Водна домішка, що підвищує клейкість, і способи придушення утворення частинок

Номер патенту: 92152

Опубліковано: 11.10.2010

Автори: Уелтон Томас Д., Блоч Меттью Е., Нгуйєн Філіп Д.

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб придушення утворення частинок, який включає:

розміщення водної сполуки, що підвищує клейкість, у частину підземного пласта, який містить не ущільнені частинки, де водна сполука, що підвищує клейкість, містить полімер акрилової кислоти, полімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер похідного акрилової кислоти, гомополімер акрилової кислоти, гомополімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер акриламідо-метил-пропансульфонату, полімер похідного акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акрилової кислоти/акриламідо-метил-пропансульфонату і їх співполімери або їх суміші; і

активацію водної сполуки, що підвищує клейкість, за допомогою активатора, здатного робити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині, з утворенням покриття, що не твердіє,

причому активатор містить органічну кислоту, ангідрид органічної кислоти, неорганічну кислоту, неорганічну сіль, заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію.

2. Спосіб за п. 1, де водну сполуку, що підвищує клейкість, перемішують з робочою рідиною до розміщення у частині підземного пласта.

3. Спосіб за п. 2, де робоча рідина містить водну рідину, емульсію або піну.

4. Спосіб за п. 2, де робоча рідина містить прісну воду, солону воду або їх комбінацію.

5. Спосіб за п. 2, де робоча рідина містить зшитий гель.

6. Спосіб за п. 1, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують до введення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт.

7. Спосіб за п. 1, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують при введенні водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт.

8. Спосіб за п. 1, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують після введення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт.

9. Спосіб за п. 1, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, які характеризуються позитивним зета-потенціалом.

10. Спосіб за п. 1, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофобними поверхнями.

11. Спосіб за п. 1, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються негативним зета-потенціалом.

12. Спосіб за п. 1, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофільними поверхнями.

13. Спосіб за п. 1, де активація водної сполуки, що підвищує клейкість, включає дестабілізацію водної сполуки, що підвищує клейкість.

14. Спосіб за п. 1, де активація водної сполуки, що підвищує клейкість, включає вплив вказаного активатора на водну сполуку, що підвищує клейкість.

15. Спосіб за п. 1, де активатор містить суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид.

16. Спосіб за п. 1, де розміщення водної сполуки, що підвищує клейкість, у частині підземної тріщини, додатково включає введення складу для попередньої обробки пристовбурової зони у частину підземного пласта.

17. Спосіб за п. 16, де склади для попередньої обробки пристовбурової зони вводять у підземну тріщину до введення у підземну тріщину водної сполуки, що підвищує клейкість.

18. Спосіб за п. 16, де склад для попередньої обробки пристовбурової зони містить заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію.

19. Спосіб нанесення покриття на частину поверхні у підземному пласті, що включає:

по суті нанесення покриття з використанням водної сполуки, що підвищує клейкість, на частину підземного пласта, де водна сполука, що підвищує клейкість, містить полімер акрилової кислоти, полімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер похідного акрилової кислоти, гомополімер акрилової кислоти, гомополімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер акриламідо-метил-пропансульфонату, полімер похідного акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акрилової кислоти/акриламідо-метил-пропансульфонату і їх співполімери або їх суміші; і

активацію водної сполуки, що підвищує клейкість, за допомогою активатора, здатного робити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині, з утворенням покриття, що не твердіє,

причому активатор містить органічну кислоту, ангідрид органічної кислоти, неорганічну кислоту, неорганічну сіль, заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію.

20. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, перемішують з робочою рідиною до розміщення у частині підземного пласта.

21. Спосіб за п. 20, де робоча рідина містить водну рідину, емульсію або піну.

22. Спосіб за п. 20, де робоча рідина містить прісну воду, солону воду або їх комбінацію.

23. Спосіб за п. 20, де робоча рідина містить зшитий гель.

24. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують до введення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт.

25. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують при введенні водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт.

26. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують після введення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт.

27. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються позитивним зета-потенціалом.

28. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофобними поверхнями.

29. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються негативним зета-потенціалом.

30. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофільними поверхнями.

31. Спосіб за п. 19, де активація водної сполуки, що підвищує клейкість, включає дестабілізацію водної сполуки, що підвищує клейкість.

32. Спосіб за п. 19, де активація водної сполуки, що підвищує клейкість, включає вплив активатора на водну сполуку, що підвищує клейкість.

33. Спосіб за п. 19, де активатор містить суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид.

34. Спосіб за п. 19, де нанесення покриття з використанням по суті водної сполуки, що підвищує клейкість, на частину підземного пласта, додатково включає введення складу для попередньої обробки пристовбурової зони у частину підземного пласта.

35. Спосіб за п. 34, де склад для попередньої обробки пристовбурової зони включає заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію.

36. Склад для обробки пристовбурової зони, призначений для придушення утворення дрібних частинок, що містить робочу рідину і водну сполуку, що підвищує клейкість, де водна сполука, що підвищує клейкість, містить полімер акрилової кислоти, полімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер похідного акрилової кислоти, гомополімер акрилової кислоти, гомополімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер акриламідо-метил-пропансульфонату, полімер похідного акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акрилової кислоти/акриламідо-метил-пропансульфонату і їх співполімери або їх суміші, і додатково містить активатор, який здатний робити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині, з утворенням покриття, що не твердіє,

причому активатор містить органічну кислоту, ангідрид органічної кислоти, неорганічну кислоту, неорганічну сіль, заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію.

37. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де робоча рідина включає водну рідину, емульсію або піну.

38. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де робоча рідина включає прісну воду, солону воду або їх комбінацію.

39. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де робоча рідина містить зшитий гель.

40. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються позитивним зета-потенціалом.

41. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофобними поверхнями.

42. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються негативним зета-потенціалом.

43. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофільними поверхнями.

44. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де активатор містить суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид.

Текст

1. Спосіб придушення утворення частинок, який включає: розміщення водної сполуки, що підвищує клейкість, у частину підземного пласта, який містить не ущільнені частинки, де водна сполука, що підвищує клейкість, містить полімер акрилової кислоти, полімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер похідного акрилової кислоти, гомополімер акрилової кислоти, гомополімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер акриламідо-метилпропансульфонату, полімер похідного акриламідометил-пропансульфонату, співполімер акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акрилової кислоти/акриламідо-метил-пропансульфонату і їх співполімери або їх суміші; і активацію водної сполуки, що підвищує клейкість, за допомогою активатора, здатного робити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині, з утворенням покриття, що не твердіє, причому активатор містить органічну кислоту, ангідрид органічної кислоти, неорганічну кислоту, неорганічну сіль, заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію. 2. Спосіб за п. 1, де водну сполуку, що підвищує клейкість, перемішують з робочою рідиною до розміщення у частині підземного пласта. 2 (19) 1 3 18. Спосіб за п. 16, де склад для попередньої обробки пристовбурової зони містить заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію. 19. Спосіб нанесення покриття на частину поверхні у підземному пласті, що включає: по суті нанесення покриття з використанням водної сполуки, що підвищує клейкість, на частину підземного пласта, де водна сполука, що підвищує клейкість, містить полімер акрилової кислоти, полімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер похідного акрилової кислоти, гомополімер акрилової кислоти, гомополімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер акриламідо-метилпропансульфонату, полімер похідного акриламідометил-пропансульфонату, співполімер акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акрилової кислоти/акриламідо-метил-пропансульфонату і їх співполімери або їх суміші; і активацію водної сполуки, що підвищує клейкість, за допомогою активатора, здатного робити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині, з утворенням покриття, що не твердіє, причому активатор містить органічну кислоту, ангідрид органічної кислоти, неорганічну кислоту, неорганічну сіль, заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію. 20. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, перемішують з робочою рідиною до розміщення у частині підземного пласта. 21. Спосіб за п. 20, де робоча рідина містить водну рідину, емульсію або піну. 22. Спосіб за п. 20, де робоча рідина містить прісну воду, солону воду або їх комбінацію. 23. Спосіб за п. 20, де робоча рідина містить зшитий гель. 24. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують до введення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт. 25. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують при введенні водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт. 26. Спосіб за п. 19, де водну сполуку, що підвищує клейкість, активують після введення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземний пласт. 27. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються позитивним зета-потенціалом. 28. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофобними поверхнями. 29. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються негативним зета-потенціалом. 30. Спосіб за п. 19, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофільними поверхнями. 31. Спосіб за п. 19, де активація водної сполуки, що підвищує клейкість, включає дестабілізацію водної сполуки, що підвищує клейкість. 92152 4 32. Спосіб за п. 19, де активація водної сполуки, що підвищує клейкість, включає вплив активатора на водну сполуку, що підвищує клейкість. 33. Спосіб за п. 19, де активатор містить суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид. 34. Спосіб за п. 19, де нанесення покриття з використанням по суті водної сполуки, що підвищує клейкість, на частину підземного пласта, додатково включає введення складу для попередньої обробки пристовбурової зони у частину підземного пласта. 35. Спосіб за п. 34, де склад для попередньої обробки пристовбурової зони включає заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію. 36. Склад для обробки пристовбурової зони, призначений для придушення утворення дрібних частинок, що містить робочу рідину і водну сполуку, що підвищує клейкість, де водна сполука, що підвищує клейкість, містить полімер акрилової кислоти, полімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер похідного акрилової кислоти, гомополімер акрилової кислоти, гомополімер складного ефіру акрилової кислоти, полімер акриламідо-метилпропансульфонату, полімер похідного акриламідометил-пропансульфонату, співполімер акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімер акрилової кислоти/акриламідо-метил-пропансульфонату і їх співполімери або їх суміші, і додатково містить активатор, який здатний робити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині, з утворенням покриття, що не твердіє, причому активатор містить органічну кислоту, ангідрид органічної кислоти, неорганічну кислоту, неорганічну сіль, заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію. 37. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де робоча рідина включає водну рідину, емульсію або піну. 38. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де робоча рідина включає прісну воду, солону воду або їх комбінацію. 39. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де робоча рідина містить зшитий гель. 40. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються позитивним зета-потенціалом. 41. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофобними поверхнями. 42. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з поверхнями, що характеризуються негативним зета-потенціалом. 43. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де водна сполука, що підвищує клейкість, переважно зв'язується з гідрофільними поверхнями. 44. Склад для обробки пристовбурової зони за п. 36, де активатор містить суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид. 5 Даний винахід стосується водних домішок, що підвищують клейкість, і способів придушення утворення частинок у підземних пластах при використанні водних домішок, що підвищують клейкість. Для свердловин з добування вуглеводнів часто здійснюють інтенсифікацію припливу у свердловину з використанням гідравлічних розривів пласта. При гідравлічних розривах пласта в'язку рідину для гідравлічного розриву пласта, яка також виконує функцію і рідкого носія, закачують у продуктивну зону при витраті і тиску таких, щоб у підземному пласті відбувся б розрив, і у зоні сформувалися б одна або декілька тріщин. Звичайно після цього у тріщини осаджують тверді частинки, такі як сортований пісок, суспендовані у частині рідини для гідравлічного розриву пласта, коли рідина для гідравлічного розриву пласта перетворюється у розбавлену рідину, що повертається на поверхню. Дані тверді частинки або «частинки розклинювального наповнювача» служать для запобігання повному змиканню тріщин, так що формуються провідні канали, через які можуть протікати видобуті вуглеводні. Одним варіантом гідравлічного розриву пласта, особливо придатним для використання в умовах низького напруження, що викликає змикання тріщини, які звичайно спостерігаються для родовищ на малих глибинах в умовах тектонічного розтягнення, є водний гідравлічний розрив пласта. При водному гідравлічному розриві пласта рідина для гідравлічного розриву пласта характеризується дуже невеликою або нульовою концентрацією частинок розклинювального наповнювача. Замість того, щоб покладатися на частинки розклинювального наповнювача при розклинюванні тріщин, даний спосіб базується на природній провідності, що виникає внаслідок наявності у пласта тенденції до саморозклинювання, що запобігає змиканню тріщин. Метанові родовища з вугільними шарами являють собою приклад родовища, яке добре підходить для водного гідравлічного розриву пласта без використання частинок розклинювального наповнювача. На жаль, на збільшення віддачі пласта і закачування свердловини з необсадженим забоєм може бути здійснений негативний вплив у лабільних пластах, таких як вугільні шари, збагачені органікою сланці, глина або збагачені органікою теригенні відкладення і сильнотріщинуваті крихкі гірські породи. У даних пластах механічні сили або природна анізотропія напружень «по місцю» у результаті можуть привести до проходження геологічного процесу, відомого як дроблення, при якому обумовлені напруженням зміни на поверхні пласта приводять до того, що від пласта будуть «відлущуватися» або відриватися дрібні частинки або «дріб'язок». Даний дріб'язок може забивати поровий простір у набивках з розклинювального наповнювача або у тріщинах, що саморозклинюються, і зменшувати провідність тріщини, обмежуючи потенційну продуктивність свердловини. Крім того, нещільно зв'язаний дріб'язок також може викликати ерозію або привести до значного зносу експлу 92152 6 атаційного обладнання, що використовується у способі добування, і часто його необхідно відділяти від добутих флюїдів, що приводить до додаткового збільшення витрат у даній технології. Попередні спроби щодо придушення або ослаблення впливу нещільно зв'язаного дріб'язку включали підвищення клейкості, флокулювання і агломерування. Завдяки даним способам нещільно зв'язаному дріб'язку, що утворюється у ході гідравлічного розриву пласта, не дають можливості перешкоджати течії під час міграції частинок через створені тріщини. Однак більшість з існуючих рішень не стосуються концепції попередньої стабілізації пласта до його введення в експлуатацію. Крім того, в існуючих рішеннях звичайно також відсутня можливість щодо відновлювальної обробки тріщин для стабілізації або придушення утворення дріб'язку, і багато з них не забезпечують можливість керування активацією складу для обробки пристовбурової зони (наприклад, склади для обробки пристовбурової зони не можна вводити у тріщину, а після цього активувати для придушення або ослаблення впливу нещільно зв'язаного дріб'язку). Короткий виклад винаходу Даний винахід стосується водних домішок, що підвищують клейкість, і способів придушення утворення частинок у підземних пластах при використанні водних домішок, що підвищують клейкість. Деякі варіанти реалізації даного винаходу пропонують способи придушення утворення частинок, що включають розміщення водної сполуки, яка підвищує клейкість, у частині підземного пласта, що містить неущільнені частинки; і активацію водної сполуки, що підвищує клейкість. Інші варіанти реалізації даного винаходу пропонують способи нанесення покриття на частину поверхні у підземному пласті, що включають по суті нанесення покриття з водної сполуки, що підвищує клейкість, на частину підземного пласта; і активацію водної сполуки, що підвищує клейкість. Інші варіанти реалізації даного винаходу пропонують склади для обробки пристовбурової зони, призначені для придушення утворення дрібних частинок, які містять робочу рідину і водну сполуку, що підвищує клейкість. Ознаки і переваги даного винаходу стануть легко зрозумілими для фахівців у відповідній галузі техніки після ознайомлення з описом переважних варіантів реалізації, які наведені далі. Опис переважних варіантів реалізації Даний винахід стосується водних домішок, що підвищують клейкість, і способів придушення утворення частинок у підземних пластах при використанні водних домішок, що підвищують клейкість. Відповідно до даного винаходу водну сполуку, що підвищує клейкість, можна вводити у частину підземної тріщини. Відповідно до використання у даному винаході термін «клейкий» у всіх його формах у загальному випадку стосується речовини, яка володіє такою природою, що вона є (або може 7 бути активована для того, щоб стати) дещо липкою на дотик. Придатні водні сполуки, що підвищують клейкість, здатні сформувати, щонайменше, часткове покриття на поверхні (такій як поверхня пласта або частинок). У визначених варіантах реалізації у контакт з поверхнею спочатку можна ввести склад для попередньої обробки пристовбурової зони, який підготує поверхню до нанесення на неї покриття з водної сполуки, що підвищує клейкість. У загальному випадку придатні водні сполуки, що підвищують клейкість, не є клейкими при розміщенні на поверхні, але у бажаний час вони здатні піддаватися «активації» (тобто дестабілізації, коалесценції і/або реакції) з перетворенням сполуки у липку сполуку, що підвищує клейкість. Така активація може відбуватися до, під час або після розміщення водної сполуки, що підвищує клейкість, у підземному пласті. У конкретних варіантах реалізації даного винаходу після активації водна сполука, що підвищує клейкість, також буде здатна формувати на відкритій поверхні підземного пласта по суті клейку сітку, що може зменшити схильність пласта до дроблення або формування дрібних частинок при впливі механічних сил або природної анізотропії напружень «по місцю». Внаслідок нанесення покриття на відкриту поверхню пласта при використанні активованої водної сполуки, що підвищує клейкість, стає можливим вивільнення меншої кількості дрібних частинок, що обмежує той негативний вплив, який дріб'язок може здійснювати на продуктивність свердловини. Визначені варіанти реалізації даного винаходу описують варіанти використання водних сполук, що підвищують клейкість, як для придушення утворення неущільнених частинок, існуючих у підземному пласті, так і для стабілізації міжфазових областей у підземному пласті таким чином, щоб перешкодити вивільненню або утворенню частинок (які іноді називають «дріб'язком») з їх видаленням від міжфазової поверхні. Відповідно до використання у даному документі термін «неущільнений» відноситься до ситуації, в якій частинки є нещільно зв'язаними одна з одною, не зв'язаними або настільки слабо зв'язаними, що стає можливою їх міграція разом з флюїдами, які рухаються по всьому об'єму частини підземного пласта. У визначених варіантах реалізації даного винаходу водна сполука, що підвищує клейкість, будучи активованою, сприяє стабілізації дріб'язку завдяки поліпшеній формі флокулювання. Як і при звичайному флокулюванні, дріб'язок, клейкість якого буде підвищена, стане утворювати грудки; однак, поліпшене флокулювання, обумовлене водними сполуками, що підвищують клейкість, даного винаходу, також робить можливим і прилипання флокульованого клейкого дріб'язку до поверхонь, з якими він вступає у контакт, (наприклад, до поверхні пласта або частинок розклинювального наповнювача). Оскільки клейкість дріб'язку буде підвищена, і дріб'язок буде залишатися клейким, у тому випадку, якщо флокульований дріб'язок відірветься від поверхні, до якої він прилип, він буде здатний повторно прилипнути до іншої поверхні. Це 92152 8 додатково зменшить ймовірність того, що дріб'язок, клейкість якого буде підвищена, буде погіршувати продуктивність свердловини. Конкретні варіанти реалізації даного винаходу також забезпечують для підземних тріщин можливість відновлення без необхідності у повторному гідравлічному розриві пласта або повторному схоплюванні частинок розклинювального наповнювача, які, можливо, були осаджені у тріщині. У варіантах реалізації даного винаходу, які включають «відновлювальні операції» (тобто операції, в яких набивка з розклинювального наповнювача вже буде знаходитися на місці, і почне виникати небажаний зворотний приплив, що вимагатиме проведення відновлення, або операції, коли пласт почне дробитися, і нестабільна поверхня пласта потребуватиме відновлення), водні сполуки, що підвищують клейкість, даного винаходу можуть виявитися особливо добре придатними частково завдяки тому, що їх можна розмістити в області, що відновлюється, у вигляді неклейкої речовини, а після цього активувати для надання їм клейкого характеру. Водні сполуки, що підвищують клейкість, даного винаходу у загальному випадку являють собою заряджені полімери, які включають сполуки, що, знаходячись у водних розчиннику або розчині, будуть утворювати покриття, що не твердіє, (самі по собі або разом з активатором) і, будучи розміщеними на частинках, будуть збільшувати критичну швидкість безперервного повторного суспендування частинок при попаданні у контакт з потоком води (що додатково описується у прикладі 7). Водна сполука, що підвищує клейкість, збільшує ступінь контакту між зернами індивідуальних частинок у пласті (незалежно від того, чи будуть це частинки розклинювального наповнювача, дрібні частинки продуктивної товщі або інші частинки), сприяючи появі ущільнення частинок з одержанням клейкої, гнучкої і проникної маси. Приклади водних сполук, що підвищують клейкість, придатних для використання у даному винаході, включають наведені нижче, але не обмежуються тільки ними: полімери акрилової кислоти, полімери складних ефірів акрилової кислоти, полімери похідних акрилової кислоти, гомополімери акрилової кислоти, гомополімери складних ефірів акрилової кислоти (такі як полі(метилакрилат), полі(бутилакрилат) і полі(2-етилгексилакрилат)), співполімери складних ефірів акрилової кислоти, полімери похідних метакрилової кислоти, гомополімери метакрилової кислоти, гомополімери складних ефірів метакрилової кислоти (такі як полі(метилметакрилат), полі(бутилметакрилат) і полі(2-етилгексилметакрилат)), полімери акриламідо-метил-пропансульфонату, полімери похідних акриламідо-метил-пропансульфонату, співполімери акриламідо-метил-пропансульфонату і співполімери акрилової кислоти/акриламідо-метилпропансульфонату і їх комбінації. Незважаючи на те, що існує множина потенційних способів визначення придатної водної домішки, що підвищує клейкість, один практичний спосіб вибору придатного полімеру полягає у наведеному нижче: одержіть полімер, що піддається 9 випробуванню, у концентрованій формі (тобто у концентрації, яка приблизно дорівнює 20-50%) і додайте до нього активатор. Якщо за результатами досліду у суміші, судячи з її вигляду, відбудеться коагулювання з одержанням твердої або напівтвердої маси, то тоді полімер буде являти собою придатну водну домішку, що підвищує клейкість, яка відповідає даному винаходу. Якщо у суміші, судячи з її вигляду, не відбудеться коагулювання з одержанням твердої або напівтвердої маси, то тоді необхідно буде вибрати інший активатор, а випробування повторити. Фахівець у відповідній галузі техніки, знаючи бажаний результат коагулювання, буде здатний вибрати ймовірні активатори. Наприклад, у випадку випробування полімеру на акрилатній основі на його придатність як водної домішки, що підвищує клейкість, ймовірним активатором буде суміш, що містить 50% оцтового ангідриду і 50% льодяної оцтової кислоти (об./об.). Вибір водних сполук, що підвищують клейкість, може залежати, крім іншого, від умов всередині свердловини (наприклад, мінералізації, температури і/або pH). Взаємозв'язок з даними та іншими умовами всередині свердловини не буде однаковим для всіх придатних водних сполук, що підвищують клейкість. Наприклад, висока мінералізація може прискорювати активацію для визначених водних сполук, що підвищують клейкість, при сповільненні активації для інших. Фахівець у відповідній галузі техніки буде здатний визначити вплив конкретних умов всередині свердловини на вибрану водну сполуку, що підвищує клейкість. Наприклад, у випадку поліакрилатних полімерів висока мінералізація, граничні значення pH (або більше приблизно 9, або менше приблизно 5) у загальному випадку будуть прискорювати активацію. Придатні водні сполуки, що підвищують клейкість, у загальному випадку являють собою заряджені полімери, які переважно прилипають до частинок, що мають протилежний заряд. Наприклад, водна сполука, що підвищує клейкість, яка має негативний заряд, переважно буде прилипати до поверхонь, що характеризуються зетапотенціалом у діапазоні від позитивного до нейтрального, і/або гідрофобної поверхні. Подібним чином, при використанні аналогічного хімічного механізму позитивно заряджені водні сполуки, що підвищують клейкість, переважно будуть прилипати до поверхонь, які характеризуються зетапотенціалом у діапазоні від негативного до нейтрального, і/або гідрофобної поверхні. Наприклад, можна скористатися складом для попередньої обробки пристовбурової зони, таким як із застосуванням катіонного полімеру, для обробки поверхні з негативним зета-потенціалом, або можна обробити поверхню з позитивним зета-потенціалом при використанні аніонних складів для попередньої обробки пристовбурової зони. Як повинен розуміти фахівець у відповідній галузі техніки, також можна використовувати і амфотерні і цвітер-іонні склади для попередньої обробки пристовбурової зони доти, доки умови, впливу яких вони піддаються під час використання, є такими, що вони будуть демонструвати наявність бажаного заряду. У конкре 92152 10 тних варіантах реалізації, в яких поверхня, що піддається обробці (пласта або частинок), не буде поверхнею, сприйнятливою до обробки у належній мірі, (тобто поверхня, що піддається обробці, не буде мати заряд, по суті протилежний заряду вибраної водної сполуки, що підвищує клейкість), для надання поверхням більшої сприйнятливості до водної сполуки, що підвищує клейкість, можна буде скористатися складом для попередньої обробки пристовбурової зони. Придатні склади для попередньої обробки пристовбурової зони включають заряджені рідини, що включають заряджену поверхнево-активну речовину, заряджений полімер або їх комбінацію. Як повинен зрозуміти фахівець у відповідній галузі техніки після ознайомлення з даним описом, використання складу для попередньої обробки пристовбурової зони є необов'язковим, і воно залежить, щонайменше, частково, від невідповідності зарядів або від їх відсутності у вибраної водної сполуки, що підвищує клейкість, і поверхні, що піддається обробці. При використанні водних сполук, що підвищують клейкість, даного винаходу обробці можна піддавати частини майже будь-якого підземного пласта. Приклади пластів, які можна піддавати обробці, включають наведені нижче, але не обмежуються тільки ним: кам'яновугільні відкладення і пласти, що містять залізовмісні мінерали, такі як сидерит, магнетит і гематит. Як було показано, обробці також можна піддавати і глинисті мінерали, що демонструють наявність природного гідрофобного характеру. У загальному випадку водну сполуку, що підвищує клейкість, даного винаходу розміщують у частині підземного пласта внаслідок перемішування водної сполуки, що підвищує клейкість, з робочою рідиною. Придатними робочими рідинами даного винаходу можуть бути водні рідини, емульсії, піни або будь-яка інша форма рідин для підземних робіт, відомих на сучасному рівні техніки. У визначених варіантах реалізації робочі рідини даного винаходу включають прісну воду. У визначених варіантах реалізації як робочу рідину також можна використовувати і сольові водні розчини за тієї умови, що концентрація солі у рідині не буде здійснювати небажаного впливу при активації і/або дестабілізації водної сполуки, що підвищує клейкість. Відповідно до даного винаходу також можна використовувати водні гелі, піни, бездомішкові азот, діоксид вуглецю, емульсії та інші придатні рідини для гідравлічного розриву пласта (зшиті або незшиті). Водні гелі у загальному випадку складаються з води і одного або декількох гелеутворювачів. Емульсії можуть складатися з двох не змішуваних рідин, таких як піддана гелеутворенню водна рідина і зріджене, звичайно газоподібне текуче середовище, таке як азот або діоксид вуглецю. У прикладах варіантів реалізації даного винаходу рідкі носії являють собою водні гелі, що складаються з води, гелеутворювача для гелеутворення у воді і збільшення її в'язкості і необов'язково зшивача для зшивання гелю і додаткового збільшення в'язкості рідини. Збільшена в'язкість підданого гелеутворенню або підданого гелеутворенню і зшиванню рідкого носія, крім іншого, при 11 водить до зменшення втрат рідини і робить можливим транспортування значних кількостей суспендованих частинок розклинювального наповнювача за допомогою рідкого носія. Водою, що використовується для одержання рідкого носія, можуть бути прісна вода, солона вода, розсіл або будь-яка інша водна рідина, яка не буде несприятливим чином вступати у реакцію з іншими компонентами. Внаслідок використання водного рідкого носія вплив підземних робіт, що відповідають даному винаходу, на навколишнє середовище може бути зведений до мінімуму або зменшений, особливо тоді, коли робочу рідину випускають у поверхневі земні, водні або морські середовища, або коли рідина підпадає під регулювання згідно з Законом про безпечність питної води Агентства з охорони навколишнього середовища США (U.S., EPA Safe Drinking Water Act (Section 1425, 42 U.S.C. 3000h-4(a), Section 1422(b), 42 U.S.C. 300hl(b))). Як згадувалося вище, водна сполука, що підвищує клейкість, звичайно є неклейкою при перемішуванні з рідким носієм. Для активації (тобто надання клейкості) у випадку водної сполуки, що підвищує клейкість, використовують «активатор», який може включати декілька різних сполук. Звичайно активатором є органічна кислота (або ангідрид органічної кислоти, який здатний піддаватися гідролізу у воді з одержанням органічної кислоти), неорганічна кислота, неорганічна сіль (така як розсіл), заряджена поверхнево-активна речовина, заряджений полімер або їх комбінація, але як активатор, що відповідає положенням даного винаходу, може бути використана будь-яка речовина, яка буде здатна зробити водну сполуку, що підвищує клейкість, нерозчинною у водному розчині. Вибір активатора може варіюватися в залежності, крім іншого, від складу водної сполуки, що підвищує клейкість. Прикладом одного активатора, придатного для використання у даному винаході, є суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид. Придатними також можуть бути і інші кислоти, солі кислот, ангідриди та їх суміші. Знов-таки, це аналогічно до коагулювання. Наприклад, багато латексів натурального каучуку у ході процесу виготовлення коагулюють під дією оцтової або мурашиної кислоти. Придатні солі включають наведене нижче (але не обмежуються тільки ним): хлорид натрію, хлорид калію, хлорид кальцію і їх суміші. У ще одному прикладі варіанту реалізації даного винаходу для активації водної сполуки, що підвищує клейкість, може виявитися достатньою концентрація солей, присутніх у самій пластовій воді. У такому варіанті реалізації додання додаткового активатора може виявитися зайвим. У загальному випадку при використанні активатора він буде присутнім у кількості у діапазоні від приблизно 0,1% до приблизно 20% (мас.) при розрахунку на об'єм рідини; однак, у деяких випадках, таких як при використанні розсолів, активатор може бути присутнім у надлишку по відношенню до складів для обробки пристовбурової зони і водної сполуки, що підвищує клейкість. Однак, у межах положень даного винаходу, може бути використана будь-яка сполука, яка буде приводити до активації водної сполуки, що підви 92152 12 щує клейкість, (наприклад, яка приводить до того, що водна сполука, яка підвищує клейкість, буде ставати нерозчинною) незалежно від концентрації активатора, необхідної для запуску активації водної сполуки, що підвищує клейкість. Сімейство придатних активаторів по суті є тим самим, що і сімейство придатних складів для попередньої обробки пристовбурової зони; відмінність пов'язана, щонайменше, частково, з використовуваною кількістю і прив'язки її використання за часом. Наприклад, у випадку використання одних і тих самих хімікатів або хімікатів як складу для попередньої обробки пристовбурової зони і як активатора, склад для попередньої обробки пристовбурової зони може складати тільки від приблизно 0,1% до приблизно 5% від об'єму сукупної використовуваної кількості. Фахівець у відповідній галузі техніки повинен розуміти те, що склад для попередньої обробки пристовбурової зони, насамперед, використовують для підготовки поверхні для прийому водної сполуки, що підвищує клейкість, і у загальному випадку його не будуть використовувати у кількості, достатній по суті для активації водної сполуки, що підвищує клейкість. Крім того, у визначених варіантах реалізації активатор взагалі може виявитися зайвим. Наприклад, частина підземного пласта, що піддається обробці, може характеризуватися достатнім рівнем вмісту солей у пластових флюїдах, так що до бажаної активації у результаті будуть приводити просте розміщення у пласті водної сполуки, яка підвищує клейкість, і створення умов для її введення у контакт з існуючими флюїдами. У загальному випадку обробку, що підвищує клейкість, даного винаходу можна проводити у будь-який момент часу протягом продуктивного періоду свердловини, часто без необхідності у повторному проведенні гідравлічного розриву пласта у свердловині, яка може включати, а може і не включати набивку з розклинювального наповнювача. Наприклад, у конкретних варіантах реалізації водну сполуку, що підвищує клейкість, даного винаходу можна використовувати для попередньої обробки тріщини внаслідок розміщення у тріщині водної сполуки, що підвищує клейкість, до будьякої рідини, наповненої частинками. У ще одному варіанті реалізації даного винаходу водну сполуку, що підвищує клейкість, можна використовувати для обробки тріщини просто внаслідок використання складу для попередньої обробки пристовбурової зони (що містить робочу рідину і водну сполуку, що підвищує клейкість) як рідину для гідравлічного розриву пласта. А у ще одному варіанті реалізації даного винаходу водну сполуку, що підвищує клейкість, можна розміщувати у тріщині безпосередньо після проведення гідравлічного розриву пласта, з наповненням частинками або за іншим варіантом. Таким чином, витрати на обробку можна значно зменшити, а при зниженні продуктивності свердловини можна провести модифікування, що продовжує продуктивний період свердловини. Крім того, водну сполуку, що підвищує клейкість, можна піддавати впливу активатора у будьякому з декількох різних моментів часу у ході про 13 ведення гідравлічного розриву пласта. У конкретному варіанті реалізації даного винаходу активатор можна перемішувати з рідким носієм приблизно у той самий час, що і водну сполуку, яка підвищує клейкість. Таким чином, водна сполука, що підвищує клейкість, введена у підземний пласт, вже буде активованою або, щонайменше, буде знаходитися у процесі активації. У ще одному варіанті реалізації даного винаходу активатор можна вводити у підземний пласт у визначений момент часу після введення у пласт водної сполуки, що підвищує клейкість, (наприклад, водна сполука, що підвищує клейкість, у підземному пласті може бути присутньою протягом визначеного періоду часу до того, як вона буде активована). Таким чином, водна сполука, що підвищує клейкість, забезпечує одержання можливості відновлювального підвищення клейкості для тріщини у випадку виникнення дроблення або появи необхідності у повторному ущільненні частинок розклинювального наповнювача або дріб'язку. Фахівець у відповідній галузі техніки повинен розуміти те, що рішення відносно того, проводити чи ні попереднє перемішування активатора і водної сполуки, що підвищує клейкість, залежить, щонайменше, частково, від вибраного активатора. Наприклад, сольовий активатор може мати тенденцію до більш швидкої активації водної сполуки, що підвищує клейкість, у порівнянні з активатором у вигляді зарядженої поверхнево-активної речовини. Для кращого розуміння даного винаходу наводяться подані далі приклади переважних варіантів реалізації. Наведені нижче приклади жодним чином не повинні сприйматися як обмеження або визначення об'єму винаходу. Приклади Приклад 1 Базовий гель, що містить зшиту боратом рідину для гідравлічного розриву пласта, яка містить 35 фунтів сухого гуарового полімеру на 1000 галонів, одержували внаслідок перемішування 1 літра води, що містить 20 грамів солі КСl, 4,2 грами сухого гуарового полімеру, і 0,2 мл суміші оцтова кислота/ацетат амонію (що використовується як буфер pH для зменшення значення pH у суміші до приблизно 6,5) і створення умов для гідратації гуару при одночасному перемішуванні у змішувачі протягом приблизно 10 хвилин. Після стадії гідратації для збільшення значення pH у кінцевого базового гелю до приблизно 10,2 додавали 2,5 мл карбонату калію (використовуваного як буфер pH). Пісок Brady (меш 20/40) піддавали обробці з використанням 1 мл четвертинної амонієвої поверхнево-активної речовини (на 250 г піску), а після цього - нанесенню сухого покриття з одержанням 3 масових процентів покриття з 40%-го розчину полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти. 250 грамів піску 20/40 Brady з нанесеним покриттям після цього вміщували у чисту 1-літрову хімічну склянку, додавали 300 мл розчину базового гелю, і хімічну склянку розміщували у водяній бані з розташованою зверху мішалкою при 140°F. Під час перемішування протягом приблизно 2 хвилин до суспензії базовий гель/частинки розклинювального наповнювача додавали 0,32 мл боратно 92152 14 го зшивача, що забезпечувало ініціювання зшивання. Добивалися стабільного зшивання і його порівнювали з результатами експерименту у контрольному випробуванні при використанні частинок розклинювального наповнювача без проведення обробки винаходу. Обидві рідини залишалися стабільними, що свідчить про те, що розчин винаходу не здійснював значного негативного впливу на стабільність рідини; тобто вона не демонструвала наявності негативних ефектів, таких як нездатність до зшивання або передчасне руйнування. Після руйнування зшитого гелю під дією НСl пісок з нанесеним покриттям відділяли і піддавалися випробуванню, і, як було підтверджено, він демонстрував характер бажаної клейкості і поліпшені експлуатаційні характеристики у випробуванні з трійником (дивіться приклад 7). Крім того, пісок з нанесеним покриттям, як було виявлено, не потребував наявності додаткового активатора для досягнення бажаних властивостей нанесеного покриття завдяки, щонайменше частково, тому, що система гелю для гідравлічного розриву пласта містила активатори, такі як КСl, а також демонструвала значення pH, сприятливе для активації полімеру на акриловій основі. Приклад 2 Пісок Brazos River, що характеризується розміром частинок, меншим 100 меш, використовували для моделювання пластового піску. Даний матеріал як набивку розміщували всередині тефлонової гільзи, що звужується, з внутрішнім діаметром 1 дюйм і довжиною 5 дюймів. Нижче і вище матеріалу піску Brazos River як набивку вносили пісок Ottawa з розміром частинок, що відповідає 20/40 меш, до товщини, яка приблизно дорівнює 0,5 дюйми. Після цього колонку піску насичували з використанням 3%-го розсолу КСl і промивали за допомогою даного розсолу при 5 мл/хв. у кількості, яка відповідає декільком об'ємам порового простору, для визначення початкової проникності набивки з піску. Пісок Brazos River після цього піддавали обробці з використанням складу для обробки пристовбурової зони (4% (об.) 40%-го розчину полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 0,5% активатора, 0,1% катіонної поверхнево-активної речовини, 0,1% амфотерної поверхнево-активної речовини, балансова вода) у кількості, яка відповідає 2 об'ємам порового простору. Розсіл КСl (3%) у кількості, що відповідає 5 об'ємам порового простору, після цього використовували для додаткового промивання набивки з піску. Піддану обробці колонку піску після цього розміщували у печі для тверднення при 175°F протягом 20 годин. Після закінчення періоду тверднення через піддану обробці колонку піску організовували течію у протилежному напрямі при використанні 3%го розсолу КСl. Витрату витримували постійною на рівні 5 мл/хв. для визначення залишкової проникності набивки з піску у порівнянні з величиною початкової проникності. Зберігалося більше 95% від проникності підданої обробці набивки з піску і не спостерігалося ніяких ознак одержання дріб'язку у відхідному потоці, який збирається у ході подачі 15 при 5 мл/хв. потоку КСl, що використовується для визначення відновленої проникності. Результати даного прикладу підтверджують те, що склад для обробки пристовбурової зони був здатний стабілізувати матеріал пластового піску, не приводячи до надмірного порушення проникності у набивки з піску. Приклад 3 У даному прикладі повторили методику одержання і випробування, подібну до тієї, що описується у прикладі 2, за винятком того, що використовували інші концентрації складу для обробки пристовбурової зони. Для моделювання дрібних частинок продуктивної товщі використовували пісок Brazos River. Даний матеріал у вигляді набивки розміщували всередині тефлонової гільзи, що звужується, з внутрішнім діаметром 1 дюйм і довжиною 5 дюймів. Нижче і вище матеріалу піску Brazos River як набивку вносили пісок Ottawa з розміром частинок, що відповідає 20/40 меш, до товщини, яка приблизно дорівнює 0,5 дюйми. Після цього колонку піску насичували з використанням 3%-го розсолу КСl і промивали за допомогою даного розсолу при 5 мл/хв. у кількості, що відповідає декільком об'ємам порового простору, для визначення початкової проникності набивки з піску. Після цього додавали склад для обробки пристовбурової зони (2% (об.) 40%-го розчину полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 0,5% активатора, 0,1% катіонної поверхневоактивної речовини, 0,1% амфотерної поверхневоактивної речовини, балансова вода) у кількості, яка відповідає двом об'ємам порового простору. Розсіл КСl (3%) у кількості, яка відповідає 5 об'ємам порового простору, після цього використовували для додаткового промивання набивки з піску. Піддану обробці колонку піску після цього розміщували у печі для тверднення при 175°F протягом 20 годин. Після закінчення періоду тверднення через піддану обробці колонку піску організовували течію у протилежному напрямі при використанні 3%-го розсолу КСl. Витрату витримували постійною на рівні 5 мл/хв. для визначення залишкової проникності набивки з піску у порівнянні з величиною початкової проникності. Зберігалося більше 97% від проникності підданої обробці набивки з піску. Знов-таки, не спостерігалося ніяких ознак одержання дріб'язку у відхідних потоках, які збирали у ході подачі потоку при відновленій проникності. Приклад 4 Пісок Brazos River використовували як модельований пластовий пісок. Матеріал як набивку розміщували у двох латунних комірках з внутрішнім діаметром 1,5 дюйми, і з нього формували середній шар у сендвічевій структурі між набивками з піску, утвореними з піску з розмірами частинок, що відповідають 70/170 меш. Колонку піску промивали при використанні 3%-го розсолу КСl у кількості, яка відповідає 3 об'ємам порового простору, з подальшим промиванням з використанням складу для обробки пристовбурової зони (5% (об.) 40%-го розчину полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 0,5% активатора, 0,2% поверхнево-активних речо 92152 16 вин, балансова вода) у кількості, що відповідає 2 об'ємам порового простору, і піддавали додатковому промиванню з використанням 3%-го розсолу КСl у кількості, яка відповідає 3 об'ємам порового простору. Після цього одну комірку розміщували у печі при 175°F на 20 годин, а одну розміщували у печі при 325°F на 20 годин, для моделювання внутрішньосвердловинного тверднення у свердловині. Після закінчення періоду тверднення підданий обробці пісок видаляли з комірки і візуально досліджували його текстуру, форму і гнучкість. Підданий обробці пісок Brazos River має вигляд твердої структури, що приймає форму комірки. Незважаючи на знехтувану малість величини міцності ущільнення, що звичайно спостерігається у випадку ущільненої гірської породи, піддані обробці зерна піску Brazos River злипаються одне з одним з утворенням стабільної структури. Приклад 5 Пісок Brazos River використовували як модельований пластовий пісок. Матеріал як набивку розміщували у двох латунних комірках з внутрішнім діаметром 1,5 дюйми, і з нього формували середній шар у сендвічевій структурі між набивками з піску, утвореними з піску з розмірами частинок, які відповідають 70/170 меш. Колонку піску промивали при використанні 3%-го розсолу КСl у кількості, що відповідає 3 об'ємам порового простору, з подальшим промиванням з використанням складу для обробки пристовбурової зони (5% (об.) 40%-го розчину полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 0,5% активатора, 0,2% поверхнево-активних речовин, балансова вода) у кількості, що відповідає 2 об'ємам порового простору, але ніякого додаткового промивання не використовували. Після цього одну піддану обробці колонку розміщували у печі при 175°F на 20 годин, а одну розміщували у печі при 325°F на 20 годин, для моделювання внутрішньосвердловинного тверднення у свердловині. Після закінчення періоду тверднення підданий обробці пісок видаляли з комірки і візуально досліджували його текстуру, форму і гнучкість. Знов-таки, підданий обробці пісок Brazos River має вигляд твердої структури, що приймає форму комірки. Незважаючи на знехтувану малість величини міцності ущільнення, що звичайно спостерігається у випадку ущільненої гірської породи, піддані обробці зерна піску Brazos River злипаються одне з одним з утворенням стабільної структури. Приклад 6 Дріб'язок у вигляді піску Brazos River з розмірами частинок, що відповідають номеру сита 200 меш і менше, використовували для моделювання дрібних частинок продуктивної товщі. Матеріал як набивку розміщували всередині прозорої акрилової проточної комірки з внутрішнім діаметром 1 дюйм для полегшення спостереження. Нижче і вище даного матеріалу дрібних частинок продуктивної товщі як набивку вносили пісок Ottawa з розміром частинок, що відповідає номеру сита 20/40 меш. Після цього колонку піску насичували з використанням 3%-го розсолу КСl і промивали за 17 допомогою даного розсолу у кількості, яка відповідає 5 об'ємам, після цього з використанням складу для обробки пристовбурової зони (2% (об.) 40%-го розчину полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 0,5% активатора, 0,2% поверхневоактивних речовин, балансова вода) у кількості, що відповідає 2 об'ємам порового простору, а після піддавали додатковому промиванню з використанням 3%-го розсолу КСl у кількості, яка відповідає 2 об'ємам порового простору. Піддану обробці колонку піску після цього розміщували у печі для тверднення при 140°F протягом 20 годин. Після закінчення періоду тверднення через піддану обробці колонку піску організовували течію при використанні 3%-го розсолу КСl у напрямі, протилежному тому, що мало місце під час проведення обробки. Початкова величина витрати становила 10 мл/хв., і її у покроковому режимі збільшували до 80 мл/хв. Відхідні потоки збирали для сприяння підтвердженню того, що спостерігали у комірці під час течії. Всі результати свідчили про те, що піддана обробці колонка була здатна повністю придушити міграцію дріб'язку при всіх витратах у порівнянні з контрольним зразком. Для порівняння як контрольний зразок використовували одержану ідентичну колонку піску, але без проведення обробки з використанням рідини, що підвищує клейкість. Відповідно до спостережень, як тільки встановлювалася течія, дрібні частинки негайно починали мігрувати у набивку з піску і одержувалися у вигляді частини відхідного потоку навіть при 10 мл/хв. Приклад 7 Зразок піску 20/40 Brady піддавали обробці (41,25% концентрату полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 3,75% поверхневоактивних речовин, 30% води з подальшим доданням 25% активатора) при приблизно 2% (об./мас.) при розрахунку на сукупний об'єм складу для обробки пристовбурової зони. Після цього даний зразок піддавався випробуванню з трійником наступним чином. Оцінку рідини або розчину сполуки, призначеної для використання як сполуки, що підвищує клейкість, можна провести при використанні наступного випробування: по-перше, критичну швидкість повторного суспендування визначають для матеріалу, на який будуть наносити покриття зі сполукою, яка підвищує клейкість. Один придатний апарат для випробування включає скляний трійник з розміром 1/2", який з'єднують з джерелом води на вході, а лінію утилізації на виході блокують для течії рідини. Суспензію частинок на водній основі відсмоктують у трійник через впускний отвір і збирають у частині трійника, проводячи фільтрацію на сітці. Коли частина трійника заповнюється, джерело вакууму видаляють і для герметизації кінцевої позиції у частині використовують заглушку. Після цього канал потоку від впускного отвору до випускного отвору прочищають дочиста, і до впускного отвору приєднують насос з об'ємним регулюванням, та ініціюють контрольовану течію води. Швидкість рідини через впускний отвір повільно збільшують доти, доки перша частинка матеріалу частинок не буде підхоплена потоком води, що тече. Це визначає точку 92152 18 відліку для швидкості початку повторного суспендування. Після цього витрату додатково збільшують доти, доки видалення частинок не стає безперервним. Це визначає точку відліку для швидкості безперервногоповторного суспендування. Після цього випробування можна завершити, а апарат повторно заповнюють частинками, що мають покриття, яке відповідає приблизно 0,5 процента активного матеріалу при розрахунку на масу частинок, що використовуються для цього. Подібні тенденції у загальному випадку спостерігаються для результатів, коли концентрації, що піддаються випробуванню, знаходяться у діапазоні від приблизно 0,1 до приблизно 3 процентів, однак, рівень 0,5 процента, який знаходиться у переважному діапазоні для нанесення, є переважним для стандартизації методики. Випробування можна повторити для визначення початкової точки видалення частинок і швидкості, при якій видалення стає безперервним. Після цього на основі значення точки відліку для початкового або безперервного режимів визначають процент збільшення (або зменшення) швидкості. По суті, піддані обробці частинки розклинювального наповнювача будуть чинити опір транспортуванню на відміну від не підданих обробці частинок розклинювального наповнювача. Зразок для випробувань не демонстрував ознак переміщення навіть при течії в апараті для випробування при максимальній для нього витраті 2000 мл/хв. У випадку не підданого обробці піску 20/40 Brady його течія починалася при 154 мл/хв.; підданий обробці пісок чинив опір течії при витратах, які більш ніж у 13 разів перевищують відповідну величину для не підданого обробці матеріалу. Приклад 8 Зразок піску 20/40 Brady піддавали обробці (40%-ий концентрат полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, 5% поверхнево-активних речовин, 10% активатора, балансова вода) при приблизно 2% (об./мас.) при розрахунку на сукупний об'єм складу для обробки пристовбурової зони. Даний зразок демонстрував 13%-е поліпшення провідності набивки з розклинювального наповнювача у порівнянні з не підданим обробці піском 20/40 Brady. Піддана обробці набивка з розклинювального наповнювача відповідно до спостережень також демонструвала бажаний адгезійний характер, при якому зерна індивідуальних частинок були адгезійно і еластично зв'язані одне з одним. Приклад 9 Один спосіб визначення того, чи є полімер придатним для використання як водна домішка, що підвищує клейкість. Одержіть суміш, що складається з 50% оцтового ангідриду і 50% льодяної оцтової кислоти (об./об.). Розмістіть 10 мл полімеру, що піддається випробуванню, у скляній колбі об'ємом 60 мл. Після цього додайте 40 мл деіонізованої води і покрутіть у руках для перемішування. Потім додайте 15 мл суміші оцтова кислота/оцтовий ангідрид (або іншого активатора). Інтенсивно струшуйте колбу протягом 30 сек. Придатний полімер буде утворювати тверду або напівтверду масу. Повторіть випробування з викорис 19 танням інших відомих активаторів, таких як суміш оцтова кислота/оцтовий ангідрид, інші кислоти, солі кислот, ангідриди, заряджені полімери, заряджені поверхнево-активні речовини, хлорид натрію, хлорид калію, хлорид кальцію і їх суміші. Приклад 10 Обробки проводили для метанового родовища з вугільними шарами, що характеризується відносно низькою продуктивністю індивідуальних свердловин. Продуктивність свердловини, як представлялося, щонайменше, частково, погіршувалася внаслідок забивання вугільним дріб'язком каналів припливу газу у бурову свердловину. Свердловини заздалегідь піддавали гідравлічному розриву пласта у декількох вугільних шарах. Дві свердловини піддавали обробці з використанням розчину, що містить оцтовий ангідрид, льодяну оцтову кислоту, водну сполуку, що підвищує клейкість, у вигляді полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, фермент і окисник у воді. Продуктивність по метану у першої свердловини від приблизно 43 MCFD (тисяча кубічних футів на день) до обробки змінилася до приблизно 75 MCFD після обробки. Подібним чином, продуктивність по метану у другої свердловини від приблизно 80 MCFD до обробки змінилася до приблизно 105 MCFD після обробки. Крім того, спостереження для даних підданих обробці свердловин показують те, що вода, що добувається, не містить дрібних частинок у порівнянні зі станом свердловин до обробки; таким чином, підтверджується гіпотеза про те, що була досягнута ефективна стабілізація частинок у пласті. Приклад 11 50 мл суспензії подрібнених частинок вугілля (Subitmunious А) одержували з сухого вугілля, подрібненого за допомогою ступки і товкача і розміщеного у колбі, що містить прісну воду, і суспендованого. Після цього суспензію вугілля/вода піддавали обробці з використанням 10 мл розчину, що містить оцтовий ангідрид, льодяну оцтову кислоту, воду і водну сполуку, що підвищує клейкість, у вигляді полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти. Після проведення обробки спостерігали початкове флокулювання частинок вугілля протягом періоду часу, що приблизно дорівнює 12 годинам, після чого частинки вугілля спостерігалися у вигляді агломерованої маси, яка була здатна руйнуватися і повторно формуватися при перемішуванні. Водна фаза освітлювалася до рівня відсутності видимих дрібних частинок, що залишаються у розчині. Даний приклад візуально проілюстрував описаний спосіб стабілізації вугільного дріб'язку і його видалення з водного розчину. Приклад 12 Твердий зразок вугілля у вигляді квадрату зі стороною, яка приблизно дорівнює 2 см, розміщували у колбі, що містить воду, об'ємом 60 мл. Після цього колбу розміщували в ультразвуковому апараті на 10 хвилин. Результатом була видима кількість частинок вугілля, яка внаслідок дроблення відділялася від поверхні більш великого шматка. У ще одній колбі по суті ідентичний зразок вугілля піддавали обробці з використанням розчину, що містить оцтовий ангідрид, льодяну оцтову кис 92152 20 лоту, воду і водну сполуку, що підвищує клейкість, у вигляді полімерного складного ефіру поліакрилової кислоти, а потім його розміщували у воді і після цього розміщували в ультразвуковому апараті на 10 хвилин. Візуальне спостереження підданого обробці зразка вугілля продемонструвало майже повну відсутність вугільного дріб'язку, який внаслідок дроблення відділяється від поверхні вугілля, яке було піддане обробці. Приклад 13 Обробку проводили для слабо ущільненого пласта з уламкових гірських порід, з якого добували газ, і який демонстрував низьку продуктивність свердловини. Продуктивність свердловини, як представлялося, щонайменше, частково, погіршувалася внаслідок забивання дріб'язком каналів припливу газу у бурову свердловину. У свердловинах заздалегідь проводили гідравлічний розрив пласта. Свердловину піддавали обробці з використанням водної сполуки, що підвищує клейкість, яка включає складний ефір поліакрилової кислоти, суміші оцтовий ангідрид/оцтова кислота, четвертинної амонієвої поверхнево-активної речовини, амфотерної поверхнево-активної речовини, ферменту і окисника у воді. Продуктивність свердловини від 30 MCFD змінилася до 200 MCFD, демонструючи те, що проблема з дріб'язком по суті була усунена. Приклад 14 100 грамів зразка у вигляді піску 20/40 Brady піддавали обробці (2% концентрату полімерного катіонного поліакриламіду, 94% води з подальшим доданням 4% активатора у вигляді суміші оцтовий ангідрид/оцтова кислота) при використанні 100 мл катіонної рідкої домішки, що підвищує клейкість. Після діставання пісок Brady демонстрував бажані характеристики клейкості. Приклад 15 1 грам зразка активованого вугільного дріб'язку піддавали обробці (2% концентрату полімерного катіонного поліакриламіду, 1% аніонної поверхнево-активної речовини, 93% води з подальшим доданням 4% активатора у вигляді суміші оцтовий ангідрид/оцтова кислота) при використанні 100 мл катіонної рідкої домішки, що підвищує клейкість. Дріб'язок ущільнювали протягом 5 хвилин до одержання клейкої маси. Приклад 16 1 грам зразка активованого вугільного дріб'язку піддавали обробці (2% концентрату полімерного катіонного поліакриламіду, 1% аніонної поверхнево-активної речовини, 1% амфотерної поверхневоактивної речовини, 92% води з подальшим доданням 4% активатора у вигляді суміші оцтовий ангідрид/оцтова кислота) при використанні 100 мл катіонної рідкої домішки, що підвищує клейкість. Дріб'язок ущільнювали протягом 5 хвилин до одержання клейкої маси. Тому даний винахід добре адаптований для досягнення як згаданих цілей і переваг, так і тих з них, які властиві даному винаходу. Незважаючи на те, що фахівцем у відповідній галузі техніки можуть бути зроблені численні зміни, такі зміни включаються у суть даного винаходу, визначеного у доданій формулі винаходу. 21 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 92152 Підписне 22 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Aqueous tackifier and methods of controlling particulates

Автори англійською

Blauch Matthew E, Welton Thomas D, Nguyen Philip D.

Назва патенту російською

Водная примесь, повышающая клейкость, и способы подавления образования частиц

Автори російською

Блоч Меттью Е., Уелтон Томас Д., Нгуйен Филипп Д.

МПК / Мітки

МПК: E21B 43/267, E21B 33/138, E21B 43/26

Мітки: клейкість, водна, утворення, домішка, придушення, частинок, підвищує, способи

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-92152-vodna-domishka-shho-pidvishhueh-klejjkist-i-sposobi-pridushennya-utvorennya-chastinok.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Водна домішка, що підвищує клейкість, і способи придушення утворення частинок</a>

Подібні патенти