[发明专利]包含纤维素醚的井眼维护液

说明书

发明领域

本发明涉及选自水泥制剂、陶瓷、金属加工液和切削液以及特别是井眼维护液(wellbore servicing fluid)的包含纤维素醚的组合物，并涉及纤维素醚用于改变这样的组合物的粘度的用途以及新的纤维素醚类。

发明背景

在含水或烃类地带中的水或烃类(例如油和天然气)，可以通过在陆地或海底钻入地面中的穿透到含水层或含烃地层中的井眼来取得。这样的井眼可用于生产水或烃类，或作为注入井注入流体例如水或气体，以驱动相关流体进入生产井眼。典型情况下，这样的井眼必须被深深地钻入地面中。通常，井的深度越大，地层的自然温度越高。

在钻出裸井后，下一步被称为“完成”井眼。井眼有时是完成的裸井，即在与生产地层相邻的位置处没有注水泥套管。然而，更典型情况下，作为完井过程的一部分，将被称为“套管”的金属管放置在裸井中并用水泥固定在位。当井眼穿透到地层的含烃或水的地带中时，可以将套管穿孔以允许地带与井眼之间的流体连通。井眼穿透的能够生产烃类的含烃类地带的区段被称为“生产区段”。通过使用井下工具例如封隔器或塞子，或者通过使用其他技术例如形成砂堵或在穿孔中放置水泥，套管也能分开或隔离井眼的一个或多个生产区段。

无论井眼是裸井还是装有套管，通常利用各种方法来完成井眼，以为烃类生产或采水做准备。例如，一种常用方法是砾石充填，以帮助防止砂和细粒随着生产的烃类流入井眼。促进烃类产物从含烃类地带流出的常用方法的另一个实例是地层的水力压裂。这种方法通常被称为“液压破碎(fracking)”，其为烃类从含烃类地层向井眼流动提供改进的流动路径。

在井已经完成并投产后，时常通过进行重大维护或修复处理修井是有帮助的。修井包括井的增强和修复，以帮助恢复、延长或增强烃类生产或采水。在井维护或维修期间，可以使用各种处理方法，包括例如砾石充填或水力压裂。

所有这些方法，从钻井眼到水泥灌浆、到完井、到修井，都使用适合的流体。在最初井眼的钻孔和建造期间，流体通常被称为处理液、完井液或修井液。当在本文中使用时，“处理液”包括不论是在钻孔、完井、维护、维修还是任何其他这样的阶段期间引入到井眼中的任何适合流体。这些处理液，通常也称为“维护液”(servicing fluid)，典型是包含流变改性剂和/或降失液(fluid loss)调节剂的水基流体。

在水基维护液中，使用广泛种类的水溶性或水溶胀性聚合物，例如纤维素醚类、淀粉、瓜尔胶、黄原胶，以及丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成的聚合物和共聚物。

美国专利号4,784,693公开了具有2-4wt.％的疏水取代度、1.5-4的MS(羟基乙氧基)取代度和以1wt.％水溶液测量的300-500cps的粘度的疏水改性的羟乙基纤维素的用途，其用于石油钻探中。

美国专利号4,529,523公开了疏水改性的纤维素醚类，例如具有约1wt.％的疏水取代度、2.5的MS(羟基乙氧基)取代度和50,000-1,000,000、优选约150,000-800,000的分子量的疏水改性的羟乙基纤维素的用途，其作为注水介质。

美国专利号4,228,277公开了用具有10至24个碳原子的长链烷基取代的非离子型羟乙基或羟丙基纤维素醚，所述取代基的量在约0.2wt.％至使所述纤维素醚在水中的溶解性低于1wt.％的量之间。所述产品据说与它们的未改性纤维素醚对应物相比，表现出改进的增粘效果。

美国专利号4,892,589公开了一种水泥灌浆组合物，其包含水硬性水泥和作为降失液剂的水溶性、非离子型疏水改性的羟乙基纤维素。

美国专利号5,407,919公开了一种双取代的阳离子水溶性纤维素醚，其用具有8至18个碳原子的烷基进行疏水基改性，并用三甲基或三乙基铵基团进行阳离子取代。这种阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素的分子量描述为10,000至500,000道尔顿。在该专利中描述的阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素聚合物可用于化妆品、个人护理和制药应用中。

美国专利申请2007/0031362A1公开了一种双取代的阳离子水溶性纤维素醚，其用具有8至18个碳原子的烷基进行疏水基改性，并用三甲基或三乙基铵基团进行阳离子取代。这种阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素的聚合度描述为4,000至10,000。在该专利中描述的阳离子疏水基改性的羟乙基纤维素聚合物可用于化妆品、个人护理和制药应用中。