技术摘要：
提供了包含含有三元共聚物的水性三元共聚物组合物、添加剂和交联剂的混合物的压裂液。三元共聚物包含2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸单体单元，或其盐。添加剂包含糖醇或其衍生物，并且交联剂包含金属。金属与三元共聚物的重量比在0.01至0.16的范围内 全部
背景技术：
多糖系流体如瓜尔胶流体常用于水力压裂操作，主要归因于它们充足的量以及当 在碱性pH(例如，大于9.5)下配制时在高达350℉的温度工作的能力。然而，对于大多数瓜尔 胶系压裂液来说，一个明显的缺点是在瓜尔胶中倾向于导致渗透性降低的不溶性残留物。 对于在碱性pH下使用瓜尔胶系流体来说，另一个缺点是形成二价离子垢的倾向。通常，认为 热稳定的合成聚合物，如丙烯酰胺系聚合物是无残留的。这些聚合物可以用于在大约300- 450℉制备压裂液。然而，丙烯酰胺系聚合物仍然可能会由于诸如不完全降解的因素而导致 地层损害。此外，当总溶解固体(TDS)或水硬度超过一定水平时，压裂液的性能可能受到负 面影响。
技术实现要素：
在第一总体方面中，压裂液包含水性三元共聚物组合物、交联剂和添加剂的混合 物，所述添加剂包含糖醇和糖醇衍生物中的至少一种。水性三元共聚物组合物包含具有2- 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸单体单元的三元共聚物。丙烯酸单体单元可 以是丙烯酸盐的形式。交联剂包含金属。在一些情况中，交联剂在水可溶混、非水性溶剂中 提供。金属与三元共聚物的重量比在0.01至0.16的范围内并且添加剂的浓度在压裂液的 0.001重量百分数(重量％)至10重量％的范围内。 第二总体方面包括第一总体方面的压裂液，其中三元共聚物包含1摩尔％至55摩 尔％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸单体单元，并且交联剂以足以得到在300℉的温度和小 于7的pH下具有至少500厘泊(cP)的粘度的交联流体的量存在。 在第三总体方面中，处理地下地层包括将第一总体方面的压裂液引入至地下地层 中，并且还包括使在地下地层中的压裂液交联以得到交联压裂液。 第一、第二和第三总体方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。 在一些实施方案中，添加剂包含糖醇。糖醇可以包括下列各项中的至少一种：山梨 糖醇、赤藓糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、木糖醇和麦芽糖醇。糖醇的浓度通常在压裂液的0.005 重量％至10重量％的范围内。 在一些实施方案中，添加剂包含糖醇衍生物。糖醇衍生物可以包括下列各项的衍 5 CN 111601868 A 说 明 书 2/9 页 生物中的至少一种：山梨糖醇、赤藓糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、木糖醇和麦芽糖醇。糖醇衍生 物的浓度可以在压裂液的0.01重量％至10重量％、0.05重量％至5重量％或0.05重量％至2 重量％的范围内。在某些实施方案中，糖醇衍生物包括烷基化糖醇。 在一些实施方案中，金属与三元共聚物的重量比在0.02至0.06的范围内。 在一些实施方案中，三元共聚物包含1摩尔百分数(摩尔％)至55摩尔％、1摩尔％ 至40摩尔％或1摩尔％至25摩尔％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸单体单元。 在一些实施方案中，压裂液包含下列各项中的至少一种：凝胶稳定剂、粘土稳定 剂、降粘剂、支撑剂和pH调节剂。在一个实施方案中，压裂液包含pH调节剂，并且压裂液的pH 在2至7或3至6.5的范围内。在一些情况中，在压裂液中的载体液可以具有50毫克/升(mg/L) 至50,000mg/L之间的总溶解固体。在某些情况中，在压裂液中的锆金属的浓度在压裂液的 0.001重量％至0.048重量％的范围内。压裂液通常包含20至50磅三元共聚物/千加仑压裂 液。 在一些实施方案中，在交联之后，当凝胶在范围为300℉至400℉的温度经历40秒-1 (s-1)的剪切速率时，压裂液在至少80分钟内具有至少500cP的粘度。在一些实施方案中，交 联剂包含水可溶混、非水性流体。在一些实施方案中，交联剂包含锆，压裂液包含25磅三元 共聚物/千加仑压裂液，锆与三元共聚物的重量比在约0.02至约0.04的范围内，三元共聚物 包含15重量％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸单体单元，并且当交联压裂液在300℉的温度 经历40s-1的剪切速率时，交联压裂液保持至少500cP的粘度高达180分钟。在某些实施方案 中，交联压裂液包含降粘剂，并且当交联压裂液在300℉的温度经历40s-1的剪切速率时，交 联压裂液保持至少500cP的粘度高达160分钟并且在360分钟之后具有小于10cP的粘度。 在一些实施方案中，交联剂包含锆，压裂液包含20磅三元共聚物/千加仑压裂液， 锆与三元共聚物的重量比在约0.02至约0.04的范围内，并且当交联压裂液在300℉的温度 经历40s-1的剪切速率时，交联压裂液保持至少500cP的粘度高达180分钟。 在一些实施方案中，交联剂包含锆，压裂液包含30磅三元共聚物/千加仑压裂液， 锆与三元共聚物的重量比在约0.02至约0.04的范围内，并且当交联压裂液在400℉的温度 经历40s-1的剪切速率时，交联压裂液保持至少500cP的粘度高达80分钟。 与之前公开的压裂液相比，第一、第二和第三总体方面的优点包括在三元共聚物 中较低的2-丙烯酰基-酰胺基-2-甲基丙磺酸单体单元水平，在压裂液中较低的三元共聚物 负载量，较低的交联剂与三元共聚物的比例，和在交联压裂液的存在下借助降粘剂的快速 粘度降低。此外，添加剂帮助减轻可能由压裂液的显著量的TDS或相当大的水硬度导致的损 伤。 附图说明 图1示出了一种交联压裂液的实施方案的粘度相对于时间的曲线。 图2示出了在具有和不具有降粘剂的情况下一种交联压裂液的实施方案的粘度相 对于时间的曲线。 图3示出了一种交联压裂液的实施方案的粘度相对于时间的曲线。 图4示出了在具有和不具有山梨糖醇衍生物添加剂的情况下一种交联压裂液的粘 度相对于时间的曲线。 6 CN 111601868 A 说 明 书 3/9 页 图5示出了在具有和不具有山梨糖醇衍生物添加剂的情况下一种交联压裂液的粘 度相对于时间的曲线。 图6示出了在具有和不具有山梨糖醇衍生物添加剂的情况下一种交联压裂液的粘 度相对于时间的曲线。
提供了包含含有三元共聚物的水性三元共聚物组合物、添加剂和交联剂的混合物的压裂液。三元共聚物包含2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸单体单元，或其盐。添加剂包含糖醇或其衍生物，并且交联剂包含金属。金属与三元共聚物的重量比在0.01至0.16的范围内 全部
背景技术：
多糖系流体如瓜尔胶流体常用于水力压裂操作，主要归因于它们充足的量以及当 在碱性pH(例如，大于9.5)下配制时在高达350℉的温度工作的能力。然而，对于大多数瓜尔 胶系压裂液来说，一个明显的缺点是在瓜尔胶中倾向于导致渗透性降低的不溶性残留物。 对于在碱性pH下使用瓜尔胶系流体来说，另一个缺点是形成二价离子垢的倾向。通常，认为 热稳定的合成聚合物，如丙烯酰胺系聚合物是无残留的。这些聚合物可以用于在大约300- 450℉制备压裂液。然而，丙烯酰胺系聚合物仍然可能会由于诸如不完全降解的因素而导致 地层损害。此外，当总溶解固体(TDS)或水硬度超过一定水平时，压裂液的性能可能受到负 面影响。
技术实现要素：
在第一总体方面中，压裂液包含水性三元共聚物组合物、交联剂和添加剂的混合 物，所述添加剂包含糖醇和糖醇衍生物中的至少一种。水性三元共聚物组合物包含具有2- 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸单体单元的三元共聚物。丙烯酸单体单元可 以是丙烯酸盐的形式。交联剂包含金属。在一些情况中，交联剂在水可溶混、非水性溶剂中 提供。金属与三元共聚物的重量比在0.01至0.16的范围内并且添加剂的浓度在压裂液的 0.001重量百分数(重量％)至10重量％的范围内。 第二总体方面包括第一总体方面的压裂液，其中三元共聚物包含1摩尔％至55摩 尔％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸单体单元，并且交联剂以足以得到在300℉的温度和小 于7的pH下具有至少500厘泊(cP)的粘度的交联流体的量存在。 在第三总体方面中，处理地下地层包括将第一总体方面的压裂液引入至地下地层 中，并且还包括使在地下地层中的压裂液交联以得到交联压裂液。 第一、第二和第三总体方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。 在一些实施方案中，添加剂包含糖醇。糖醇可以包括下列各项中的至少一种：山梨 糖醇、赤藓糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、木糖醇和麦芽糖醇。糖醇的浓度通常在压裂液的0.005 重量％至10重量％的范围内。 在一些实施方案中，添加剂包含糖醇衍生物。糖醇衍生物可以包括下列各项的衍 5 CN 111601868 A 说 明 书 2/9 页 生物中的至少一种：山梨糖醇、赤藓糖醇、甘露糖醇、乳糖醇、木糖醇和麦芽糖醇。糖醇衍生 物的浓度可以在压裂液的0.01重量％至10重量％、0.05重量％至5重量％或0.05重量％至2 重量％的范围内。在某些实施方案中，糖醇衍生物包括烷基化糖醇。 在一些实施方案中，金属与三元共聚物的重量比在0.02至0.06的范围内。 在一些实施方案中，三元共聚物包含1摩尔百分数(摩尔％)至55摩尔％、1摩尔％ 至40摩尔％或1摩尔％至25摩尔％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸单体单元。 在一些实施方案中，压裂液包含下列各项中的至少一种：凝胶稳定剂、粘土稳定 剂、降粘剂、支撑剂和pH调节剂。在一个实施方案中，压裂液包含pH调节剂，并且压裂液的pH 在2至7或3至6.5的范围内。在一些情况中，在压裂液中的载体液可以具有50毫克/升(mg/L) 至50,000mg/L之间的总溶解固体。在某些情况中，在压裂液中的锆金属的浓度在压裂液的 0.001重量％至0.048重量％的范围内。压裂液通常包含20至50磅三元共聚物/千加仑压裂 液。 在一些实施方案中，在交联之后，当凝胶在范围为300℉至400℉的温度经历40秒-1 (s-1)的剪切速率时，压裂液在至少80分钟内具有至少500cP的粘度。在一些实施方案中，交 联剂包含水可溶混、非水性流体。在一些实施方案中，交联剂包含锆，压裂液包含25磅三元 共聚物/千加仑压裂液，锆与三元共聚物的重量比在约0.02至约0.04的范围内，三元共聚物 包含15重量％的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸单体单元，并且当交联压裂液在300℉的温度 经历40s-1的剪切速率时，交联压裂液保持至少500cP的粘度高达180分钟。在某些实施方案 中，交联压裂液包含降粘剂，并且当交联压裂液在300℉的温度经历40s-1的剪切速率时，交 联压裂液保持至少500cP的粘度高达160分钟并且在360分钟之后具有小于10cP的粘度。 在一些实施方案中，交联剂包含锆，压裂液包含20磅三元共聚物/千加仑压裂液， 锆与三元共聚物的重量比在约0.02至约0.04的范围内，并且当交联压裂液在300℉的温度 经历40s-1的剪切速率时，交联压裂液保持至少500cP的粘度高达180分钟。 在一些实施方案中，交联剂包含锆，压裂液包含30磅三元共聚物/千加仑压裂液， 锆与三元共聚物的重量比在约0.02至约0.04的范围内，并且当交联压裂液在400℉的温度 经历40s-1的剪切速率时，交联压裂液保持至少500cP的粘度高达80分钟。 与之前公开的压裂液相比，第一、第二和第三总体方面的优点包括在三元共聚物 中较低的2-丙烯酰基-酰胺基-2-甲基丙磺酸单体单元水平，在压裂液中较低的三元共聚物 负载量，较低的交联剂与三元共聚物的比例，和在交联压裂液的存在下借助降粘剂的快速 粘度降低。此外，添加剂帮助减轻可能由压裂液的显著量的TDS或相当大的水硬度导致的损 伤。 附图说明 图1示出了一种交联压裂液的实施方案的粘度相对于时间的曲线。 图2示出了在具有和不具有降粘剂的情况下一种交联压裂液的实施方案的粘度相 对于时间的曲线。 图3示出了一种交联压裂液的实施方案的粘度相对于时间的曲线。 图4示出了在具有和不具有山梨糖醇衍生物添加剂的情况下一种交联压裂液的粘 度相对于时间的曲线。 6 CN 111601868 A 说 明 书 3/9 页 图5示出了在具有和不具有山梨糖醇衍生物添加剂的情况下一种交联压裂液的粘 度相对于时间的曲线。 图6示出了在具有和不具有山梨糖醇衍生物添加剂的情况下一种交联压裂液的粘 度相对于时间的曲线。
