發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于促進粘彈性表面活性劑基流體的延遲破裂的組合物和方法，其用于處理地層和油氣井。

發(fā)明背景

高粘度流體可用于在地層，特別是作為油和天然氣的潛在來源的地層中進行的許多操作。這類操作可以包括例如水力壓裂、礫石填充、基質(zhì)酸化和壓裂酸化。

粘彈性表面活性劑(ves)是一類膠凝劑，已被用于為地層中，特別是在油和氣的開采中的許多這類操作提供高粘度流體。這些高粘度流體(稱為凝膠)可以實施諸如酸化、壓裂和完井等的操作。在實施所需操作之后，通常需要破壞凝膠以降低流體的粘度，從而使其從地層中的一個或多個位置移除。

破壞凝膠的一個選擇是用天然存在于地層中的流體如原油烴、冷凝物和地層水稀釋。然而，在許多情況下，地層中的ves流體未被完全破壞，這可使得它們的移除困難并阻礙所需地下油或氣的開采。一種改進ves流體凈化的方法是使用可能包含芳族烴、醇、互溶劑和/或其他破壞添加劑的預(yù)沖洗或后沖洗流體。使用預(yù)沖洗或后沖洗流體的一個問題是由于流體-流體界面小，它們與凝膠的相互作用受限。通常僅一些地層部分實現(xiàn)破壞凝膠并使其移除所需的流體-流體界面，而在其余地層部分中，凝膠仍未被破壞。因此，使凝膠與預(yù)沖洗或后沖洗處理接觸和破壞并不總是有效。另外，沖洗液體積可能很高。

為了有效地破壞增稠流體并且具有更好的破壞控制，希望具有延遲的內(nèi)部破壞劑，該破壞劑可以通過地下條件活化以提供受控凝膠粘度降低速率。

已知降低ves凝膠粘度的各種類型的延遲內(nèi)部破壞劑如酸、氧化物、酶和過渡金屬。適當(dāng)?shù)姆胖檬侨魏纹茐膭┑年P(guān)鍵因素。它必須與待破壞的流體具有足夠的界面。一旦高粘度流體進入地層裂縫或孔隙，大多數(shù)常規(guī)破壞劑就不能凈化ves凝膠，因為無法達到所需的界面。因此，存在對在不同地下條件下和在預(yù)定時間內(nèi)破壞ves流體的組合物和方法的需要。

us6881709b2公開了一種破壞體系的前體，其通過熔化、緩慢溶解以及解吸吸入固體顆粒中的破壞劑而降低流體的粘度。在一個公開的實施方案中，破壞劑包含以包封形式提供的鹽?？赡艿氖窃摴腆w破壞劑配制劑可能由凝膠沉降出，并導(dǎo)致ves凝膠的無效或過早破壞。此外，如果在水力壓裂中使用固體包封的破壞劑配制劑，則破壞劑機理可依靠壓裂閉合而壓碎膠囊并釋放破壞的鹽。在這種情況下，在閉合期間被壓裂出來的任何高粘度流體不會被破壞。us7084095公開了一種處理地層的方法，其包括以下步驟：向井下注入包含增稠量的粘彈性表面活性劑的含水流體，并提供在井下條件下導(dǎo)致流體流變性變化的包封聚合物添加劑。該專利還公開了一種用于處理地層的聚合物添加劑，其中該聚合物添加劑選自磺化聚萘、磺化聚苯乙烯和磺化苯乙烯/馬來酸酐聚合物。

us7635028公開了一種酸性內(nèi)部破壞劑，其可以是無機酸或有機酸。然而，在低ph下進行的應(yīng)用中，該方法可能不是最佳的。該參考文獻另外公開了腐蝕抑制劑可以與酸性內(nèi)部破壞劑一起使用以保護可能存在的任何井管。

us7655603公開了一種用于處理地下儲層的方法，該方法包括使用以粘彈性表面活性劑膠凝的含水流體和微乳液，其中微乳液包含至少一種含有至少一種不飽和脂肪酸的粘度降低劑、至少一種增溶劑、至少一種解吸劑和至少一種水潤濕劑。

us7879770公開了氧化內(nèi)部破壞劑以及選自偏亞硫酸氫鹽、還原糖和還原二-、三-、寡-和多糖的自由基增長劑。氧化破壞劑可以通過化學(xué)或物理條件如溫度或ph引發(fā)。破壞速率可以任選加速或延遲。然而，可能的是氧化劑可能不總是有效地作為延遲破壞劑起作用。此外，可能的是如果使用較高的劑量，則可能發(fā)生相分離和/或沉淀。

因此，需要延遲內(nèi)部破壞劑，其可以與粘彈性表面活性劑混合，而不會使ves流體的粘度和彈性降低至少幾個小時，使得ves流體可以實現(xiàn)其功能。理想地，內(nèi)部破壞劑應(yīng)可與ves相容，應(yīng)與ves一起在整個地層中移動，并且應(yīng)在適當(dāng)時間內(nèi)降低ves流體的粘度和彈性。

發(fā)明概述

本發(fā)明涉及用于促進粘彈性表面活性劑基流體的延遲破壞的組合物和方法，特別是在處理地層如油氣井中。更具體地，本發(fā)明涉及用于酸化、壓裂和礫石填充應(yīng)用的促進粘彈性表面活性劑基流體的延遲破壞的組合物和方法。

在本發(fā)明的一個方面，用于促進粘彈性表面活性劑基流體的延遲破壞的組合物包含含水流體、粘彈性表面活性劑和一種或多種破壞劑，其中所述破壞劑選自烷基醚磷酸酯及其鹽，烷基芳基醚磷酸酯及其鹽，烷基磺酸及其鹽，烷基芳基磺酸及其鹽，烷基硫酸酯及其鹽，烷基芳基硫酸酯及其鹽，烷基醚硫酸酯及其鹽，烷基芳基醚硫酸酯及其鹽，以及前述中任何兩種或更多種的混合物。

在本發(fā)明的一個方面，一種用于處理地層的方法包括向地層引入包含含水流體、粘彈性表面活性劑和破壞劑的流體，其中所述破壞劑選自烷基醚磷酸酯及其鹽，烷基芳基醚磷酸酯及其鹽，烷基磺酸及其鹽，烷基芳基磺酸及其鹽，烷基硫酸酯及其鹽，烷基芳基硫酸酯及其鹽，烷基醚硫酸酯及其鹽，烷基芳基醚硫酸酯及其鹽，以及前述中任何兩種或更多種的混合物，使得流體在地層中呈凝膠形式，然后使破壞劑作用于凝膠以降低其粘度。

在本發(fā)明的一個實施方案中，粘彈性表面活性劑選自磺基甜菜堿、甜菜堿和酰胺基胺氧化物。

在本發(fā)明的一個實施方案中，破壞劑選自烷基醚磷酸酯及其鹽和烷基芳基醚磷酸酯及其鹽。

在本發(fā)明的一個實施方案中，破壞劑選自烷基醚磷酸酯及其鹽。

在本發(fā)明的一個實施方案中，含水流體包含一種或多種鹽。在一個實施方案中，含水流體是鹽水，其為飽和溶液(在20℃下)。在一個實施方案中，鹽是堿金屬鹽。在一個實施方案中，鹽是堿土金屬鹽。在一個實施方案中，堿金屬鹽是nacl、kcl和/或其溴化物或甲酸鹽的等價物。在一個實施方案中，堿土金屬鹽是cacl2和/或其溴化物或甲酸鹽的等價物。在一個實施方案中，含水流體包含鹽的混合物。

附圖說明

圖1是根據(jù)實施例1的在250°f下包含30％cacl2鹽水、6％磺基甜菜堿粘彈性表面活性劑和濃度為0％、0.2％和0.3％的烷基醚磷酸酯破壞劑的組合物的粘度對時間的圖。

圖2是根據(jù)實施例2的在250°f下包含30％cacl2鹽水和6％磺基甜菜堿粘彈性表面活性劑的組合物(不含破壞劑和含有0.5％烷基醚磷酸酯的鈉鹽和銨鹽破壞劑)的粘度對時間的圖。

圖3是根據(jù)實施例3的在300°f下包含30％cacl2鹽水、6％磺基甜菜堿粘彈性表面活性劑和濃度為0％、0.1％和0.15％的烷基醚磷酸酯破壞劑的組合物的粘度對時間的圖。

圖4是根據(jù)實施例4的在300°f下包含12.5ppgnabr鹽水、6％磺基甜菜堿粘彈性表面活性劑以及濃度為0％和0.1％的烷基醚磷酸酯破壞劑的組合物的粘度對時間的圖。

圖5是根據(jù)實施例5的在250°f下包含20％nacl鹽水、6％磺基甜菜堿粘彈性表面活性劑和濃度為0％和0.1％的烷基醚磷酸酯破壞劑的組合物的粘度對時間的圖。

圖6是根據(jù)實施例6的在250°f下包含30％cacl2鹽水、6％甜菜堿粘彈性表面活性劑的組合物(不含破壞劑和含有0.1％烷基醚磷酸酯的鈉鹽和銨鹽破壞劑)的粘度對時間的圖。

圖7是根據(jù)實施例7的在200°f下包含30％cacl2鹽水、6％酰胺基胺氧化物粘彈性表面活性劑以及濃度為0％、0.3％和0.5％的烷基醚磷酸酯破壞劑的組合物的粘度對時間的圖。

圖8是根據(jù)實施例8的在275°f下包含20％kcl鹽水、6％磺基甜菜堿粘彈性表面活性劑以及濃度為0％、0.1％和0.5％的烷基醚磷酯的鈉鹽破壞劑的組合物的粘度對時間的圖。

發(fā)明詳述

在本發(fā)明的一個方面，油田處理組合物包含含水流體、粘彈性表面活性劑和延遲破壞劑。粘彈性表面活性劑將作用于處理組合物以形成ves基凝膠。破壞劑應(yīng)保持與ves基凝膠一起，以能夠有效和完全破壞。本發(fā)明的一個優(yōu)點是可以在不犧牲初始流體粘度(例如根據(jù)礫石填充和水力壓裂的要求)下實現(xiàn)ves基凝膠的延遲破壞。此外，可以在所需時期內(nèi)控制破壞速率。破裂直到完成ves基凝膠的所需功能才有效開始。

本發(fā)明的組合物和方法可用于水力壓裂、礫石填充、基質(zhì)酸化和壓裂酸化中，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可用于許多其他應(yīng)用。

在水力壓裂中，粘彈性表面活性劑基流體在產(chǎn)油儲層區(qū)中產(chǎn)生通道或裂縫，從而通過提供從儲油巖至井眼的高滲透性途徑而改進產(chǎn)油。通常，壓裂流體在超過巖層的上覆重量的壓力下泵送，從而導(dǎo)致巖層中的裂口和裂縫?？梢詫⒊Ｒ?guī)支撐劑添加到流體中以通過撐開誘發(fā)的裂口和裂縫防止在泵送階段結(jié)束之后誘發(fā)的裂縫閉合。可以將膠凝劑加入流體中以輸送支撐劑并減少流體泄漏。

本發(fā)明尤其可用于礫石填充，其中使用高密度粘性流體將具有特定尺寸的制備的礫石放置在周圍的環(huán)形物中以使出砂最小。礫石填充涉及使用可包含一價鹽、二價鹽及其混合物的濃鹽水。通常，溴化物或甲酸鹽用于制備用于深井應(yīng)用的高密度鹽水。

存在兩種類型的酸處理：壓裂酸化(其中在壓裂壓力以上的壓力下注入酸以蝕刻所得裂縫的表面)以及基質(zhì)酸化(其中在壓裂壓力以下的壓力下注入酸以溶解在巖石中的流動通道或者移除鉆孔造成的灰垢或損壞。適用于這些處理技術(shù)的酸包括但不限于鹽酸、氫氟酸、氟硼酸、乙酸和甲酸及其混合物，以及酸-油乳液形式的那些酸。該酸可以包含一些添加劑，如腐蝕抑制劑和鐵控制劑。自轉(zhuǎn)向和延遲的酸可以用合適的粘彈性表面活性劑膠凝。

在本發(fā)明的一個實施方案中，流體組合物包含含水流體、粘彈性表面活性劑和延遲破壞劑，所述延遲破壞劑選自烷基醚磷酸酯及其鹽，烷基芳基醚磷酸酯及其鹽，烷基磺酸及其鹽，烷基芳基磺酸及其鹽，烷基硫酸酯及其鹽，烷基芳基硫酸酯及其鹽，烷基醚硫酸酯及其鹽，烷基芳基醚硫酸酯及其鹽，以及前述中任何兩種或更多種的混合物。

“烷基醚磷酸酯”和“烷基芳基醚磷酸酯”是指式(i)化合物，

其中r分別是烷基或烷基芳基。

“烷基硫酸酯”和“烷基芳基硫酸酯”是指式(ii)化合物，

ros(o)2(oh)(ii)

其中r分別是烷基或烷基芳基。

烷基醚硫酸酯和烷基芳基醚硫酸酯是指式(iii)化合物，

[ro(ch2ch2o)m]ns(o)2(oh)2-n(iii)

其中r分別是烷基或烷基芳基。

“烷基磺酸酯”和“烷基芳基磺酸酯”是指式(iv)化合物，

rs(o)2(oh)(iv)

其中r分別是烷基或烷基芳基。

在各前述式(i)-(iv)中，r的烷基部分是具有約6個碳原子，在一個實施方案中約8個碳原子，在一個實施方案中約10個碳原子至約30個碳原子，在一個實施方案中至多20個碳原子，在一個實施方案中至多16個碳原子，在一個實施方案中至多14個碳原子的飽和或不飽和線性或支化烴基。在任何量的破壞劑中，r可以限于單個鏈長度或者可以具有混合鏈長度。在一個實施方案中，破壞劑具有式i，其中r是單個或混合鏈長度的飽和c10-c14烷基且m是3。

當(dāng)r是烷基芳基時，則芳基是包含1-3個5或6元環(huán)，優(yōu)選1或2個5或6元環(huán)的取代或未取代的芳族烴基，最優(yōu)選芳基是苯基。

在式(i)和(iii)中，乙氧基化物基團可以是單個長度m或在m范圍內(nèi)的長度混合物，其中m是2-20，在另一實施方案中2-12，在又一實施方案中2-6，在再一實施方案中2-4的整數(shù)。

在式(i)和(iii)中，n是選自1和2的整數(shù)。

本發(fā)明還包含作為式(i)-(iv)化合物的鹽的破壞劑，其中一個或多個(-oh)基團相反為(-om⁺)基團，其中m⁺是鹽的陽離子。合適的陽離子包括堿金屬陽離子和銨離子。

在一個實施方案中，含水流體可以是包含一種或多種鹽的鹽水組合物。在一個實施方案中，鹽水是飽和溶液(在20℃下)。如本領(lǐng)域已知的一樣，鹽水可以是淡鹽水或濃鹽水，這取決于流體所實現(xiàn)的功能。在一個實施方案中，鹽是堿金屬鹽。在一個實施方案中，鹽是堿土金屬鹽。在一個實施方案中，堿金屬鹽是nacl、kcl和/或其溴化物或甲酸鹽等價物。在一個實施方案中，堿土金屬鹽是cacl2和/或其溴化物或甲酸鹽等價物。在一個實施方案中，鹽水包含一種或多種一價和/或二價陽離子，例如na⁺、k⁺、ca²⁺、mg²⁺或zn²⁺。適用于本發(fā)明所用鹽水的鹽包括但不限于nacl、nabr、cacl2和kcl。

粘彈性表面活性劑(ves)

包含于本發(fā)明中的粘彈性表面活性劑可以包括能夠賦予含水流體粘彈性的任何合適的表面活性劑。在性質(zhì)上表面活性劑可以是兩性離子的，陽離子的，陰離子的或兩性的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的延遲破壞劑在與幾種類型的兩性離子表面活性劑一起使用時是特別有用的，其包括但不限于甜菜堿、磺基甜菜堿和酰胺基胺氧化物。

磺基甜菜堿具有以下通式：

其中r¹可以是具有約12個至約30個碳原子的飽和或不飽和烴基，或r¹可以是rconh(ch2)k的形式，其中r是具有至少約17個碳原子，在一個實施方案中至少約18個，在一個實施方案中至多約29個碳原子，在一個實施方案中至多約21個碳原子的飽和或不飽和烴基，在一個實施方案中是衍生自天然脂肪或油的脂肪脂族烴基，且k為至少2，在一個實施方案中至多20，在一個實施方案中至多12，在一個實施方案中至多6，在一個實施方案中至多4的整數(shù)；r²和r³各自獨立地選自具有1個至約6個碳原子，在另一實施方案中1-4個碳原子，在又一實施方案中1-3個碳原子的直鏈或支化烷基或羥烷基；r⁴選自h、羥基、具有1個至約4個碳原子的烷基或羥烷基，在一個實施方案中，r⁴選自乙基、羥乙基、-oh或甲基；m是1-20，在另一實施方案中1-12，在又一實施方案中1-6，在又一實施方案中1-3的整數(shù)；并且n是0-20，在另一實施方案中0-12，在又一實施方案中0-6，在又一實施方案中0-1的整數(shù)。

在一個實施方案中，粘彈性表面活性劑是具有式(va)的磺基甜菜堿：

其中r是具有約17個至約29個碳原子，在一個實施方案中約18個至約21個碳原子的飽和或不飽和的烴基。在一個實施方案中，r是衍生自具有約1至約140，在一個實施方案中約30至約90，在一個實施方案中40至約70的碘值的衍生自天然脂肪或油的脂肪脂族基團。r可限于單個鏈長度或者可以具有混合鏈長度，例如衍生自天然脂肪和油或石油原料的那些基團。牛油烷基、硬化牛油烷基、菜籽烷基、硬化菜籽烷基、松漿油烷基、硬化松漿油烷基、椰油烷基、油基、瓢兒菜基和大豆烷基可用于r。r²和r³各自獨立地選自具有1個至約6個碳原子，在另一實施方案中1-4個碳原子，又一實施方案1-3個碳原子的直鏈或支化烷基或羥烷基。r⁴選自h、羥基、具有1個至約4個碳原子的烷基或羥烷基；在一個實施方案中，乙基、羥乙基、-oh或甲基。在剩余的取代基中，k是2-20，在另一實施方案中2-12，在又一實施方案中2-6，在再一實施方案中2-4的整數(shù)；m是1-20，在另一實施方案中1-12，在又一實施方案中1-6，在又一實施方案中為1-3的整數(shù)；并且n是0-20，在另一實施方案中0-12，在又一實施方案中為0-6，在又一實施方案中0-1的整數(shù)。

甜菜堿具有通式：

其中r¹可以是具有12個至約26個碳原子的烷基，其可以是支化或直鏈的，并且其可以是飽和或不飽和的，或者r¹可以是rc(o)nh(ch2)k形式，其中r是11個至約25個碳原子的烷基，其可以是支化或直鏈的，并且其可以是飽和或不飽和的，k是2至約4的整數(shù)；r²和r³各自獨立地選自1個至約6個碳原子，在另一實施方案中1-4個碳原子，在又一實施方案中1-3個碳原子的直鏈或支化烷基或羥烷基；m是1至約5的整數(shù)。

在一個實施方案中，在本發(fā)明中，粘彈性表面活性劑是具有式(via)的甜菜堿：

其中r是具有11個至約25個碳原子的烷基，其可以是支化或直鏈的，并且其可以是飽和或不飽和的；r²和r³各自獨立地選自1個至約6個碳原子，在另一實施方案中1-4個碳原子，在又一實施方案中1-3個碳原子的直鏈或支化烷基或羥烷基；k是2至約4的整數(shù)；m是1至約5的整數(shù)。

酰胺基胺氧化物表面活性劑具有以下通式：

其中r¹是具有至少約7個碳原子，在一個實施方案中至少約14，在一個實施方案中至多約30個碳原子，在一個實施方案中至多約21個碳原子的飽和或不飽和的線性或支化鏈脂族基團；r¹可限于單個鏈長度或者可以具有混合鏈長度，例如衍生自天然脂肪和油或石油原料的那些基團；k是2至約6的整數(shù)；r²和r³相同或不同并且獨立地選自具有1個至約4個碳原子的烷基或羥烷基，并且在一個實施方案中選自羥乙基或甲基。

在本發(fā)明的一個方面，一種處理地層(所述地層具有井眼)的方法包括以下步驟

a.提供包含含水流體、粘彈性表面活性劑和至少一種破壞化合物的組合物，其中該破壞化合物選自烷基醚磷酸酯及其鹽，烷基芳基醚磷酸酯及其鹽，烷基磺酸及其鹽，烷基芳基磺酸及其鹽，烷基硫酸酯及其鹽，烷基芳基硫酸酯及其鹽，烷基醚硫酸酯及其鹽，烷基芳基醚硫酸酯及其鹽，以及前述中任何兩種或多種的混合物，

b.經(jīng)由井眼將組合物注入地層，由此該組合物作為粘性流體存在于地層中，

c.使破壞劑作用于粘性流體，由此該破壞劑降低粘性流體的粘度。

有利地，在將組合物通過井眼注入地層之前，本發(fā)明破壞劑可與含水流體和粘彈性表面活性劑混合以允許充分混合。因為破壞劑是延遲破壞劑，所以當(dāng)首先注入地層時，組合物作為粘性流體存在。因此，相對于壓裂、酸化、礫石填充等，粘性流體有時在地層中實施其功能。一段時間后，本發(fā)明延遲破壞劑將開始作用于高粘度流體以破壞粘彈性凝膠，從而有助于從地層中移除組合物。組合物的制備和粘彈性凝膠破壞開始之間的時間間隔以及破壞開始后的凝膠破壞速率各自可取決于含水流體的組成、粘彈性表面活性劑的選擇、本發(fā)明延遲破壞劑的選擇，并且在一些情況下取決于地層環(huán)境。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過選擇合適參數(shù)將能夠控制組合物在地層中實施功能的時間量，以及從實施該功能結(jié)束的時間至可移除該組合物的時間。

其中可利用本發(fā)明方法和組合物的地下操作包括例如在u.s.7,879,770中描述的那些。在通常包括多個階段(例如大多數(shù)水力壓裂、酸壓裂、壓裂填充和礫石填充實施方案)的處理中，延遲破壞劑可以在整個處理中或僅僅一些階段，例如一些支撐劑、礫石、酸或者轉(zhuǎn)向階段中加入襯墊中。延遲破壞劑在水力壓裂、壓裂填充和礫石填充中特別有用，因為機械移除方法是不可能的，并且涉及使添加劑與額外流體接觸的方法并不總是實用的。在希望使一定量的處理流體進入地層的情況下，例如為了改變地層潤濕性或者油或水飽和度，本發(fā)明組合物和方法也特別有用。

與本發(fā)明組合物和方法一起使用的處理流體通常還包含其他材料，例如破乳劑、腐蝕抑制劑、減摩劑、粘土穩(wěn)定劑、抑垢劑、生物殺傷劑、破壞劑助劑、互溶劑、表面活性劑、消泡劑、去沫劑、粘度穩(wěn)定劑、鐵控制劑、轉(zhuǎn)向劑、乳化劑、起泡劑、氧清除劑、ph控制劑、緩沖劑等。應(yīng)在實驗室中檢測本文公開的延遲破壞劑與這些添加劑的相容性。本發(fā)明的處理正常進行；將處理流體和添加劑以相應(yīng)化學(xué)品的常見方式輸送到現(xiàn)場，混合，儲存并泵送。當(dāng)使用樹脂涂覆撐開劑(rcp)時，應(yīng)進行測試以確保rcp和延遲破壞劑可相容，并且不干擾其他性能；常規(guī)的天然和合成支撐劑和礫石通常可以不經(jīng)測試而使用。

本發(fā)明通過考慮關(guān)于可用井、地層、流體和添加劑的信息以及成功處理的標準，并且根據(jù)數(shù)據(jù)和標準制備用于使處理性能最大的優(yōu)化計劃來進行。這通常通過使用處理設(shè)計和評估軟件分析井來進行；例如，在水力壓裂軟件中，將壓力梯度與壓裂長度和高度提升算法、完整的泄漏信息以及多個流體注入及其溫度變化的影響相結(jié)合。

延遲破壞劑的最佳濃度可以通過選擇破壞時間和速率并在預(yù)期的地層條件下測量利用預(yù)期流體樣品的破壞來測定。破壞的測量以及破壞的預(yù)測和控制是增產(chǎn)和防砂領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所熟悉的。粘彈性表面活性劑應(yīng)以足以提供所需粘度的量存在，其需要使酸流轉(zhuǎn)向，減少流體損失，使顆粒懸浮等。粘彈性表面活性劑的濃度可以是以表面活性劑凝膠的重量或者體積計至少約0.005％，至少約0.01％，至少約0.1％，至少約0.5％，在一個實施方案中至少約3％，在一個實施方案中至多約20％，在一個實施方案中至多約10％，在一個實施方案中至多約8％，在一個實施方案中至多約5％。

應(yīng)當(dāng)理解，在整個本說明書中，當(dāng)作為有用或合適等列出或描述濃度或量的范圍時，意欲指應(yīng)認為已經(jīng)陳述了范圍內(nèi)的任何和每個濃度，包括終點。此外，各數(shù)值應(yīng)在術(shù)語“約”所修飾時讀取一次(除非已經(jīng)明確地如此修改)，然后在未如此修改時再次讀取，除非在上下文中另有說明。例如，“1-10”將被讀取為指示在約1和約10之間的連續(xù)集的各個和每個可能的數(shù)值。換言之，當(dāng)表示一定范圍時，即使說明書明確地僅標識或者涉及范圍內(nèi)的幾個具體數(shù)據(jù)點，或者甚至不標識或者涉及該范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明人領(lǐng)會并理解，該范圍內(nèi)的任何和所有數(shù)據(jù)點將被認為已被指定并且本發(fā)明人擁有該范圍內(nèi)的整個范圍和所有點。

本發(fā)明的延遲破壞劑可以通過將它們計量加入基礎(chǔ)水流體中作為濃縮液體而加入到井眼流體中。如果材料作為乳液、分散體或漿液接收，則可將其以該形式儲存并直接以該形式使用。如果其以干燥形式(例如作為細顆粒的固體分散性粉末或干乳液)接收，則可以根據(jù)需要將顆粒預(yù)分散于水或鹽水中并以液體料流計量加入，或者作為替換地，它們可以作為固體加入基礎(chǔ)流體料流中。

給定的延遲破壞劑在特定溫度下和與特定組合物的增稠流體接觸時的反應(yīng)性(例如ph以及其他組分，尤其是電解質(zhì)的濃度和性質(zhì))容易通過簡單實驗而測定：在處理條件下將流體暴露于本發(fā)明的內(nèi)部破壞劑并監(jiān)測粘度。

本發(fā)明的延遲破壞劑可以與用以下物質(zhì)制成的ves一起使用：任何類型的表面活性劑或者表面活性劑的混合物，含或不含一種或多種輔助表面活性劑，含或不含其他旨在穩(wěn)定或改變膠束或囊泡性質(zhì)的添加劑(如緩沖液、剪切恢復(fù)添加劑(shearrecoveryadditive)、鹽和流變促進劑)。ves選自陽離子、陰離子、兩性和兩性離子的。

在一些實施例中，將通過表面活性劑芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿說明本發(fā)明，其中式va中的r是不飽和21碳基團。

在一些實施例中，將通過表面活性劑芥酸酰胺基丙基二甲基甜菜堿說明本發(fā)明，其中式via中的r是不飽和21碳基團。

在一些實施例中，將通過表面活性劑牛油酰胺基丙基二甲基氧化胺說明本發(fā)明，其中式vii中的r¹是不飽和17碳基團。

本發(fā)明將通過破壞劑組合物說明，該破壞劑組合物是式(i)化合物的混合物，其中r是在10-14個碳原子之間變化的烷基且m＝3，該組合物在本文中稱為“破壞劑組合物a”。將使用包含破壞劑組合物a的混合物的鈉鹽和銨鹽的其他破壞劑組合物進一步說明本發(fā)明。

實施例1-7的一般程序：

制備各種濃度的鹽水。向500ml玻璃混合器中加入鹽水溶液，隨后加入一定量(體積)的粘彈性表面活性劑和延遲破壞劑。將所得混合物在混合器中以3000-4000rpm攪拌3分鐘。然后將所得凝膠以1000rpm離心15分鐘以除去氣泡。使用graceinstrumentrheometer(型號m5600)評估流變性能。施加400psi的壓力以使樣品的蒸發(fā)最小，尤其是在高溫下。在100s^-1的剪切速率下測量粘度，其中每30分鐘沿斜線下降至75s^-1、50s^-1和25s^-1。所有實驗在固定溫度(200°f、250°f和300°f)下在如所標記的含有和不含破壞劑和其他添加劑下進行。

實施例1

本實施例說明破壞劑組合物a在250°f下作為延遲破壞劑的使用。制備包含6體積％芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿和30重量％cacl2的粘性流體的三個樣品，分別向其中加入濃度為0、0.2和0.3體積％的破壞劑組合物a。圖1a、1b和1c中所示的數(shù)據(jù)表明彈性隨時間而減小。較高劑量的延遲破壞劑具有較低的粘度和較快觀察到的破壞。

實施例2

本實施例說明了破壞劑組合物a的鈉鹽和銨鹽在250°f下作為延遲破壞劑的使用。制備包含6體積％芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿和30重量％cacl2的粘性流體的三個樣品，分別地向其中不加入破壞劑、加入0.5體積％的破壞劑組合物a的銨鹽和0.5％的破壞劑組合物a的鈉鹽。圖2中的數(shù)據(jù)表明，經(jīng)中和的延遲破壞劑也可以有效地作為ves組合物的延遲破壞劑起作用。

實施例3

本實施例說明了破壞劑組合物a的銨鹽在300°f下作為延遲破壞劑的使用。制備包含6體積％芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿和30重量％cacl2的粘性流體的三個樣品，分別向其中加入濃度為0、0.1和0.15體積％的破壞劑組合物a的銨鹽。圖3中的數(shù)據(jù)顯示破壞時間隨著延遲破壞劑濃度的增加而減小。

實施例4

該實施例說明了本發(fā)明延遲破壞劑在300°f下在濃鹽水應(yīng)用中的使用。制備包含6體積％芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿和12.5ppgnabr的粘性流體的兩個樣品，分別向其中加入濃度為0和0.1體積％的破壞劑組合物a的銨鹽。高密度nabr鹽水通常用于完井或濃鹽水水力壓裂應(yīng)用中。圖4中的數(shù)據(jù)顯示在延遲破壞劑存在下，彈性隨時間緩慢下降。

實施例5

本實施例說明了破壞劑組合物a的銨鹽在250°f下在20％nacl中作為延遲破壞劑的使用。制備包含6體積％芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿和20％nacl的粘性流體的兩個樣品，分別向其中加入濃度為0和0.1％的破壞劑組合物a的銨鹽。圖5中的數(shù)據(jù)顯示本發(fā)明破壞劑組合物起作用以緩慢地破壞凝膠的粘度。

實施例6

該實施例說明了本發(fā)明延遲破壞劑在250°f下在包含甜菜堿ves的粘性流體中的使用。制備了包含6體積％芥酸酰胺基丙基二甲基甜菜堿和30％cacl2的粘性流體的四個樣品，分別向其中加入濃度為0和0.1體積％的破壞劑組合物a的鈉鹽或銨鹽。圖6中的數(shù)據(jù)顯示破壞劑組合物a的鈉鹽和銨鹽均作為延遲破壞劑良好的起作用。

實施例7

該實施例說明了本發(fā)明延遲破壞劑在200°f下在包含酰胺基胺氧化物ves的粘性流體中的使用。制備包含6體積％牛油酰胺基丙基二甲基胺氧化物和30％cacl2的粘性流體的三個樣品，分別向其中加入濃度為0、0.3和0.5體積％的破壞劑組合物a的銨鹽。圖7中的數(shù)據(jù)顯示，較高劑量的延遲破壞劑導(dǎo)致較短的破壞時間。

實施例8

該實施例說明了本發(fā)明延遲破壞劑在275°f下在包含磺基甜菜堿ves的粘性流體中的使用。制備6體積％芥酸酰胺基丙基羥丙基磺基甜菜堿和20％kcl的粘性流體的三個樣品，分別向其中加入濃度為0％、0.1％和0.5體積％的破壞劑組合物a的鈉鹽。結(jié)果如圖8所示。

盡管本文參考具體實施方案來說明和描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不意欲限制于所示的細節(jié)。

相反，可以在權(quán)利要求的等價物的范圍和幅度內(nèi)的細節(jié)中做出各種修改，而不脫離本發(fā)明的精神。