[发明专利]包胶破胶剂浆料组合物及其使用方法

说明书

发明领域

本发明涉及包胶破胶剂(breaker)。具体而言，本发明涉及包胶破胶剂的浆料。

发明背景

油地下层(oil subterranean formation)的水力压裂是一种提高地下层渗透性的已知方法。这种方法将粘性液体(压裂液，通常为含水压裂液，最常见的是瓜耳胶)导入井眼，施加压力，引起压裂，流体中的支撑剂(支撑剂)(最常见的为砂)保持裂缝开口状态。然后，必须除去粘性液体，可从开口的地下层获取油。为能快速除去压裂液，可使用化学试剂来降低或“破除”压裂液的粘度；这些化学试剂(最常用的是氧化剂，尤其是过硫酸盐)被称作“破胶剂”。在完成压裂操作之前，破胶剂与压裂液间的化学反应是不需要的。因此，最好是用聚合物包覆或涂布颗粒，延迟破胶剂的释放，从而延缓压裂液的破胶。

有许多物质可用来包覆用于压裂液的破胶剂。例如，美国专利4,506,734(Nolte)描述了一种在可破碎玻璃或陶瓷涂层中的破胶剂，可破碎玻璃或陶瓷涂层在导致压裂结束时碎裂。美国专利4,741,401(Walles等)揭示，最好采用空气悬浮涂布法，在固体破胶剂化学品上施用一种聚合物。Walles的聚合物中最典型的是聚烯烃和环氧乙烷的均聚物和共聚物。此专利描述了通过打破膜释放破胶剂，或通过结束地下层内压裂的力或通过水扩散到壳上的渗透压来释放破胶剂。美国专利5,164,099(Gupta等)中，通过界面聚合，在破胶剂化学品的固体颗粒上涂布聚合物。通常，这种聚合物是聚酰胺或交联的纤维素物质。此专利指出通过经胶囊膜扩散，从所述胶囊释放破胶剂。

美国专利5,591,700(Harris等)涉及涂布了表面活性剂的包胶破胶剂，这种表面活性剂在环境条件下使表面为固体，在地下层升高温度下可溶解。表面活性剂以干态混入。

2-氰基丙烯酸烷酯单体在弱碱存在下会立刻聚合，这类单体广泛用于医药工业中的包胶和颗粒涂层，主要为了药物递送。例如，Kante等(Int.,Pharm.,1980,7,45.)中描述了使用聚(氰基丙烯酸丁酯)制备放线菌素D纳米型微粒的方法。

美国专利4,452,861(RCA Corporation)描述了使用聚合的氰基丙烯酸酯涂布发光的无机磷的方法。该方法涉及要求在各涂布阶段完全蒸发非水溶剂的五个步骤，以及要求洗涤涂布的颗粒的最后一个步骤。

发明概述

提供了一种用于降低压裂液粘度的包胶破胶剂浆料组合物。破胶剂密封在一涂层内，并与选择的液体一起作为浆料提供，选择的液体应使总的浆料闪点高于93℃，还应使破胶剂不能从涂层释放。该浆料还可含有一种悬浮助剂，其量应能保持包胶的破胶剂在选择的液体中悬浮。还提供了这些包胶破胶剂浆料组合物的使用方法。

发明的详细描述

现有技术中一直使用一些包胶的破胶剂，现已发现传递包胶破胶剂的一种新的形式，这种形式提供了优于以前形式的惊人优点。发现，提供浆料形式的包胶破胶剂具有独特的优点，因为这些组合物比现有技术的组合物更易于运送、混合和泵注。由于较好的浆料组合物含有表面活性剂，压裂液在破胶后能容易地从压裂的地层中流出，从而能更方便地清除地下层。

由于本发明的浆料组合物不需使用固体计量装置，能方便地在泵注点处理。因为液体间的混合较固液混合更快、更完全、更容易，可节约工作场所的时间。还因为浆料组合物中的破胶剂能与压裂液更方便和完全地混合，破胶剂能更均匀地分散在泵注井下的流体中，因此，能更有效地使甚至在最远地下层部分的压裂液完全破胶。

浆料形式还有一个优点，可以使用户在保证有效供应下，极大简化其后勤。由于以简便使用、稳定和预混合形式提供物料，必须订购和库存的组分的数量，和由用户在钻井点提供的组分数量显著减少。而且也明显减少操作工在误测或未正确混合组分时的误差和错误的可能性。

提供浆料形式的包胶破胶剂可以使任选的表面活性剂在与压裂液混合时，以得到的液相存在。这种形式有助于使破胶剂易于完全混合在整个压裂液中。

另外，因为提供作为浆料的包胶破胶剂与压裂液混合，泵注井下的物料中，破胶剂和表面活性剂将更均匀地分散在组合物中。因此使用本发明的组合物，在从地层除去压裂液时引起的聚集问题很少，尤其是井下，因为破胶剂可存在于整个压裂液中，表面活性剂在破胶剂处，有助于从地层除去破胶后的压裂液中的聚集物。