产的含盐体系(所谓盐水)、酸和更加复杂的水基钻井液，它可另外包括进一步的功能添加剂。 用亲水聚合物稠化的含水体系的粘度不能通过与油如特别是原油接触而降低。相反地，存在这样的危险，即将形成由水相和油相组成的稳定的浓稠乳液，与之相关的在用于生产烃的完井中的重要问题。因此，在钻孔的产油层，所谓的“产油气带”中形成稳定的浓稠乳液可能对整个井的产率有破坏效果。 在本文中，术语“油”理解为不与水混溶的，作为纯物质，并与水形成两相体系的憎水液体的含义。根据该定义，油类包括原油、柴油、矿物油、酯油、天然油和甘油三酯形式的脂肪、饱和及不饱和合成油、内烯烃和α-烯烃，还有聚丙二醇及其化学衍生物和各种油类型的混合物。 根据所述的现有技术及相关缺点，本专利技术的目标在于提供一种降低在石油和/或天然气勘探、增产(stimulation)、和/或生产中聚合物稠化的水相粘度的改进方法。对于降低地层损害和后续的单位时间内产出石油和天然气的量的损伤，若通过该方法能通过与油接触而降低用亲水聚合物稠化的含水体系的粘度成为可能，这是合乎需要的。该新方法应当能够以技术上简单的方式实施，并且尤其是因此还是经济的。 此目标通过相应方法得以实现，其中降低是通过形成稀液状(dunnflussigen)乳液而实现的，以水作为连续相，该乳液通过将至少一种表面活性剂组分a)加入由用聚合物稠化的相和油相组成的体系而形成，其中的油相包括存在于储层中的油和/或以及引入储层的油。 令人惊讶地，已经发现，通过将表面活性化合物引入由特别是亲水聚合物稠化的含水体系，并同时存在油相，含水体系的粘度可通过形成乳液而降低，且后者可被代替为稀液状体系，并最终从地基岩层排出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在石油和／或天然气勘探、增产和／或生产中降低用聚合物稠化的水相粘度的方法，特征在于降低是通过形成以水作为连续相的稀液状乳液而实现的，该乳液通过加入至少一种表面活性组分ａ）到体系中而形成，其中该体系由用聚合物稠化的水相和油相组成，该油相是存在于储层的原油和／或是被引入储层的油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J海德拉斯，A戈森，J普兰克，P朗格，G凯尔霍费尔，G胡贝尔，
申请(专利权)人：巴斯夫聚合建材有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]