壓裂地下地層的方法
【專利說明】壓裂地下地層的方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用至少包含水基流體、支撐劑、增粘劑、至少一種返排助劑的含 水組合物壓裂地下地層的方法，并在壓裂后從所述地層中取出一部分含水壓裂液。所述返 排助劑選自烷基或鏈烯基多葡糖苷、羧化烷基或鏈烯基多葡糖苷和烷氧基化支鏈醇。
[0002] 在油氣工業(yè)中，水力壓裂包括在足以產生裂縫的高壓下，將壓裂液經由井眼注入 地層中，由此提供地層流體如油、氣或水可經由其流入所述井眼的通道，隨后采出。對壓裂 液進行設計，從而能誘發(fā)裂縫或使其擴展，且同時將懸浮支撐劑（例如天然砂礫、樹脂涂覆 的砂、燒結的鋁土礦、玻璃珠、超輕質聚合物珠粒等）輸送至裂縫中以在壓力釋放時保持裂 縫張開。
[0003] 通常將水或烴用作壓裂用基礎液。盡管通常是有效的，然而水基流體可能對某些 類型的地層有害，且在從井中移除過量水（移除"水鎖"）時不那么有效。已證實注入的含 水流體的回收和保留是影響產油區(qū)生產率的重要參數(shù)。注入的含水流體的不完全回收可能 顯著降低生產率。
[0004] 因此，已提議使用化學添加劑來優(yōu)化含水壓裂液的清除和回收。返排助劑通常為 添加至增產處理液中以降低毛細管壓力并移除水鎖的表面活性劑或助溶劑。由于致密氣藏 的增產變得更為重要，這些添加劑的感知價值已增大。返排助劑通過相圈閉降低損害而有 益于生廣、提_油氣的運動性、有助于提_滲透率恢復值和提_油/氣回收率。
[0005] 歷史上，含氟表面活性劑提供了表面張力降低和流體采收率的良好組合 (L Kalfayan，B. Haley 和 Weiss "Optimizing surfactants to improve stimulation flowback in tight gas wells"，World Oil，2008 年 11 月 1 日）D 然而，對含氟表面活性 劑的環(huán)境擔憂及其潛在的降解產物導致尋求替代物。
[0006] Glen Penny 和 John T. Pursly，"Field studies of drilling and completion fluids to minimize damage and enhance gas production in unconventional reservoirs"，Socienty of Petroleum Engineers，SPE 107844-MS，2007 年公開了非離子 醇乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、甲醇和含氟表面活性劑的混合物以及微乳液在鉆井和 完井液以及壓裂工藝中的用途。
[0007] Paul R. Howard，Sumitra Mukhopadhyay? Nita Moniaga，Laura Schafer， Glen Penny 和 Keith Dismuke，"Comparison of flowback aids Understanding their capillary pressure and wetting properties''，Socienty of Petroleum Engineers，SPE 122307-MS，2009年公開了直鏈乙氧基化鏈烷醇、微乳液、氧化胺和異烷基醇作為返排助劑 的用途。
[0008] P. Kaufman 等，"Critical Evaluations of Additives Used in Shale Slickwater Fracs''，Society of Petroleum Engineers，SPE 119900，SPE Shale Gas Production Conference，Irving，TX公開了乙氧基化正癸醇、微乳液、乙氧基化壬基酷和乙 氧基化含氟表面活性劑在處理頁巖以降低表面張力中的用途。
[0009] K. E. Cawiezel，A. K. Singh，P. S. Carman，J. L. Cutler，"The Selection and Optimization of a Surfactant Package to Maximize Cleanup of a High-Density Fracturing Fluid"， SPE 136812-MS，2010， SPE Deepwater Drilling and Completions Conference，Galveston，TX公開了用于選擇回收壓裂液用表面活性劑的測試方法。該論文 還公開了數(shù)種表面活性劑的結果，但未公開該類表面活性劑的任何化學方面的細節(jié)。
[0010]Mohan K.，R. Panga，I. Suzylawati，P. Cheneviere 和 M. Samuel，"Preventive Treatment for Enhancing Water Removal from Gas Reservoirs by Wettability Alteration"公開了數(shù)種化學品在改善氣藏中水鎖移除中的用途。除氟基表面活性劑和聚 合物之外，并未提供所測試化學品的細節(jié)。
[0011] PCT專利申請PCT/EP2013/059947公開了具有含6-30個碳原子烴基的酯基的烷氧 基化糖的酯作為潤濕性改進劑的用途。其還提及該組分在壓裂操作中改善含水壓裂液在地 層中滲透的用途，然而，該申請并未公開所述烷氧基化糖作為返排劑的用途。
[0012] US2011/0218126A1公開了一種環(huán)境綠色的無毒組合物，其除水之外包含至少4種 不同組分，即（a)低分子量醇與低分子量有機酸的水溶性酯，（b)低分子量醇和高分子量脂 肪酸的油溶性酯，（c)植物或動物來源的水溶性非離子表面活性劑，和（d)來自動物或植物 基來源的兩性表面活性劑。（c)的實例包括乙氧基化和/或丙氧基化醇，如月桂醇、硬脂醇、 油醇或多葡糖苷。
[0013] 本領域已知烷基多葡糖苷在油田應用中的用途（例如公開于W0 2006/026732A1、 W02007/063069A2或W02011/038745A1中），然而，尚不知曉其作為返排助劑在壓裂操作中 的用途。
[0014] 仍需要具有提高的返排性能的壓裂方法，其中可使用環(huán)境可接受的表面活性劑。
[0015] 相應地，發(fā)現(xiàn)了一種壓裂井眼穿過的地下地層的方法，其至少包括如下步驟：
[0016] (1)配制含水壓裂液；
[0017] (2)將所述壓裂液以足以流入所述地層中并誘發(fā)該地層中的裂縫或使其擴展的速 率和壓力沿井眼向下泵送；
[0018] (3)降低所施加的壓力，由此允許至少一部分注入的壓裂液從所述地層流回至井 眼，和
[0019] (4)從井眼中移除該流回的壓裂液；
[0020] 其中所述含水壓裂液至少包含：
[0021] ?含水基礎液，
[0022] ?支撐劑，
[0023] ?增粘劑，和
[0024] ?至少一種選自如下組的返排助劑（F):
[0025] (F1)具有式RiOMpd)的烷基或鏈烯基多葡糖苷，其中R1為具有10-22個碳原子 的烷基或鏈烯基，G為具有5或6個碳原子的糖單元，且p為1-10的數(shù)；
[0026] (F2)具有式RiOMpd-COOMhdl)的羧化烷基或鏈烯基多葡糖苷，其中R\G和 P具有上文所述的含義，q為1-3的數(shù)，M為H或堿金屬離子，且R 2為間隔基團；
[0027] 的）通式1?3-0-(〇12-〇10? 4)-0)11-11(111)的烷氧基化支鏈醇，其中1?3為具有8-18 個碳原子的支化烷基鏈，R 4為選自H、甲基或乙基的基團，且n為5-30的數(shù)，條件是至少50