[发明专利]包含瞬态聚合物网络的处理流体

说明书

背景技术

本发明涉及用于处理地层(地下地层)的方法。更特别地，在某些实施方式中，本发明涉及在地下应用中利用包含瞬态聚合物网络的处理流体的方法。

在今天的向下打眼技术中，大部分的井已经实现大于15,000ft(4.6km)的深度，结果，大多数先前设计的设计用于更浅井的处理流体和添加剂可能不能在通常与更大深度的井相关的温度和压力下适当地进行。超过15,000ft(4.6km)的深度的井经常涉及更高的温度和压力，迫使需要将在这些深度执行的流体和添加剂。除了高的温度和压力之外，在这些深度完成的井经常产生如二氧化碳(CO₂)或硫化氢(H₂S)的流体。

聚合剂，例如阳离子聚合物、高分子量聚丙烯酰胺聚合物、多糖、合成聚合物等先前已经被加入到处理流体，以获得对于各种地下处理的期望性能。这样的处理包括，但不限于，钻井、刺激处理(例如压裂处理、酸化处理)和完井操作(例如，沙砾控制处理，如砾石填充)。如本文中所使用的，术语“处理”或“处置”指的是利用流体结合期望的功能和/或用于期望的目的的任何地下操作。术语“处理”或“处置”并不指通过流体或其任何特别组分的任何特别作用。

传统的处理流体可分为两类。这样的分类包括基于油的处理流体和基于水的处理流体。过去，认为基于油的处理流体具有优于基于水的处理流体的一些优越性能特性。然而，使用基于水的处理流体更经济且更少破坏地层和环境。

认为基于油的处理流体具有期望特征的一个原因是，它们更好地维持足够的页岩抑制。适当的页岩抑制在防止井眼不稳定性中是重要的。在水敏感地层中使用基于水的处理流体时，这样的流体经常引起不足的页岩抑制。所得的粘土膨胀可能产生以降低的速度泵送的负载固体的处理流体，导致基于水的处理流体的较差的性能。此外，粘土可以损坏用于地下操作的设备，并且减低操作的整体效能。在极端的情况中，粘土可能封锁地层部分，导致生产损失。与基于水的处理流体有关的另外的问题是它们与重盐水的不相容性。

对于评估用于给定用途的处理流体的实用性的重要的考虑可以包括流体的流变学参数。对于用作地下处理流体，流体通常应当能够维持适于期望操作的特定粘性。例如，钻孔流体优选具有足够的粘性，以能够支持并将钻屑运送至表面，而不是如此粘稠以至于干扰钻井操作。增加的粘性可以导致钻柱有问题的粘附，且增加的循环压力可以有助于在地层中的丧失循环问题。粘土在这样的处理流体中常用作维持足够粘度的方式。这些粘土可能在流体中典型地需要强有力的搅拌，以到达充分活性状态并提供粘度的增加。可能要求快速制备用于装运至钻孔操作的流体的时间压力。因此，当使用粘土时，可能出现不足的剪切和过处理。

如果它们可以保持基于油的处理流体的性能，同时维持利用基于水的处理流体的许多益处，则不包含亲有机物质粘土的含水处理流体可能提供许多优势。

发明内容

本发明涉及用于处理地层的方法。更特别地，在某些实施方式中，本发明涉及在地下应用中利用包含瞬态聚合物网络的处理流体的方法。

在一个方面中，本发明提供一种方法，包括：提供包括含水基础流体(水性基础流体，含水碱性流体)和瞬态聚合物网络的处理流体，并且将处理流体置于地层中。

在另一个方面中，本发明提供了一种方法，包括：提供包括含水基础流体和瞬态聚合物网络的钻孔流体；并且利用钻孔流体以在地层中钻孔井眼的至少一部分。

在另一个方面中，本发明提供了一种方法，包括：提供包含含水基础流体和瞬态聚合物网络的处理流体；将处理流体引入到地层中；使得处理流体悬浮(混悬)并从井眼将颗粒携带至位于地层上方的井位点(井点，井位置，well site)的表面；将水泥组合物引入到地层中；以及使得水泥进入井眼。

在另一方面，本发明提供一种地下处理流体，包括：含水基础流体和瞬态聚合物网络。

在阅读下列实施方式的描述后，本发明的特征和优点对于本领域技术人员将容易地显而易见。

附图说明

这些附图说明了本发明的一些实施方式的某些方面，并且不应当用于限制或限定本发明。

图1是包含瞬态聚合物网络的处理流体中的粘度的示图。

图2是在本发明中公开的瞬态聚合物网络的示图。

图3是包含瞬态聚合物网络的流体与不包含瞬态聚合物网络的各种其他流体的流变学性能的示图。

图4是包含瞬态聚合物网络的流体与包含非缔合聚合物的流体的流变学性能的示图。