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CN105849224A - 交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物凝胶和破碎剂组合物及使用方法 - Google Patents

交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物凝胶和破碎剂组合物及使用方法 Download PDF

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CN105849224A
CN105849224A CN201480071935.7A CN201480071935A CN105849224A CN 105849224 A CN105849224 A CN 105849224A CN 201480071935 A CN201480071935 A CN 201480071935A CN 105849224 A CN105849224 A CN 105849224A
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CN
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well
copolymer
cross
acrylamide polymer
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CN201480071935.7A
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李江
R.特拉库拉
S.罗森克兰斯
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Kemira Oyj
Original Assignee
Kemira Oyj
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Abstract

提供了井处理流体和用于处理井眼或压裂地下地层的方法，所述流体包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物和一种或多种含铁化合物。所述流体和方法可用于在水力压裂应用中将支撑剂携带到裂缝中和提高流体回收。

Description

交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物凝胶和破碎剂组合物及使用 方法
相关申请的交叉引用
本公开要求保护2013年12月31日提交的美国临时申请号61/922,517的优先权。
技术领域
本公开一般涉及用于水力压裂应用的组合物和井处理流体。
背景
在钻孔、完成和刺激油气井中，通常在引起围绕井眼的岩石地层压裂的高压力和高流速下，将井处理流体泵送到井眼孔中。常用于由被井眼渗透的地下区域刺激烃生产的一类井处理为水力压裂。水力压裂(也称为压裂(fracing或fraking))用于在低渗透性储器中引发生产和在较老的生产井中再刺激生产。在水力压裂中，在周围岩石地层中有效引起裂缝的压力下将流体组合物注入井中。压裂用于打开已存在于地层中的压裂和产生新的裂缝二者。
支撑剂(例如沙子和陶瓷)用于既在压裂处理期间又在压裂处理之后保持诱导的裂缝打开。为了将支撑剂放置在裂缝内，将支撑剂颗粒悬浮于泵送到地下地层的流体中。通常，该流体具有足以保持颗粒悬浮的粘度。
为了性能理想，水力压裂流体应足够粘稠以产生具有足够宽度的裂缝，并且能够在裂缝中输送大量的支撑剂。流变学改性剂(增稠剂或增粘剂)可在这些流体中使用，以提高粘度。通过加入合成的和/或天然的聚合物可增强或改变流体的粘度。聚合物-增强的流体的实例包括滑溜水(slick water)体系、直链凝胶体系和交联的凝胶体系。
交联的凝胶体系为用于输送支撑剂的更粘稠类型的水力压裂流体。在交联的凝胶体系中，直链聚合物或凝胶(例如，基于瓜尔或改性瓜尔的流体)在碱（alkali）存在下与加入的试剂(例如硼酸盐、锆酸盐和钛酸盐)交联。交联的凝胶的最常见的形式在本领域称为瓜尔-硼酸盐凝胶。在交联的凝胶流体中使直链聚合物交联后，流体的粘度提高并且可使支撑剂有效悬浮。
一旦水力压裂压裂流体已将支撑剂递送至裂缝或在砂砾装填或压裂装填操作中递送沙子，通常期望降低压裂流体的粘度，使得使用最小的能量可从地层回收流体。通常需要从地下地层去除用过的压裂流体，以允许烃产生。压裂流体粘度的这种降低通常使用破碎剂实现，破碎剂破碎交联的凝胶的交联键。
合成的聚合物(例如聚丙烯酰胺(PAM)聚合物)可在酸性条件下与金属交联剂(例如基于铝、铬、锆和钛的复合物)形成永久的凝胶。这样的凝胶可例如用于在增强的油回收(EOR)应用中控制一致性，其中并不必随后进行破碎而使得粘度显著降低。然而，对于压裂流体应用，在水力压裂中地层的酸性通常不高，并且交联的凝胶的破碎改进流体回收。
概述
本文公开了井处理流体，所述流体包含：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体或丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。本文还公开了井处理流体，所述流体包含凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；其中所述凝胶组合物包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。还公开了用井处理流体处理井眼或压裂地下地层的方法。处理井眼或压裂地下地层的方法包括在井眼中注入：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体或丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。处理井眼或压裂地下地层的方法包括在井眼中注入凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；其中所述凝胶组合物包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。
参考本公开的各种特性和其中包括的实施例的以下详述，可更容易理解本公开。
附图简述
图1显示对于根据实施方案的示例性凝胶和瓜尔凝胶的粘度分析的结果。
图2和图3显示包含示例性凝胶和示例性凝胶与示例性破碎剂组合的组合物的粘度变化。
详述
本公开提供某些井处理流体和处理井眼或压裂地下地层的方法。所述流体和方法用于水力压裂应用，其涉及与某些交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物，以及包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。特别是，所述流体和方法可用于在水力压裂应用中携带支撑剂到裂缝中和提高流体回收。示例性流体和方法可用于促进在水力压裂应用中用媲美的或改进的性能代替交联的瓜尔。
聚合物和凝胶组合物
在示例性实施方案中，组合物包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。在示例性实施方案中，组合物为凝胶组合物。在示例性实施方案中，凝胶组合物通过将丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和一种或多种交联剂合并而形成。在示例性实施方案中，凝胶组合物通过将丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液与一种或多种交联剂合并而形成。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体可作为包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的组合物提供。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液可作为包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的组合物提供。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液为丙烯酰胺聚合物或共聚物的细含水分散体或乳液。在示例性实施方案中，一种或多种交联剂可作为包含一种或多种交联剂的组合物提供。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和一种或多种交联剂各自为含水溶液、分散体或乳液形式。
本文使用的术语“丙烯酰胺聚合物”指丙烯酰胺的均聚物，并且包括在聚合后化学改性(例如，水解)的丙烯酰胺聚合物。
本文使用的术语“丙烯酰胺共聚物”指包含丙烯酰胺单体和一种或多种共聚单体的聚合物。共聚单体可为阴离子、阳离子或非离子的。在某些实施方案中，共聚单体为疏水的。丙烯酰胺共聚物可未改性或经化学改性。代表性非限制性共聚单体包括丙烯酸、乙酸乙烯酯、乙烯醇和/或其它不饱和乙烯基单体。
在一个实施方案中，丙烯酰胺共聚物包含阴离子共聚单体。在一些实施方案中，阴离子单体选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸的碱金属/碱土/铵盐、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸的碱金属/碱土/铵盐、马来酸、马来酸的碱金属/碱土/铵盐等。
在另一实施方案中，丙烯酰胺共聚物包含阳离子共聚单体。在一些实施方案中，阳离子单体选自(甲基)丙烯酰氨基乙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵等。
在另一实施方案中，丙烯酰胺共聚物包含非离子共聚单体。在一些实施方案中，非离子单体选自(甲基)丙烯酰胺、马来酸酐。
在一个示例性实施方案中，丙烯酰胺共聚物包含丙烯酰胺单体和阴离子共聚单体，但是不包括阳离子共聚单体。
在一个实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的特征为约0%-约40%、约5%-约35%、约15%-约30%、约15%-约20%或约20%-约30%电荷。在一个实施方案中，电荷在约5%-约35%范围，并且提供特别高的粘度，这提供足够的悬浮力。在另一实施方案中，电荷在约15%-约20%范围，并且提供特别高的粘度，这提供足够的悬浮力。
在另一实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的特征为约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%或约40%电荷。在一个示例性实施方案中，电荷为阴离子电荷。
本文公开的凝胶组合物的电荷的范围为包含带电荷的单体的聚丙烯酰胺共聚物或化学改性聚丙烯酰胺聚合物或共聚物的电荷的函数。
在一个具体实施方案中，丙烯酰胺共聚物包含约30-约90、约40-约80、约50-约70或约60摩尔%丙烯酰胺。
在一个具体实施方案中，丙烯酰胺单体与一种或多种共聚单体的重量比为约10:90-9:10。
在一个具体实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的特征为水解程度为约5-约10%、约10-约15%、约15-约20%、约20-约25%、约25-约30%或大于约30%。在一个更具体的实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的特征为水解程度为约15、约16、约17、约18、约19或约20%。
在一个实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物为水可分散的。
在示例性实施方案中，包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的凝胶组合物通过在约5-约12或约7.5-约11范围pH的含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和一种或多种交联剂合并而形成，并且其中一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0或约0.2-约2.0范围。
在示例性实施方案中，包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的凝胶组合物通过在约5-约12或约7.5-约11范围pH的含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液与一种或多种交联剂合并而形成，并且其中一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0或约0.2-约2.0范围。
在示例性实施方案中，包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的组合物通过在约5-约12或约7.5-约11范围pH的含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和一种或多种交联剂合并而形成，并且其中一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0或约0.2-约2.0范围。
在示例性实施方案中，包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的组合物通过在约5-约12或约7.5-约11范围pH的含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物的细含水分散体或乳液和一种或多种交联剂合并而形成，并且其中一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0或约0.2-约2.0范围。
在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的重均分子量大于或等于约0.5×106g/mol。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的重均分子量在约0.5×106g/mol-约30×106g/mol范围。
在示例性实施方案中，用于凝胶组合物的丙烯酰胺聚合物或共聚物的量可宽泛地变化，取决于所用的具体聚合物、聚合物的纯度和在最终组合物中期望的性质。在示例性实施方案中，用于组合物的聚合物的量在约0.05-约5、约0.1-约3、约0.2-约2或约0.3-约1重量%范围，基于所述组合物的总重量。
本文使用的术语“聚合物”、“多种聚合物”、“聚合”和类似的术语以本领域技术人员理解的通常的含义使用，且因此在本文中可用于指或描述含有重复单元的大分子(或一组这样的分子)。聚合物可以各种方式形成，包括通过使单体聚合和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元。聚合物可为包含基本上相同的重复单元的“均聚物”，其例如通过使具体单体聚合而形成。聚合物还可为包含两种或更多种不同的重复单元的“共聚物”，例如，通过使两种或更多种不同的单体共聚和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元而形成。共聚物可为包含三种或更多种不同的重复单元的“三元共聚物”，其通过例如使三种或更多种不同的单体共聚和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元而形成。共聚物可为包含四种或更多种不同的重复单元的“四元共聚物”，其通过例如使四种或更多种不同的单体共聚和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元而形成。
在示例性实施方案中，一种或多种交联剂包含无机化合物，例如包含锆、钛、铬、钡、钙、锰、锌、镍、锶、硼的化合物或它们的混合物。在示例性实施方案中，化合物为硼酸或硼酸盐。在示例性实施方案中，无机化合物为释放多价金属离子的化合物。
在示例性实施方案中，一种或多种交联剂包含有机化合物，例如乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛、邻苯二甲醛、间苯二甲醛、对苯二甲醛、任何合适的二醛化合物、聚乙烯亚胺、苯酚/甲醛、乙醛酸或它们的混合物。在示例性实施方案中，一种或多种交联剂包含二醛，例如乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛、邻苯二甲醛、间苯二甲醛、对苯二甲醛、任何合适的二醛化合物和它们的混合物。在某些实施方案中，二醛为乙二醛。
在示例性实施方案中，一种或多种交联剂用于交联聚合物的丙烯酰胺部分。在示例性实施方案中，二醛用于交联聚合物的丙烯酰胺部分。
在一个实施方案中，凝胶组合物包含与乙二醛交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。在一个具体实施方案中，凝胶组合物包含与乙二醛交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物，其中丙烯酰胺聚合物或共聚物的特征为电荷在约5%-约40%范围，并且提供特别高的粘度，这提供足够的悬浮力。在一个实施方案中，电荷在约15%-约20%范围，并且提供特别高的粘度，这提供足够的悬浮力。在一个具体实施方案中，电荷为约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%或约40%。
在另一实施方案中，凝胶组合物包含与乙二醛交联的丙烯酰胺共聚物。在一个具体实施方案中，凝胶组合物包含与乙二醛交联的丙烯酰胺共聚物，其中丙烯酰胺共聚物的特征为电荷在约5%-约40%范围，并且提供特别高的粘度，这提供足够的悬浮力。在一个实施方案中，电荷在约15%-约20%范围，并且提供特别高的粘度，这提供足够的悬浮力。在一个具体实施方案中，电荷为约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%或约40%。
在示例性实施方案中，一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比大于约0.2、约0.3、约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、约1.0、约1.1、约1.2、约1.3、约1.4、约1.5、约1.6、约1.7、约1.8、约1.9、约2.0。在示例性实施方案中，二醛与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.2-约2.0、约0.5-约2.0、约0.7-约2.0、约0.8-约2.0、约1.0-约2.0、约1.1-约2.0或约1.0-约1.5范围。在一个具体实施方案中，一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比大于约1.0。
在示例性实施方案中，凝胶组合物通过在pH大于约5.0、约5.5、约6.0、约6.5、约7.0、约7.5、约8.0、约8.5、约9.0、约10.0、约10.2、约10.5、约10.7、约11或约11.5的含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和一种或多种交联剂合并而形成。在示例性实施方案中，pH在约5-约12、约7.5-约11、约8.5-约11、约9.0-约11、约10-约11或约10.2-约10.7范围。在一个具体实施方案中，pH大于约9.0。可用于改性凝胶或在其中形成凝胶的组合物的pH的pH改性剂为任何合适的pH改性剂，例如碱性化合物，其相对于聚合物和一种或多种交联剂惰性，例如无机化合物，例如碱金属和碱土氢氧化物或盐，包括但不限于碱金属碳酸盐或磷酸盐。
在示例性实施方案中，凝胶组合物的形成或丙烯酰胺聚合物或共聚物和一种或多种交联剂的交联在小于约1小时、约40分钟、约30分钟、约20分钟、约10分钟、约5分钟、约2分钟或约1分钟内发生。
在示例性实施方案中，根据实施方案的组合物或凝胶组合物在约100 s-1下具有大于或等于约100 cP的复合物粘度。
在示例性实施方案中，产生凝胶组合物的方法包括在足以产生凝胶组合物的温度和一定的时间段下，在约5-约12或约7.5-约11范围pH的含水介质中将丙烯酰胺聚合物或共聚物组分与交联剂组分合并或使它们接触，其中在交联剂组分中的一种或多种交联剂与在丙烯酰胺聚合物或共聚物组分中的丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0或约0.2-约2.0范围。
在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物组分包含或为丙烯酰胺聚合物或共聚物的细含水分散体或乳液形式。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物组分包含或为丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体在溶液、分散体或乳液中的形式。在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物组分包含约0.4重量%的在溶液、分散体或乳液中的丙烯酰胺聚合物或共聚物。
在示例性实施方案中，交联剂组分包含或为一种或多种交联剂在含水溶液中的形式。在示例性实施方案中，交联剂组分包含约0.06-约0.7重量%的在含水溶液中的一种或多种交联剂。在示例性实施方案中，在使组分合并或接触的步骤之前，将丙烯酰胺聚合物或共聚物组分和交联剂组分各自独立地调节至约5-约12或约7.5-约11范围的pH。
在示例性实施方案中，含水介质包含或为含水溶液、含水乳液，含水分散体或含水浆料形式。
在示例性实施方案中，产生凝胶组合物的方法包括在足以产生凝胶组合物的温度和一定的时间段下，在约5-约12、约7.5-约11范围pH的含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体或丙烯酰胺聚合物或共聚物的细含水分散体或乳液与一种或多种交联剂合并或使它们接触，其中一种或多种交联剂与丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0或0.2-约2.0范围。
在示例性实施方案中，通过在含水介质中剪切、搅动或搅拌丙烯酰胺聚合物或共聚物，直至得到细分散体或乳液，制备丙烯酰胺聚合物或共聚物组分。在示例性实施方案中，按需调节丙烯酰胺聚合物或共聚物的细含水分散体或乳液的pH，例如，调节至约5-约12、约7.5-约11范围的pH。
在示例性实施方案中，在含水溶液中将丙烯酰胺聚合物或共聚物组分与交联剂组分合并或使它们接触的步骤包括剪切、搅动或搅拌组分，以形成彻底共混的混合物或凝胶组合物。
在示例性实施方案中，记录混合物或凝胶组合物的最终pH，并且在粘度计(例如，Grace Instrument M5600 HPHT Viscometer或Grace M3600 Viscometer)中测试粘度。
在示例性实施方案中，凝胶组合物在大于或等于约20℃、约30℃、约40℃、约50℃、约60℃、约70℃、约80℃或约90℃的温度下产生。在示例性实施方案中，凝胶组合物在约1分钟-约24小时、约5分钟-约2小时或约10分钟-约1小时的时间段内产生。
在示例性实施方案中，乳液聚合可用于制备本文描述的聚合物。
破碎剂
本文使用的术语“破碎剂”指降低井处理流体粘度的任何化合物或化合物的混合物。在示例性实施方案中，破碎剂为含铁化合物，例如亚铁化合物、亚铁盐、三价铁化合物或三价铁盐。在示例性实施方案中，亚铁盐为例如具有有机阴离子的亚铁盐、具有无机阴离子的亚铁盐或它们的混合物。在示例性实施方案中，破碎剂或亚铁盐为氯化亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁铵和它们的组合。在示例性实施方案中，亚铁盐破碎剂包含硫酸亚铁。
在示例性实施方案中，三价铁盐为例如具有有机阴离子的三价铁盐、具有无机阴离子的三价铁盐或它们的混合物。在示例性实施方案中，三价铁盐为例如具有有机阴离子的三价铁盐、具有无机阴离子的三价铁盐或它们的混合物。在示例性实施方案中，破碎剂或三价铁盐为柠檬酸铁、氯化铁、溴化铁、氟化铁、硫酸铁和它们的组合。在示例性实施方案中，三价铁盐破碎剂包含柠檬酸铁。
在示例性实施方案中，破碎剂可与其它破碎剂一起使用或组合，例如硫酸铵、过硫酸铵、酶、铜化合物、乙二醇、乙二醇醚和它们的组合。在示例性实施方案中，破碎剂包含柠檬酸亚铁与过硫酸铵的组合。在示例性实施方案中，破碎剂包含硫酸亚铁与过硫酸铵的组合。
在示例性实施方案中，破碎剂可用于促进本文描述的示例性凝胶组合物或丙烯酰胺聚合物或共聚物的分解。在示例性实施方案中，破碎剂可用于降低示例性凝胶组合物的粘度。在示例性实施方案中，破碎剂可用于促进凝胶组合物或丙烯酰胺聚合物或共聚物分解成为低聚片段。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物可基本上由一种或多种含铁化合物组成，或者可进一步包含一种或多种含铁化合物、溶剂、稀释剂、其它破碎剂和/或其它合适的添加剂。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物可包含或与一种或多种可增强或推动破碎剂组合物性能的化合物或试剂(例如，推动剂化合物)组合使用。与不存在推动剂化合物的破碎剂化合物或组合物的速率相比，示例性推动剂化合物可用于增强破碎速率。例如，推动剂化合物包括但不限于尿素；乙二胺四乙酸(EDTA)；EDTA的盐，例如EDTA的钠盐；或其它螯合剂，例如柠檬酸、氨基三羧酸及其盐、多膦酸盐化的和多磷酸盐化合物、硼酸及其盐、碳酸盐的碱金属盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、腐殖酸和木素硫酸盐。多膦酸盐包括，例如，乙二胺四(亚甲基膦酸)；1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸和氨基三(亚甲基膦酸)和它们的盐。多磷酸盐的实例包括由多面体溶剂(例如甘油和乙二醇)与P2O5反应以形成多磷酸盐化的混合物而制备的加合物。在一个具体实施方案中，推动剂化合物为尿素、EDTA或EDTA的盐。在另一个具体实施方案中，推动剂化合物为EDTA的钠盐。
井处理流体
在示例性实施方案中，井处理流体包含：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。在示例性实施方案中，井处理流体包含：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。在示例性实施方案中，井处理流体包含根据实施方案的凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。在示例性实施方案中，井处理流体还包含水，其中水选自新鲜水、卤水、基于水的泡沫、水-醇混合物和它们的组合。
在示例性实施方案中，井处理流体还可包含pH改性剂或者可与pH改性剂组合加到井眼中。在示例性实施方案中，pH改性剂为任何合适的pH改性剂，并且可为含水溶液形式，例如包含碱、酸、pH缓冲剂或它们的任何组合的含水溶液。在示例性实施方案中，pH改性剂为碳酸钾和氢氧化钾混合物或碳酸氢钠和碳酸钠混合物。在示例性实施方案中，pH改性剂的量足以(或者经计算使得足以)产生在约5-约12、约7.5-约11范围的井下溶液pH。在示例性实施方案中，pH改性剂的量足以(或者经计算使得足以)产生包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的原位凝胶组合物。
在示例性实施方案中，井处理流体还包含可增强或推动破碎剂组合物的性能的化合物或试剂(即，推动剂化合物)或者可与其组合使用。
在示例性实施方案中，井处理流体还可包含其它增粘剂、其它摩擦降低剂、硼酸盐、支撑剂、酸、氯化钠、乳化剂、碳酸钠和碳酸钾、生物杀灭剂、抗结垢化合物、防腐蚀化合物或其它合适的添加剂。
在示例性实施方案中，井眼处理流体任选包含支撑剂，例如天然或合成的支撑剂，包括但不限于玻璃珠、陶瓷珠、沙子、砂砾和矾土。示例性支撑剂可涂布或含有化学品；多于一种可连续使用或以不同尺寸或不同材料的混合物使用。支撑剂可为树脂涂布的(可固化的)或预固化的树脂涂布的。支撑剂可为任何合适的形状，包括基本上球形材料、纤维材料、多边形材料(例如立方体材料)和它们的组合。在一个实施方案中，支撑剂为降低密度支撑剂。
在示例性实施方案中，丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的量为井处理流体体积的约0.005%-约5%、0.01%-约1%或0.05%-约0.5%。在示例性实施方案中，一种或多种交联剂的量为井处理流体体积的约0.01%-约1%。在示例性实施方案中，一种或多种含铁化合物的量为井处理流体体积的0.005%-约0.05%或约0.075%-约0.02%。
在示例性实施方案中，可将用于油工业并且本领域已知的摩擦降低剂、增粘剂、其它破碎剂、支撑剂和/或其它添加剂加到井处理流体中。在示例性实施方案中，井处理流体还可包含酸、盐酸、乙酸、氯化钠、乙二醇、结垢降低剂、碳酸钠、碳酸钾、生物杀灭剂、硼酸盐、腐蚀抑制剂、柠檬酸、非乳化剂、乳化剂、矿物控制剂、延迟添加剂、淤泥悬浮剂、回流添加剂、异丙醇、甲醇和它们的组合。
在示例性实施方案中，井处理流体包含一种或多种增粘剂。在示例性实施方案中，井处理流体包含一种或多种可水合的聚合物的增粘剂，例如半乳甘露聚糖树胶、瓜尔、衍生的瓜尔、纤维素和纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、黄原胶、衍生的黄原胶和它们的混合物。在示例性实施方案中，增粘剂包含选自以下的可水合的聚合物：瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、槐豆胶、维纶胶、刺梧桐胶、黄原胶、硬葡聚糖、定优胶(diutan)、纤维素、纤维素衍生物和它们的组合。在示例性实施方案中，增粘剂包含选自以下的可水合的聚合物：羟丙基瓜尔(HPG)、羧甲基羟丙基瓜尔(CMHPG)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)、羧甲基纤维素(CMC)、二烷基羧甲基纤维素和它们的组合。在示例性实施方案中，增粘剂选自磷聚甘露糖(phosphomannans)、硬葡聚糖、葡聚糖和它们的组合。在示例性实施方案中，井处理流体不含一种或多种选自以下的物质：半乳甘露聚糖树胶、瓜尔、衍生的瓜尔、纤维素和纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物、黄原胶和衍生的黄原胶。
在示例性实施方案中，增粘剂可为干粉末形式，携带(悬浮)于液体中或溶解于液体中。
本文使用的术语“井处理流体”、“加压的流体”或“压裂流体”指可用于油田应用的流体组合物，包括，例如，低体积水力压裂、高体积水力压裂、滑溜水压裂和井刺激；用于油、气体或地热能量井，以及与其相关的清除。在示例性实施方案中，井处理流体可为含水流体、凝胶、泡沫或基于滑溜水的。在示例性实施方案中，井处理流体具有足够的粘度，以促进地层压裂。
在示例性实施方案中，在其它井处理流体之前、与其一起或在其之后，在水力压裂应用中使用井处理流体。在示例性实施方案中，井眼处理流体可用于期望增粘的任何井处理(包括但不限于刺激和完成操作)。例如，井眼处理流体可用于水力压裂应用。在这些应用中，压裂流体(即，井处理流体)可设置为凝胶化的流体、发泡的凝胶流体、酸性流体、水和氯化钾处理剂等。在地下地层中在有效产生一个或多个裂缝的压力下注射流体。取决于所用的井处理流体的类型，还可将各种添加剂加到压裂流体中，以改变流体的物理性质或提供某些有益的功能。在一种实施方案中，加入支撑剂(例如沙子或其它硬材料)，其用于在压裂操作后保持裂缝打开。另外，可加入流体损失剂，以部分密封地层的更加多孔的部分，使得在更加少孔的层中发生压裂。还可加到压裂流体中的其它油田添加剂包括消泡剂、结垢抑制剂、H2S和/或O2清除剂、生物杀灭剂、交联剂、表面张力降低剂、破碎剂、缓冲剂、表面活性剂和非乳化剂、碳氟表面活性剂、粘土稳定剂、流体损失添加剂、起泡剂、摩擦降低剂、温度稳定剂、转向剂、页岩和粘土稳定剂、石蜡/沥青烯抑制剂、腐蚀抑制剂。
在示例性实施方案中，井眼处理流体还可任选包含另外的添加剂，包括但不限于酸、流体损失控制添加剂、气体、腐蚀抑制剂、结垢抑制剂、催化剂、粘土控制剂、生物杀灭剂、摩擦降低剂、它们的组合等。例如，在一些实施方案中，可能需要使用气体(例如空气、氮气或二氧化碳)使可储存的组合物发泡。
在示例性实施方案中，井处理流体可在不含支撑剂阶段或装载支撑剂阶段加到井眼中。在示例性实施方案中，它们可在不含摩擦降低剂阶段或装载摩擦降低剂阶段加到井眼中。
方法
在示例性实施方案中，处理井眼的方法包括在井眼中注入：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。在示例性实施方案中，处理井眼的方法包括在井眼中注入：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。在示例性实施方案中，基本上与第一组合物同时，将破碎剂组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，将第一组合物和破碎剂组合物共混，并注入井眼中。在示例性实施方案中，基本上与第一组合物和第二组合物同时，将破碎剂组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，在第一组合物和第二组合物之后，例如在延迟后，将破碎剂组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，在第一组合物和第二组合物之后，例如在注射第一组合物和第二组合物之后即刻或没有延迟，将破碎剂组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，在第一组合物和第二组合物之前，将破碎剂组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，首先将破碎剂组合物注入井眼中，在破碎剂组合物之后，将第一组合物注入井眼中，且在第一组合物之后，将第二组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，注射本文描述的组合物后立即接着注射另一种组合物，例如没有延迟。在示例性实施方案中，注射本文描述的组合物后在约5分钟、约4分钟、约3分钟、约2分钟或约1分钟内，注射另一种组合物。
在示例性实施方案中，处理井眼的方法包括在井眼中注入根据实施方案的凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。在示例性实施方案中，预形成凝胶组合物并随后注入井眼中。在示例性实施方案中，基本上与凝胶组合物同时，将破碎剂组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，在凝胶组合物之后，将破碎剂组合物注入井眼中，例如在延迟后。在示例性实施方案中，在凝胶组合物之前，将破碎剂组合物注入井眼中。
在示例性实施方案中，处理井眼的方法包括在井眼中注入根据实施方案的井眼处理流体。
在示例性实施方案中，处理井眼的方法包括：在井眼中注入包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的组合物；在井眼中注入包含一种或多种交联剂的组合物；和在井眼中注入pH改性剂，其量足以(或经计算使得足以)产生在约5-约12、约7.5-约11范围的井下溶液pH，以产生包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的原位凝胶组合物；和在井眼中注入包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。
在示例性实施方案中，处理井眼的方法包括：在井眼中注入包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的组合物；在井眼中注入包含一种或多种交联剂的组合物；和在井眼中注入pH改性剂，其量足以(或经计算使得足以)产生在约5-约12、约7.5-约11范围的井下溶液pH，以产生包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的原位凝胶组合物；和在井眼中注入包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。
在示例性实施方案中，在井眼中单独、同时或它们的任何组合注入包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的组合物、包含一种或多种交联剂的组合物、包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物和pH改性剂或试剂。在示例性实施方案中，在井眼中单独、同时或它们的任何组合注入包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的组合物、包含一种或多种交联剂的组合物、包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物和pH改性剂或试剂。
在示例性实施方案中，在井眼中单独、同时或它们的任何组合注入凝胶、包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物和pH改性剂或试剂。
在示例性实施方案中，包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的组合物包含pH改性剂。在示例性实施方案中，包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的组合物包含pH改性剂。在示例性实施方案中，包含一种或多种交联剂或交联剂组分的组合物包含pH改性剂。在示例性实施方案中，凝胶组合物包含pH改性剂。在示例性实施方案中，可将包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的组合物和包含一种或多种交联剂的组合物合并，且随后在注射pH改性剂之前或之后，在井眼中注入。在示例性实施方案中，可将包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的组合物和包含一种或多种交联剂的组合物合并，且随后在注射pH改性剂之前或之后，在井眼中注入。
在示例性实施方案中，pH改性剂包括一种或多种类型的pH改性剂，并且可为含水溶液形式，例如包含碱、酸、pH缓冲剂或它们的任何组合的含水溶液形式。在示例性实施方案中，pH改性剂为碳酸钾和氢氧化钾混合物或碳酸氢钠和碳酸钠混合物。
在示例性实施方案中，包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体或含水分散体或乳液的组合物可含有约0.05-约5%或约0.2-约5重量%单体或聚合物，基于所述组合物的总重量。在示例性实施方案中，包含一种或多种交联剂的组合物可含有足够量的一种或多种交联剂，以提供约0.1-约2.0或约0.2-约2.0的交联剂与单体比率。因此，足够的量可基于计算来确定，包括关于井下条件的假定。通过流变学测量以外的指示剂（indicators）可确定孔下存在凝胶。
在示例性实施方案中，本文描述的方法、组合物和井眼处理流体可用于进行多种地下处理，包括但不限于钻孔操作、压裂处理和完成操作(例如，砂砾包装)。在示例性实施方案中，所述方法、组合物和井眼处理流体可用于处理一部分地下地层。在示例性实施方案中，可将所述方法、组合物和井眼处理流体引入到渗透地下地层的井眼中。在示例性实施方案中，所述方法、组合物和井眼处理流体可用于压裂处理。
本发明的实施方案的方法、组合物和井眼处理流体可按需用于任何地下处理。这样的地下处理包括但不限于钻孔操作、刺激处理和完成操作。受益于本公开，本领域普通技术人员能够认识到其中可能需要降低摩擦的合适的地下处理。
在示例性实施方案中，井眼处理流体、组合物和方法可用于或注入新鲜水、盐水或卤水中。
在示例性实施方案中，井眼处理流体、凝胶组合物和方法可在约20℃-约205℃、约50℃-约200℃或约70℃-约200℃温度范围内使用。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供根据本发明的实施方案的井眼处理流体，和将井眼处理流体放置在地下地层中，以便在地下地层中产生或增强裂缝。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物、包含一种或多种交联剂的第二组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；和将组合物放置在地下地层中，以便在地下地层中产生或增强裂缝。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；和将组合物放置在地下地层中，以便在地下地层中产生或增强裂缝。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供本文描述的凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；和将组合物放置在地下地层中，以便在地下地层中产生或增强裂缝。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供根据本发明的实施方案的井眼处理流体，泵送井眼处理流体或凝胶组合物，以便在地下地层中形成或延伸裂缝和在裂缝中沉积井眼处理流体或凝胶组合物。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；泵送组合物，以便在地下地层中形成或延伸裂缝和在裂缝中沉积组合物。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；泵送组合物，以便在地下地层中形成或延伸裂缝和在裂缝中沉积组合物。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括：提供本文描述的凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；泵送组合物，以便在地下地层中形成或延伸裂缝和在裂缝中沉积组合物。
在示例性实施方案中，所述方法还包括允许井处理流体、凝胶组合物或由组合物形成的凝胶在裂缝中破碎。在示例性实施方案中，所述方法还包括加入一种或多种其它破碎剂，例如铵、钠和钾的过硫酸盐、过硼酸钠、过氧化氢、有机过氧化物、过碳酸盐、过磷酸盐、有机酸、过磷酸酯、酰胺、硫酸铵、酶、铜化合物、乙二醇、乙二醇醚和它们的组合。在示例性实施方案中，可将一种或多种破碎剂以固体、液体、溶液、干粉末或悬浮液形式施用于流体或组合物。
在示例性实施方案中，可将一种或多种破碎剂以包封形式施用于组合物或流体，所述包封形式例如为延迟一种或多种破碎剂释放至组合物或凝胶组合物的形式。在示例性实施方案中，一种或多种破碎剂可用于促进本文描述的示例性组合物或流体分解，例如促进交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物分解成为片段。
在示例性实施方案中，一种或多种破碎剂经过一定的时间段降低示例性井处理流体或组合物的粘度。在示例性实施方案中，一种或多种破碎剂降低交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物的分子量或产生其的片段。在示例性实施方案中，加入一种或多种破碎剂导致示例性井处理流体或组合物的粘度降低。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括与井眼处理流体或其它组合物同时或序贯，将破碎剂组合物放置在地下地层中。在示例性实施方案中，与井眼处理流体或其它组合物同时，将破碎剂组合物放置在地下地层中。在示例性实施方案中，在井眼处理流体或其它组合物之前，将破碎剂组合物放置在地下地层中。在示例性实施方案中，在井眼处理流体或其它组合物之后，将破碎剂组合物放置在地下地层中。
在示例性实施方案中，压裂地下地层的方法包括与井眼处理流体或其它组合物同时或序贯，将破碎剂组合物泵送到地下地层中。在示例性实施方案中，与井眼处理流体或其它组合物同时，将破碎剂组合物泵送到地下地层中。在示例性实施方案中，在井眼处理流体或其它组合物之前，将破碎剂组合物泵送到地下地层中。在示例性实施方案中，在井眼处理流体或其它组合物之后，将破碎剂组合物泵送到地下地层中。
在示例性实施方案中，所述方法包括在足以压裂地下地层的压力和流速下，将井处理流体或组合物注入井眼中。在示例性实施方案中，井处理流体还包含支撑剂。在示例性实施方案中，凝胶组合物还包含支撑剂。在示例性实施方案中，破碎剂组合物还包含支撑剂。在示例性实施方案中，包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体或丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物还包含支撑剂。在示例性实施方案中，包含一种或多种交联剂的第二组合物还包含支撑剂。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物将井处理流体或其它组合物的粘度降低至在100 s-1剪切速率下小于约10 cP、在100 s-1剪切速率下约5 cP、在100 s-1剪切速率下约2cP、在100 s-1剪切速率下约20 cP、在100 s-1剪切速率下约10 cP或在100 s-1剪切速率下约3 cP。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物在环境温度下引发破碎。在示例性实施方案中，破碎剂组合物在加热下引发破碎。在示例性实施方案中，所述方法可用于增强根据实施方案的井处理流体或其它组合物的生物降解。
在示例性实施方案中，破碎剂组合物在井处理流体或其它组合物中产生含有丙烯酰胺的聚合物的低聚片段。在示例性实施方案中，通过破碎剂组合物产生的含有丙烯酰胺的聚合物的低聚片段为可生物降解的。在示例性实施方案中，破碎剂组合物产生分子量小于约400,000、约300,000或约200,000g/mol的含有丙烯酰胺的聚合物的低聚片段。
在示例性实施方案中，降低井处理流体或其它组合物的粘度允许更容易地回收井处理流体或其它组合物。在示例性实施方案中，具有破碎剂组合物的井处理流体或其它组合物的粘度小于不具有破碎剂组合物的井处理流体或其它组合物的粘度。在示例性实施方案中，示例性破碎剂组合物比常规的破碎剂更快速地降低井处理流体或其它组合物的粘度。在示例性实施方案中，示例性破碎剂组合物比过硫酸铵更快速地降低井处理流体或其它组合物的粘度。在示例性实施方案中，作用于井处理流体或其它组合物的破碎剂组合物提高在地层内的裂缝传导性。
在任何前述方法中，破碎剂组合物可包含可增强或推动破碎剂组合物的性能的化合物或试剂(即，推动剂化合物)或与其组合使用。
适当调节将影响其中井处理流体或其它组合物的粘度降低或其中含有丙烯酰胺的聚合物断裂的条件的组分比率对于本领域技术人员来说是显而易见的。
在示例性实施方案中，可采用需要或期望的任何方式处理或加工井处理流体或其它组合物。在示例性实施方案中，井处理流体或其它组合物应顺应政府规章来处理。在示例性实施方案中，井处理流体或其它组合物可处置、加工用于环境治理或再循环。在示例性实施方案中，破碎剂组合物可用于处理、环境治理或井处理流体或其它组合物的再循环。在示例性实施方案中，再循环的井处理流体或其它组合物可在使用井处理流体或其它组合物的任何点使用。
术语“处理(treatment或treating)”指结合期望的功能和/或出于期望的目的使用流体的任何地下操作。术语“处理(treatment或treating)”不暗示流体的任何特殊的作用。
术语“压裂”指通过在非常高的压力(超过地层的预定封闭压力的压力)下泵送流体，断裂地质地层和产生裂缝(即，围绕井眼的岩石地层)的过程和方法，以提高由烃储器的生产率或在烃储器中的注射速率。压裂方法另外使用本领域已知的常规技术。
呈现以下实施例仅用于说明性目的，并且不旨在限制。
实施例
实施例1. 示例性乙二醛交联的聚合物凝胶的制备和粘度分析
通过以下方案制备示例性凝胶。将约0.4重量%的活性丙烯酰胺聚合物在水中在室温下搅拌约10分钟-约20分钟。一旦溶液充分共混，测量溶液的pH，且使用pH缓冲剂溶液调节至约9.8-约10.3。将溶液分开，将三种水平的乙二醛加到溶液中：0.33、0.49或0.65重量%的乙二醛。搅拌混合物，直至乙二醛良好掺入。在Grace Instrument M5600 HPHT粘度计上，在180°F下，测量每一种所得到的凝胶的粘度。
Grace Instrument M5600 HPHT粘度计为真实的Couette共轴圆筒旋转的高压和高温粘度计。仪器完全自动化，所有的数据采集在计算机控制下。用油浴保持样品的温度。凝胶还用氮气经历压力，以防止溶剂沸腾出来。20分钟剪切调节后，凝胶经历剪切扫描，其可在伴随粘度计的软件中程序化。按需处理和绘制由计算机采集的数据。
图1显示三种示例性凝胶以及用于对比的瓜尔凝胶的粘度分析。
实施例2. 示例性干燥和乳液乙二醛交联的聚合物凝胶的电荷-粘度分析
在该实例中，通过向Waring共混机罐中加入200mL 2% KCl，制备组合物。约0.3%的活性丙烯酰胺/丙烯酸共聚物与pH缓冲剂一起加入，混合几分钟。加入约0.33%乙二醛(以提供约1.35的乙二醛与单体摩尔比)，并且共混几秒钟。得到的交联的凝胶在具有同心圆筒几何形状的Anton Paar Physica Rheometer装置上评价。凝胶以100 s-1的恒定剪切速率和180℉的温度剪切。在表中报道的粘度为经过30分钟测量的平均读数。
对于干燥的PAM (DPAM)、部分水解的PAM (HYPAM)和乳液PAM (EPAM)聚合物的范围，评价电荷-粘度的分析。系列样品排布在三组中，对于每一组，电荷提高。
表1. 示例性干燥和乳液乙二醛交联的聚合物凝胶的粘度
条件：0.3%活性聚合物，与0.33%乙二醛交联，在2% KC1溶液中。
如表1所示，电荷对凝胶粘度和性能存在影响。
实施例3. 破碎剂对示例性乙二醛交联的聚合物凝胶的粘度分析
在该实例中，通过用示例性和市售可得的(对比)破碎剂组合物处理，检验流体粘度的降低。通过向Waring共混机罐中加入200g 2% KC1，制备组合物。将约0.3%水解的聚丙烯酰胺(HYPAM)与pH缓冲剂一起加到组合物中，且混合几分钟。将约0.33%乙二醛加到样品中，且共混几秒钟，以形成交联的凝胶样品。
以指示的量将破碎剂组合物加到样品中。破碎剂组合物#1包含FeSO4·7Η2O。破碎剂组合物#2包含FeSO4·7Η2O和Na2(EDTA)·2Η2O (43:57，以重量计)。通过在水中溶解破碎剂组合物以形成10%溶液，制备破碎剂组合物。随后将破碎剂组合物与示例性凝胶样品混合。
测量并记录每一个样品制剂的pH，如图2所示。将每一个样品制剂在180℉下加热约3小时，且在加热周期期间通过Grace 3600粘度计测量粘度(参见图2和3)。Grace 3600粘度计为真实的Couette共轴圆筒旋转的粘度计。仪器通过计算机程序控制。通过仪器提供的加热器杯保持样品的温度。按需处理和绘制随着时间采集的数据。
将另外的缓冲剂加到这样一些样品中，以提高pH。加入的缓冲剂的体积表明示于图3的样品的pH变化。图3显示在Grace 3600粘度计用于在100 s-1剪切速率和180℉温度下测量样品的粘度时所得到的结果。
在前面的说明书中，已描述各种示例性实施方案。然而，显而易见的是，在不偏离以下权利要求中描述的示例性实施方案的较宽的范围的情况下，可对其进行各种修改和变化，并且可执行另外的实施方案。因此，说明书和附图看作是说明性的而不是限制性含义。

Claims (21)

1.一种井处理流体，所述流体包含：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。
2.一种井处理流体，所述流体包含：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。
3.一种井处理流体，所述流体包含凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；其中所述凝胶组合物包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。
4.权利要求3的井处理流体，其中所述凝胶组合物通过在约5-约12范围pH的含水溶液中将所述丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和所述一种或多种交联剂合并而形成，并且其中所述一种或多种交联剂与所述丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0范围。
5.权利要求1、2或3的井处理流体，其中所述一种或多种含铁化合物选自亚铁化合物、亚铁盐、三价铁化合物和三价铁盐。
6.权利要求1、2或3的井处理流体，其中所述一种或多种含铁化合物选自氯化亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁铵和它们的组合。
7.权利要求1、2或3的井处理流体，其中所述一种或多种交联剂选自包含锆、钛、铬、钡、钙、锰、锌、镍、锶、硼的化合物和它们的混合物。
8.权利要求1、2或3的井处理流体，其中所述一种或多种交联剂选自乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛、邻苯二甲醛、间苯二甲醛、对苯二甲醛、任何合适的二醛化合物、聚乙烯亚胺、苯酚/甲醛、乙醛酸和它们的混合物。
9.一种处理井眼的方法，其包括在井眼中注入：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。
10.一种处理井眼的方法，其包括在井眼中注入：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物。
11.权利要求9或10的方法，其中基本上在与所述第一组合物和第二组合物同时，将所述破碎剂组合物注入井眼中。
12.权利要求9或10的方法，其中在所述第一组合物和第二组合物之后，将所述破碎剂组合物注入井眼中。
13.一种处理井眼的方法，其包括在井眼中注入凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；其中所述凝胶组合物包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。
14.权利要求13的方法，其中所述凝胶组合物通过在约5-约12范围pH的含水溶液中将所述丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和所述一种或多种交联剂合并而形成，并且其中所述一种或多种交联剂与所述丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0范围。
15.权利要求13的方法，其中基本上在与所述凝胶组合物同时，将所述破碎剂组合物注入井眼中。
16.权利要求13的方法，其中在所述凝胶组合物之后，将所述破碎剂组合物注入井眼中。
17.一种压裂地下地层的方法，其包括提供：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；和将所述组合物放置在地下地层中，以便在所述地下地层中产生或增强裂缝。
18.一种压裂地下地层的方法，其包括提供：包含丙烯酰胺聚合物或共聚物的含水分散体或乳液的第一组合物；包含一种或多种交联剂的第二组合物；和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；和将所述组合物放置在地下地层中，以便在所述地下地层中产生或增强裂缝。
19.一种压裂地下地层的方法，其包括：提供本文描述的凝胶组合物和包含一种或多种含铁化合物的破碎剂组合物；和将所述组合物放置在地下地层中，以便在所述地下地层中产生或增强裂缝；其中所述凝胶组合物包含与一种或多种交联剂交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物。
20.权利要求20的方法，其中所述凝胶组合物通过在约5-约12范围pH的含水溶液中将所述丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体和所述一种或多种交联剂合并而形成，并且其中所述一种或多种交联剂与所述丙烯酰胺聚合物或共聚物的单体的摩尔比在约大于约0.1-约2.0范围。
21.一种压裂地下地层的方法，其包括：提供权利要求1、2或3的井眼处理流体，和将所述井眼处理流体放置在地下地层中，以便在所述地下地层中产生或增强裂缝。
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