[发明专利]压裂地下地层的方法

说明书

通过注入含水压裂流体来压裂地下地层的方法，所述含水压裂流体包含含水基础流体、多糖和/或多糖衍生物、作为水溶性层状硅酸盐的交联剂和支撑剂。包含含水基础流体、多糖和/或多糖衍生物、交联剂、水溶性层状硅酸盐和支撑剂的含水压裂流体，以及水溶性层状硅酸盐在包含多糖和/或多糖衍生物的含水压裂流体中作为交联剂的用途。

本发明涉及一种通过注入含水压裂流体来压裂地下地层的方法，所述含水压裂流体包含含水基础流体、多糖和/或多糖衍生物、作为水溶性层状硅酸盐的交联剂和支撑剂。此外，本发明涉及一种包含含水基础流体、多糖和/或多糖衍生物、作为水溶性层状硅酸盐的交联剂和支撑剂的含水压裂流体，以及水溶性层状硅酸盐作为包含多糖和/或多糖衍生物的含水压裂流体的交联剂的用途。

水力压裂是促进烃和/或气体采出的常用技术。其包括在足够高的压力下将合适的压裂流体经由井眼注入地下地层以产生裂缝，由此提供通道，其中地层流体如油、气体或水可经由该通道流入井眼，然后抽出。压裂流体通常包含含水基础流体、增稠组分如增稠聚合物和/或增稠表面活性剂，和支撑剂。支撑剂是小的硬颗粒，例如天然存在的砂粒、树脂涂覆的砂、烧结的铝土矿、玻璃珠、聚合物珠等。其目的是在压力释放时保持裂缝打开。

关于压裂流体体系的概述可例如参见Reza Barati和Jenn-Tai Liang，“A Reviewof Fracturing Fluid Systems used for Hydrolic Fracturing of Oil and GasWells”，J.Appl.Polym.Sci.2014，DOI：10.1002/APP.407335。用于压裂的最常见的一种流体包含作为增稠聚合物的瓜耳胶、交联剂和支撑剂。作为交联剂，可使用Ti(IV)、Zr(IV)、Al(III)离子或硼酸根。硼酸根可以以硼砂或硼酸的形式提供，也可以以硼矿物质如硬硼酸钙石或钠硼解石或有机硼酸盐的形式提供。

本领域已知的是使用粘土作为各种油田应用的流体的组分。该流体例如公开在WO99/47624A1、WO2005/040301A1、WO2009/111324A1、WO2013/029864A1、US2004/0108113A1或US2004/0067854A1中。

WO2012/122505A2公开了一种形成井眼流体的方法，包括引入可水合聚合物和由至少二氧化硅材料组成的交联剂，所述交联剂的尺寸为5-100nm。可水合的聚合物可为天然或合成聚合物。二氧化硅材料可为硼硅酸盐。所述井眼流体可用于水力压裂。

在许多国家中，压裂技术备受争议，因此对“绿色压裂流体”的需求很高。特别担忧的是使用硼酸盐作为交联剂，并且需要硼酸盐的替代品，其具有类似的性能，然而没有担忧并且与硼酸盐一样廉价。

本发明的目的是提供硼酸盐的该替代品以作为压裂流体中的交联剂。

令人惊讶的是，所述目的可通过使用已知用于洗涤剂领域的某些水溶性层状硅酸盐来解决。

相应地，在本发明的第一实施方案中，已发现了一种压裂被井眼穿过的地下地层的方法，其至少包括至少将含水压裂流体以足以渗入地层并在地层中引发或扩展裂缝的速率和压力注入至少一个井眼中，其中所述压裂流体包含：

(A)含水基础流体，

(B)多糖和/或多糖衍生物，

(C)交联剂，和

(D)支撑剂，

其中所述交联剂为水溶性层状硅酸盐。

在本发明的第二实施方案中，已发现了一种含水压裂流体，其至少包含：

(A)含水基础流体，

(B)多糖和/或多糖衍生物，

(C)交联剂，和

(D)支撑剂，

其中所述交联剂为水溶性层状硅酸盐。