[发明专利]包含澄清黄原胶的处理液及相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2004年7月13日提交美国专利申请序列号10/889,860，律师登记号HES 2004-IP-013497U1，名称“基于盐水的稠化处理液及相关方法”的部分连续申请(continuation-in-part)，通过参考将其全文引入本文。

背景

本发明涉及用于工业、油田和/或地下作业的方法和组合物。更具体地，本发明涉及包含澄清黄原胶(clarified xanthan)胶凝剂的稠化处理液(viscosified treatment fluid)以及它们在工业、油田、地热、煤、煤层甲烷以及/或地下作业中的用途。

处理液可以用于各种地下处理，包括但不限于、增产处理、消除损害、地层隔离、井眼清洗、除垢、污垢控制、钻井作业、注水泥、整合处理(confermance treatment)、用于三次采油的注水法作业和控砂处理。处理液还可以用于各种管道处理。如本文中所用，术语“处理”是指协同所需的功能和/或为了所需的目而使用流体的任何作业。术语“处理”不是指由流体或其任何特殊组分引起的任何特殊行为。

一种使用处理液的普通开采增产处理作业是水力压裂。水力压裂作业通常涉及在足够的液压下泵送处理液(例如，压裂液)到穿透地层的井眼中，以产生或增大地层中的一个或多个裂隙或“裂缝”。如在本文中使用的术语“增大”地层中的一个或多个“裂缝”，被定义为包括地层中的一个或多个天然或之前产生的裂缝的延长或扩大。处理液可以包含沉积在裂缝中的粒子，这样的粒子常被称为“支撑剂粒子”。支撑剂粒子尤其是可以在液压释放时，防止裂缝完全闭合，从而形成流体可以流过的导流通道。支撑剂粒子也可以包覆有某些类型的材料，包括树脂、增粘剂等，特别以提高通过它们所在的裂缝的导流能力(例如，流体流动)等。一旦产生或增大至少一个裂缝并且支撑剂粒子基本上在适当的位置，就可以使处理液“破胶”(即，降低流体的粘度)，并且可以从地层中回收处理液。

使用处理液的其它普通开采增产作业是酸化处理作业。在地层包含酸溶性成分比如在碳酸盐和砂岩地层中存在的成分的情况下，增产处理和/或消除损害通常通过使地层与包含酸或酸形成物质的处理液接触而实现。例如，在盐酸与地层中的碳酸钙接触并反应的情况下，碳酸钙被消耗，产生水、二氧化碳和氯化钙。在酸化完成之后，水和溶解在其中的盐可以通过将它们开采到地表(例如，将井“排液”)而回收，从而在地层内留下适宜量的孔隙(例如，虫状孔)，这样可以提高地层的渗透性和/或增加随后可以从地层开采烃的速率。一种称作“压裂酸化”的酸化方法包括：在足以在地层内产生或增大一个或多个裂缝的压力下，将含有酸的处理液注入到地层中。另一种被称作“基岩酸化”的酸化方法包括：在比地层内产生或增大一个或多个裂缝的压力低的压力下，将含有酸的处理液注入到地层中。

处理液也用于控砂处理，例如砾石充填。在“砾石充填”处理中，处理液使粒子(通常称为“砾石粒子”)悬浮，并且将那些粒子的至少一部分沉积在井眼内的所需区域例如靠近未加固或弱加固的地层区，从而形成“砾石填料”，其是充分紧密地填充在一起以防止某些材料穿过砾石填料的粒子形成的聚集体。这种“砾石填料”尤其是可以增强地层中的砂控和/或防止粒子从地层的未加固区域(例如，被支撑的裂缝)流入井眼。一种普通类型的砾石充填作业包括：将控砂网放置在井眼中，以及，用其特定尺寸被设计为防止地层砂通过的砾石粒子填充在该控砂网和井眼之间的环形空间。砾石粒子尤其是起着防止地层砂堵塞网或者与开采的烃一起流动的作用，并且该网尤其是起着防止粒子进入井眼的作用。砾石粒子也可以包覆有某些类型的材料，包括树脂、增粘剂等，特别以提高穿过它们所在的砾石填料的导流能力(例如，流体流动)等。一旦砾石填料基本上在适当的位置，就可以使处理液的粘度降低，从而允许其被回收。在一些情形下，压裂和砾石充填处理组合成单个处理(通称为“FracPac^TM”作业，压裂充填(frac pack)或压裂和充填作业)。在这样的“压裂填充”作业中，通常使用在适当位置的砾石填料滤网组件(gravel pack screen assembly)完成处理，而水力压裂处理液被泵送通过射孔套管与滤网之间的环形空间。在这种情形下，水力压裂处理处于滤砂状态，从而在滤网和套管之间形成环形砾石填料。在其它情形下，可以在安装滤网并且放置砾石填料之前进行压裂处理。