[发明专利]耐盐减摩剂

说明书

一种减摩处理溶液，该减摩处理溶液包括水、从100ppm至500,000ppm的总溶解的固体、以及每千加仑从0.5至3加仑的含水溶性聚合物的油包水乳液。这些总溶解的固体包括至少10重量百分比的多价阳离子。该油包水乳液包括油相和水相，其中该油相是含有惰性疏水性液体的连续相，并且该水相作为分散的不同颗粒存在于该油相中并且含有水、该水溶性聚合物、以及表面活性剂和反转表面活性剂。该水溶性聚合物由20至80重量百分比的非离子型单体、0.5至30重量百分比的含羧酸单体、以及5至70重量百分比的阳离子型单体构成，并且构成该油包水乳液的从10至35重量百分比。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年7月15日提交的美国临时专利申请号62/024,652的权益，将该临时专利申请的内容以其全文通过援引方式并入本申请。

背景技术

所披露的主题涉及用于处理地下区域的组合物。这些组合物包括水性地下处理流体，这些水性地下处理流体在含高盐水的溶液中含有油包水乳液中的水溶性聚合物，以及相关方法。

水性处理流体可以用于多种地下处理。此类处理包括但不限于钻井操作、增产操作、以及完井操作。如在此所使用的，术语“处理(treatment)”或“处理(treating)”是指结合所需功能和/或出于所需目的使用流体的任何地下操作。该术语“处理(treatment)”或“处理(treating)”不暗示流体的任何具体作用。

粘性的胶凝的压裂流体通常用于被井筒穿透的地下区域的水力压裂以增加来自这些地下区域的烃的生产。即，以使得裂缝形成并且延伸到待增产的地下区域中的速率和压力将粘性的压裂流体泵送通过该井筒进入该地下区域。该压裂流体还将微粒支撑剂材料(例如级配砂)携带到所形成的裂缝中。使该支撑剂材料悬浮在该粘性的压裂流体中，这样使得当该粘性的压裂流体破坏并且回收时该支撑剂材料沉积在这些裂缝中。该支撑剂材料起防止裂缝闭合的作用，由此形成传导通道，通过这些传导通道所产生的流体可以流到该井筒中。

利用水性处理流体的增产操作的实例是水力压裂。在一些例子中，压裂处理涉及将无支撑剂的水性处理流体(称为垫液)比该流体能够逃逸到地下地层中更快地泵送到该地层中，这样使得该地层中的压力升高并且该地层破裂，产生或增强一个或多个裂缝。增强裂缝包括扩大地层中预先存在的裂缝。一旦该裂缝形成或增强，通常将支撑剂微粒置于该裂缝中以形成支撑剂充填层，当释放液压时该支撑剂充填层可以防止该裂缝闭合，形成传导通道，通过这些传导通道流体可以流到该井筒中。

在将该水性处理流体泵送到该井筒的过程中，由于在呈湍流的水性处理流体与该地层和/或布置在该井筒内的管状物品(例如，管子、盘绕的管道等)之间的摩擦可能损失相当大量的能量。由于这些能量损失，额外的马力可能是必要的以实现所希望的处理。为减少这些能量损失，迄今为止已经将减摩聚合物包括在水性处理流体中。由于在呈湍流的水性处理流体与这些管状物品和/或该地层之间的摩擦，该减摩聚合物应该减低这些摩擦损失。

很多减摩聚合物在低分子量添加剂如酸、碱和盐的存在下示出降低的性能。离子带电的聚合物是特别易受影响的。例如，含有丙烯酸脂类型单体的聚合物(或者作为共聚物添加的或由聚丙烯酰胺水解的)具有降低的与高钙盐水的相容性。这些添加剂将这些电荷筛选到聚合物主链上，这降低了该聚合物的流体动力学半径。随着有效聚合物长度的降低，该摩擦减少也降低。

水力压裂已经是石油和天然气工业的福音。由于该程序，已经使很多油井和气井更加多产。然而，水力压裂行业现在正面临日益增加的详细审查和政府监管。另外，水力压裂操作需要大体积的水。在一些区域中，新鲜的水可能是限制因素。可以使用多种水来源(如来自地层的采出水或钻井处理后的返排水)的处理溶液可以显著增强油田适用性。

在地下处理方法中相对高的聚合物使用可造成显著的地层损坏。另外，当在地面之上回收利用该处理流体时，该流体中高水平的高分子量聚合物可在地面之上流体回收利用操作(如末端颠倒)中导致絮凝。