压裂地下地层的方法
【专利说明】压裂地下地层的方法
[0001] 本发明涉及一种使用至少包含水基流体、支撑剂、增粘剂、至少一种返排助剂的含 水组合物压裂地下地层的方法，并在压裂后从所述地层中取出一部分含水压裂液。所述返 排助剂选自烷基或链烯基多葡糖苷、羧化烷基或链烯基多葡糖苷和烷氧基化支链醇。
[0002] 在油气工业中，水力压裂包括在足以产生裂缝的高压下，将压裂液经由井眼注入 地层中，由此提供地层流体如油、气或水可经由其流入所述井眼的通道，随后采出。对压裂 液进行设计，从而能诱发裂缝或使其扩展，且同时将悬浮支撑剂（例如天然砂砾、树脂涂覆 的砂、烧结的铝土矿、玻璃珠、超轻质聚合物珠粒等）输送至裂缝中以在压力释放时保持裂 缝张开。
[0003] 通常将水或烃用作压裂用基础液。尽管通常是有效的，然而水基流体可能对某些 类型的地层有害，且在从井中移除过量水（移除"水锁"）时不那么有效。已证实注入的含 水流体的回收和保留是影响产油区生产率的重要参数。注入的含水流体的不完全回收可能 显著降低生产率。
[0004] 因此，已提议使用化学添加剂来优化含水压裂液的清除和回收。返排助剂通常为 添加至增产处理液中以降低毛细管压力并移除水锁的表面活性剂或助溶剂。由于致密气藏 的增产变得更为重要，这些添加剂的感知价值已增大。返排助剂通过相圈闭降低损害而有 益于生广、提_油气的运动性、有助于提_渗透率恢复值和提_油/气回收率。
[0005] 历史上，含氟表面活性剂提供了表面张力降低和流体采收率的良好组合 (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，对含氟表面活性 剂的环境担忧及其潜在的降解产物导致寻求替代物。
[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 年公开了非离子 醇乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、甲醇和含氟表面活性剂的混合物以及微乳液在钻井和 完井液以及压裂工艺中的用途。
[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年公开了直链乙氧基化链烷醇、微乳液、氧化胺和异烷基醇作为返排助剂 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公开了乙氧基化正癸醇、微乳液、乙氧基化壬基酷和乙 氧基化含氟表面活性剂在处理页岩以降低表面张力中的用途。
[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公开了用于选择回收压裂液用表面活性剂的测试方法。该论文 还公开了数种表面活性剂的结果，但未公开该类表面活性剂的任何化学方面的细节。
[0010]Mohan K.，R. Panga，I. Suzylawati，P. Cheneviere 和 M. Samuel，"Preventive Treatment for Enhancing Water Removal from Gas Reservoirs by Wettability Alteration"公开了数种化学品在改善气藏中水锁移除中的用途。除氟基表面活性剂和聚 合物之外，并未提供所测试化学品的细节。
[0011] PCT专利申请PCT/EP2013/059947公开了具有含6-30个碳原子烃基的酯基的烷氧 基化糖的酯作为润湿性改进剂的用途。其还提及该组分在压裂操作中改善含水压裂液在地 层中渗透的用途，然而，该申请并未公开所述烷氧基化糖作为返排剂的用途。
[0012] US2011/0218126A1公开了一种环境绿色的无毒组合物，其除水之外包含至少4种 不同组分，即（a)低分子量醇与低分子量有机酸的水溶性酯，（b)低分子量醇和高分子量脂 肪酸的油溶性酯，（c)植物或动物来源的水溶性非离子表面活性剂，和（d)来自动物或植物 基来源的两性表面活性剂。（c)的实例包括乙氧基化和/或丙氧基化醇，如月桂醇、硬脂醇、 油醇或多葡糖苷。
[0013] 本领域已知烷基多葡糖苷在油田应用中的用途（例如公开于W0 2006/026732A1、 W02007/063069A2或W02011/038745A1中），然而，尚不知晓其作为返排助剂在压裂操作中 的用途。
[0014] 仍需要具有提高的返排性能的压裂方法，其中可使用环境可接受的表面活性剂。
[0015] 相应地，发现了一种压裂井眼穿过的地下地层的方法，其至少包括如下步骤：
[0016] (1)配制含水压裂液；
[0017] (2)将所述压裂液以足以流入所述地层中并诱发该地层中的裂缝或使其扩展的速 率和压力沿井眼向下泵送；
[0018] (3)降低所施加的压力，由此允许至少一部分注入的压裂液从所述地层流回至井 眼，和
[0019] (4)从井眼中移除该流回的压裂液；
[0020] 其中所述含水压裂液至少包含：
[0021] ?含水基础液，
[0022] ?支撑剂，
[0023] ?增粘剂，和
[0024] ?至少一种选自如下组的返排助剂（F):
[0025] (F1)具有式RiOMpd)的烷基或链烯基多葡糖苷，其中R1为具有10-22个碳原子 的烷基或链烯基，G为具有5或6个碳原子的糖单元，且p为1-10的数；
[0026] (F2)具有式RiOMpd-COOMhdl)的羧化烷基或链烯基多葡糖苷，其中R\G和 P具有上文所述的含义，q为1-3的数，M为H或碱金属离子，且R 2为间隔基团；
[0027] 的）通式1?3-0-(〇12-〇10? 4)-0)11-11(111)的烷氧基化支链醇，其中1?3为具有8-18 个碳原子的支化烷基链，R 4为选自H、甲基或乙基的基团，且n为5-30的数，条件是至少50