[发明专利]用于隔热的隔离液

说明书

隔离液体系包含酸性纳米二氧化硅分散体和碱性活化剂。酸性纳米二氧化硅分散体包含二氧化硅纳米颗粒和稳定剂如羧酸。碱性活化剂包含烷醇胺，如一烷醇胺。酸性纳米二氧化硅分散体和碱性活化剂的混合物形成pH大于7且小于或等于12的隔离液，并且隔离液在被加热到在100°F至300°F范围内的温度时形成隔离凝胶。可以在内管道和外管道之间的环空中形成隔离凝胶。内管道和外管道可以位于地下地层中。形成隔离凝胶可以包括将酸性纳米二氧化硅分散体与碱性活化剂合并以得到隔离液，和将隔离液加热以形成隔离凝胶。

优先权要求

本申请要求2017年11月14日提交的美国专利申请号15/812,261的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及用于管线和地下应用的具有低热导率的含水隔离液。

背景技术

在地下操作中经常使用隔离液以将含烃流体与周围环境隔离。例如，如果周围环境是冷的，则可以向在含烃流体流过的第一油管与第二油管或井眼壁之间的环空提供隔离液以减少重质烃的沉淀，从而促进含烃流体流过第一油管。隔离液还用于其中需要控制传热的其他隔离应用。典型的隔离液通过将碱性纳米二氧化硅分散体与酸性活化剂如植酸、甲基甘氨酸二乙酸或聚环氧琥珀酸合并来形成，并且是酸性的，因此对井下腐蚀有贡献。

发明内容

在第一总体方面，隔离液体系包含酸性纳米二氧化硅分散体和碱性活化剂。酸性纳米二氧化硅分散体包含二氧化硅纳米颗粒和稳定剂。碱性活化剂包含烷醇胺。酸性纳米二氧化硅分散体和碱性活化剂的混合物形成pH大于7且小于或等于12的隔离液，并且隔离液在被加热到在100华氏度(°F)至300°F范围内的温度时形成隔离凝胶。

在第二总体方面，在内管道和外管道之间的环空中形成隔离凝胶包括：将碱性活化剂与酸性纳米二氧化硅分散体合并以得到pH大于7且小于或等于12的隔离液，向环空提供隔离液，和将在环空中的隔离液加热到在100°F至300°F范围内的温度，从而在环空中形成隔离凝胶。碱性活化剂包含烷醇胺，并且酸性纳米二氧化硅分散体包含二氧化硅纳米颗粒和稳定剂。

在第三总体方面，在内管道和外管道之间的环空中形成隔离凝胶包括：向环空提供酸性纳米二氧化硅分散体，将碱性活化剂与在环空中的纳米二氧化硅分散体合并以得到pH大于7且小于或等于12的隔离液，和将在环空中的隔离液加热到在100°F至300°F范围内的温度，从而在环空中形成隔离凝胶。酸性纳米二氧化硅分散体包含二氧化硅纳米颗粒和稳定剂，并且碱性活化剂包含烷醇胺。

在第四总体方面，形成隔离凝胶包括：将酸性纳米二氧化硅分散体与碱性活化剂合并以得到pH大于7且小于或等于12的隔离液，和将隔离液加热到在100°F至300°F范围内的温度，从而形成隔离凝胶。碱性活化剂包含烷醇胺，酸性纳米二氧化硅分散体包含二氧化硅纳米颗粒和稳定剂，并且稳定剂和烷醇胺反应生成酰胺。

第一、第二、第三和第四总体方面的实施方式可以独立地包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施方式中，稳定剂包括羧酸。在一些实例中，羧酸包括乙酸、乳酸和柠檬酸中的至少一种。在一些实施方式中，烷醇胺包括一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少一种。

酸性纳米二氧化硅分散体的pH一般在2至4的范围内。二氧化硅纳米颗粒的粒度一般在5纳米(nm)至100nm的范围内。纳米二氧化硅分散体可以包含5重量百分比(重量％)至50重量％的二氧化硅纳米颗粒。纳米二氧化硅分散体在室温的粘度在5厘泊(cP)至200cP的范围内。

隔离液可以包含0.1体积百分比(体积％)至20体积％或0.5体积％至20体积％的碱性活化剂。隔离液一般在被加热到在100°F至300°F范围内的温度时在2小时(h)至24h内形成隔离凝胶。

第二和第三总体方面的实施方式可以独立地包括以下特征中的一个或多个。