包含氧化胺作為回流助劑的壓裂液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般性地設(shè)及包含回流助劑的壓裂液，W及使用包含回流助劑的壓裂液使 地下地層斷裂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水力壓裂是使用加壓流體在地下地層中形成裂縫的方法。通過(guò)已鉆入地層中的井 眼將壓裂液引入地下地層中，然后加壓W使地層斷裂。除其他組分之外，壓裂液通常還包含 支撐劑材料，支撐劑材料進(jìn)入新形成的裂縫中并防止那些裂縫閉合。
[0003]在水力壓裂作業(yè)結(jié)束時(shí)，將產(chǎn)生大表面積的裂縫，并且所述裂縫通過(guò)應(yīng)用負(fù)載有 支撐劑的、經(jīng)加壓的、通常為水性的液壓流體而被永久地?fù)伍_(kāi)。水力壓裂作業(yè)的下一步是降 低施加至水性液壓流體的壓力，W使得位于目的姪與井眼之間的目的地層的近井眼區(qū)中的 流體能夠回流至井中并向上流至表面，用W進(jìn)行稍后的處理和處置或再使用。
[0004] 留在地層中的壓裂液的量減少至不能減小的分?jǐn)?shù)后停止回流。隨后，留在地層中 的不能減小的分?jǐn)?shù)的壓裂液將阻礙姪流從含油地層中流入滲透性非常高的支撐劑充填層 中。
[0005]壓裂液中可包含回流助劑W降低毛細(xì)管壓力和水封（waterblock),從而改善回 流的動(dòng)力學(xué)并防止或盡可能少地留下任何大量的壓裂液。此外，回流助劑如表面活性劑還 顯示出有助于支撐劑充填層的"凈化"，從而加速姪流動(dòng)通過(guò)高滲透性支撐劑充填層。已知 的回流助劑各自具有其自己的一套性質(zhì)并且可表現(xiàn)為一種有益性質(zhì)與另一種不期望性質(zhì) 的折衷。對(duì)于具體儲(chǔ)層確定最佳回流助劑可設(shè)及多個(gè)考慮因素。
[0006]經(jīng)驗(yàn)證明，回流助劑改變近井眼地層的可濕性或者降低目標(biāo)地下含油地層孔隙中 的水飽和度的能力的科學(xué)度量可通過(guò)精確測(cè)量由回流助劑在毛細(xì)管內(nèi)形成的接觸角來(lái)獲 得。在模擬的原位條件下對(duì)模擬儲(chǔ)層元件性能的巧體進(jìn)行的回流測(cè)試中，經(jīng)驗(yàn)表明，大于 80°的毛細(xì)管接觸角與水性流體（模擬地層斷裂中使用的那些流體）的更有效回流有關(guān)。 降低目標(biāo)地下含油地層孔隙中的水飽和度對(duì)于增加油或氣的產(chǎn)量是期望的，原因是油或氣 通過(guò)巖石中孔隙的流道的體積部分地被不能混溶的水相占據(jù)；并且降低該體積中被水占據(jù) 的部分必然使該體積中可用于油或氣流動(dòng)的部分增加。
[0007] 發(fā)明簡(jiǎn)述
[0008]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供一種水性壓裂液，其包含式（OgNO化）化）的氧化 胺，其中Ri和R2獨(dú)立地選自具有8至16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施 方案提供一種添加至壓裂液的添加劑，其中所述添加劑包含式（CH3)N(KRi)(R2)的氧化胺， 其中Ri和R2獨(dú)立地選自具有8至16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案提供一種使地下地層斷裂的方法。所述方法包括；通過(guò) 井眼將壓裂液引入所述地下地層中，其中所述壓裂液包含式（ogNCKRi)巧2)的氧化胺，其 中Ri和R2獨(dú)立地選自具有8至16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；對(duì)所述壓裂液進(jìn)行加壓W 使所述地下地層斷裂；W及使所述壓裂液從所述地下地層中回流至所述井眼中。
[0010] 發(fā)明詳述
[0011] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供一種水性壓裂液，其包含式（CH3)N0化）化）的氧化 胺，其中Ri和R2獨(dú)立地選自具有8至16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施 方案提供一種添加至壓裂液的添加劑，其中所述添加劑包含式（CH3)N(KRi)(R2)的氧化胺， 其中Ri和R2獨(dú)立地選自具有8至16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。一種特別優(yōu)選的氧化胺 是二癸基甲基氧化胺。二癸基甲基氧化胺是式（ogNCKRi)巧2)的氧化胺，其中Ri為癸基且 尺2也為癸基。另一些優(yōu)選的氧化胺包括式（CH3)N0化）化）的氧化胺，其中Ri和R2獨(dú)立地 選自具有8至12個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。另一些特別優(yōu)選的氧化胺的具體實(shí)例包括 W下的式（CH3)N0化）化）的氧化胺；其中Ri為辛基且R2為十二烷基的那些、其中Ri為壬 基且R2為十一烷基的那些、其中Ri為辛基且R2為二甲基癸基的那些、其中Ri為壬基且R2 為甲基癸基的那些、其中Ri為二甲基己基且R2為十二烷基的那些、其中Ri為甲基庚基且R2 為十二烷基的那些、其中Ri為二甲基己基且R2為二甲基癸基的那些、其中Ri為甲基庚基且 R2為甲基癸基的那些，W及該些氧化胺與二癸基甲基氧化胺的混合物。
[0012] 水性壓裂液中氧化胺的濃度可根據(jù)特定壓裂作業(yè)的要求而變化。優(yōu)選地，氧化胺 W有效改善壓裂液回流的濃度存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，氧化胺在壓裂液中W0. 00005重 量％至2. 5重量％的濃度存在。更優(yōu)選的氧化胺的濃度為壓裂液的0. 001重量％至2. 5重 量％;進(jìn)一步更優(yōu)選的氧化胺的濃度為壓裂液的0. 1重量％至2. 5重量％ ;并且甚至更進(jìn)一 步更優(yōu)選的氧化胺的濃度為壓裂液的0.2重量％至2.0重量％。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，水性壓裂液還包含非離子型助表面活性劑，如式 R3-(0C2H4),-0H的醇己氧基化物，其中R3為具有6至18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，并且其 中X的范圍為3至25。一種優(yōu)選的醇己氧基化物是己氧基化異癸基醇（也稱(chēng)為己氧基化異 癸醇）。X更優(yōu)選的范圍為6至18。X進(jìn)一步更優(yōu)選的范圍為7至11。
[0014] 壓裂液中醇己氧基化物的濃度可根據(jù)特定壓裂作業(yè)的要求而變化。優(yōu)選地，醇己 氧基化物W有效改善壓裂液回流的濃度存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，醇己氧基化物在壓裂液 中W壓裂液的5重量％至15重量％，優(yōu)選8至15重量％并且進(jìn)一步更優(yōu)選8重量％至12 重量％的濃度存在。最優(yōu)選地，其是應(yīng)對(duì)改善壓裂液回流最有效的醇己氧基化物和氧化胺 的組合。在一個(gè)替代方案中，醇己氧基化物和氧化胺的組合應(yīng)有效地使壓裂液具有大于或 等于80度的接觸角，W及小于約24mN/m的表面張力。
[0015] 水性壓裂液可包含本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的另外的組分。例如，水性壓裂液可包含 支撐劑。此外，水性壓裂液可包含選自W下的一種或更多種添加劑；酸、減摩劑（化iction re化cingagent)、增粘劑、增粘劑活化劑或交聯(lián)劑、殺生物劑、粘±穩(wěn)定劑、消泡劑、抑調(diào)節(jié) 劑、腐蝕抑制劑、降失水添加劑（fluid-lossadditive)、鐵控制劑、阻垢劑或防垢劑、馨合 劑、增粘劑破碎劑化reaker)及其組合。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案提供一種使地下地層斷裂的方法。所述方法包括；通過(guò) 井眼將壓裂液引入所述地下地層中，其中所述壓裂液包含式（ogNCKRi)巧2)的氧化胺，其 中Ri和R2獨(dú)立地選自具有8至16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；對(duì)所述壓裂液進(jìn)行加壓W 使所述地下地層斷裂；W及使所述壓裂液從所述地下地層中回流至所述井眼中。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，