[发明专利]在用粘弹性表面活性剂胶凝化的液体中用于水合物抑制的添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及在烃回收操作过程中使用的含水粘弹性液体，更具体地说，在一个实施方案中，涉及在此类含水粘弹性液体中抑制水合物形成的方法和添加剂。

发明背景

在烃回收操作中，增产液是为增产目的制备的处理液，最普遍的是基质增产液。大多数基质增产液是基于酸或溶剂的，其中盐酸是最常用的酸，这归因于其反应特性和其较易控制性。增产通常涉及恢复或增加油井生产率而进行的处理。增产处理包括两个主要类别：水力压裂处理和基质处理。压裂处理在储油岩层的破裂压力之上进行，并在储油层和井眼之间产生高传导性的流动通道。基质处理在储油层破裂压力之下进行，并通常设计用来在对近井底地带进行破坏之后恢复储油层的原始渗透率。

水力压裂是使用泵排量和水压来使地下岩层破裂或开裂的方法。一旦完成开裂(一处或多处)，将高渗透率支撑剂(相对于岩层渗透率)泵送入裂缝以撑开裂纹。当降低所施加的泵排量和压力或将其从岩层移去时，因为高渗透率支撑剂保持裂纹打开，所以裂纹或裂缝不能完全地闭合或愈合。在压裂酸的情况下，该酸蚀刻岩层表面，产生从该岩层回到该井眼的高传导性流动通道。支撑的裂纹或裂缝提供连接生产井眼与较大岩层区域的高渗透率通道以提高烃的采集。

适合的压裂液的开发是复杂的技术，因为此液体必须同时满足许多条件。例如，它们必须在高温和/或高泵排量和剪切速率下是稳定的，所述高温和/或高泵排量和剪切速率能够引起该液体降解和在压裂操作完成之前过早地沉析出支撑剂。已开发出各种液体，但是大多数商用的压裂液是已胶凝或发泡的水基液体。当该液体是胶凝的时，通常使用聚合物胶凝剂，例如可溶解的多糖，其可以是或可以不是交联的。增稠或胶凝化的液体帮助在压裂操作期间将支撑剂保持在液体内。

用粘弹性表面活性剂(VES)胶凝化的含水液体在本领域中也是已知的。

在一定条件下，聚合物胶凝的液体会形成气体水合物。在岩层流体或天然气或增产和其它处理液中的许多烃，尤其是较低沸点轻质烃已知在各种条件下(尤其是在较低的温度和较高的压力相结合的条件下)与体系中存在的水一起形成水合物。水合物一般以固态形式存在，它们基本上不溶于液体本身。结果是：在增产液或其它液体中的任何固体至少是生产、处理和输送这些液体的障碍。经常的是，水合物固体(或晶体)引起管线或输送线或其它导管、阀和/或安全装置和/或其它设备的堵塞和/或阻塞，导致停机、产量损失和爆炸危险或烃和其它材料不希望地释放进入陆地上或海上的环境中。因此，烃水合物已经对许多工业具有相当大的影响和重要性，尤其是石油和天然气工业。

烃水合物是笼形物，也称为包合物。笼形物是在主体分子和客体分子之间形成的笼式结构。烃水合物通常由晶体组成，该晶体由水主体分子包围在烃客体分子的周围而形成。较小或较低沸点的烃分子，尤其是C1(甲烷)到C4烃及其混合物是更成问题的，因为据信它们的水合物或笼形物晶体较容易形成。例如，乙烷有可能在大约1MPa的压力下在高达4℃下形成水合物。如果压力大约是3MPa，乙烷水合物可以在高达14℃的温度下形成。甚至某些非烃类物质例如二氧化碳、氮气和硫化氢也已知在适当条件下可形成水合物。

存在两种广泛的技术来克服或控制烃水合物问题，即热力学和动力学技术。对于热力学途径来说，存在许多报道或尝试的方法，包括除水、提高温度、降低压力、添加“抗冻剂”到液体中和/或这些方法的组合。动力学途径通常尝试：(a)防止较小的烃水合物晶体聚集成较大晶体(工业中已知为抗聚集和缩写为AA)；和/或，(b)抑制和/或延迟初始烃水合物晶体成核和/或晶体成长(工业中已知为动力学水合物抑制剂和缩写为KHI)。也可以结合起来使用热力学和动力学水合物控制方法。

控制水合物的动力学研究包括使用不同材料作为抑制剂。例如，具有至少四个碳取代基的鎓类化合物(例如铵化合物、鏻化合物、胺氧化物等)用来抑制气体水合物堵塞导管。添加剂例如具有内酰胺环的聚合物也已用来控制液体体系中的笼形水合物。这些动力学抑制剂在本领域中通常标记为“低剂量水合物抑制剂(LDHI)”。

因此，如果找到了新型气体水合物抑制剂，它们与已知的气体水合物抑制剂相比将产生相当的或改进的结果，则是合乎需要的。如果一种组合物和方法可以设计用来抑制含水的VES胶凝的液体形成水合物，则也将是合乎需要的。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供已被抑制形成水合物的含水、非聚合物、粘弹性增产液。