[发明专利]用于井处理的可降解纤维体系及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及使用包含纤维成分的材料用于处理地下地层的组合物和方法。

背景技术

本部分做出的声明仅仅提供涉及本公开的信息且可以不构成现有技术，其可以描述说明本发明的一些实施例。

可降解纤维材料已经用在很多用于支撑剂的运输、液压压裂的分流、以及碳酸盐的酸化的油田应用中。最近，纤维材料已经用于钻井操作期间的循环液漏失中。

在大多数的应用中选择聚乳酸（polylactic acid，PLA）作为纤维，因为它具有所需要的降解和机械性质。与其它可降解材料相比聚乳酸还是可容易提供的且更具成本效益。但是，聚乳酸具有大约100℃的温度上限，高于此温度PLA纤维易于快速降解。可降解聚合物体系的实例在美国专利7,275,596、7,380,600、7,380,601、7,565,929中，以及欧洲专利1556458中有描述。

因此，需要提供一种可降解纤维体系，其可以在已知纤维体系不能成功使用的温度下使用。

发明内容

通过引导处理液通过井筒进入地层来处理由井筒穿透的地下地层的方法，其中地层具有至少70℃的围绕井筒的地层温度。处理液包含水和由聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚脲、以及这些材料的共聚物中的至少一种高温聚合物形成的一定量的纤维。每一种所述高温聚合物的特征在于：具有在pH为5至9的水中在温度低于80℃下基本上不降解的性质。处理液进一步包含纤维降解促进剂，其在地层温度下促进纤维的降解。

在具体的实施方式中，所述高温聚合物可以选自尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,12、尼龙11、多肽、聚氨酯、聚脲、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基羧酸、聚氨基酸、以及它们的共聚物中的至少一个。

在一些应用中，下述（1）至（4）中的至少一个特征可以是实际存在的，其中（1）纤维降解促进剂由一种材料形成，所述材料与纤维一起混合在处理液中并且在地层温度下在处理液中经至少一小时的期间释放纤维降解促进剂；（2）纤维降解促进剂被包含（incorporated）在至少一些纤维中；（3）纤维降解促进剂被封装在封装材料之内；以及（4）纤维降解促进剂形成为在地层温度下降解的降解聚合物。

纤维降解促进剂可以在一些情形中形成为降解聚合物，其在地层温度下容易降解用以释放纤维降解材料，所述降解聚合物与所述高温聚合物共挤出（coextrude）用以形成纤维。纤维降解促进剂可以形成纤维的芯，高温聚合物围绕该芯。

纤维降解促进剂可以由下述（1）至（4）中的至少一种形成：其中（1）选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁、氧化镁以及氧化锌中的至少一种碱；（2）选自油酸、苯甲酸、硝基苯甲酸、硬脂酸、尿酸、脂肪酸、以及它们的衍生物中的至少一种酸；（3）选自溴酸盐、过硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐、高氯酸盐以及过硼酸盐中的至少一种氧化剂；（4）选自由乳酸、乙醇酸、氯乙烯、邻苯二甲酸、以及它们的组合形成的聚合物和共聚物中的至少一种聚合物。

在一些实施方式中，纤维降解促进剂可以以从大约1:1至大约1:100的重量比与高温聚合物一起使用。处理液可以进一步包含支撑剂。可以选择纤维降解促进剂使其不形成二酸。

本发明还包括一种组合物，用于处理具有至少70℃的地层温度的地下地层的井。所述组合物包含水和由聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚脲、以及这些材料的共聚物中的至少一种高温聚合物形成的一定量的纤维。每一种所述高温聚合物的特征在于：具有在pH为5至9的水中在温度低于80℃下基本上不降解的性质。组合物进一步包含纤维降解促进剂，其在地层温度下促进纤维的降解。

在组合物的具体的实施方式中，所述高温聚合物可以选自尼龙6、尼龙6,6、尼龙6,12、尼龙11、多肽、聚氨酯、聚脲、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚羟基羧酸、聚氨基酸、以及它们的共聚物中的至少一种。

在一些组合物中，下述（1）至（4）中的至少一个特征可以是实际存在的，其中（1）纤维降解促进剂由一种材料形成，所述材料与纤维一起混合在处理液中并且在地层温度下在处理液中经至少一小时的期间释放纤维降解促进剂；（2）纤维降解促进剂被包含进至少一些纤维中；（3）纤维降解促进剂被封装在封装材料之内；以及（4）纤维降解促进剂形成为在地层温度下降解的降解聚合物。

纤维降解促进剂可以在一些情形中形成为降解聚合物，其在地层温度下容易降解用以释放纤维降解材料，所述降解聚合物与所述高温聚合物共挤出用以形成纤维。纤维降解促进剂可以形成纤维的芯，高温聚合物围绕该芯。