[发明专利]油田处理流体

说明书

发明背景

本公开内容大体上涉及修井眼流体(well bore servicing fluid)，和更特别地涉及使用包含甜菜碱单元的聚合物对修井眼流体进行增粘。

在过去，钻井和开发操作使用大量的淡水。在一些区域，获得用于这些操作的淡水因为水的短缺和政府调控而变得更加昂贵和困难。另一方面，从烃类井中可产生大量产出水。通常，必须以显著成本对该产出水进行处置。考虑到井操作所需要的淡水体积，则收回产出水并将其用作修井流体的能力可减轻井操作对淡水短缺的影响，降低污染淡水储量的环境关注，并潜在地降低修井操作的成本。

然而，产出水通常具有高浓度的总溶解固体(“TDS”)，包括高盐度和硬度的内容物。许多常规增粘聚合物，包括聚丙烯酰胺基减阻水压裂聚合物，在这类高盐度水中、尤其是在例如铁(通常存在于产出水中)的金属存在时运行得不好。此外，在修井流体中通常使用的许多表面活性剂因为高TDS含量而降低在产出水中的溶解度。表面活性剂的溶解度下降，可增加混合时间和/或降低增粘聚合物在产出水中的增粘效果。因此，在本领域中需要进步以发现新颖的增粘体系，该新颖的增粘体系在产出水中、尤其是在具有相对高的TDS含量的产出水中工作良好。

在2010年8月5日公布的悬而未决的美国专利申请公布号2010/0197530(‘530申请)中，D.V.Satyanarayana Gupta等人公开了使用包含甜菜碱单元的聚合物用于对烃类井流体进行增粘，将其全部内容通过引用并入本文中。该申请公开了一种在天然气或油田井中使用的修井流体。该修井流体包含水性盐水介质和两性离子聚合物。通过对包含甜菜碱基团的至少一种单体A_b和任选的一种或多种非离子单体B_a进行聚合制备该两性离子聚合物。在‘530申请的实施例中使用的盐水是原料完井盐水(stock completion brine)，其为无显著量的污染物如通常在产出水中所含有的铁、钡、锶、硫酸盐和其它污染物的高纯盐水和混合物。

使用间歇混合方法可将‘530申请的两性离子聚合物与盐水混合。例如，在间歇方法中可将盐水在高剪切下与表面活性剂如聚芳基苯基醚硫酸酯的铵盐混合约15分钟，直至达到期望的流体粘度。

在本领域中众所周知，可以将井流体在它向下打眼泵送时“实时”(on the fly)混合。实时方法通常涉及将组分如增粘聚合物进行混合，持续比间歇混合方法相对短的时间间隔，并然后向下打眼泵送井流体。为了实时混合流体，可使用表面活性剂以允许增粘聚合物快速混合，且由此允许修井流体快速达到合适粘度。使增粘聚合物实时混合的能力可具有特定的优势，包括相对于间歇混合方法节省时间和/或允许降低混合设备的尺寸和成本。在间歇或实时混合方法中使用增粘聚合物的能力也提高了方法的灵活性。

因此，需要用作修井眼流体的改进的增粘剂，其呈现一种或多种如下性能：降低的混合时间、在高盐度水或产出水中允许实时混合的能力、在产出水中良好的增粘能力、在产出水中在升高的温度下良好的流变稳定性、在相对高离子强度下良好的稳定性和/或在相对含盐介质如具有高的总溶解固体的产出水中良好的稳定性；对于包含相对高离子强度的介质如含盐介质、包括高度含盐介质的良好增稠能力和/或在低聚合物含量下的增稠能力。

发明概述

本公开内容的实施方案涉及一种方法，该方法包括：对(i)两性离子聚合物、(ii)表面活性剂和(iii)产出水进行混合以形成修井流体，所述(i)两性离子聚合物通过对包含甜菜碱基团的至少一种单体A_b和任选的一种或多种非离子单体B_a进行反相乳液聚合而制备。将所得的修井流体引入到烃类井中。

本公开内容的另一实施方案涉及维修(servicing)烃类井的方法。该方法包括将流体引入到烃类井中，所述流体包含：(i)两性离子聚合物，所述两性离子聚合物通过对包含甜菜碱基团的至少一种单体A_b和任选的一种或多种非离子单体B_a进行反相乳液聚合而制备；(ii)表面活性剂，所述表面活性剂选自C₄-C₁₂烷基醚硫酸铵、C₄-C₁₂烷基醚磺酸铵和C₄-C₁₂烷基醚磷酸铵；和(iii)水性基含盐溶液。

附图简述

图1-9说明根据本公开内容实施方案的多种混合物的粘度数据。