[发明专利]包括水合结晶形式的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的(共)聚合物的压裂液和水力压裂法

说明书

发明涉及包括至少一种支撑剂和至少一种水溶性(共)聚合物的压裂液，该水溶性(共)聚合物由水合结晶形式的2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸和/或其至少一种盐制备得到。本发明涉及制备该液体的方法，以及使用该液体的水力压裂方法。

技术领域

本发明涉及包括至少一种支撑剂和至少一种水溶性(共)聚合物的新型压裂液，该水溶性(共)聚合物由水合结晶形式的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和/或其至少一种盐制备得到。

本发明还涉及使用该组合物的非常规地下油气储层的水力压裂法。

背景技术

非常规地下储层中包含的石油(碳氢化合物)和天然气的生产已经开发了好几年，并且需要在储层中开放裂缝用于经济的石油和天然气生产。

在现有技术和本发明的其余描述中，“非常规地下储层”是指需要特定提取技术的沉积物，因为它们不以多孔渗透岩石中的积聚物的形式存在(参见Les hydrocarbures deroche-mère en France Rapport provisoire–CGIET No.2011-04-G –Ministry ofEcology,Sustainable Development,Transport and Housing-2011年4 月)。对于非常规天然气，可以提及页岩气、煤层甲烷和致密气。对于非常规石油，可以提及重油、页岩油和致密油。

非常规储层中包含的储量巨大，并且极其广泛地分布在以前不易开采的地区，如粘土页岩、致密气和煤层甲烷等基岩碳氢化合物。在美国，页岩气被广泛开采，并且现在占美国生产的总天然气的46％，而1998年它仅占28％。广泛的盆地以Barnett页岩、VilleFayette页岩、Mowry页岩、Marcellus页岩、Utica 页岩等名称而闻名。钻井技术的发展使得致密储层的开采成为可能。

生产技术已经从垂直井发展到水平井，减少了必要的生产井的数量和其在地面上的占地面积，并且更好地覆盖了储层的体积以回收最大量的天然气或石油。然而，渗透性不足以使碳氢化合物从基岩容易地迁移到井中，从而允许经济上可行地生产大量的天然气或石油。因此，有必要通过增产操作，特别是通过与井接触的岩石的水力压裂来增加生产渗透性和表面。

水力压裂

水力压裂的目标是创造额外的渗透性并且导致更高的天然气和石油生产表面。事实上，低渗透性，致密层中的天然屏障，以及钻井作业的不渗透性极大地限制了生产。非传统储层中包含的天然气或石油不能在没有增产的情况下容易地从岩石迁移到井中。

这些在水平井上的水力压裂操作开始于1960年在阿巴拉契亚山脉，并且现今在美国已经发生了数万次的操作。

用于研究，建模储层，钻井，固井和增产的技术已变得越来越复杂，并且使用可以在更短和更短的时间内进行这些操作且具有精确分析的结果的设备。

通过水力压裂的储层增产

这些操作包括在高压和非常高流速下注入水，以在生产井中产生垂直延伸的裂缝。一般来说，该方法具有多个步骤，以沿着水平井的长度方向产生裂缝，这允许覆盖储层的最大体积。

为了保持这些裂缝打开，加入支撑剂(例如砂、塑料材料或校准陶瓷)以防止这些裂缝闭合并且维持注入结束后产生的毛细管现象。

由于它具有低粘度，单独的水不足以获得有效的支撑剂放置。这限制了其将支撑剂适当地保持在裂缝中的能力。为了解决该问题，已经开发了压裂液，其包含一种或多种增粘化合物。

按照定义，当化合物增加溶解它的溶液的粘度时，该化合物是增粘的。