水力壓裂法中使用的壓裂流體的粘度控制劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及水力壓裂法中使用的壓裂流體的粘度控制劑。
【背景技術】
[0002] 以往，在原油、天然氣等的采掘中一直使用水力壓裂法，但近年來，伴隨頁巖氣、頁 巖油等采掘技術的發(fā)展，廣泛使用水力壓裂法。
[0003] 對于水力壓裂法來說，在坑井內(nèi)施加高的壓力而在采掘層形成裂縫（裂紋），在 該裂縫中導入砂等支撐材料，從而防止裂縫閉塞，在采掘層內(nèi)設置氣體、油的滲透性高的通 路，從而采掘氣體、油。在坑井內(nèi)施加高的壓力時，通常壓入在水中含有支撐材料（例如砂 等）、凝膠化劑等的粘度高的壓裂流體。
[0004] 對于這樣的壓裂流體，需要具有可在采掘層中形成充足的裂縫、且能將砂等支撐 材料運送到裂縫中的粘度。進而，壓裂流體由于在裂縫形成后從坑井內(nèi)被回收，因而在回收 時必須粘度降低。因此，對于壓裂流體，期望設計成在裂縫的生成作業(yè)時具有充分高的粘 度，在壓裂流體的回收作業(yè)時粘度降低，且容易回收。
[0005] 例如，專利文獻1中公開了作為壓裂流體使用的水性組合物，公開了在該水性組 合物中含有：（1)水合性聚合物，（2)可實質上生成足以減少水性介質粘度的量的游離基 (freeradical)的過氧化合物，和（3)亞硝酸離子源。專利文獻1中公開了如下技術：通 過用亞硝酸離子源捕捉降低水性組合物粘度的過氧化合物所生成的游離基，從而抑制了過 氧化合物導致的壓裂流體的早期的粘度降低。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特開昭62-33995號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的技術問題
[0010] 但，例如如專利文獻1公開的以往的壓裂流體中，盡管能夠抑制壓裂流體的粘度 降低，但難以在各種時機控制壓裂流體的粘度變化。
[0011] 本發(fā)明的主要目的在于，提供壓裂流體的粘度控制劑、含有該粘度控制劑的壓裂 流體和使用了該壓裂流體的原油或天然氣的采掘方法，所述壓裂流體的粘度控制劑在水力 壓裂法中裂縫的生成作業(yè)時可維持壓裂流體的高的粘度、在壓裂流體的回收作業(yè)時可降低 粘度。
[0012] 用于解決問題的方法
[0013] 本發(fā)明人為了解決如上述這樣的問題進行了深入研究。其結果發(fā)現(xiàn)：一種粘度控 制劑，其是為了控制水力壓裂法中使用的壓裂流體的粘度變化而使用的粘度控制劑，該粘 度控制劑是含有聚環(huán)氧烷和粘度降低劑的片劑，其在水力壓裂法中裂縫的生成作業(yè)時可維 持壓裂流體的高的粘度，在壓裂流體的回收作業(yè)時可降低粘度。本發(fā)明是基于這些觀點通 過進一步反復研究而完成的發(fā)明。
[0014] g卩，本發(fā)明提供下述記載的方式的發(fā)明。
[0015] 項1. 一種粘度控制劑，其是為了控制水力壓裂法中使用的壓裂流體的粘度變化 而使用的粘度控制劑，其中，該粘度控制劑是含有聚環(huán)氧烷和粘度降低劑的片劑。
[0016] 項2.根據(jù)項1所述的粘度控制劑，其中，前述粘度控制劑中的前述聚環(huán)氧烷的比 例為30~99. 99質量％。
[0017] 項3.根據(jù)項1或2所述的粘度控制劑，其中，前述片劑的質量為0. 2g以上。
[0018] 項4.根據(jù)項1~3中任一項所述的粘度控制劑，其中，前述聚環(huán)氧烷在制成0. 5 質量％的水溶液時的25°C下的粘度為20~1500mPa·s，或在制成5質量％的水溶液時的 25°C下的粘度為50~80000mPa·s。
[0019] 項5.根據(jù)項1~4中任一項所述的粘度控制劑，前述粘度降低劑為選自自由基產(chǎn) 生劑、酸和酶所組成的組中的至少1種。
[0020] 項6.根據(jù)項1~5中任一項所述的粘度控制劑，其中，構成前述聚環(huán)氧烷的單體 單元的碳原子數(shù)為2~4。
[0021] 項7.根據(jù)項1~6中任一項所述的粘度控制劑，其中，前述聚環(huán)氧烷含有選自環(huán) 氧乙烷單元、環(huán)氧丙烷單元和環(huán)氧丁烷單元所組成的組中的至少1種的單體單元。
[0022] 項8.根據(jù)項1~7中任一項所述的粘度控制劑，其中，前述聚環(huán)氧烷為選自聚環(huán) 氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚環(huán)氧丁烷、環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物、環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丁烷共聚物 和環(huán)氧丙烷-環(huán)氧丁烷共聚物選自所組成的組中的至少1種。
[0023] 項9.一種含有聚環(huán)氧烷和粘度降低劑的片劑的、用來控制水力壓裂法中使用的 壓裂流體的粘度變化的用途。
[0024] 項10.-種水力壓裂法中使用的壓裂流體，其含有項1~8中任一項所述的粘度 控制劑、水、支撐材料和凝膠化劑。
[0025] 項11.一種水力壓裂法中使用的壓裂流體的粘度變化的控制方法，其使用含有聚 環(huán)氧烷和粘度降低劑的片劑。
[0026] 項12.-種原油或天然氣的采掘方法，該原油或天然氣的采掘方法具有：
[0027] 在地層形成采掘孔的工序，
[0028] 在前述采掘孔導入項11所述的壓裂流體，在前述地層的一部分形成裂縫的工序， 和
[0029] 從前述采掘孔采掘原油或天然氣的工序。
[0030] 發(fā)明效果
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種壓裂流體的粘度控制劑，其在水力壓裂法中裂縫的生成 作業(yè)時可維持壓裂流體的高的粘度、在壓裂流體的回收作業(yè)時可降低粘度。進而，根據(jù)本 發(fā)明，可提供含有該粘度控制劑的壓裂流體和使用了該壓裂流體的原油或天然氣的采掘方 法。
【附圖說明】
[0032] 圖1為顯示使用了實施例1~4和比較例1~2中得到的粘度控制劑的壓裂流體 的、40°C保存天數(shù)與粘度保持率的關系的圖表。
[0033] 圖2為顯示使用了實施例1、5和比較例1~4中得到的粘度控制劑的壓裂流體的、 40 °C保存天數(shù)與粘度保持率的關系的圖表。
[0034] 圖3為顯示使用了實施例6~8和比較例5~9中得到的粘度控制劑的壓裂流體 的、40°C保存天數(shù)與粘度保持率的關系的圖表。
[0035] 圖4為顯示使用了實施例8~11中得到的粘度控制劑的壓裂流體的、40°C保存天 數(shù)與粘度保持率的關系的圖表。
[0036] 圖5為顯示使用了實施例12~15和比較例10~12中得到的粘度控制劑的壓裂 流體的、40 °C保存天數(shù)與粘度保持率的關系的圖表。
【具體實施方式】
[0037] 本發(fā)明的粘度控制劑，其特征在于，其是為了控制水力壓裂法中使用的壓裂流體 的粘度變化而使用的粘度控制劑，該粘度控制劑是含有聚環(huán)氧烷和粘度降低劑的片劑。以 下，對本發(fā)明的壓裂流體的粘度控制劑、壓裂流體和使用了該壓裂流體的原油或天然氣的 采掘方法進行詳述。
[0038] 〈粘度控制劑〉
[0039] 本發(fā)明的粘度控制劑是為了控制水力壓裂法中使用的壓裂流體的粘度變化而使 用的粘度控制劑。水力壓裂法是指如下方法：例如在采掘原油、天然氣等時，在坑井內(nèi)施加 高的壓力而在采掘層形成裂縫（裂紋），向該裂縫導入砂等支撐材料，從而防止裂縫閉塞， 在采掘層內(nèi)設置氣體、油的滲透性高的通路。
[0040] 壓裂流體是指：如上述那樣用于水力壓裂法、壓入到坑井內(nèi)的流體。水力壓裂法中 使用的壓裂流體通常以水為主要成分，含有砂、砂石等支撐材料（支撐劑，proppant)、凝膠 化劑等。如后所述，本發(fā)明的壓裂流體含有本發(fā)明的粘度控制劑。
[0041] 本發(fā)明的粘度控制劑是含有聚環(huán)氧烷和粘度降低劑的片劑。作為聚環(huán)氧烷，只要 是含有環(huán)氧烷作為單體單元，則沒有特別限制，但從有效控制壓裂流體的粘度變化（即， 在水力壓裂法中裂縫的生成作業(yè)時可維持壓裂流體的高的粘度、在壓裂流體的回收作業(yè) 時降低粘度）的觀點出發(fā)，優(yōu)選在制成〇. 5質量％的水溶液時的25°C下的粘度為20~ 1500mPa·s左右，更優(yōu)選20~lOOOmPa·s左右?；?，從同樣的觀點出發(fā)，作為聚環(huán)氧烷， 優(yōu)選在制成5質量％的水溶液時的25°C下的粘度為50~80000mPa·s，更優(yōu)選100~ 80000mPa·s左右。另外，本發(fā)明中，在將聚環(huán)氧烷制成0. 5質量％的水溶液時的粘度的測 定方法如下。在容積為1L的燒杯中加入497. 5g離子交換水，邊用寬80mm、長25mm的平板 在尖端圓周速度為1. 〇m/s的條件下攪拌邊投入2. 5g聚環(huán)氧烷，持續(xù)攪拌3小時制備水溶 液。將所得水溶液在25°C的恒溫槽中浸入30分鐘以上，通過B型旋轉粘度計（轉速12rpm、 3分鐘、25°C)測定。此外，制成5質量％的水溶液時的粘度的測定方法如下。在容積為1L 的燒杯中加入475