[发明专利]具有改良的粘度的凝胶化烃系统

说明书

提供凝胶化烃压裂流体及其制备和使用方法。所述凝胶化烃压裂流体包括烃流体、磷酸酯、交联剂和增粘剂。所述交联剂可包括铁、铝或其组合，并且所述增粘剂可包括粘土、石墨、碳纳米管、金属氧化物纳米颗粒及其组合。所述制备方法包括组合烃流体、磷酸酯和交联剂以形成基线流体。将增粘剂添加到所述基线流体中以形成凝胶化烃压裂流体。所述使用方法包括通过使地下岩层与凝胶化烃压裂流体接触并在所述地下岩层中产生至少一个裂缝来处理地下岩层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月7日提交的美国临时申请第62/346,622号的优先权，其以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开的实施例大体上涉及流体和用于处理地下岩层的流体的制备和使用方法。具体地，本公开的实施例涉及增强的凝胶化烃系统，包括凝胶化烃流体、其制备方法，以及使用凝胶化流体处理地下岩层的方法。

背景技术

油气行业的钻孔流体执行无数的任务，包括传播裂缝、清理井，使钻屑保持悬浮、降低摩擦、润滑钻孔工具、保持井眼的稳定性以及防止流体流失，仅举几例。虽然水基流体可以是环保且具有成本效益的，但其腐蚀金属工具并分解粘土和盐，使其成为许多应用的不合需要的选择。可以使用基于烃的流体作为替代物；然而，通常的基于烃的压裂流体必须使用大量的磷酸酯与金属交联剂以产生具有足够粘度的流体以支撑支撑剂颗粒。支撑剂是添加到水力压裂流体中的材料，以通过在地下处理期间或之后“支撑”打开裂缝来保持裂缝打开。不幸的是，磷酸酯与炼油厂设备污垢有关，指的是不希望的沉积物和腐蚀的堆积，这可能导致设备失灵，甚至设备故障。

发明内容

因此，需要烃流体和用烃流体处理地下岩层的方法，所述烃流体含有降低量的磷酸盐，同时仍提供足够粘稠的流体。

本公开通过提供凝胶化烃压裂流体以及制备和使用凝胶化烃压裂流体的方法来解决这些需求，其中所提供的烃流体、磷酸酯、交联剂和增粘剂的组合可以允许使用较少的磷酸酯，同时仍然保持合适的粘度。

根据本公开的一个实施例，提供了凝胶化烃压裂流体。凝胶化烃压裂流体可包含烃流体、磷酸酯、包含选自由以下组成的群组的组分的交联剂：铁、铝及其组合和包含选自由以下组成的群组的组分的增粘剂：粘土、石墨、碳纳米管、金属氧化物纳米颗粒及其组合。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种用于制备凝胶化烃流体的方法。所述方法可包括组合烃、磷酸酯和交联剂，所述交联剂包含选自由以下组成的群组的组分：铁、铝及其组合以形成基线流体，并将包含选自由以下组成的群组的组分的增粘剂：粘土、石墨、碳纳米管、金属氧化物纳米颗粒及其组合添加到基线流体中以形成凝胶化烃压裂流体。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种处理地下岩层的方法。所述方法可包括使地下岩层与凝胶化烃压裂流体接触，所述凝胶化烃压裂流体包含烃、磷酸酯、交联剂，所述交联剂包含选自由以下组成的群组的组分：铁、铝及其组合，和增粘剂，所述增粘剂包含选自由以下组成的群组的组分：粘土、石墨、碳纳米管、金属氧化物纳米颗粒，并在地下岩层中产生至少一个裂缝。

尽管本公开的概念是在主要参考用于水力压裂的用于凝胶化烃系统的某些具体配置内加以描述的，但设想这些概念适用于具有任何配置或方法的系统。

附图说明

当结合以下附图阅读时，可最好地理解本公开的具体实施例的以下详细描述，其中：

图1是根据所述实施例的凝胶化烃压裂流体和两种比较烃压裂流体的粘度图；

图2是根据所述实施例的凝胶化烃压裂流体和两种比较烃压裂流体的粘度图；

图3是根据所述实施例的两种凝胶化烃压裂流体和两种比较烃压裂流体的粘度图；

图4是根据所述实施例的两种凝胶化烃压裂流体和两种比较烃压裂流体的粘度图；