[发明专利]使用水力压裂液产生石油的组合物及方法

说明书

本申请公开了一种用于油田应用的水力压裂液，该水力压裂液包含球形珠粒形成用液体组合物，该球形珠粒形成用液体组合物的特征在于初级液体前体和次级液体前体，该初级液体前体的特征在于胶束形成用表面活性剂、珠粒形成用化合物以及不含固体的液体溶剂；以及该次级液体前体的特征在于一种或多种固化剂以及一种或多种共固化剂。

技术领域

本公开涉及用于油田应用的水力压裂液。更具体而言，本公开涉及用于改善油和气体回收的水力压裂液，其包含用于形成原位球形珠粒的球形珠粒形成用液体组合物。

背景技术

水力压裂是用于提高含烃储层的渗透性以增加油和气体流向表面的工艺。水力压裂作业虽然有效，但却是资源密集型的。例如，对于页岩气储层中的水力压裂作业，每个井平均需要400辆油罐车以向压裂场地来回地运输水和供应物；有时需要8百万加仑的水来完成每个压裂阶段，其中每个井需要多个压裂阶段。将水与砂和化学品混合以产生压裂液。此外，每个压裂作业使用约40,000加仑的化学品。据一些估计表明美国有500,000个活性气井，其需要大约72万亿加仑的水。水的来源、进入储层的压裂水的泄漏、以及回收水的处理都已经成为涉及经济和环境的严重问题。

水力压裂液中的组分之一是支撑剂组分。在水力压裂液的外部压力被撤销后，在压裂工艺中使用支撑剂以使裂缝对包括油和气体的烃类流动保持开放和可渗透。常规的支撑剂包括含有砂、地质聚合物、陶瓷、树脂被覆砂和玻璃珠中的一种或多种的固体。用于承载并将支撑剂置于裂缝中的水力压裂液通常包含水、聚合物、交联剂、降滤失剂、返排剂、表面活性剂、粘土稳定剂、支撑剂和破胶剂。聚合物用于提供粘度并保持支撑剂悬浮，直到支撑剂已经达到其在裂缝中的期望位置。当外部压力被移除并且地静压力使裂缝部分闭合时，破胶剂用于降低聚合物粘度，使颗粒沉降并且使压裂液的液体部分返回到表面。支撑剂保留在裂缝中并且形成可渗透通道，以增加油或气体的产生。

发明内容

本发明涉及用于压裂储层的组合物和方法。更具体而言，本发明涉及用于压裂储层的组合物和方法以及使用聚合物材料的原位支撑剂生成。在一些实施方案中，将注入的水力压裂液原位转化为高渗透性支撑剂充填物。由于压裂液本身形成支撑剂，所以它可以穿透复杂裂缝网络内的整个裂缝的长和高，以使有效裂缝面积和被刺激的储层体积最大化。所呈现的颗粒尺寸可以显著地大于常规的支撑剂，而不需要考虑脱砂。原位形成的支撑剂具有足以抵抗裂缝闭合应力的强度。在一些实施方案中，不需要聚合物来使支撑剂悬浮；因此没有留下损坏裂缝传导性的凝胶残留物。

本发明提供用于油田应用的水力压裂液，并且该水力压裂液包含球形珠粒形成用液体组合物。该球形珠粒形成用液体组合物由初级液体前体和次级液体前体组成。该初级液体前体包括胶束形成用表面活性剂、珠粒形成用化合物以及不含固体的液体溶剂。该次级液体前体含有固化剂和共固化剂。

在一些实施方案中，初级液体前体还包含消泡剂。在其他实施方案中，初级液体前体还包含pH调节剂。在其他实施方案中，胶束形成用表面活性剂选自由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂以及它们的组合所构成的组中。在一些实施方案中，珠粒形成用化合物选自由双酚A、双酚F、脂环族环氧化物、缩水甘油醚、聚缩水甘油醚、酚树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧官能化树脂以及它们的组合所构成的组中。

在其他实施方案中，不含固体的液体溶剂选自由水、含有单价和多价盐的盐水、海水、矿物油、煤油、柴油、原油、石油凝结物、低分子量醇、低分子量醇醚、苄醇、苄醇醚、乙基卡必醇醚、γ-丁内酯、酚烷氧基化物、烷基酚烷氧基化物以及它们的组合所构成的组中。