專利名稱：包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的制作方法
包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于處理地下地層的方法。更具體地，在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中利用包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的方法。在如今的向下打眼(downhole)的技術(shù)中，大部分的井已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大于
15,OOOft (4. 6km)的深度，且因此，大多數(shù)以前設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)用于更淺井的處理流體和添加齊U，可能不能在通常與更深的井相關(guān)的溫度和壓カ下適當(dāng)?shù)仄鹦?。在超過(guò)15，OOOft (4. 6km)的井深度常常涉及更高的溫度和壓力，迫使需要在這些深度起效的流體和添加剤。除高的溫度和壓カ之外，在這些深度完成的井常常生產(chǎn)如ニ氧化碳(CO2)或硫化氫(H2S)的流體。
粘性化處理的流體可用于各種地下處理中。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“處理”，或“處置”，指的是利用流體結(jié)合期望的功能和/或用于期望的目的的任何地下作業(yè)。術(shù)語(yǔ)“處理”，或“處置”，并不意指由流體引起的任何特別活動(dòng)。通常地下處理的實(shí)例包括，但不限于，鉆井作業(yè)、預(yù)墊處理(pre-pad treatments)、壓裂處理、射孔作業(yè)、前置液沖洗處理(預(yù)沖處理,preflush treatments)、后沖處理(afterflush treatments)、沙碌控制處理(例如，如石樂(lè)石充填)、酸化處理(如基質(zhì)酸化(matrix acidizing)或壓裂酸化)、分流處理、固化處理、以及井眼清理處理(well bore clean-out treatments)。例如，在某些壓裂處理中，通常處理流體(如壓裂液或“前置液(pad fluid)”)在足夠的液體壓カ下被引入穿透地下層的井眼中以在地下地層中形成或強(qiáng)化一個(gè)或多個(gè)通道或“破裂”。這些裂縫通常増加地層該部分的滲透率。流體可包含顆粒，通常稱為“支撐劑顆?！?，沉積在得到的裂縫中。認(rèn)為支撐劑顆粒幫助防止裂縫在釋放流體壓之后完全封閉，形成傳導(dǎo)通道，流體通過(guò)其可以流到穿透地層的井眼中。處理流體還在沙?？刂铺幚碇惺褂?，如沙礫填充。在“沙礫-填充”處理中，處理流體懸浮顆粒(通常稱為“沙礫顆粒”)，且至少這些顆粒的部分沉積在井眼中期望的區(qū)域里，如鄰近松散的或不太結(jié)實(shí)的地層區(qū)，以形成“沙礫填充”，其是足夠緊密地填充在一起的大量顆粒，以防止某些材料穿過(guò)沙礫填充。此外，該“沙礫填充”可以增強(qiáng)在地下地層中的沙粒控制和/或防止顆粒從地下地層的松散部分(如，支撐的破裂面)流入井眼。沙礫填充作業(yè)的ー種常見(jiàn)類型包括將沙?？刂破林糜诰壑?，且用設(shè)計(jì)以防止地層沙粒通過(guò)的特定粒徑的沙礫顆粒填充處于屏和井眼之間的環(huán)狀部。此外，沙礫顆粒起到防止地層沙粒堵塞屏或隨產(chǎn)生的烴類遷移的作用，而起到防止顆粒進(jìn)入井眼的作用。還可以為沙礫顆粒包覆上某些類型的材料，包括樹脂、粘性增強(qiáng)劑等。一旦沙礫填充基本上到位，可減少處理流體的粘度以允許其恢復(fù)。在一些情況下，壓裂和沙礫填充處理結(jié)合入?yún)g一處理(通常稱為“FRACPAC ”壓裂處理)中。在這樣的“FRACPAC ”壓裂處理中，該處理通常利用在適合位置裝配沙礫填充屏，以及通過(guò)外殼和屏之間的環(huán)狀空隙泵送的液壓壓裂處理而完成。在這種情況下，液壓壓裂處理在濾過(guò)的條件下結(jié)束，在屏和套管之間形成環(huán)狀沙礫填充。在其他情況下，壓裂處理可在安裝屏和進(jìn)行沙礫填充之前完成。由于多種原因在處理流體中維持足夠的粘性可能是重要的。粘性在鉆孔作業(yè)中是期望的，因?yàn)橄啾扔谄渌镔|(zhì)具有高粘度的處理流體能更容易地運(yùn)輸固體，如鉆屑。在壓裂處理中維持足夠的粘性對(duì)于顆粒運(yùn)輸，以及以產(chǎn)生或加大裂縫寬度是重要的。顆粒運(yùn)輸在沙?？刂铺幚?如沙礫填充)中也是重要的。維持足夠的粘性對(duì)于控制和/或減少地層中的漏泄，提高在地層中使另外的流體轉(zhuǎn)向的能力，和/或通過(guò)減少在井眼中的摩擦來(lái)減少泵送的需要來(lái)說(shuō)可能是重要的。同時(shí)，常常期望以以下的方式維持處理流體的粘性，即粘性在特定時(shí)期，尤其是在后續(xù)回收來(lái)自地層的流體時(shí)可能減少的方式。為了提供期望的粘性，通常將聚合膠凝劑加入到處理流體。術(shù)語(yǔ)“膠凝劑”在本文中定義成，包括能夠增加流體的粘性的任何物質(zhì)，例如，通過(guò)形成凝膠。常用聚合膠凝劑的實(shí)例包括，但不限于陽(yáng)離子聚合物、高分子量聚丙烯酰胺聚合物、多糖、合成聚合物等。然而，使用純聚合膠凝劑可能是有問(wèn)題的。例如，這些聚合膠凝劑在使用之后可能在地下地層中留下不期望的凝膠殘余物，其能夠影響滲透。因此，可能需要昂貴的補(bǔ)救作業(yè)以清潔斷裂面和支撐劑填充。已采用起泡沫處理流體和基于乳液的處理流體以最小化殘留損害，但是常常會(huì)引起費(fèi)用和復(fù)雜性増加。為了克服與聚合膠凝劑有關(guān)的遇到的問(wèn)題，已經(jīng)使用ー些表面活性劑作為膠凝齊U。很理解，以臨界膠束濃度以上的濃度混合水性流體時(shí)，表面活性剤的分子(或離子)可能結(jié)合以形成膠束。某些粘性化膠束可能使流體粘性増加，以致流體至少部分地由于其中 所包含的表面活性劑分子的結(jié)合表現(xiàn)出粘彈性質(zhì)(例如剪切稀化性質(zhì))。然而，表面活性劑用作膠凝劑在幾個(gè)方面可能是有問(wèn)題的。在某些應(yīng)用中，可能需要大量的粘弾性表面活性劑賦予流體期望的流變性質(zhì)。某些粘彈性表面活性劑在某些流體中可能溶解性差ー些，這可能削弱那些表面活性劑形成粘性化膠束的能力。粘弾性表面活性劑流體在高溫和/或高鹽濃度下也可能是不穩(wěn)定的，除了其他原因，還由于高鹽濃度有“篩出”粘性化膠束之間的靜電相互作用的傾向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于處理地下地層的方法。更具體地，在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中使用包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的方法。一方面，本發(fā)明提供ー種方法，包括提供包含水性基礎(chǔ)流體和至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體，并且將處理流體置于地下地層中。另ー方面，本發(fā)明提供ー種方法，包括提供具有第一粘度的包含水性基礎(chǔ)流體和至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體；將處理流體置于地下地層中；用烴接觸處理流體；允許所述處理流體的粘度降低至低于所述第一粘度的第二粘度。另ー方面，本發(fā)明提供ー種方法，包括提供包含水性基礎(chǔ)流體和至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的鉆井流體；并利用鉆井流體在地下地層中鉆至少部分的井眼。在另一方面，本發(fā)明提供包含水性基礎(chǔ)流體和至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體(其可能是鉆井流體)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在讀了以下實(shí)施方式的描述后，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將是顯而易見(jiàn)的。


這些

本發(fā)明的一些實(shí)施方式的某些方面，且不應(yīng)當(dāng)用于限制或定義本發(fā)明。圖I是包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體與不含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的粘度的圖解。圖2是有和沒(méi)有烴(A)的包含標(biāo)準(zhǔn)表面活性劑的處理流體與有和沒(méi)有烴(B)的包含纏繞平衡聚合物的處理流體的圖片。圖3是包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體與包含表面活性劑而沒(méi)有聚合物的處理流體的流變學(xué)性能的圖形表示。圖4是包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體與包含表面活性劑而沒(méi)有聚合物的處理流體的彈性模量的圖形表示。圖5是包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體與包含表面活性劑而沒(méi)有聚合物的處 理流體的損耗模量的圖形表示。圖6是描繪在缺少加熱(A)和存在加熱(B)的情況下，包括纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體與包含表面活性劑而沒(méi)有聚合物的處理流體的沉降性質(zhì)的圖片。雖然本發(fā)明可以進(jìn)行各種修改和替換形式，其具體實(shí)施方式
已通過(guò)實(shí)施例的方式附圖中顯示，且在本文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本文中所描述的具體實(shí)施方式
并不旨在將本發(fā)明限制于所公開的特定形式，但是相反，本發(fā)明g在包括由附加的權(quán)利要求所定義的，落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有的修改、等價(jià)物和替換。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及用于處理地下地層的方法。更具體地，在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中利用包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的方法。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的處理流體可包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)，其涉及網(wǎng)形成聚合物鏈和由表面活性劑分子的相互作用形成的蠕蟲樣膠束的分子間和分子內(nèi)結(jié)合系統(tǒng)(即網(wǎng))，并且其能夠給予流體內(nèi)弾性和混懸性質(zhì)。術(shù)語(yǔ)，“纏繞平衡聚合物網(wǎng)”指的是經(jīng)如物理交聯(lián)、范德華力、和/或靜電相互作用而形成結(jié)合的網(wǎng)形成聚合物和蠕蟲樣膠束的分子間和分子內(nèi)結(jié)合系統(tǒng)(即網(wǎng))，并且給予流體內(nèi)弾性和混懸性質(zhì)。認(rèn)為，在這樣的實(shí)施方式中，網(wǎng)形成聚合物的疏水組分可變得與由表面活性劑相互作用形成的蠕蟲樣膠束纏繞。在本發(fā)明的許多潛在優(yōu)點(diǎn)中，本發(fā)明的方法和組合物，除了別的以外，可增強(qiáng)處理流體的粘弾性、穩(wěn)定性、和/或其它流變性質(zhì)，尤其是在高溫和/或在鹽水或其它高鹽度條件(大于約0.5M)下。本發(fā)明的方法還可增強(qiáng)纏繞平衡聚合物網(wǎng)的形成，其可增強(qiáng)最終處理流體的粘弾性、穩(wěn)定性、和/或其它流變性質(zhì)。本發(fā)明的處理流體保持在和烴接觸時(shí)失去粘性的能力。此外，本發(fā)明的方法和組合物可通過(guò)在利用更低濃度的聚合增粘劑時(shí)協(xié)助在流體中達(dá)到期望的流變性質(zhì)而減少由純聚合增粘劑引起的對(duì)地層的損壞。為了描述本發(fā)明的處理流體和本文中描述的纏繞平衡聚合物網(wǎng)，對(duì)于描述某些流變性質(zhì)包括屈服點(diǎn)("YP")、低剪切粘性、塑性粘度("PV")、當(dāng)量循環(huán)密度("ECD")，以及屈服應(yīng)カ(tau零，tO)是有用的。YP定義為當(dāng)推斷切變速率為零時(shí)，從Bingham-Plastic流變學(xué)模型獲得的值。可使用標(biāo)準(zhǔn)油田電流計(jì)的姆分鐘轉(zhuǎn)數(shù)300 (“rpm”)和600rpm的切變速率讀數(shù)計(jì)算。同樣,屈服應(yīng)カ或Tau零(t 0)是必須施加于ー種材料的壓力，以便使其開始流動(dòng)(或屈服)，并且通?？筛鶕?jù)以3、6、100、200、300和600rpm的比率測(cè)得的電流計(jì)讀數(shù)計(jì)算。可通過(guò)應(yīng)用適于Herchel-Bulkley流變學(xué)模型的最小ニ乘法符合或曲線實(shí)施外推法。估計(jì)屈服應(yīng)カ的更方便的方法是，通過(guò)盡管用6rpm和3rpm的讀數(shù)分別代替了 600和300rpm的讀數(shù)，由在下面等式2中顯示的相同公式計(jì)算低剪切屈服點(diǎn)("LSYP")。當(dāng)外推至無(wú)窮的切變速率吋，PV代表流體的粘性。除了別的以外，由于流體退出鉆頭的低粘性和使用増加的流速的能力，低的PV可能表明流體能夠快速鉆孔。高的PV可能由粘桐的基礎(chǔ)流體、過(guò)多的股質(zhì)固體、或兩者引起。PV和YP由下列系列的等式計(jì)算PV = (600rpm 讀數(shù))-(300rpm 讀數(shù))(等式 I)YP = (300rpm 讀數(shù))-PV(等式 2)E⑶是由針對(duì)地層的流體所施加的有效循環(huán)密度，考慮在考查點(diǎn)上的環(huán)形物中的流速和壓カ下降。由于由內(nèi)部流體摩擦所引起的在環(huán)形物中更大的壓力下降，高的PV可增 加ECD。認(rèn)為本發(fā)明的處理流體提供更好的ECD控制。可利用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試設(shè)備測(cè)量這些流變性質(zhì)。例如，以厘泊表示的塑性粘度、以度盤讀數(shù)表示的低剪切粘性、以lb/100ft2表示的(llb/100ft2相當(dāng)于47. 9N/100m2)屈服點(diǎn)和LSYP，以及以lb/100ft2表示的凝膠強(qiáng)度等性質(zhì)，自提交時(shí)間起，可由“ANSI/API RP 13B-2 Recommended Practice for FieldTesting Oil-based Drilling Fluids”測(cè)定,利用 115伏電動(dòng)粘度計(jì)，如FANN Model 35-AV-GMeter，其全部?jī)?nèi)容作為參考并入本文中。旋轉(zhuǎn)測(cè)量代表可讀取讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)速率。實(shí)際的旋轉(zhuǎn)速率可能輕微變化，并且如果必要，可利用校正系數(shù)校正。本發(fā)明的處理流體包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)。在一些實(shí)施方式中，纏繞平衡聚合物網(wǎng)可包含剰余的殘留単體。纏繞平衡聚合物網(wǎng)由網(wǎng)形成聚合物以及通過(guò)流體中的表面活性劑相互作用所形成的蠕蟲樣膠束的結(jié)合形成。可選地，本發(fā)明的處理流體可包含另外的組分。處理流體中這樣的纏繞平衡聚合物網(wǎng)的形成，可由處理流體在零剪切カ時(shí)的粘性確定。例如，包含給定的非結(jié)合的已知分子量(MWl)的聚合物(即它不是纏繞平衡聚合物網(wǎng)的部分)會(huì)在零剪切力的處理流體中具有給定的特定粘度(Vl)。包含通過(guò)如前面描述的分子結(jié)合已形成纏繞平衡聚合物網(wǎng)的具有相同分子量(MWl)的相同聚合物的流體具有與在零剪切力的Vl相比，在零剪切力的更高粘度(V2)。更高的V2表明纏繞平衡聚合物網(wǎng)已經(jīng)在流體中形成。下列的討論涉及圖5和圖6。剪切模量(由應(yīng)變改變產(chǎn)生)是剪切力和剪應(yīng)變的比率。從類似于上面的復(fù)雜關(guān)系可以推定G* = G' +iG"(等式 3)其中，G*是復(fù)合剪切模量，G'是同相的儲(chǔ)能模量(即彈性組分)而G"是異相的類似定向的損耗模量(粘稠組分)；G* = V (G' 2+G" 2)。這些參數(shù)橫貫的頻率符合用于材料的弛豫時(shí)間(O。因此，由此得出，tan ( 8 ) =G" /G1(等式 4)其中tan( S )量化能量損耗和存儲(chǔ)之間的平衡。不管粘性，作為tan(45° ) = 1，大于整體的tan( S )值表明更“類似液體的”性質(zhì)，然而低于整體的表示更“類似固體的”性質(zhì)。對(duì)于包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體，tan(S)將可能少于1，然而包含非結(jié)合聚合物的流體，如果不大于I將具有更接近I或等于I的tan( S )。
圖3提供來(lái)自動(dòng)態(tài)剪切測(cè)試的各種響應(yīng)的實(shí)例。包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體(樣品2)顯現(xiàn)粘弾性性質(zhì)，并且比単獨(dú)含有粘弾性表面活性劑的純粹粘稠溶液(樣品I)具有更高的彈性模量。保留彈性組分，直到施加足夠的剪切以破壞由觸變行為引起的結(jié)合。這樣的性質(zhì)導(dǎo)致纏繞平衡聚合物網(wǎng)的懸浮増加。另ー種方式理解與包括纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體以及包含非結(jié)合聚合物的那些的這種流變學(xué)現(xiàn)象是檢測(cè)對(duì)于這些處理流體的流變學(xué)曲線的斜率。對(duì)于包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的流變學(xué)曲線的斜率將與包含非結(jié)合聚合物的處理流體的流變學(xué)曲線的斜率將大大不同。認(rèn)為纏繞平衡聚合物網(wǎng)給予増加的YP、低的剪切粘性(或零剪切粘度)和總體提高的懸浮，而基本上不增加處理流體的PV。低的PV可幫助最小化有效密度或相當(dāng)?shù)难h(huán)密度提高的量，由抽泵流體引起的。在某些實(shí)施方式中，處理流體的YP值可能介于約2至約100之間，而PV值可介于約5至約50之間。另外，認(rèn)為纏繞平衡聚合物網(wǎng)在水性處理流體中形成時(shí)，提高流體的懸浮特征。這些值和效果可能受許多因素影響，包括，但不限于，溫度、壓力、以及可溶性。 在一些實(shí)施方式中，包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的流體，能夠在直至約4Pa的屈服應(yīng)カ范圍中保持結(jié)構(gòu)。在纏繞平衡聚合物網(wǎng)的結(jié)合性質(zhì)取決于各種因素，包括，但不限于，聚合物的疏水修飾程度、聚合物的顯微結(jié)構(gòu)、所使用的表面活性劑的類型、以及聚合物和表面活性劑在流體中的濃度。在某些實(shí)施方式中，聚合物內(nèi)部(intrapolymer)相互作用沿著親水聚合物主鏈，在低聚合物濃度和高疏水密度下可變得更加突出。在這樣的實(shí)施方式中，可形成緊密的球形構(gòu)象，在網(wǎng)中產(chǎn)生具有類似膠束的性質(zhì)的有機(jī)的且疏水的微小區(qū)域。在其他實(shí)施方式中，聚合物之間的相互作用通常在更低的疏水/親水比率和更高的聚合物濃度下是更突出的。更高的聚合物濃度可能引起通過(guò)形成纏繞平衡聚合物網(wǎng)增加處理流體的粘性的鏈重疊和疏水成簇。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開的影響下，將認(rèn)識(shí)到獲得適當(dāng)?shù)木酆衔飪?nèi)部和聚合物之間結(jié)合所必要的條件，以便形成本發(fā)明的纏繞平衡聚合物網(wǎng)。在某些實(shí)施方式中，在低表面活性劑濃度下，膠束內(nèi)部相互作用會(huì)變得更加突出。在這樣的實(shí)施方式中，可形成緊密的球形構(gòu)象，產(chǎn)生有條理的蠕蟲樣的膠束。在其他實(shí)施方式中，膠束間和膠束聚合物相互作用在更高的表面活性劑濃度下通常會(huì)更突出。高的表面活性劑的濃度可引起通過(guò)形成纏繞平衡聚合物網(wǎng)增加處理流體的粘性的鏈重疊和疏水成簇。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開的影響下，將認(rèn)識(shí)到獲得適當(dāng)?shù)哪z束內(nèi)、膠束間和膠束聚合物結(jié)合所必要的條件，以便形成本發(fā)明的纏繞平衡聚合物網(wǎng)。在本發(fā)明中使用的粘弾性表面活性劑可包括任何本領(lǐng)域已知的粘弾性表面活性齊U、其任何衍生物、或其任意組合。這些粘弾性表面活性劑可以是陰離子型表面活性剤、中性表面活性剤、陽(yáng)離子表面活性剤、陰陽(yáng)(正負(fù))離子表面活性剤、兩性離子表面活性剤、或其任意組合。粘弾性表面活性劑可包括任意數(shù)量的不同化合物，包括磺酸甲基酯類(methylester sulfonates)(例如，如在2005年2月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/058，660、11/058，475、11/058，612、和11/058,611中所描述的，其全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中)、水解角蛋白(例如，如在美國(guó)專利號(hào)6，547，871中所描述的，其全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中)、磺基琥拍酸酯/鹽(sulfosuccinates)、?；撬猁}/酯(taurate)、氧化胺、こ氧基化酰胺、烷氧基化脂肪酸、烷氧基化醇(例如月桂醇こ氧基化物、こ氧基壬基酚)、乙氧基化脂肪族酰胺、こ氧基化烷基酰胺(如，椰油烷基胺こ氧基化物)、甜菜堿、改性的甜菜堿、燒基酰胺甜菜堿(如，椰油酰胺丙基甜菜堿(cocoamidopropyl betaine)、季胺類化合物(如，三甲基牛脂基氯化銨、三甲基椰油基氯化銨)，其衍生物以及其任意組合。術(shù)語(yǔ)“衍生物”在本文中定義為包括由所列化合物之一制成的任何化合物，例如，通過(guò)用另外的原子或原子基團(tuán)替換所列化合物的ー個(gè)原子、重排所列化合物中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子、離子化所列化合物、或創(chuàng)制所列化合物的鹽。合適的粘弾性表面活性劑可包括幾種不同化合物的混合物，包含但不限干烷基醚硫酸銨鹽、椰油酰胺丙基甜菜堿表面活性剤、椰油酰胺丙基ニ甲基胺氧化物表面活性剤、氯化鈉、以及水的混合物；烷基醚硫酸銨鹽表面活性剤、椰油酰胺丙基羥基磺基表面活性劑(cocoamidopropyl hydroxysultaine surfactant)、椰油酸胺丙基ニ甲基胺氧化物表面活性劑、氯化鈉、以及水的混合物；こ氧基化醇醚硫酸 鹽表面活性劑(ethoxylated alcoholether sulfate surfactant)、燒基酰胺丙基甜菜堿或烯基酰胺丙基甜菜堿表面活性劑、以及烷基ニ甲胺基氧化物或烯基ニ甲胺基氧化物表面活性劑的混合物；a -烯基磺酸鹽表面活性劑和甜菜堿表面活性劑的水溶液；以及其任意組合。合適的こ氧基化醇醚硫酸鹽表面活性剤、烷基酰胺丙基甜菜堿或烯基酰胺丙基甜菜堿表面活性剤、以及烷基ニ甲胺基氧化物或烯基ニ甲胺基氧化物表面活性劑的混合物的實(shí)例在美國(guó)專利No. 6，063，738中描述，其全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中。合適的a-烯基磺酸鹽表面活性劑和甜菜堿表面活性劑的水溶液的實(shí)例在美國(guó)專利No. 5，879，699中描述，其全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中。合適的粘弾性表面活性劑還可包括“陰陽(yáng)(正負(fù))”表面活性劑體系，其包括成對(duì)的帶電相反的表面活性剤，作為彼此的平衡離子并且可形成蠕蟲樣的膠束。這樣的陰陽(yáng)(正負(fù))型表面活性劑體系的實(shí)例包括，但是不限于油酸鈉(NaO)/氯化辛基三甲基銨(octyltrimethylammonium chloride) (C8TAC)系統(tǒng)，氯化十八燒基三甲基銨(C18TAC)/辛酸鈉鹽(NaCap)系統(tǒng)，以及對(duì)甲苯橫酸十六燒基三甲基銨(cetyl trimethy lammonium tosylate,CTAT)/十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)系統(tǒng)。適用于本發(fā)明的可商業(yè)購(gòu)買的粘弾性表面活性劑的實(shí)例可包括，但是不限干，Mirataine “BET-0 30 “(可從Rhodia Inc. Cranbury獲得的油酰胺丙基甜菜堿表面活性齊U，新澤西)、“AR0M0XAPA-T” (可從Akzo Nobel Chemicals獲得的氧化胺表面活性剤，芝加哥，伊利諾斯州)、“ETH0QUAD 0/12PG”(可從Akzo Nobel Chemicals獲得的脂肪酰胺こ氧基化李銨表面活性劑(fatty amine ethoxylate quat surfactant),芝加哥,伊利諾斯州)、“ ETHOMEEN T/12”(可從Akzo Nobel Chemicals獲得的脂肪酰胺こ基氧化物表面活性齊U，芝加哥，伊利諾斯州)、“ ETHOMEEN S/12”(可從Akzo Nobel Chemicals獲得的脂肪酰胺こ基氧化物表面活性劑，芝加哥，伊利諾斯州)、“ REWOTERIC AM TEG”(可從Degussa Corp,Parsippany獲得的牛脂基ニ輕基こ基甜菜堿兩性表面活性劑，Parsippany,新澤西)。粘弾性表面活性劑應(yīng)當(dāng)以足以賦予流體期望的粘性(例如足夠的粘性以使流動(dòng)轉(zhuǎn)向、減少流體損耗、懸浮微粒等)的量存在于本發(fā)明的流體中。在某些實(shí)施方式中，粘彈性表面活性劑可以以流體重量計(jì)以約0. 1%至約20%的量存在于流體中。在某些實(shí)施方式中，粘弾性表面活性劑可以以流體重量計(jì)以約0. 5%至約10%的量存在。在某些實(shí)施方式中，粘弾性表面活性劑可以以流體重量計(jì)以約0. 5 %至約3 %的量存在。
可用于形成本發(fā)明的纏繞平衡聚合物網(wǎng)的網(wǎng)形成聚合物可利用任何合適的方法，通過(guò)在基礎(chǔ)聚合物的親水聚合物主鏈內(nèi)插入疏水基團(tuán)而合成。合適的方法包括鏈增長(zhǎng)聚合、逐步增長(zhǎng)聚合以及后聚合機(jī)制，用于自然存在的聚合物和由鏈或逐步增長(zhǎng)聚合制得的聚合物。在多數(shù)情況中，不是后聚合修飾。因此，在形成時(shí)，疏水修飾插入聚合物結(jié)構(gòu)之內(nèi)。然而，在某些情況中，該修飾可實(shí)施后聚合，例如，通過(guò)合適的修飾反應(yīng)。剰余的単體可保留在聚合物中。這樣的修飾聚合物在本文中稱為網(wǎng)形成聚合物。用于本發(fā)明的實(shí)施方式的合適的疏水修飾實(shí)例，包括由加入具有約I至約24個(gè)碳原子的烴基形成的那些，例如，可包括直鏈或支鏈的烷基、烯基、芳基、烷基芳基、芳烷基、環(huán)烷基、丙烯酰或其混合物。在一些實(shí)施方式中，烴基可包括3至16個(gè)碳原子。在某些實(shí)施方式中，網(wǎng)形成聚合物或聚合物可具有約500，000至約10，000, 000范圍內(nèi)的分子量。在一些實(shí)施方式中，分子量范圍可能處于1，000, 000+/-500, 000的范圍。在一些實(shí)施方式中，該分子量可能變化。在本發(fā)明公開的影響下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí) 到用于給定應(yīng)用的適當(dāng)?shù)拇笮　：线m的網(wǎng)形成聚合物可包括，但是不必局限于，包括基于以下的単元中的那些丙烯酰胺、こ烯醇、こ烯吡咯烷酮、こ烯吡啶、丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚こ烯醇、聚こ烯吡咯烷酮、聚こ烯吡啶、聚丙烯酸脂、聚丁ニ酸丁ニ醇酯、聚丁ニ酸丁ニ醇酷-共-己 ニ 酸丁 ニ醇酯(polybutylene succinate-co-adipate)、聚輕基丁酸酷-戍酸酯(polyhydroxybutyrate-valerate)、聚輕基丁酸-共戍酸酯(poIyhydroxybutyrate-covalerat)、聚己酸內(nèi)酯、聚酯酰胺、聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯、磺化的聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯、聚氧化こ烯、聚こ烯、聚丙烯、脂肪族-芳香族共聚酯、聚丙烯酸、聚糖(如葡聚糖或纖維素)、殼多糖、殼聚糖、蛋白質(zhì)、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚(甘醇酸)、聚O -己內(nèi)酷)、聚(輕酯醚)(poly (hydroxy ester ether))、聚(輕基丁酷)、聚(酸酐)、聚碳酸酷、聚(原酸酯)、聚(氨基酸)、聚(氧化こ烯)、聚(氧化丙烯)、聚(膦腈)、聚酯酰胺、聚酰胺、聚苯こ烯、其任何衍生物、任何共聚物、均聚物、或三元共聚物(三聚物)，及其任意組合。在進(jìn)ー步的選擇中，聚合物可能包含化合物，化合物選自由羥こ基丙烯酸酯、丙烯酰胺和羥こ基甲基丙烯酸酯所組成的組。本發(fā)明的網(wǎng)形成聚合物，應(yīng)當(dāng)以足以在處理流體內(nèi)形成期望的纏繞平衡聚合物網(wǎng)的量加入到水性基礎(chǔ)流體。網(wǎng)形成聚合物應(yīng)當(dāng)以任何足以滿足具體應(yīng)用的量被包含在本發(fā)明的處理流體中。在某些實(shí)施方式中，網(wǎng)形成聚合物可以以處理流體重量計(jì)約0.01%至約15 %范圍的量存在。在特定的實(shí)施方式中，網(wǎng)形成聚合物可以以處理流體重量計(jì)約0. I %至約2%的量存在。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開的影響下，將認(rèn)識(shí)到以包括在本發(fā)明的具體應(yīng)用中的網(wǎng)形成聚合物或聚合物的必要量，除了其他因素，取決于處理流體的其他組分、處理流體中的纏繞平衡聚合物網(wǎng)的期望性質(zhì)等。在某些實(shí)施方式中，纏繞平衡聚合物網(wǎng)的網(wǎng)形成聚合物可能是直鏈或支鏈。在某些情況下，直鏈聚合物主鏈可具有更好的結(jié)合性，因?yàn)樗麄兡軌騺?lái)回折疊，具有較少的立體阻礙。在一些實(shí)施方式中，將形成聚合物的單體可能包含不飽和基團(tuán)，如包含こ烯基的単體。示例性包含こ烯基的單體可由式C(Rl) (R2) = C(R3) (R4)描述，其中RU R2、R3和R4是引起該單體在普通溶劑中的可溶性或可膨脹性的部分。可選地，R1、R2、R3和R4能各自獨(dú)立地選自但不限于氫、甲基、こ基、CONH2、CONHCH3 > C0N(CH3)2> CH2SO3H, CH2S03Na、以及COONa。在一些實(shí)施方式中，網(wǎng)形成聚合物可能通過(guò)引入引發(fā)劑的反應(yīng)機(jī)理形成。合適的引發(fā)劑可包括自由基引發(fā)劑。合適的引發(fā)劑的實(shí)例可包括，但不限干，2，2'-偶氮雙(2-甲基丁臆)、2，2’ -偶氮雙(異丁基脈鹽酸鹽)、2，2’ -偶氮雙[2- (2-咪唑啉-2-基)丙燒]ニ鹽酸鹽、1，I’ -偶氮雙(環(huán)己腈)、2，2’ -偶氮雙(2-甲基丙酸脒)ニ鹽酸鹽、4，4’ -偶氮雙(4-氰基戊酸)、過(guò)硫酸銨，羥基甲亞磺酸鈉鹽水合物、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)氧苯甲酰、1，1_雙(叔-戊基過(guò)氧)環(huán)己烷、1，I-雙(叔-丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、2，2_雙(叔-丁基過(guò)氧)丁燒、2,4_戍ニ麗過(guò)氧化物、2, 5_雙(叔-丁基過(guò)氧)-2, 5_ ニ甲基己燒、2, 5_ ニ(叔-丁基過(guò)氧)_2，5-ニ甲基-3-己塊、2-過(guò)氧化丁酮、氫過(guò)氧化枯烯、ニ-叔-戍基過(guò)氧化物、過(guò)氧化ニ異丙苯、過(guò)氧化月桂酰、氫過(guò)氧化叔丁基、過(guò)氧こ酸叔丁酯、過(guò)氧化叔丁基、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基過(guò)氧化-2-こ基己基碳酸酯(tert-butylperoxy-2-ethylhexylcarbonate)、ニこニ醇ニ甲基丙烯酸酯、偶氮ニ異丁腈，以及其任意組合。本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員能夠選擇適當(dāng)?shù)幕趨⑴c特定反應(yīng)的網(wǎng)形成聚合物或単體的引發(fā)劑。其他的合適的引發(fā)劑可包括光敏弓I發(fā)劑、熱引發(fā)劑及其任意組合。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，親水網(wǎng)形成聚合物包括聚合物主鏈，聚合物主鏈包括極性雜原子，其中存在于親水網(wǎng)形成聚合物的聚合物主鏈中的極性雜原子包括，但不限于氧、氮、硫、或磷?？捎糜诖龠M(jìn)纏繞平衡聚合物網(wǎng)中的結(jié)合形成的表面活性剤，可以是陰離子的、中性的、陽(yáng)離子的、陰陽(yáng)(正負(fù))離子的或兩性離子的。認(rèn)為網(wǎng)形成聚合物的疏水基團(tuán)可合并到球形表面活性劑膠束，其可作為ー種交聯(lián)劑。可使用表面活性劑以通過(guò)形成幫助穩(wěn)定和增溶疏水性相互作用的“半-膠束”結(jié)點(diǎn)而提高微小區(qū)域的形成來(lái)提高處理流體，如本發(fā)明的處理流體的穩(wěn)定性。網(wǎng)形成聚合物和球型膠束之間的相互作用不同于在本發(fā)明的纏繞平衡聚合物網(wǎng)中形成的相互作用。在纏繞平衡聚合物網(wǎng)中的相互作用是網(wǎng)形成聚合物鏈與由表面活性劑相互作用形成的蠕蟲樣膠束結(jié)構(gòu)之間的鏈糾纏。本發(fā)明的處理流體通常包括水性基礎(chǔ)。合適的水性基礎(chǔ)流體除了其他可能包括淡水、咸鹽水(saltwater)(例如包括ー種或多種溶解于其中的鹽的水)、鹽水(brine)、海水、和/或其任意組合。通常，水可能來(lái)自任何來(lái)源，只要其不包含可負(fù)面影響本發(fā)明的流體的穩(wěn)定性和/或性能的組分。在某些實(shí)施方式中，能夠調(diào)節(jié)水性基礎(chǔ)流體的密度，除了其它目的，可以在本發(fā)明的流體中提供另外的顆粒運(yùn)輸和懸浮，和/或幫助粘弾性表面活性劑溶解到水性基礎(chǔ)流體中。在某些實(shí)施方式中，可調(diào)節(jié)水性基礎(chǔ)流體的PH(例如由緩沖液或其它PH調(diào)節(jié)劑)，除了其它目的，以減少流體的粘性(例如激活破碎劑或其它添加劑)。在這些實(shí)施方式中，可調(diào)節(jié)PH至特定水平，其取決于，除了其它因素，粘弾性表面活性劑的類型、網(wǎng)形成聚合物、鹽、以及包含在流體中的其它添加剤。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開的影響下，將認(rèn)識(shí)到什么時(shí)候這樣的密度和/或PH調(diào)節(jié)是合適的。優(yōu)選地，本發(fā)明的處理流體可被剪切破壞以幫助處理流體的泵送和回收。在某些實(shí)施方式中，纏繞平衡聚合物網(wǎng)可在缺乏剪切時(shí)形成以再粘性化處理流體。如果使用化學(xué)破碎劑，人們應(yīng)當(dāng)注意該可逆性特征可能被改變。另外的添加劑可能根據(jù)特定應(yīng)用包含在本發(fā)明的處理流體中，包括但不限于，橋連劑、流體損耗控制劑(fluid loss control agent)、pH調(diào)節(jié)劑、pH緩沖劑、頁(yè)巖穩(wěn)定劑，及其任意組合。例如，多元醇可包含在處理流體中并且可改進(jìn)熱穩(wěn)定性。而且，由本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的影響下認(rèn)為適用于所選的作業(yè)的各種另外的添加劑可被包含在處理流體中是適當(dāng)?shù)?。在一些?shí)施方式中，本發(fā)明的處理流體在存在鹽水(相對(duì)于水)時(shí)，可增加熱穩(wěn)定性。在某些實(shí)施方式中，熱穩(wěn)定性的増加可有助于最小化由于處理流體中自由水減少的水解攻擊。在其他實(shí)施方式中，認(rèn)為水性基礎(chǔ)流體中的熱穩(wěn)定性的增加可能是由于改變水介質(zhì)與聚合物鏈的主鏈的接觸，例如通過(guò)促進(jìn)主鏈的縮醛連接(例如1，4_糖苷連接)的保護(hù)。認(rèn)為縮醛連接通常在非結(jié)合非改性聚合物中是無(wú)保護(hù)的。 本發(fā)明的處理流體可選地可包含pH緩沖劑。pH緩沖劑可被包含在本發(fā)明的處理 流體中，其中之一，以便維持期望范圍中的PH值，以增強(qiáng)處理流體的穩(wěn)定性。合適的pH緩沖劑的實(shí)例包括，但不限干，碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、雙醋酸鈉或鉀、磷酸鈉或鉀、磷酸氫鈉或鉀、磷酸ニ氫鈉或鉀、四硼酸鈉、雙醋酸鈉或銨、氧化鎂、氨基磺酸等。PH緩沖劑可以以足以維持處理流體的PH在期望水平的量存在于本發(fā)明的處理流體中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在本發(fā)明公開的影響下，將認(rèn)識(shí)到用于所選應(yīng)用的適當(dāng)PH緩沖劑和pH緩沖劑的量?？蛇x地，本發(fā)明的處理流體進(jìn)ー步可包括用于調(diào)節(jié)處理流體的pH值的pH值調(diào)節(jié)化合物，其中之一，調(diào)節(jié)至用于期望作業(yè)的期望PH值。合適的pH值調(diào)節(jié)化合物包括任何并不負(fù)面地與處理流體的其他組分起反應(yīng)的pH值調(diào)節(jié)化合物。合適的pH值調(diào)節(jié)化合物的實(shí)例包括，但不限于，氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、延胡索酸、甲酸、こ酸、醋酸酐、鹽酸、氫氟酸、檸檬酸、羥基氟硼酸、聚天冬氨酸、聚琥珀酰亞胺、雙醋酸銨、ニこ酸鈉、以及氨基磺酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明公開的影響下，適當(dāng)?shù)腜H值調(diào)節(jié)化合物以及其量可取決于已知的地層特征和條件以及其他因素。本發(fā)明的處理流體可包含頁(yè)巖穩(wěn)定劑。合適的頁(yè)巖穩(wěn)定劑的實(shí)例包括，但不限于，長(zhǎng)鏈醇類，多元醇，胺抑制劑，硅酸鈉或鉀，部分水解的聚丙烯酰胺，聚烯烴ニ醇(polyalkene glycols),陰離子型表面活性劑,包含例如氯化鈉、氯化鉀或氯化銨的鹽溶液；陽(yáng)離子聚合物和低聚物，例如，聚(ニ甲基ニ烯丙基氯化銨)、陽(yáng)離子的聚(丙烯酰胺)和陽(yáng)離子的聚(ニ甲基氨こ基甲基丙烯酸酷)。通常，將包含頁(yè)巖穩(wěn)定劑的流體引入部分包括，擠壓流體到地下地層部分的孔隙中，以便頁(yè)巖穩(wěn)定劑起到至少部分穩(wěn)定地下地層部分的作用，例如通過(guò)減少存在于地下地層部分的頁(yè)巖的傾向以膨脹或移動(dòng)?？蛇x地，本發(fā)明的處理流體可包含多元醇以有助于根據(jù)期望的性質(zhì)稀化(薄化)或稠化溶液。合適的多元醇是那些包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的羥基的脂族醇類。優(yōu)選多元醇是至少部分與水混溶的?？捎糜诒景l(fā)明的基于水的處理流體的合適多元醇的實(shí)例包括，但不限于，水溶的ニ醇，例如こニ醇類、丙ニ醇類、聚こ烯ニ醇類、聚丙烯こニ醇、ニ甘醇，三甘醇，ニ丙ニ醇和三丙ニ醇，以及這些醇類的任意組合、它們的衍生物、以及由環(huán)氧こ烷和環(huán)氧丙烷或聚こ烯ニ醇和聚丙烯ニ醇與活性氫基化合物(例如多元醇、聚羧酸、聚胺類或多酚類)反應(yīng)所形成的反應(yīng)產(chǎn)物。通常認(rèn)為至少高達(dá)20，000的分子量的こ烯的聚ニ醇類是水溶性的。雖然給出比こニ醇稍微更好的研磨效率，認(rèn)為分子量?jī)H僅到約1000的丙烯的聚ニ醇類是水溶性的?？煽紤]的其他こニ醇類包括新戊ニ醇、戊ニ醇、丁ニ醇、以及這樣的不飽和ニ醇如丁炔ニ醇和丁烯ニ醇。除ニ醇之外，可使用三醇、甘油和這樣的衍生物如環(huán)氧こ烷或環(huán)氧丙烷加成物。其他的更高的多元醇可包括季戊四醇?？紤]的另外的多羥基醇類是糖醇類。糖醇類由碳水化合物還原獲得，且大大不同于上面提到的多元醇。這些的任意組合或衍生物也是合適的。要使用的多元醇的選擇很大程度上取決于流體的期望密度。要考慮的其他因素包括導(dǎo)熱率。對(duì)于高密度流體(例如10. 5ppg或更高)，可優(yōu)選高密度多元醇，例如，三甘醇或甘油在某些情況可是合乎需要的。對(duì)于低密度應(yīng)用，可使用こ烯或丙ニ醇。在某些情況，更多的鹽對(duì)于加重流體至期望的密度可能是必須充分的。在某些實(shí)施方式中，應(yīng)使用的多元醇的量，可以以處理流體體積計(jì)從約40%至約99%。本發(fā)明的處理流體可包含橋連劑。優(yōu)選地，在使用時(shí)，橋連劑在適當(dāng)?shù)臎坊芤?例如互溶劑、水、酸性溶液等)。用于本發(fā)明的方法的合適橋連劑的實(shí)例包括，但不必限于，檸檬酸鎂、檸檬酸鈣、琥珀酸鈣、馬來(lái)酸鈣、酒石酸鈣、酒石酸鎂、檸檬酸鉍、碳酸鈣、氯化 鈉和其他鹽類、以及其水合物?？山到鈽蜻B劑的實(shí)例可包括，但不必限于，包括可降解材料如可降解聚合物的橋連劑。合適的可降解聚合物的具體實(shí)例包括，但不必限于，多糖如葡聚糖或纖維素；殼多糖、殼聚糖、蛋白質(zhì)、原酸酷、脂肪族聚酯、聚(丙交酯)、聚(こ交酯)、聚(e-己內(nèi)酷)、聚(羥基丁酷)、聚(酸酐)、脂肪族聚碳酸酷、聚(原酸酷)、聚(氨基酸)、聚(氧化こ烯)；聚膦腈。這些的任意組合或衍生物也是合適的。一種合適的可商業(yè)購(gòu)買的輕重量顆粒是由位于Duncan, Oklahoma的Halliburton Energy Services生產(chǎn)的名為“BI0VERT ”的流體損耗材料的產(chǎn)品。BIOVERT 流體損耗材料是ー種聚合物材料，包含90-100%的聚交酯并具有約I. 25的比重。在選擇具體橋連劑以使用時(shí)，人們應(yīng)當(dāng)知道該橋連劑在應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)的性能。利用的橋連劑通常可在鉆井流體組合物中以其重量計(jì)約1%至約40%，更優(yōu)選以約5%至約25%的范圍的量存在。通常，橋連劑可具有約I微米至約600微米范圍的粒徑。優(yōu)選地，橋連粒徑是以約I至約200微米的范圍，但是可能在地層與地層之間變化。使用的粒徑由地層的孔喉(pore throat)大小決定。本發(fā)明的處理流體還可包含合適的流體損耗控制劑。與本發(fā)明的處理流體相容的任何流體損耗劑適于在本發(fā)明中使用。實(shí)例包括，但不限干，微凝膠、淀粉、硅石粉、氣泡(通電流體或泡沫)、苯甲酸、肥皂、樹脂微粒、相對(duì)滲透率改性劑、可降解的凝膠微粒、在流體中分散的柴油、以及其他不互溶流體。另外的合適的流體損耗控制添加劑的實(shí)例，是包含可降解聚合物的，如在上面列出的那些。如果包括，流體損耗添加劑應(yīng)當(dāng)以給予期望的流體損耗控制必要的量加入到本發(fā)明的處理流體中。在一些實(shí)施方式中，流體損耗添加劑可以以處理流體約5至約20001b/Mgal的量被包含。在一些實(shí)施方式中，流體損耗添加劑可以以處理流體約10至約501b/Mgal的量被包含。對(duì)于ー些液體添加劑如柴油，這些可以以體積計(jì)約0.01%至約20%的量被包含；在ー些實(shí)施方式中，這些可以以體積計(jì)約1.0%至約10%的量被包含。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，本發(fā)明包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體可用于各種合適的應(yīng)用。例如，處理流體可用于地下作業(yè)，包括但不限于，鉆井作業(yè)、欠平衡鉆井作業(yè)、過(guò)平衡鉆井作業(yè)，酸化作業(yè)、礫石充填作業(yè)、壓裂作業(yè)、完井作業(yè)，以及固井作業(yè)。此外，處理流體可用于地下流體，如鉆井流體、鉆井完井液(drill-in fluids)、固井液(cementfluids)、隔離液(spacer fluids)、小球(pills)等。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供ー種方法，包括提供包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體，并且將處理流體置于在地下地層中。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供ー種方法，包括提供包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的鉆井流體；并在地下地層中至少井眼的一部分利用鉆井流體。本發(fā)明的實(shí)施方式可包括在鉆孔時(shí)，鉆井流體在井眼中循環(huán)。本發(fā)明的一種實(shí)施例方法通常可包括，提供包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體；將處理流體引入至具有約275 °F或更高的井底溫度的地下地層中。在某些實(shí)施方式中，如下面的實(shí)施例所示，該方法進(jìn)ー步可包括，允許纏繞平衡聚合物網(wǎng)在高達(dá)約350 °F (177°C )的溫度下維持熱穩(wěn)定性和凝膠強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體可在350T (177°C)或更低的溫度下保持至少20的塑性粘度。在一些實(shí)施方式中，其中本發(fā)明的處理流體用于壓裂作業(yè)，地下地層的部分可與處理流體接觸，以便在其中建立或增強(qiáng)ー個(gè)或多個(gè)破裂，處理流體包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)。將確定處理流體的期望配制以獲得期望的流變學(xué)。在其他實(shí)施方式中，其中本發(fā)明的處理流體用于壓裂填充作業(yè)，地下地層的部分可與處理流體接觸，以便在其中建立或增強(qiáng)ー個(gè)或多個(gè)破裂，處理流體包含水性基礎(chǔ)流體、纏繞平衡聚合物網(wǎng)和支撐劑顆粒(例如沙礫)。在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明的處理流體可在穩(wěn)定井眼穿過(guò)的地下地層部分的松散層微粒之前或之后，以球粒(Pill)置于井眼中。本發(fā)明處理流體被引入井眼的期望體積，除了其他的，是基于要處理部分的幾種性質(zhì)，如部分的深度和體積，以及該部分中的材料的其他物理性質(zhì)。處理流體可減少流體從其他流體(例如載體流體或完井流體)丟失到地層里，其他流體可在處理流體之后被引入井眼，并減少與水從地下地層流入井眼里有關(guān)的后續(xù)問(wèn)題。在本發(fā)明另外的實(shí)施方式中，處理流體可作為粘性化小球在欠平衡鉆井作業(yè)期間置入到地下地層里。欠平衡鉆井作業(yè)可能被本領(lǐng)域的一些技術(shù)人員稱為管理的壓カ鉆井作 業(yè)(managed pressure drilling operation)。在欠平衡鉆井作業(yè)期間會(huì)經(jīng)歷從地層的流入?？墒褂玫?dú)鈦?lái)克服它?？赏ㄟ^(guò)把將氣體泵入地層，以便將球粒提升出地下地層而恢復(fù)處理流體。本發(fā)明方法的另外實(shí)例包括在固井作業(yè)之前使用處理流體。在一個(gè)實(shí)施方式中，這樣的方法可包括提供包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體；將處理流體引入至地下地層；允許處理流體懸浮并從井眼將顆粒攜帯至位于地下地層上方的井點(diǎn)的表面；將水泥組合物引至地下地層；允許水泥在井眼中固定。作為結(jié)果，固定水泥應(yīng)當(dāng)與地層緊密結(jié)
ロ o為了有助于更好地理解本發(fā)明，下面提供了一些實(shí)施方式的特定方面的代表性實(shí)施例。要閱讀的下列實(shí)施例絕不應(yīng)當(dāng)限制或定義本發(fā)明的范圍。實(shí)施例給出下面的實(shí)施例，以證明本發(fā)明包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體的性能特點(diǎn)。這些測(cè)試基本根據(jù)在ANSI/API RP 13B-2中描述的測(cè)驗(yàn)法Recommended Practice forField Testing Oil-based Drilling Fluids (如上面所指出的)進(jìn)行。實(shí)施例I將幾種不同的網(wǎng)形成聚合物加入到包含疏水改良的羥こ基纖維素(HMHEC)的粘彈性流體系統(tǒng)。HMHEC(BDF-488)對(duì)陰陽(yáng)(正負(fù))離子型粘彈性系統(tǒng)的影響已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室證明，僅加入0. 5wt-%的重量顯示10倍的粘性增加，如圖I所描繪的。在加入僅2體積的烴時(shí)，這些流體的粘性也顯示被破壞，如圖2所示。結(jié)果表明結(jié)合使用網(wǎng)形成聚合物和粘弾性表面活性劑以便形成更好的處理流體的整體效能。實(shí)施例2利用不同的陰陽(yáng)(正負(fù))離子型系統(tǒng)，以8 2重量比混合的烷基酰胺丙基ニ甲胺氧化物(alkylamidopropyl dimethylamine oxide)/辛基硫酸鈉(sodium octyl sulfate)，在3%總重量的表面活性劑上運(yùn)行，以進(jìn)一歩探索纏繞平衡聚合物網(wǎng)對(duì)流變學(xué)的影響。利用圓錐和盤幾何儀進(jìn)行剪切速率和剪切應(yīng)カ掃描。用于這些流體的所有流變學(xué)測(cè)試在80 T且在11. 4ppg溴化鈣鹽水中進(jìn)行。樣品I是只有単獨(dú)的粘弾性表面活性剤，樣品2是加入了 0. 25%重量-的聚合物的表面活性剤/聚合物系統(tǒng)。圖2顯示加入了聚合物的流體具有幾乎是大ー個(gè)數(shù)量級(jí)的更高零剪切粘度出00，OOOcP vs90000cP) 0該更高的零剪切粘度顯示，包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)增效效果，其導(dǎo)致更強(qiáng)的凝膠和負(fù)載能力。包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體，在更高的剪切速率下還表現(xiàn)出更高的粘度，由于加入了淬滅分子量的、賦予更高固有粘性的聚合物。處理流體中纏繞平衡聚合物網(wǎng)的形成對(duì)處理流體的彈性性質(zhì)的影響可以從圖4中看到。由于網(wǎng)形成聚合物和蠕蟲樣膠束之間的結(jié)合，對(duì)于包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體觀察到了更高的彈性模量。對(duì)于包含至少ー種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體，也觀察到了因?yàn)樗哂懈叩恼扯榷梢灶A(yù)期的更高損耗模量，如圖5所示。實(shí)施例3利用不同的正負(fù)離子型系統(tǒng)、以8 2重量比混合的烷基酰胺丙基ニ甲胺氧化物/辛基硫酸鈉，在4. 8%總重量的表面活性劑上運(yùn)行，以進(jìn)一歩探索纏繞平衡聚合物網(wǎng)對(duì)處理流體的沉降性質(zhì)的影響。用圓錐和盤幾何儀進(jìn)行剪切速率和剪切應(yīng)カ掃描。用于這些流體的所有流變學(xué)測(cè)試在80 T且在11. 4ppg溴化鈣鹽水中進(jìn)行。右邊的樣品是包含水中網(wǎng)形成聚合物的0. 19%總重量的纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體。將20/40的壓裂砂加入到兩種樣品中，且處理流體在160 T下加熱20分鐘。結(jié)果在圖6A(沒(méi)有加熱)和6B(有加熱)中示出。由于平均膠束長(zhǎng)度的減少，在包含表面活性劑而不含聚合物的樣品中的砂沉降至底部。包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的樣品，由于與膠束的強(qiáng)相互作用，而阻止了砂沉降。因此，本發(fā)明很適合達(dá)到所提到的目標(biāo)和優(yōu)勢(shì)以及其中固有的那些。以上所公開的特定實(shí)施方式僅是說(shuō)明性的，因?yàn)楸景l(fā)明可以以不同但等價(jià)的對(duì)于受到本文教導(dǎo)的影響的本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的方式修改和實(shí)踐。而且，不g在限制在本文中所顯示的構(gòu)造或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，除了如在權(quán)利要求中所描述的之外。因此，很明顯，以上所公開的特定說(shuō)明性實(shí)施方式可以被改變或修改，并且認(rèn)為所有這樣的變型在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。盡管組合物和方法以“包括”、“包含”，或“含有”各種組分或步驟的方式描述，組合物和方法還能“基本上由各種組分和步驟組成”或“由各種組分和步驟組成”。以上所公開的所有數(shù)和范圍可能變化ー些量。每當(dāng)公開具有下限和上限的數(shù)值范圍時(shí)，相當(dāng)于具體地公開了屬于該范圍內(nèi)的任何數(shù)量和任何包括的范圍。尤其是，本文中所公開的每個(gè)值域(形式，“約a至約b”，或，等價(jià)地，“約a至b”，或，等價(jià)地，“約a-b”)將被理解包含包括在值的較寬范圍之內(nèi)的每個(gè)數(shù)和范圍。此外，權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)具有它們平常、普通的含義，除非被專利權(quán)所有 人明確且清楚地定義。此外，在權(quán)利要求中使用的不定冠詞“ー個(gè)”或“ー種”，在本文中限定其介紹的ー種或多種元素。如果詞或術(shù)語(yǔ)的使用在本說(shuō)明書以及通過(guò)引用并入本文的一個(gè)或多個(gè)專利或其他文獻(xiàn)中存在任何沖突，應(yīng)采用與本說(shuō)明書一致的定義。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 提供包含水性基礎(chǔ)流體和至少一種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體；以及 將所述處理流體置于地下地層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述纏繞平衡聚合物網(wǎng)包含選自由基于以下單元的單體或聚合物組成的組中的單體或聚合物包括基于丙烯酰胺、乙烯醇、乙烯吡咯烷酮、乙烯吡啶、丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶、聚丙烯酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯、聚羥基丁酸酯-戊酸酯、聚羥基丁酸酯-共戊酸酯、聚己酸內(nèi)酯、聚酯酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、磺化的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化乙烯、聚乙烯、聚丙烯、脂肪族-芳香族共聚酯、聚丙烯酸、聚糖、葡聚糖、纖維素、殼多糖、殼聚糖、蛋白質(zhì)、脂肪族聚酯、聚乳酸、聚(乙交酯)、聚(e -己內(nèi)酯)、聚(羥酯醚)、聚(羥基丁酯)、聚(酸酐)、聚碳酸酯、聚(原酸酯)、聚(氨基酸)、聚(氧化乙烯)、聚(氧化丙烯)、聚(膦腈)、聚酯酰胺、聚酰胺、聚苯乙烯、其任何衍生物、其任何共聚物、其均聚物、其三元共聚物，以及其任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，所述纏繞平衡聚合物網(wǎng)包含以所述處理流體重量計(jì)約0.01%至約15%的量的網(wǎng)形成聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中，所述纏繞平衡聚合物網(wǎng)包含至少一種選自由陰離子表面活性劑、中性表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、陰陽(yáng)離子表面活性齊U、兩性離子 表面活性劑、及其任意組合所組成的組中的表面活性劑。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述表面活性劑在所述處理流體中的存在量為以重量計(jì)所述處理流體約0. 1%至約20%的量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述處理流體進(jìn)一步包含至少一種鹽水。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述處理流體具有約2至約100的屈服點(diǎn)值和約5至約50的塑性粘度值。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述纏繞平衡聚合物網(wǎng)在直至約4Pa的屈服應(yīng)力范圍內(nèi)保持結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述處理流體置于地下地層中包括選自由鉆井作業(yè)、鉆井完井作業(yè)、欠平衡鉆井作業(yè)、過(guò)平衡鉆井作業(yè)、酸化作業(yè)、礫石充填作業(yè)、壓裂作業(yè)、壓裂填充作業(yè)、完井作業(yè)、以及固井作業(yè)所組成的組中的地下作業(yè)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述處理流體在350°F及以下溫度具有至少20的塑性粘度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述處理流體具有第一粘度，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟 用烴接觸所述處理流體；和 允許所述處理流體的粘度降低至低于所述第一粘度的第二粘度。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述處理流體是鉆井流體，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟 利用所述鉆井流體在地下地層中鉆至少部分的井眼。
全文摘要
本發(fā)明涉及在地下應(yīng)用中與包含纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體相關(guān)的組合物和方法。一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括提供包含至少一種纏繞平衡聚合物網(wǎng)的處理流體，并且將處理流體置于地下地層中。
文檔編號(hào)C09K8/40GK102858904SQ201080047865
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者瑞安·范桑特恩, 瑞安·G·埃澤爾 申請(qǐng)人:哈里伯頓能源服務(wù)公司