增稠的粘弹性流体及其用途制造技术

本发明专利技术一般性涉及一种粘弹性流体、增稠的酸组合物等以及使用所述胶凝的组合物的方法。本发明专利技术的增稠的组合物可有用地用于增产和/或改变地下地层的渗透率的方法中，用于钻井液、完井液、修井液、酸化液、压裂、砾石充填等中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增稠的粘弹性流体及其用途专利
本专利技术一般性涉及增稠的粘弹性组合物及其用途。本专利技术的凝胶由包含芥酰胺基丙基羟基丙基磺基甜菜碱的胶凝剂增稠。专利技术背景本专利技术一般性涉及粘弹性组合物、增稠的酸凝胶以及该增稠凝胶的用途。例如，酸增稠的溶液可有用地用于清洁配制剂如硬质表面清洁剂、抽水马桶清洁剂、工业清洁剂等中，以及油田应用如井增产中。这些以及其他用途是本领域技术人员所知晓的。本专利技术组合物尤其可用于油田应用中。烃通过钻探穿透含烃地下地层从而为油提供到达表面的分流道的井而获得。为了使油由所述地层到达井眼，在地层和井眼间必须存在流道。该流道通过地层岩石且具有足够尺寸和数量的孔隙以允许引导油流运动通过该地层。油产量下降的一个常见原因是地层损害，这堵塞了岩石孔隙且阻碍油流至井眼，最终阻碍其流至表面。该损害通常由在井眼中故意注入其他流体而导致。即使在钻井后，一些钻井液仍保留在井眼附近的地层区域中，其可脱水并在井眼上形成涂层。该涂层的自然效果是降低了油从所述地层沿井眼方向运动的渗透率。当地层孔隙的尺寸小以至于油仅非常缓慢地朝井眼迁移时，这构成油产量下降的另一原因。在这两种情况下，均希望改善地层的低渗透率。井增产是指用于提高含烃地层的渗透率的各种技术。通常使用三种常规井增产技术。第一种包括将化学品注入井眼中以与渗透性破坏材料如井眼涂层反应并将其溶解。第二种方法需要将化学品经由井眼注入地层中以与小部分地层反应并将其溶解，由此产生烃流动至井眼的替代流道。这些替代流道重新引导油流绕过地层的低渗透性区域或损害区域。第三种技术(通常称为压裂)包括在足以使地层实际破裂的压力下将化学品注入地层中，由此形成大的流道，其中烃可更容易地经由该大流道由所述地层运动至井眼。本申请的增稠的粘弹性流体还用于水力压裂、砾石充填和本领域技术人员已知的其他井增产技术中。此外，本专利技术的酸增稠的流体可有用地用于各种家用和工业清洁剂中，包括但不限于洗涤剂组合物、抽水马桶清洁剂、硬质表面清洁剂、油脂分割组合物等。专利技术简述本专利技术一般性涉及一种粘弹性流体、增稠的酸组合物等以及所述胶凝组合物的使用方法。本专利技术的增稠的组合物可有用地用于增产和/或改变地下地层的渗透率的方法中，用于钻井液、完井液、修井液、酸化液、压裂、砾石充填等中。此外，本专利技术的酸增稠组合物也可用于清洁配制剂、水基涂料、洗涤剂配制剂、个人护理配制剂、水基沥青配制剂等中。专利技术详述本专利技术一般性涉及粘弹性组合物或流体，以及所述流体/组合物的使用方法。本专利技术的增稠的组合物可有用地用于增产和/或改变地下地层的渗透率的方法中，用于钻进液、完井液、修井液、酸化液、砾石充填、压裂等中。此外，本专利技术的增稠的组合物也可用于清洁配制剂、水基涂料、洗涤剂配制剂、个人护理配制剂、水基沥青配制剂等中。粘弹性是钻井液、修井液或完井液和增产液中所需的流变特征，其可由流体改性剂如聚合物试剂和表面活性剂胶凝剂提供。粘弹性流体为具有弹性行为和粘性行为的那些。弹性定义为材料对所施加的应力的瞬时应变(形变)响应。在应力移除后，材料回复其未形变的平衡状态。该类行为与固体有关。另一方面，粘性行为定义为由所施加的应力所导致的连续形变。不久后，形变速率(通常为剪切速率或应变速率)变得稳定。在应力移除后，材料不回复其初始的未形变状态。该类行为与液体有关。粘弹性流体的行为可如粘性流体或弹性固体那样，或者为二者的组合，这取决于施加在该体系上的应力和观察的时间标度。粘弹性流体在施加应力后立即显示出弹性响应。在初始的弹性响应后，应变松弛且流体开始以粘性方式流动。据信流体的弹性行为非常有助于固体颗粒的传输。粘弹性流体的粘度也可随所施加的应力或应变速率而变化。在剪切形变的情况下，非常常见的是流体粘度随剪切速率或剪切应力的增大而降低。该行为通常称为“剪切稀化”。由表面活性剂所导致的流体粘弹性自身可体现为剪切稀化行为。例如，当该流体通过泵或者处于旋转钻头的附近时，所述流体处于高剪切速率环境下且粘度低，从而导致低摩擦压力并节约泵送能量。当剪切应力降低时，流体回复至较高粘度的状态。这是因为粘弹性行为是由流体中的表面活性剂聚集所导致的。这些聚集体调节流体的状态并在不同的剪切应力下形成不同的聚集形状。因此，可存在具有如下行为的流体：在低剪切速率下为高粘度流体，而在较高剪切速率下为低粘度流体。低剪切速率下的高粘度对固体传输而言是好的。粘弹性流体的弹性部分自身也可体现在屈服应力值中。这允许与具有相同表观粘度的粘性流体相比，粘弹性流体将不溶性物质如砂或钻屑悬浮更长的时间。过高的屈服应力对钻井而言是不好的，因为这可使得钻头的重启非常困难且导致所谓的“卡钻(stuckpipe)”情况。粘弹性流体在油井钻探应用中的另一功能是改变渗透率。从油藏中二次采油包括借助人工装置补充油藏中固有的天然能量以采油。例如，当油储存在多孔岩石中时，通常通过驱动加压流体如盐水经由一个或多个钻孔(注入井)进入油藏地层中以迫使油运动至可将其采出的井眼处而采油。然而，岩石通常具有高渗透率区域和低渗透率区域。注入的盐水可指进通过高渗透率区域，从而留下处于低渗透率区域中的未开采的油。本专利技术的含水粘弹性流体包含至少一种胶凝剂和/或具有如下通式的粘弹性表面活性剂：其中R1为具有约17至约29个碳原子，在另一实施方案中为约18至约21个碳原子的饱和或不饱和烃基。在一个实施方案中，R1为衍生自具有约1至约140，在另一实施方案中为约30至约90，在另一实施方案中为40至约70的碘值的天然脂肪或油的脂肪族脂族基团。R1可限于单一链长或者可为混合链长，例如衍生自天然脂肪和油或石油原料那些基团。实例为牛油烷基、硬化牛油烷基、菜籽油烷基、硬化菜籽油烷基、妥尔油烷基、硬化妥尔油烷基、椰油烷基、油基、瓢儿菜基(erucyl)或大豆油烷基。R2和R3各自独立地选自具有1至约6个碳原子，在另一实施方案中具有1-4个碳原子，在又一实施方案中具有1-3个碳原子的直链或支化的烷基或羟基烷基。R4选自H、OH、具有1至约4个碳原子的烷基或羟基烷基；在另一实施方案中，为乙基、羟基乙基、OH或甲基。对其余取代基而言，k为2-20，在另一实施方案中为2-12，在又一实施方案中为2-6，在又一实施方案中为2-4的整数；m为1-20，在另一实施方案中为1-12，在又一实施方案中为1-6，在又一实施方案中为1-3的整数；且n为0-20，在另一实施方案中为0-12，在又一实施方案中为0-6，在又一实施方案中为0-1的整数。本文所公开并描述的胶凝剂为可单独添加的表面活性剂或者其可用作本专利技术含水增稠组合物中的主要组分。本专利技术所设想的胶粘剂实例包括但不限于选自如下组的那些：芥酰胺基丙基羟基丙基磺基甜菜碱、芥酰胺基丙基羟基乙基磺基甜菜碱、芥酰胺基丙基羟基甲基磺基甜菜碱及其混合物等。芥酰胺基丙基羟基丙基磺基甜菜碱(也称为芥酰胺基羟基丙基磺基甜菜碱)为可有用地用于本专利技术粘弹性流体中的胶凝剂的实例。在制备本专利技术胶凝剂的示例性方法中，使芥酰胺基丙基羟基丙基磺基甜菜碱、N-(3-二甲氨基丙基)芥酰胺与3-氯-2-羟基-1-丙磺酸钠(HOPAX，“CHOPSNA”)在SCA40B乙醇(助溶剂1)、去离子水(助溶剂2)、丙二醇(助溶剂3)和NaOH存在下于N2下反应。将所述反应混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.05 EP 11180016.5;2011.05.23 US 61/489,0581.一种含水粘弹性流体，其包含至少一种胶凝剂组合物，其中所述胶凝剂组合物包含至少一种如下通式的粘弹性表面活性剂：其中R1为具有17至29个碳原子的饱和或不饱和烃基；R2和R3各自独立地选自具有1至6个碳原子的直链或支化的烷基或羟基烷基；R4选自H、OH、具有1至4个碳原子的烷基或羟基烷基；k为2-20的整数；m为1-20的整数；且n为0-20的整数；和包含水、一元醇和多元醇的溶剂体系，其中所述一元醇为乙醇且所述多元醇为丙二醇；其中所述胶凝剂组合物中的所述一元醇与所述多元醇的重量对重量之比为1.0至2.2，所述胶凝剂组合物的含水量为15重量％或更高，且乙醇与水的重量对重量之比为1.0至1.175。2.根据权利要求1的流体，其中R1为具有18至21个碳原子的饱和或不饱和烃基；R2和R3各自独立地选自具有1至3个碳原子的直链或支化烷基或羟基烷基；R4选自H、具有1至3个碳原子的烷基或羟基烷基；k为2-6的整数；m为1-6的整数且n为0-6的整数。3.根据权利要求1的流体，其包含10重量％至16重量％的丙二醇和16重量％至22重量％的乙醇；其中乙醇+丙二醇的总重量％为30重量％至35重量％。4.一种井增产液，其包含0.5％至10％的权利要求1的含水粘弹性流体。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·加德贝瑞，M·J·恩格尔，J·D·诺瓦克，J·周，王晓彧，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔化学国际公司，
类型：
国别省市：