這里的方法和組合物涉及井處理方法及流體，例如具有可控釋放流變改進劑例如可控釋放破裂劑(包括緩釋破裂劑)的那些。

背景技術：

常常通過油藏增產技術例如水力壓裂來處理在低滲透性地下地層中鉆的井，以增加烴產率?？墒褂酶哒扯攘黧w攜帶支撐劑至井下以支撐地層中打開的裂縫。可在環(huán)境溫度下在表面處操作的已知的線性凝膠(僅包含膠凝劑的水)，通常不表現出足夠高的粘度以轉移大尺寸或大數量的支撐劑。因此，交聯劑可用于增加流體粘度，從而提供較大支撐劑尺寸或較大支撐劑數量的充分運輸。較高粘度流體還在地層中產生較寬的裂縫。

瓜爾膠和瓜爾膠衍生物是在水力壓裂處理中最常用的增粘劑例如聚合物當中。瓜爾膠衍生物，例如羧甲基瓜爾膠(CMG)和羧甲基羥丙基瓜爾膠(CMHPG)，主要用于具有高井底溫度(BHT)的井中。由于纖維素的天然豐度，對于壓裂處理，增加了對纖維素衍生物例如羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基纖維素(CMC)以及羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)的關注。

經常地，水力壓裂凝膠除了許多其他可能的添加劑外，還包括交聯延緩添加劑、破膠劑和流體損失控制劑，以使水力壓裂凝膠適應水力壓裂的情況。已知各種膠凝劑和交聯劑用于水力壓裂凝膠中。對于延緩添加劑，設計交聯反應，使得在將水力壓裂凝膠深置于井中后開始粘度增加。

在一個相關的方法中，流變改進劑例如破膠劑可包括在水力壓裂凝膠中以在壓裂后顯著降低粘度，用于更容易地從井中移除凝膠。在交聯了的凝膠包含破膠劑的程度上，破膠劑可經配置以用于延緩作用從而在壓裂時保持交聯了的凝膠的所需性質。即使這樣，仍需要額外的延緩化學品來使流變改進劑適應增加的各種增粘劑和相關組分。

另外，壓裂處理中的流體體積顯著增加，同時公眾對水的使用與處置的關注同樣增加。與其付費處理和處置采出水和回流水，服務公司和操作員不如在后續(xù)增產操作中實行再循環(huán)。“采出水”是指由烴井產生的水。通常術語用于在油工業(yè)中描述伴隨著油和/或氣產生的水。“回流水”為采出水的子類別，是指通過井回流的壓裂流體，其可占原始壓裂流體體積的一部分。

采出水，尤其是來自頁巖間隙(play)例如Marcellus和Bakken的采出水，以其高的總溶解固體(TDS)含量而聞名。TDS對于已知的瓜爾膠基和瓜爾膠衍生物基壓裂流體造成挑戰(zhàn)。而且，原始用清潔水制備的各種井處理流體可顯示出較低的性能，或者如果使用含鹽且硬的采出水代替清潔水時，甚至完全失效。因此，對打算在后續(xù)增產操作中再循環(huán)的采出水進行處理以獲得適用于壓裂流體的水品質。即使這樣，這樣的處理常常是成本高昂和費時的。因此，需要其他適用于采出水再循環(huán)的流體。

技術實現要素：

一種井處理方法包括通過組合包括水性流體、增粘劑、交聯劑以及含醛的流變改進劑的成分來形成井處理流體。使用該交聯劑在該水性流體中交聯該增粘劑，該交聯增加了該井處理流體的粘度。該方法包含用表現出增加的粘度的井處理流體處理井，交聯后對該醛進行化學改變并由此形成酸，以及作為形成該酸的結果，降低交聯了的井處理流體的粘度。

另一種井處理方法包括通過組合包括水性流體、增粘劑、含鋯交聯劑、含乙二醛的流變改進劑的成分來形成井處理流體。使用該交聯劑在該水性流體中交聯該增粘劑，該交聯增加了該井處理流體的粘度。該方法包括用表現出增加的粘度的井處理流體處理井，交聯后對該乙二醛進行化學改變并由此形成草酸，該草酸破裂了由鋯形成的交聯，并且使用該草酸降低交聯了的井處理流體的粘度。

一種井處理流體用包括水性流體和增粘劑以及交聯劑的成分配制，該交聯劑經配置以用于在該水性流體中交聯該增粘劑并由此增加該井處理流體的粘度。該流體包括含有醛的流變改進劑。配置該井處理流體以在交聯后對醛進行化學改變并由此形成酸，該酸經配置以用于降低交聯了的井處理流體的粘度。該井處理流體缺少醛交聯延緩添加劑。

附圖說明

下面參考下列附圖描述了一些實施方案。

圖1-5為與實施例1-5對應的用流變改進劑制備的交聯了的流體的粘度隨時間變化的圖表。

圖6-10為與實施例6-10對應的用采出水制備的交聯了的流體的粘度隨時間變化的圖表。

詳細說明

流變改進劑例如交聯了的破膠劑可以基于醛，包括二醛，例如乙二醛。該醛可緩慢地并且可控地釋放酸進入井處理流體例如交聯了的凝膠中，并且經過充分的時間降低凝膠的粘度以在大量的粘度損失前完全利用井處理流體。不受任何特定理論的限制，二醛可比單醛提供形成二酸例如草酸的益處，該二酸能夠螯合交聯劑以破裂交聯。該流變改進劑可以是醛的水溶液。

因此，一種井處理方法包括通過組合包括水性流體、增粘劑、交聯劑和含醛的流變改進劑的成分來形成井處理流體。使用該交聯劑交聯該水性流體中的該增粘劑，該交聯增加了該井處理流體的粘度。該方法包括用表現出增加的粘度的井處理流體處理井以及在交聯后對該醛進行化學改變，由此形成酸。使用該酸降低交聯了的井處理流體的粘度。

這里描述的各種方法和組合物的特征還可一致和合適地包括在上面的方法中。舉例來說，井處理流體可缺少醛交聯延緩添加劑。即，已知乙二醛作為交聯延緩添加劑用于凝膠中(參見頒布給Dawson的美國專利No.5160643)。盡管如此，這里的井處理流體可缺少交聯延緩添加劑或該井處理流體可包括與這里作為粘度破裂劑起作用的醛不同的交聯延緩添加劑。換言之，這里的醛流變改進劑不需要延緩交聯。

此外，醛可在交聯前基本未化學改變。即使這樣，在交聯前也可發(fā)生醛的一些非實質或微小的化學改變。取決于所使用的醛，井處理流體的配制，交聯前缺少pH降低或缺少粘度降低，或者二者，可為醛的無化學改變或僅非實質的化學改變的證據。

醛到酸的化學改變，如在乙二醛形成草酸的情況下，可包括未在文獻中完全定義的一個或多個反應機制。即使這樣，仍認為在改變中發(fā)生了一個或多個化學反應，其中之一可以是醛的氧化或用于形成酸的中間組分的氧化?；瘜W改變乙二醛可替代或額外地產生在降低交聯了的井處理流體的粘度中所包括的一種(或多種)其他酸和/或一種(或多種)其他化學品。

同樣地，作為形成酸的結果而降低交聯了的井處理流體的粘度可包括一個或多個未完全定義的效果。一個可能的效果包括由于在酸的產生時pH降低而損害增粘劑例如聚合物。另一個可能的效果包括酸與該交聯直接相互作用并破裂該交聯。描述的兩個效果和其他粘度降低(作為形成酸的結果)可組合起作用。

增粘劑可包含聚合物且交聯劑可包含金屬陽離子或硼酸鹽和/或酯。該方法可進一步包括破裂由該金屬陽離子或硼酸鹽和/或酯形成的交聯以實現粘度降低。破裂該交聯可包括用酸螯合金屬陽離子。金屬陽離子可以是鋯或鈦離子。隨后可通過分步法發(fā)生粘度降低，即，對醛進行化學改變，形成酸，并且酸破裂由金屬陽離子或硼酸鹽和/或酯形成的交聯。該分步法還可包括酸爭取金屬陽離子的螯合以破裂交聯?？上氲降氖牵赏ㄟ^不破裂該交聯的不同方法發(fā)生粘度降低。

與不含流變改進劑的井處理流體相比，粘度可以以更快的速率降低。粘度降低的數值與發(fā)生粘度降低所經過的時間取決于應用而變化。因此，降低的速率也變化。在油田操作中，流體粘度可以非常高(如在膠塞中)，僅幾百厘泊(如在壓裂流體中)，或僅幾厘泊(如在滑溜水中)。將理解較大的粘度降低可發(fā)生在較高粘度流體中。此外，流體可以配制為在2天內破裂，或在2小時內破裂。即使這樣，對于這里的方法和組合物，與已知流體相比以及與這里不含流變改進劑的井處理流體相比，粘度仍可以以更快的速率降低。

所選的醛可以是乙二醛并且酸可以是草酸。乙二醛到草酸的化學改變中的中間產物可存在，但是不可能明顯參與破裂金屬陽離子交聯。井處理流體成分可包含最高達10重量％(wt％)的流變改進劑，例如最高達5wt％，包括最高達1wt％，例如從約0.01wt％至約0.5wt％。流變改進劑可以是醛的水溶液，例如40wt％溶液。井處理流體可包含已知的適用于所選流體應用例如水力壓裂的額外組分。例子包括凝膠穩(wěn)定劑、緩沖劑等。凝膠穩(wěn)定劑可包括硫代硫酸鈉、硫代硫酸酯、烷氧基化山梨糖醇、山梨糖醇、甲醇、甲酸鹽和/或酯、及其組合。緩沖劑可包括碳酸氫鈉、碳酸氫鹽、碳酸鹽、氫氧化物、醋酸鹽、甲酸鹽、氫氧化鋯、碳酸鋯及其組合。井處理流體還可包含二醇，例如乙二醇。

用井處理流體處理井可包括水力壓裂、礫石充填、防砂，或用于交聯了的井處理流體的其他已知應用。水性流體可有益地包括采出水，如上面背景技術部分描述的，允許從井處理方法再循環(huán)采出水。

成分可進一步包含鋯鹽，進一步在下面描述，其可在破裂前增加流體粘度，甚至當水性流體是采出水時其對這樣的效果也是有用的。鋯鹽可選自由氫氧化鋯、碳酸鋯、二氧化鋯及其組合組成的組。井處理流體成分可包含最高達20wt％的鋯鹽，例如最高達5wt％，例如從約0.01wt％至約2wt％。

潛在酸，例如酯和聚乳酸，已知被用作緩釋破裂劑。對于增加的溫度和增加的pH，乙二醛以增加的速率化學改變成草酸。因此，可以在井處理流體例如水力壓裂凝膠的環(huán)境中控制釋放速率。其他二醛可表現出類似的性質。

另一種井處理方法包括通過組合包括水性流體、增粘劑、含鋯交聯劑以及含有乙二醛的流變改進劑的成分來形成井處理流體。使用該交聯劑在該水性流體中交聯該增粘劑，該交聯增加了該井處理流體的粘度。該方法包括用表現出增加的粘度的井處理流體處理井，交聯后對乙二醛進行化學改變，由此形成草酸，并且該草酸破裂了由鋯形成的交聯。使用該草酸降低交聯了的井處理流體的粘度。

這里描述的各種方法和組合物的特征還可以一致和合適地包括在上面的方法中。舉例來說，井處理流體可缺少乙二醛交聯延緩添加劑。破裂該交聯可包括用草酸螯合鋯。破裂該交聯可替代或額外地包括草酸降低pH。

與不含流變改進劑的井處理流體相比，粘度可以以更快的速率降低。水性流體可以是采出水并且成分可進一步包含選自由氫氧化鋯、碳酸鋯、二氧化鋯及其組合組成的組的鋯鹽。

如從這里的方法將理解的，可將井處理流體描述為用包括水性流體、增粘劑、交聯劑以及含醛的流變改進劑的成分配制。配置該增粘劑和交聯劑以在該水性流體中交聯該增粘劑，并由此增加該井處理流體的粘度。配置井處理流體在交聯后對醛進行化學改變并由此形成酸，該酸經配置以降低交聯了的井處理流體的粘度。該井處理流體缺少醛交聯延緩添加劑。

這里描述的各種方法和組合物的特征還可以一致和合適地包括在上面的方法中。舉例來說，交聯劑可包含金屬陽離子或硼酸鹽和/或酯，該酸經配置以用于破裂由金屬陽離子或硼酸鹽和/或酯形成的交聯。該酸可經進一步配置以用于螯合金屬陽離子從而破裂交聯。酸可替代或額外地經配置以用于降低pH從而破裂交聯。醛可為乙二醛且酸可為草酸。水性流體可為采出水且成分可進一步包含鋯鹽。鋯鹽可選自由氫氧化鋯、碳酸鋯、二氧化鋯及其組合組成的組。

如上所述，Zr鹽可有益地用在井處理流體中。Zr鹽表現出作為易受膠凝劑例如聚合物的酶或細菌降解的影響的井處理流體中的金屬變性劑和/或殺菌劑而已知的性質(參見Li等人的美國專利公開No.2008/0287323)。這里描述了Zr鹽的替代性使用。

在上面的背景部分中介紹了受井底溫度影響的膠凝劑的溫度穩(wěn)定性的討論。聚合物的酸水解常常隨著溫度增加而增加，導致隨著放置深度的增加井處理流體的pH降低。Zr鹽，例如Zr(OH)₄，隨著在一定深度處的井處理流體中的pH降低，可更容易地溶解。因此，由于Zr鹽分解為Zr(IV)和氫氧根離子或其他組分從而抵消pH降低，Zr鹽的存在可用于穩(wěn)定流體pH。隨后穩(wěn)定的pH還增加了粘度穩(wěn)定性，從而減少了酸水解。

Zr鹽額外增加了粘度穩(wěn)定性，因為Zr(IV)離子還有助于增粘劑的交聯。在一個易于Zr交聯的體系中，Zr鹽可因此起到雙重功能。

有益地，即使使用采出水的井處理流體可難以交聯，觀察仍表明，Zr基交聯體系可與采出水的使用兼容。采出水中增加的硬度降低了使用采出水的適用性，因而可通過至少在交聯期間保持低于約9的pH(例如低于約8、例如低于約7、包括在約6和約5之間的pH)來減輕硬度損害。

在含有Zr鹽的井處理流體中加入緩沖劑來將pH固定在約5.0至6.0，可提供與來自采出水的其他不合適的TDS水平和硬度兼容的體系。對于包括采出水的處理流體，pH可以控制硬度，Zr鹽可控制pH，并且Zr鹽還可保持交聯。

因此，另一種井處理方法包括通過組合包括采出水、增粘劑、含金屬陽離子的交聯劑、含醛的流變改進劑以及鋯鹽的成分來形成井處理流體。采出水包含大于1000ppm的總溶解固體。該方法包括在井處理流體中溶解至少一部分鋯鹽并且用鋯鹽穩(wěn)定井處理流體的pH。使用交聯劑和來自鋯鹽的溶解的鋯在水性流體中使增粘劑交聯，與不含鋯鹽的井處理流體相比，該交聯增加了井處理流體的粘度。用表現出增加的粘度的井處理流體處理井。

交聯后化學改變醛，由此形成酸。該方法包括降低pH并用酸螯合金屬陽離子和溶解的鋯，因此破裂交聯了的井處理流體。與不含流變改進劑的交聯了的井處理流體相比，使用酸降低了交聯了的井處理流體的粘度。

這里描述的各種方法和組合物的特征還可以一致和合適地包括在上面的方法中。舉例來說，TDS可以大于10000ppm，例如大于100000ppm，包括大于300000ppm。以CaCO₃當量測定的硬度可大于20000ppm，例如大于40000ppm，包括大于60000ppm。醛可以是乙二醛且酸可為草酸。鋯鹽可以選自由氫氧化鋯、碳酸鋯、二氧化鋯及其組合組成的組。

可想到的是，可以控制pH以有助于該方法中的不同部分。例如，在交聯和使用交聯了的井處理流體期間可保持pH低于約7。

在另一種井處理流體體系中，觀察表明降低pH可降低預交聯了的聚丙烯酰胺凝膠粘度。凝膠包含交聯了的聚丙烯酰胺球體。在中性pH附近，認為在這些球體上錨定的聚丙烯酰胺鏈彼此伸展并接觸，從而通過物理糾纏向凝膠賦予粘度。在較低的pH下，認為聚丙烯酰胺鏈縮回至球體，從而減小了彼此的接觸并降低凝膠粘度。這里作為緩釋破裂劑的流變改進劑可用于控制流體pH，其進而控制流體粘度。

這里描述的方法和流體可通過下面的實施例來進一步理解。

實施例總結

實施例1：用0.4gpt緩釋破裂劑制備的硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠流體。參見圖1和表1。

實施例2：用2gpt緩釋破裂劑制備的硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠流體。參見圖2和表1。

實施例3：用0.8gpt緩釋破裂劑制備的硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠流體。參見圖3和表1。

實施例4：用緩釋破裂劑制備的Zr交聯的HEC流體。參見圖4。

實施例5：用緩釋破裂劑和氧化破裂劑制備的Zr交聯的HEC流體。參見圖5。

實施例6：用采出水制備的Zr交聯的HPG流體。參見圖6和表4。

實施例7：用采出水和不同的凝膠pH制備的Zr交聯的HPG流體。參見圖7和表4。

實施例8：用采出水和鋯鹽制備的Zr交聯的HPG流體。參見圖8和表4。

實施例9：用采出水和甲醇制備的Zr交聯的HPG流體。參見圖9和表4。

實施例10：用采出水制備的Zr交聯的CMHEC流體。參見圖10和表4。

實施例1

用緩釋破裂劑制備的硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠流體。

所使用的緩蝕破裂劑包括用pH緩沖劑B緩沖至約7.1-7.2的pH的乙二醛(40重量％乙二醛水溶液)。當將0.52mLpH緩沖劑B加入60mL乙二醛溶液時，在室溫(RT)下所得的pH為約7.14-7.16。用自來水、30ppt(磅每千加侖)瓜爾膠、1gpt(加侖每千加侖)黏土控制劑以及2gpt硼酸鹽和/或酯交聯劑A，制備了硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠基準流體(不含破裂劑或使用0gpt破裂劑)。用Chandler 5550粘度計依照API RP 39計劃(美國石油研究院推薦程序(American Petroleum Insistute Recommended Procedure))測試200°F下的粘度。粘度如表1所示?；鶞收扯缺３衷诩s600cPs。

在另一個測試中，將0.4gpt破裂劑加入粘度計的基準凝膠的中心，并且類似地測量200°F下的粘度并將其顯示在圖1中。粘度在約4小時內逐漸從約600cPs降至約100cPs。

實施例2

用緩釋破裂劑制備的硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠流體。

當破裂劑的劑量增加至例如2gpt時，破裂行為快得多。在圖2中，顯示了相同基準流體的粘度和具有2gpt破裂劑的流體的粘度。具有2gpt破裂劑的流體的粘度快速下降至低于100cPs。

實施例3

用緩釋破裂劑制備的硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠流體。

用自來水、25ppt瓜爾膠、1gpt黏土控制劑、1.5gpt pH緩沖劑E以及0.75gpt硼酸鹽和/或酯交聯劑B制備另一種硼酸鹽和/或酯交聯的瓜爾膠基準流體(不含破裂劑或使用0gpt破裂劑)。使用Chandler 5550粘度計依照API RP 39計劃測試200°F下的粘度。粘度如圖3所示?；鶞收扯缺３衷诩s400cPs。在另一個測試中，將0.8gpt破裂劑加入粘度計中基準凝膠的中心，類似地測量200°F下的粘度并將其顯示在圖3中。粘度逐漸并以可控的方式下降。

表1-乙二醛破裂劑實施例

實施例4

用緩釋破裂劑制備的Zr交聯的HEC流體。

用鋯交聯劑交聯HEC溶液以形成pH高于約9-10的凝膠。當向交聯了的HEC凝膠添加破裂劑時，交聯逐漸反轉，造成凝膠粘度逐步下降。

首先制備不含乙二醛溶液的金屬交聯的HEC流體作為基準凝膠。為了制備流體，將具有2％氯化鉀(KCI)的500ml自來水加入1升的韋林氏搗切器中。在共混時，將80ppt HEC粉末(基于操作需要可以更多)加入搗切器中，并水合持續(xù)約20分鐘。在水合后，可將合適量的添加劑(包括交聯延緩添加劑，凝膠穩(wěn)定劑例如硫代硫酸鈉，以及緩沖劑例如氫氧化鈉等)加入流體中并且使其均勻混合和分散。隨后加入金屬交聯劑例如鋯酸鹽交聯劑。

如此制備的凝膠在室溫下具有約12至13的pH。甚至在10分鐘后在室溫下渦旋仍未表現出關閉。HEC流體中的交聯延緩基于溫度延緩。通過加熱流體大于一定溫度來激活HEC流體中的交聯。這種有意的交聯延緩減小了摩擦壓力并因此泵送粉末以傳遞HEC流體至井底。用Fann50型粘度計測量基準HEC凝膠在200°F下的粘度。粘度曲線記錄在圖4中。基準凝膠在200°F下的粘度從開始的約550cPS緩慢地降至在350分鐘時的約350cPs。

在200°F下進行破裂測試以評價金屬交聯的HEC流體中的乙二醛溶液(破裂劑)的破裂性能。類似地制備具有乙二醛溶液的交聯了的HEC流體。在交聯劑前即刻加入乙二醛溶液。在一個測試中，使用2gpt乙二醛溶液。用粘度計類似地測量所得的凝膠在200°F下的粘度。如圖4所示，在200°F下具有2gpt乙二醛溶液的凝膠的粘度在350分鐘后逐步下降至約250cPS。在另一個測試中，在相同的HEC凝膠中使用4gpt乙二醛溶液。如圖4所示，在4gpt的較高乙二醛溶液劑量下且在200°F下，粘度在350分鐘后逐步降低至約200cPs。

實施例5

用緩釋破裂劑和氧化破裂劑制備的Zr交聯的HEC流體。

還對與常規(guī)氧化破裂劑結合的乙二醛溶液(破裂劑)性能進行評價。圖5中的基準HEC凝膠與圖4中的相同?；鶞誓z在200°F下的粘度從開始的約550cPs緩慢地降低至在350分鐘時的約350cPs。在破裂測試中，在添加交聯劑前將2gpt乙二醛溶液與5ppt氧化破裂劑(過氧化鎂)一起加入類似的HEC凝膠。用粘度計類似地測量所得凝膠在200°F下的粘度，如圖5所示。具有氧化破裂劑和乙二醛溶液兩者的HEC凝膠在200°F下的粘度從開始的550cPs逐漸降低至在350分鐘后的約140cPs。

實施例6

用采出水制備的Zr交聯的HPG流體。

在此實施例中使用1#采出水。1#采出水由油田的油田操作員提供。該水在室溫下的pH為約5.6。在表2中列出1#采出水的水分析。該水具有超過280000mg/L的TDS和超過46000mg/L的硬度。

表2

為了制備流體，將約250mL的1#采出水放置于1L韋林氏搗切器中。調節(jié)混合速度使得剛好露出刀片螺母。在共混時向搗切器中加入40ppt HPG粉末。共混持續(xù)時間通常超過10分鐘。在HPG聚合物的水合后，在共混時加入2ppt pH緩沖劑D、6gpt凝膠穩(wěn)定劑A以及1.6gpt凝膠穩(wěn)定劑B。最后，加入1.6gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下具有約5.7的pH。用Chandler 5550粘度計依照API RP 39計劃測試240°F下的粘度。粘度如圖6所示。流體正好在第二斜峰前表現出超過400cPs的合適粘度。

類似地制備并測試了另一種流體。在共混時向搗切器中的1#采出水加入50ppt HPG粉末。在HPG聚合物水合后，在共混時加入2ppt緩沖劑D、6gpt凝肢穩(wěn)定劑A以及2gpt凝膠穩(wěn)定劑B。然后，加入2gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下具有約5.7的pH。類似地測試了240°F下的粘度并將其顯示在圖6中。流體正好在第二斜峰前表現出超過500cPs的合適粘度。

實施例7

用采出水和不同凝膠pH制備的Zr交聯的HPG流體。

用1#采出水制備兩種Zr交聯的HPG流體。觀察凝膠pH的影響。為了制備第一流體，在韋林氏搗切器中放置約250mL1#采出水。在共混時向搗切器中添加50ppt HPG粉末。在水合期間施加一些pH緩沖劑C。在HPG聚合物水合后，在共混時加入6gpt凝膠穩(wěn)定劑A和2gpt凝膠穩(wěn)定劑B。隨后加入2gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下具有約5.2的pH。用Chandler 5550粘度計測試240°下的粘度并將其顯示在圖7中。

為了制備其他流體，在共混時向搗切器中的1#采出水加入50ppt HPG粉末。在HPG聚合物水合后，在共混時加入2ppt緩沖劑D、6gpt凝膠穩(wěn)定劑A以及2gpt凝膠穩(wěn)定劑B。隨后加入2gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下具有約5.7的pH。類似地測試240°F下的粘度并將其顯示在圖7中。

具有5.7的略較高pH的流體在240°F下顯示出更穩(wěn)定的粘度分布，例如，如圖7所示，超過約25分鐘。具有5.2的較低pH的流體具有較大的起始粘度，其在操作中可為所需的或可能不為所需的，但其粘度隨時間比pH為5.7的流體的粘度下降更快(較低的pH可造成對在高溫下的流體的更多損害)。實施例表明，通過選擇合適的流體pH，流體可具有增加的長期穩(wěn)定性。

實施例8

用采出水和鋯鹽制備的Zr交聯的HPG流體。

為了制備基準流體，在韋林氏搗切器中放置約250mL 1#采出水。在共混時向搗切器中加入50ppt HPG粉末。在水合期間施加一些pH緩沖劑C。在HPG聚合物水合后，在共混時加入6gpt凝膠穩(wěn)定劑A和2gpt凝膠穩(wěn)定劑B。隨后，加入2gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下具有約5.2的pH。用Chandler5550粘度計測試240°F下的粘度并將其顯示在圖8中。

將約1重量％氫氧化鋯(IV)細粉均勻混合至上面的基準凝膠中，類似地測試240°F下的粘度并將其顯示在圖8中。具有1％氫氧化鋯的流體顯示出明顯增加的粘度。例如，在60分鐘時，具有1％氫氧化鋯的流體的粘度是基準流體的約2.7倍。

還可使用其他鋯鹽，例如碳酸鋯或二氧化鋯。

實施例9

用采出水和甲醇制備的Zr交聯的HPG流體。

為了制備基準流體，在韋林氏搗切器中放置約250mL 1#采出水。在共混時向搗切器中加入50ppt HPG粉末。在水合期間施加一些pH緩沖劑C。在HPG聚合物水合后，在共混時加入3gpt凝膠穩(wěn)定劑A和2gpt凝膠穩(wěn)定劑B。隨后，加入2gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下具有約5.3的pH。用Chandler 5550粘度計測試240°F下的粘度并將其顯示在圖9中。

為了測試甲醇的功能，在水合后向HPG流體加入7.5體積％甲醇。隨后類似地加入其他添加劑。類似地測試240°F下的粘度并將其顯示在圖9中。如圖9所示，7.5％的甲醇體積百分數顯著增加了流體在240°F下的粘度。預期使用甲醇增加粘度將可與這里描述的同樣為了增加粘度使用鋯鹽的方法和組合物兼容。

實施例10

用采出水制備的Zr交聯的CMHEC流體。

在此實施例中使用2#采出水。2#采出水由油田的另一油田操作員提供。該水在室溫下具有約5.6的pH。在表3中列出了2#采出水的水分析。該水具有超過210000mg/L的TDS以及超過43000mg/L的硬度。

表3

為了制備流體，在2#采出水中水合40ppt CMHEC粉末。在聚合物水合后，在共混時加入0.2gpt pH緩沖劑A和1gpt凝膠穩(wěn)定劑B。然后加入1.4gpt鋯交聯劑作為交聯劑。如此形成的凝膠在室溫下的pH為約4.9。用Fann50型粘度計測試200°F下的粘度并將其顯示在圖10中。該流體顯示出持續(xù)至少2小時超過600cps的合適粘度(在100/s剪切速率下)。預期CMHEC的使用將與這里描述的使用鋯鹽來增加粘度的方法和組合物兼容。

表4-采出水實施例

按照法規(guī)，已經用語言或多或少具體地就結構和方法特征而言描述了實施方案。然而，要理解的是，實施方案并不限于所顯示和描述的具體特征。因此，在依據等價原則合理地解釋的所附權利要求的合適范圍內，要求保護實施方案的任何形式或變形。