專利名稱：聚丙烯酰胺的增粘作用和發泡的制作方法
聚丙烯酰胺的增粘作用和發泡發明領域
本發明的實施方案涉及用于油田服務行業的方法和流體的組合物。特別地，實施方案涉及含有聚丙烯酰胺的流體。
發明背景
對氣體處理量的制約已經導致關閉了大量高氣油比(GOR)的井。在大多數情況中，油井維修的目的包括堵漏氣侵帶以從另一氣帶生產并且恢復采油。天然裂縫性碳酸鹽的一個主要問題是由于水竄和氣竄而導致的原油生產減少。許多解決方案考慮了堵氣處理 (gas shut off treatment)設計的若干參數。這些參數中的一些為確定最適合井油藏條件的系統的類型、處理量、平均裂縫/破裂寬度和待堵漏的裂縫的數量。然而，另一個問題是用于氣帶中密封系統的最佳放置技術。
開發了很少的技術解決天然裂縫性碳酸鹽中的氣竄，因此這仍然是被廣泛討論和研究的問題。
堵氣和堵水處理所面臨的主要挑戰包括
生產尾管后水泥少。
由井漏造成的低油藏壓力和大量破裂。
破裂體積估計的不確定性。
在亞流體靜力條件下執行處理。
發明概述本發明的實施方案涉及用于處理地層的方法，其包括形成包含聚丙烯酰胺和生物聚合物的流體和將流體引入地層，其中選擇聚丙烯酰胺和生物聚合物以形成比如果僅選擇一種聚合物具有較長泡沫半衰期和較高粘度的流體。本發明的實施方案涉及用于處理地層的方法，其包括形成包含聚丙烯酰胺和生物聚合物的流體和將流體引入地層，其中聚丙烯酰胺不改變生物聚合物交聯。
附圖簡述
圖I是示出具有不同濃度的迪特膠和C6-C10脂肪醇乙氧基硫酸銨表面活性劑的3.I重量％丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物(Al)的泡沫半衰期和穩定性的圖。
圖2是示出選擇發泡劑(制劑No. 1-3. 1% Al+乙酸+交聯劑)+發泡表面活性劑的圖。
圖3是示出制劑No. 2(5. 2% AI+Ac+取代的丙烯酰胺聚合物)的圖。
圖4是示出不同丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物(Al)重量％濃度-3. 1%、5. 2%和6% 的圖。
圖5是制劑No. 2(5.2% AI+Ac+取代的丙烯酰胺聚合物)+0. 5 (體積)％表面活性劑D+0. 5 (體積)%表面活性劑I的圖。
圖6是用O. 5%表面活性劑D發泡的聚合物溶液的圖。
圖7是加入Gl聚合物后具有不同水合時間的制劑No. 1(3. I % Al+Ac+取代的丙烯酰胺聚合物+Gl)的圖。
圖8是具有不同濃度迪特膠*的制劑No. I的圖。
圖9是作為剪切速率的函數的Fann-35的流變行為的圖。
圖IOA和IOB示出Gl聚合物對丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物和取代的丙烯酰胺聚合物流體的凝固時間性能的影響。
圖11是顯示在7分鐘、I小時和3小時在觀察池中從左至右拍攝的原位靜態泡沫圖片的一系列照片。
發明詳述
首先，應該注意，在開發任何這種實際實施方案時，必須進行很多實施-具體決策來達到開發者的具體目的，如與系統相關和商業相關約束的順從性，這將因實施不同而不同。而且，應理解，這種開發努力可能是復雜且耗時的，但仍然是具有本公開內容的權益的本領域普通技術人員的常規工作。另外，本文所用/所公開的組合物也可包含除所引用的那些之外的一些組分。在本發明的發明概述和本發明詳述中，每個數值應該一次理解為由術語“約”修飾(除非已清楚地被如此修飾)，然后再次理解為不被如此修飾，除非上下文中另外指出。同樣，在本發明的發明概述和本發明詳述中，應該了解，列出或描述為有用、合適等的濃度范圍，意指在該范圍內的任何和每種濃度(包括端點)被認為已經陳述。例如， “從I至10的范圍”應理解為表示沿介于約I和約10的連續統的每個和每一可能的數字。 因此，即使該范圍內的具體數據點，或甚至該范圍內沒有數據點被明確鑒定或指的是僅略微具體，應了解，發明人理解并了解該范圍內的任何和所有數據點被認為已進行詳細說明， 并且發明人掌握整個范圍和該范圍內的所有點。
本文做出的聲明僅提供與本公開內容相關的信息而并不構成現有技術，并且可能描述說明本發明的一些實施方案。
本發明的實施方案在產氣帶創建密封以捕集氣體，從而試圖避免產原油帶的損壞，或將其降至最低。使基于聚丙烯酰胺的水控制系統發泡成為建議的最佳替換方案之一。 然而，如實驗室測試已證明，隨時間聚合物自身不能在達到系統的凝固時間前維持穩定的泡沫。
因此，經過大量測試后，已發現向水合聚丙烯酰胺加入生物聚合物顯著增加了凝膠粘度和泡沫半衰期而在固化之前不影響系統的性能。
聚丙烯酰胺可包括聚丙烯酰胺、接枝聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺雜化物、疏水性聚丙烯酰胺、親水性聚丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物和/或其任何組合。在一些實施方案中，針對其分子量選擇聚丙烯酰胺。在一些實施方案中，聚丙烯酰胺的分子量為約5至約15MM。在一些實施方案中，聚丙烯酰胺的分子量為約200至約500K。
生物聚合物可包括迪特膠、黃原膠、瓜爾膠(guar)和/或其組合。
在一些實施方案中，生物聚合物交聯不因聚丙烯酰胺的存在而改變。即，流體具有與如果沒有聚丙烯酰胺其將具有的粘度或其他流變特性相似的粘度或其他流變特性。
在我們實驗室，已經進行了一些測試以評估使密封凝膠系統發泡的可行性，其迅速成為在產氣帶放置密封系統的最佳方式之一。凝膠泡沫由交聯的聚丙烯酰胺溶液一以堅硬和流動形式-加表面活性劑組成，在混合器中以高剪切速率發泡。凝膠泡沫通過與用于產生水基泡沫的那些方法相似的方法產生，其中凝膠泡沫與水基泡沫之間主要的區別在于凝膠泡沫的外相交聯，從而大大增強了泡沫系統的機械穩定性。根據實驗室測試，聚丙烯酰胺短時間維持泡沫穩定，因此加入有助于增加泡沫半衰期的聚合物變得有必要。通過若干次實驗室測試，發現不同身份的聚合物(如瓜爾膠)能夠通過增加交聯的聚丙烯酰胺溶液的粘度來增加泡沫半衰期，而不影響系統的凝固時間的性能。迄今為止，對于流動凝膠，已觀察到當將瓜爾膠加入到交聯的聚丙烯酰胺溶液中時，流動凝膠更穩定。
堵氣的一個主要問題是放置交聯的聚丙烯酰胺一如丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物，并且取代的丙烯酰胺聚合物凝膠確保將凝膠注入并停留在含氣帶直到凝固。因此，需要要求最佳化泡沫半衰期和泡沫質量的穩定泡沫以使系統凝固并且防止其坍塌到產油層。已證明難以使用氮與聚丙烯酰胺流體以及常規發泡劑來產生穩定的泡沫。然而，通過向流體中加入第二種聚合物，可能極大地增加泡沫半衰期和聚丙烯酰胺溶液的粘度。這被認為是由于極大地增加流體的低剪切表觀粘度的第二種聚合物(瓜爾膠或生物聚合物)所產生的結果。增加的低剪切表觀粘度指示聚丙烯酰胺和第二種聚合物之間的協同作用(表I和2)。
權利要求
1.一種用于處理地層的方法，其包括形成包含聚丙烯酰胺和生物聚合物的流體；和將所述流體引入地層；其中選擇所述聚丙烯酰胺和生物聚合物以形成比如果僅選擇一種聚合物具有較長泡沫半衰期和較高粘度的所述流體。
2.根據權利要求I所述的方法，其中所述聚丙烯酰胺包括聚丙烯酰胺、接枝聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺雜化物、疏水性聚丙烯酰胺、親水性聚丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物和/或其任何組合。
3.根據權利要求I所述的方法，其中針對其分子量選擇所述聚丙烯酰胺。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述聚丙烯酰胺的分子量為約5至約15MM。
5.根據權利要求3所述的方法，其中所述聚丙烯酰胺的分子量為約200至約500K。
6.根據權利要求I所述的方法，其中所述生物聚合物是迪特膠。
7.根據權利要求I所述的方法，其中所述生物聚合物是黃原膠。
8.根據權利要求I所述的方法，其中所述生物聚合物是瓜爾膠。
9.根據權利要求I所述的方法，其中所述生物聚合物交聯不因聚丙烯酰胺的存在而改變。
10.一種處理地層的方法，其包括形成包含聚丙烯酰胺和生物聚合物的流體；和將所述流體引入地層；其中所述聚丙烯酰胺不改變生物聚合物交聯。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述聚丙烯酰胺包括聚丙烯酰胺、接枝聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺雜化物、疏水性聚丙烯酰胺、親水性聚丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烯酸鈉共聚物和/或其任何組合。
12.根據權利要求10所述的方法，其中所述生物聚合物是迪特膠。
13.根據權利要求10所述的方法，其中所述生物聚合物是黃原膠。
14.根據權利要求10所述的方法，其中所述生物聚合物是瓜爾膠。
15.根據權利要求10所述的方法，其中針對其分子量選擇所述聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發明的實施方案涉及用于處理地層的方法，其包括形成包含聚丙烯酰胺和生物聚合物的流體和將所述流體引入地層，其中選擇所述聚丙烯酰胺和生物聚合物以形成比如果僅選擇一種聚合物具有較長泡沫半衰期和較高粘度的所述流體。本發明的實施方案涉及用于處理地層的方法，其包括形成包含聚丙烯酰胺和生物聚合物的流體和將所述流體引入地層，其中所述聚丙烯酰胺不改變生物聚合物交聯。
文檔編號C09K8/508GK102869745SQ201180021727
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者E·米奎萊納, A·米爾內 申請人:普拉德研究及開發股份有限公司