[发明专利]稳定化的减摩剂乳液

说明书

本发明的减摩剂配制品在反相乳液的分散相内包含减摩剂聚合物，如PAM，该反相乳液含有包含以下各项的混合物的组合物C：‑至少烷醇酰胺乳化剂；和‑包含以下各项的嵌段共聚物：‑亲水性嵌段A，其包含衍生自单‑α‑烯键式不饱和单体的单元；和‑疏水性嵌段B。

本发明涉及用于从地下地层回收石油或天然气的水力压裂领域。更确切地，本发明涉及在水力压裂范围内使用的减摩剂。

在水力压裂操作中，水性基液典型地通过钢管以高流速向下泵送至石油或天然气的含油地层。流体施加的液压压力破开了裂缝网络。操作完成后，由于容易流动穿过裂缝，石油或天然气采出产率将显著提高。

在此范围内，众所周知的是使用高分子量聚合物，如聚丙烯酰胺(PAM)赋予减摩(FR)效果，值得注意地通过防止在高流速下在管道中发生湍流。在基液上添加浓度典型地为从10至100ppm活性聚合物的此类聚合物(在本文称为“FR聚合物”)显著提高了压裂效率，以较低的泵送马力实现了较高的流速。

如本说明书中使用的术语“聚丙烯酰胺”或“PAM”是指包括或由丙烯酰胺单元组成的均聚物或共聚物。

FR聚合物(如PAM)典型地以反相乳液的形式用于水力压裂操作，这些反相乳液在其分散的水相中包含FR聚合物。用于获得PAM的技术之一是反相乳液的聚合，该反相乳液的聚合允许以此递送形式获得这些聚合物。以反相乳液的形式使用FR聚合物(如PAM)是特别受关注的，因为它可以在基液流动流中以相对快速的水合和简单的投料而允许可流动的高活性配制品。

尽管如此，为了具体用作减摩剂，反相乳液必须满足极高的稳定性和水合速度要求：

-关于稳定性：油田中的应用意味着反相乳液在外部位置储存持续延长的时间段。在极端气候位置暴露于高温(最高达50℃)或低温(-20℃)几个月可能限制稳定性。在此类条件下，可能观察到絮凝化、乳油化或胶凝化。

-关于水合速度：在水力压裂操作期间，基液的流速非常高并且必须尽快限制湍流引起的管道单元长度的压降。当反相乳液与基液接触时，FR聚合物必须在几秒钟的量级的输送时间内释放在基液中。

此外，聚合物到水相中的释放必须是定量的，理想地，最后100％的FR聚合物溶解到水相中。然而，已知反相乳液聚合物的水合通常由于形成夹带聚合物液滴的稳定的多乳液液滴而受到限制，否则也可能形成聚集体或结块，从而限制聚合物性能。

乳液是组合物(通常是液体或胶凝化组合物)，其包含至少两个不可混溶的相，一个相以液滴的形式分散在另一个相中。使用表面活性剂允许获得一个相在另一个相中的分散体。因此，乳液通常通过将这些相和表面活性剂混合来获得。

如本文所用的，术语“乳液”优选是指这样一种分散的混合物，其中一个相分散在另一个相中，所述混合物在热力学上不如相分离体系稳定，这排除了所谓的“微乳液”的情况，其在热力学上比相分离体系更稳定。

本发明的一个目的是提供可用于水力压裂范围内、尤其具有非常良好的储存稳定性的反相乳液。

为此，根据本发明，建议在FR聚合物的反相乳液中使用特定的乳化剂包，该乳化剂包包括：(1)包含烷醇酰胺的乳化剂；和(2)特定的嵌段共聚物。

更确切地，根据第一方面，本发明的一个主题是一种减摩剂配制品，其包含在反相乳液的分散相内的减摩剂聚合物(优选PAM均聚物或共聚物)，其中所述反相乳液含有包含以下各项的混合物组合物(在本文称为“组合物C”)：

-至少烷醇酰胺乳化剂(任选地与其他乳化剂一起)；和

-包含以下各项的嵌段共聚物：

-嵌段A，其是包含衍生自单-α-烯键式不饱和单体的单元的亲水性嵌段；和

-嵌段B，其是优选地衍生自单-α-烯键式不饱和单体的疏水性嵌段。