CN107109199A - 用于粘弹性表面活性剂基流体的延迟破坏剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于使地层内粘弹性表面活性剂凝胶延迟破坏的组合物和方法。破坏在没有机械干预或使用第二流体下进行。延迟破坏剂选自烷基醚磷酸酯及其盐，烷基芳基醚磷酸酯及其盐，烷基硫酸酯及其盐，烷基芳基硫酸酯及其盐，烷基醚硫酸酯及其盐，烷基芳基醚硫酸酯及其盐，以及前述任一种的混合物。粘弹性表面活性剂可以是两性离子表面活性剂，并且可以选自磺基甜菜碱、甜菜碱和酰胺基胺氧化物。

Description

用于粘弹性表面活性剂基流体的延迟破坏剂

发明领域

本发明涉及用于促进粘弹性表面活性剂基流体的延迟破裂的组合物和方法，其用于处理地层和油气井。

发明背景

高粘度流体可用于在地层，特别是作为油和天然气的潜在来源的地层中进行的许多操作。这类操作可以包括例如水力压裂、砾石填充、基质酸化和压裂酸化。

粘弹性表面活性剂(VES)是一类胶凝剂，已被用于为地层中，特别是在油和气的开采中的许多这类操作提供高粘度流体。这些高粘度流体(称为凝胶)可以实施诸如酸化、压裂和完井等的操作。在实施所需操作之后，通常需要破坏凝胶以降低流体的粘度，从而使其从地层中的一个或多个位置移除。

破坏凝胶的一个选择是用天然存在于地层中的流体如原油烃、冷凝物和地层水稀释。然而，在许多情况下，地层中的VES流体未被完全破坏，这可使得它们的移除困难并阻碍所需地下油或气的开采。一种改进VES流体净化的方法是使用可能包含芳族烃、醇、互溶剂和/或其他破坏添加剂的预冲洗或后冲洗流体。使用预冲洗或后冲洗流体的一个问题是由于流体-流体界面小，它们与凝胶的相互作用受限。通常仅一些地层部分实现破坏凝胶并使其移除所需的流体-流体界面，而在其余地层部分中，凝胶仍未被破坏。因此，使凝胶与预冲洗或后冲洗处理接触和破坏并不总是有效。另外，冲洗液体积可能很高。

为了有效地破坏增稠流体并且具有更好的破坏控制，希望具有延迟的内部破坏剂，该破坏剂可以通过地下条件活化以提供受控凝胶粘度降低速率。

已知降低VES凝胶粘度的各种类型的延迟内部破坏剂如酸、氧化物、酶和过渡金属。适当的放置是任何破坏剂的关键因素。它必须与待破坏的流体具有足够的界面。一旦高粘度流体进入地层裂缝或孔隙，大多数常规破坏剂就不能净化VES凝胶，因为无法达到所需的界面。因此，存在对在不同地下条件下和在预定时间内破坏VES流体的组合物和方法的需要。

US 6881709 B2公开了一种破坏体系的前体，其通过熔化、缓慢溶解以及解吸吸入固体颗粒中的破坏剂而降低流体的粘度。在一个公开的实施方案中，破坏剂包含以包封形式提供的盐。可能的是该固体破坏剂配制剂可能由凝胶沉降出，并导致VES凝胶的无效或过早破坏。此外，如果在水力压裂中使用固体包封的破坏剂配制剂，则破坏剂机理可依靠压裂闭合而压碎胶囊并释放破坏的盐。在这种情况下，在闭合期间被压裂出来的任何高粘度流体不会被破坏。US 7084095公开了一种处理地层的方法，其包括以下步骤：向井下注入包含增稠量的粘弹性表面活性剂的含水流体，并提供在井下条件下导致流体流变性变化的包封聚合物添加剂。该专利还公开了一种用于处理地层的聚合物添加剂，其中该聚合物添加剂选自磺化聚萘、磺化聚苯乙烯和磺化苯乙烯/马来酸酐聚合物。

US 7635028公开了一种酸性内部破坏剂，其可以是无机酸或有机酸。然而，在低pH下进行的应用中，该方法可能不是最佳的。该参考文献另外公开了腐蚀抑制剂可以与酸性内部破坏剂一起使用以保护可能存在的任何井管。

US 7655603公开了一种用于处理地下储层的方法，该方法包括使用以粘弹性表面活性剂胶凝的含水流体和微乳液，其中微乳液包含至少一种含有至少一种不饱和脂肪酸的粘度降低剂、至少一种增溶剂、至少一种解吸剂和至少一种水润湿剂。

US 7879770公开了氧化内部破坏剂以及选自偏亚硫酸氢盐、还原糖和还原二-、三-、寡-和多糖的自由基增长剂。氧化破坏剂可以通过化学或物理条件如温度或pH引发。破坏速率可以任选加速或延迟。然而，可能的是氧化剂可能不总是有效地作为延迟破坏剂起作用。此外，可能的是如果使用较高的剂量，则可能发生相分离和/或沉淀。

因此，需要延迟内部破坏剂，其可以与粘弹性表面活性剂混合，而不会使VES流体的粘度和弹性降低至少几个小时，使得VES流体可以实现其功能。理想地，内部破坏剂应可与VES相容，应与VES一起在整个地层中移动，并且应在适当时间内降低VES流体的粘度和弹性。

发明概述

本发明涉及用于促进粘弹性表面活性剂基流体的延迟破坏的组合物和方法，特别是在处理地层如油气井中。更具体地，本发明涉及用于酸化、压裂和砾石填充应用的促进粘弹性表面活性剂基流体的延迟破坏的组合物和方法。

在本发明的一个方面，用于促进粘弹性表面活性剂基流体的延迟破坏的组合物包含含水流体、粘弹性表面活性剂和一种或多种破坏剂，其中所述破坏剂选自烷基醚磷酸酯及其盐，烷基芳基醚磷酸酯及其盐，烷基磺酸及其盐，烷基芳基磺酸及其盐，烷基硫酸酯及其盐，烷基芳基硫酸酯及其盐，烷基醚硫酸酯及其盐，烷基芳基醚硫酸酯及其盐，以及前述中任何两种或更多种的混合物。

在本发明的一个方面，一种用于处理地层的方法包括向地层引入包含含水流体、粘弹性表面活性剂和破坏剂的流体，其中所述破坏剂选自烷基醚磷酸酯及其盐，烷基芳基醚磷酸酯及其盐，烷基磺酸及其盐，烷基芳基磺酸及其盐，烷基硫酸酯及其盐，烷基芳基硫酸酯及其盐，烷基醚硫酸酯及其盐，烷基芳基醚硫酸酯及其盐，以及前述中任何两种或更多种的混合物，使得流体在地层中呈凝胶形式，然后使破坏剂作用于凝胶以降低其粘度。

在本发明的一个实施方案中，粘弹性表面活性剂选自磺基甜菜碱、甜菜碱和酰胺基胺氧化物。

在本发明的一个实施方案中，破坏剂选自烷基醚磷酸酯及其盐和烷基芳基醚磷酸酯及其盐。

在本发明的一个实施方案中，破坏剂选自烷基醚磷酸酯及其盐。

在本发明的一个实施方案中，含水流体包含一种或多种盐。在一个实施方案中，含水流体是盐水，其为饱和溶液(在20℃下)。在一个实施方案中，盐是碱金属盐。在一个实施方案中，盐是碱土金属盐。在一个实施方案中，碱金属盐是NaCl、KCl和/或其溴化物或甲酸盐的等价物。在一个实施方案中，碱土金属盐是CaCl₂和/或其溴化物或甲酸盐的等价物。在一个实施方案中，含水流体包含盐的混合物。

附图说明

图1是根据实施例1的在250°F下包含30％CaCl₂盐水、6％磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂和浓度为0％、0.2％和0.3％的烷基醚磷酸酯破坏剂的组合物的粘度对时间的图。

图2是根据实施例2的在250°F下包含30％CaCl₂盐水和6％磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂的组合物(不含破坏剂和含有0.5％烷基醚磷酸酯的钠盐和铵盐破坏剂)的粘度对时间的图。

图3是根据实施例3的在300°F下包含30％CaCl₂盐水、6％磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂和浓度为0％、0.1％和0.15％的烷基醚磷酸酯破坏剂的组合物的粘度对时间的图。

图4是根据实施例4的在300°F下包含12.5ppg NaBr盐水、6％磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂以及浓度为0％和0.1％的烷基醚磷酸酯破坏剂的组合物的粘度对时间的图。

图5是根据实施例5的在250°F下包含20％NaCl盐水、6％磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂和浓度为0％和0.1％的烷基醚磷酸酯破坏剂的组合物的粘度对时间的图。

图6是根据实施例6的在250°F下包含30％CaCl₂盐水、6％甜菜碱粘弹性表面活性剂的组合物(不含破坏剂和含有0.1％烷基醚磷酸酯的钠盐和铵盐破坏剂)的粘度对时间的图。

图7是根据实施例7的在200°F下包含30％CaCl₂盐水、6％酰胺基胺氧化物粘弹性表面活性剂以及浓度为0％、0.3％和0.5％的烷基醚磷酸酯破坏剂的组合物的粘度对时间的图。

图8是根据实施例8的在275°F下包含20％KCl盐水、6％磺基甜菜碱粘弹性表面活性剂以及浓度为0％、0.1％和0.5％的烷基醚磷酯的钠盐破坏剂的组合物的粘度对时间的图。

发明详述

在本发明的一个方面，油田处理组合物包含含水流体、粘弹性表面活性剂和延迟破坏剂。粘弹性表面活性剂将作用于处理组合物以形成VES基凝胶。破坏剂应保持与VES基凝胶一起，以能够有效和完全破坏。本发明的一个优点是可以在不牺牲初始流体粘度(例如根据砾石填充和水力压裂的要求)下实现VES基凝胶的延迟破坏。此外，可以在所需时期内控制破坏速率。破裂直到完成VES基凝胶的所需功能才有效开始。

本发明的组合物和方法可用于水力压裂、砾石填充、基质酸化和压裂酸化中，但是应当理解，本发明可用于许多其他应用。

在水力压裂中，粘弹性表面活性剂基流体在产油储层区中产生通道或裂缝，从而通过提供从储油岩至井眼的高渗透性途径而改进产油。通常，压裂流体在超过岩层的上覆重量的压力下泵送，从而导致岩层中的裂口和裂缝。可以将常规支撑剂添加到流体中以通过撑开诱发的裂口和裂缝防止在泵送阶段结束之后诱发的裂缝闭合。可以将胶凝剂加入流体中以输送支撑剂并减少流体泄漏。

本发明尤其可用于砾石填充，其中使用高密度粘性流体将具有特定尺寸的制备的砾石放置在周围的环形物中以使出砂最小。砾石填充涉及使用可包含一价盐、二价盐及其混合物的浓盐水。通常，溴化物或甲酸盐用于制备用于深井应用的高密度盐水。

存在两种类型的酸处理：压裂酸化(其中在压裂压力以上的压力下注入酸以蚀刻所得裂缝的表面)以及基质酸化(其中在压裂压力以下的压力下注入酸以溶解在岩石中的流动通道或者移除钻孔造成的灰垢或损坏。适用于这些处理技术的酸包括但不限于盐酸、氢氟酸、氟硼酸、乙酸和甲酸及其混合物，以及酸-油乳液形式的那些酸。该酸可以包含一些添加剂，如腐蚀抑制剂和铁控制剂。自转向和延迟的酸可以用合适的粘弹性表面活性剂胶凝。

在本发明的一个实施方案中，流体组合物包含含水流体、粘弹性表面活性剂和延迟破坏剂，所述延迟破坏剂选自烷基醚磷酸酯及其盐，烷基芳基醚磷酸酯及其盐，烷基磺酸及其盐，烷基芳基磺酸及其盐，烷基硫酸酯及其盐，烷基芳基硫酸酯及其盐，烷基醚硫酸酯及其盐，烷基芳基醚硫酸酯及其盐，以及前述中任何两种或更多种的混合物。

“烷基醚磷酸酯”和“烷基芳基醚磷酸酯”是指式(I)化合物，

其中R分别是烷基或烷基芳基。

“烷基硫酸酯”和“烷基芳基硫酸酯”是指式(II)化合物，

ROS(O)₂(OH) (II)

其中R分别是烷基或烷基芳基。

烷基醚硫酸酯和烷基芳基醚硫酸酯是指式(III)化合物，

[RO(CH₂CH₂O)_m]_nS(O)₂(OH)_2-n (III)

其中R分别是烷基或烷基芳基。

“烷基磺酸酯”和“烷基芳基磺酸酯”是指式(IV)化合物，

RS(O)₂(OH) (IV)

其中R分别是烷基或烷基芳基。

在各前述式(I)-(IV)中，R的烷基部分是具有约6个碳原子，在一个实施方案中约8个碳原子，在一个实施方案中约10个碳原子至约30个碳原子，在一个实施方案中至多20个碳原子，在一个实施方案中至多16个碳原子，在一个实施方案中至多14个碳原子的饱和或不饱和线性或支化烃基。在任何量的破坏剂中，R可以限于单个链长度或者可以具有混合链长度。在一个实施方案中，破坏剂具有式I，其中R是单个或混合链长度的饱和C₁₀-C₁₄烷基且m是3。

当R是烷基芳基时，则芳基是包含1-3个5或6元环，优选1或2个5或6元环的取代或未取代的芳族烃基，最优选芳基是苯基。

在式(I)和(III)中，乙氧基化物基团可以是单个长度m或在m范围内的长度混合物，其中m是2-20，在另一实施方案中2-12，在又一实施方案中2-6，在再一实施方案中2-4的整数。

在式(I)和(III)中，n是选自1和2的整数。

本发明还包含作为式(I)-(IV)化合物的盐的破坏剂，其中一个或多个(-OH)基团相反为(-OM⁺)基团，其中M⁺是盐的阳离子。合适的阳离子包括碱金属阳离子和铵离子。

在一个实施方案中，含水流体可以是包含一种或多种盐的盐水组合物。在一个实施方案中，盐水是饱和溶液(在20℃下)。如本领域已知的一样，盐水可以是淡盐水或浓盐水，这取决于流体所实现的功能。在一个实施方案中，盐是碱金属盐。在一个实施方案中，盐是碱土金属盐。在一个实施方案中，碱金属盐是NaCl、KCl和/或其溴化物或甲酸盐等价物。在一个实施方案中，碱土金属盐是CaCl₂和/或其溴化物或甲酸盐等价物。在一个实施方案中，盐水包含一种或多种一价和/或二价阳离子，例如Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺或Zn²⁺。适用于本发明所用盐水的盐包括但不限于NaCl、NaBr、CaCl₂和KCl。

粘弹性表面活性剂(VES)

包含于本发明中的粘弹性表面活性剂可以包括能够赋予含水流体粘弹性的任何合适的表面活性剂。在性质上表面活性剂可以是两性离子的，阳离子的，阴离子的或两性的。已经发现本发明的延迟破坏剂在与几种类型的两性离子表面活性剂一起使用时是特别有用的，其包括但不限于甜菜碱、磺基甜菜碱和酰胺基胺氧化物。

磺基甜菜碱具有以下通式：

其中R¹可以是具有约12个至约30个碳原子的饱和或不饱和烃基，或R¹可以是RCONH(CH₂)_k的形式，其中R是具有至少约17个碳原子，在一个实施方案中至少约18个，在一个实施方案中至多约29个碳原子，在一个实施方案中至多约21个碳原子的饱和或不饱和烃基，在一个实施方案中是衍生自天然脂肪或油的脂肪脂族烃基，且k为至少2，在一个实施方案中至多20，在一个实施方案中至多12，在一个实施方案中至多6，在一个实施方案中至多4的整数；R²和R³各自独立地选自具有1个至约6个碳原子，在另一实施方案中1-4个碳原子，在又一实施方案中1-3个碳原子的直链或支化烷基或羟烷基；R⁴选自H、羟基、具有1个至约4个碳原子的烷基或羟烷基，在一个实施方案中，R⁴选自乙基、羟乙基、-OH或甲基；m是1-20，在另一实施方案中1-12，在又一实施方案中1-6，在又一实施方案中1-3的整数；并且n是0-20，在另一实施方案中0-12，在又一实施方案中0-6，在又一实施方案中0-1的整数。

在一个实施方案中，粘弹性表面活性剂是具有式(Va)的磺基甜菜碱：

其中R是具有约17个至约29个碳原子，在一个实施方案中约18个至约21个碳原子的饱和或不饱和的烃基。在一个实施方案中，R是衍生自具有约1至约140，在一个实施方案中约30至约90，在一个实施方案中40至约70的碘值的衍生自天然脂肪或油的脂肪脂族基团。R可限于单个链长度或者可以具有混合链长度，例如衍生自天然脂肪和油或石油原料的那些基团。牛油烷基、硬化牛油烷基、菜籽烷基、硬化菜籽烷基、松浆油烷基、硬化松浆油烷基、椰油烷基、油基、瓢儿菜基和大豆烷基可用于R。R²和R³各自独立地选自具有1个至约6个碳原子，在另一实施方案中1-4个碳原子，又一实施方案1-3个碳原子的直链或支化烷基或羟烷基。R⁴选自H、羟基、具有1个至约4个碳原子的烷基或羟烷基；在一个实施方案中，乙基、羟乙基、-OH或甲基。在剩余的取代基中，k是2-20，在另一实施方案中2-12，在又一实施方案中2-6，在再一实施方案中2-4的整数；m是1-20，在另一实施方案中1-12，在又一实施方案中1-6，在又一实施方案中为1-3的整数；并且n是0-20，在另一实施方案中0-12，在又一实施方案中为0-6，在又一实施方案中0-1的整数。

甜菜碱具有通式：

其中R¹可以是具有12个至约26个碳原子的烷基，其可以是支化或直链的，并且其可以是饱和或不饱和的，或者R¹可以是RC(O)NH(CH₂)_k形式，其中R是11个至约25个碳原子的烷基，其可以是支化或直链的，并且其可以是饱和或不饱和的，k是2至约4的整数；R²和R³各自独立地选自1个至约6个碳原子，在另一实施方案中1-4个碳原子，在又一实施方案中1-3个碳原子的直链或支化烷基或羟烷基；m是1至约5的整数。

在一个实施方案中，在本发明中，粘弹性表面活性剂是具有式(VIa)的甜菜碱：

其中R是具有11个至约25个碳原子的烷基，其可以是支化或直链的，并且其可以是饱和或不饱和的；R²和R³各自独立地选自1个至约6个碳原子，在另一实施方案中1-4个碳原子，在又一实施方案中1-3个碳原子的直链或支化烷基或羟烷基；k是2至约4的整数；m是1至约5的整数。

酰胺基胺氧化物表面活性剂具有以下通式：

其中R¹是具有至少约7个碳原子，在一个实施方案中至少约14，在一个实施方案中至多约30个碳原子，在一个实施方案中至多约21个碳原子的饱和或不饱和的线性或支化链脂族基团；R¹可限于单个链长度或者可以具有混合链长度，例如衍生自天然脂肪和油或石油原料的那些基团；k是2至约6的整数；R²和R³相同或不同并且独立地选自具有1个至约4个碳原子的烷基或羟烷基，并且在一个实施方案中选自羟乙基或甲基。

在本发明的一个方面，一种处理地层(所述地层具有井眼)的方法包括以下步骤

a.提供包含含水流体、粘弹性表面活性剂和至少一种破坏化合物的组合物，其中该破坏化合物选自烷基醚磷酸酯及其盐，烷基芳基醚磷酸酯及其盐，烷基磺酸及其盐，烷基芳基磺酸及其盐，烷基硫酸酯及其盐，烷基芳基硫酸酯及其盐，烷基醚硫酸酯及其盐，烷基芳基醚硫酸酯及其盐，以及前述中任何两种或多种的混合物，

b.经由井眼将组合物注入地层，由此该组合物作为粘性流体存在于地层中，

c.使破坏剂作用于粘性流体，由此该破坏剂降低粘性流体的粘度。

有利地，在将组合物通过井眼注入地层之前，本发明破坏剂可与含水流体和粘弹性表面活性剂混合以允许充分混合。因为破坏剂是延迟破坏剂，所以当首先注入地层时，组合物作为粘性流体存在。因此，相对于压裂、酸化、砾石填充等，粘性流体有时在地层中实施其功能。一段时间后，本发明延迟破坏剂将开始作用于高粘度流体以破坏粘弹性凝胶，从而有助于从地层中移除组合物。组合物的制备和粘弹性凝胶破坏开始之间的时间间隔以及破坏开始后的凝胶破坏速率各自可取决于含水流体的组成、粘弹性表面活性剂的选择、本发明延迟破坏剂的选择，并且在一些情况下取决于地层环境。因此，本领域技术人员通过选择合适参数将能够控制组合物在地层中实施功能的时间量，以及从实施该功能结束的时间至可移除该组合物的时间。

其中可利用本发明方法和组合物的地下操作包括例如在U.S.7,879,770中描述的那些。在通常包括多个阶段(例如大多数水力压裂、酸压裂、压裂填充和砾石填充实施方案)的处理中，延迟破坏剂可以在整个处理中或仅仅一些阶段，例如一些支撑剂、砾石、酸或者转向阶段中加入衬垫中。延迟破坏剂在水力压裂、压裂填充和砾石填充中特别有用，因为机械移除方法是不可能的，并且涉及使添加剂与额外流体接触的方法并不总是实用的。在希望使一定量的处理流体进入地层的情况下，例如为了改变地层润湿性或者油或水饱和度，本发明组合物和方法也特别有用。

与本发明组合物和方法一起使用的处理流体通常还包含其他材料，例如破乳剂、腐蚀抑制剂、减摩剂、粘土稳定剂、抑垢剂、生物杀伤剂、破坏剂助剂、互溶剂、表面活性剂、消泡剂、去沫剂、粘度稳定剂、铁控制剂、转向剂、乳化剂、起泡剂、氧清除剂、pH控制剂、缓冲剂等。应在实验室中检测本文公开的延迟破坏剂与这些添加剂的相容性。本发明的处理正常进行；将处理流体和添加剂以相应化学品的常见方式输送到现场，混合，储存并泵送。当使用树脂涂覆撑开剂(RCP)时，应进行测试以确保RCP和延迟破坏剂可相容，并且不干扰其他性能；常规的天然和合成支撑剂和砾石通常可以不经测试而使用。

本发明通过考虑关于可用井、地层、流体和添加剂的信息以及成功处理的标准，并且根据数据和标准制备用于使处理性能最大的优化计划来进行。这通常通过使用处理设计和评估软件分析井来进行；例如，在水力压裂软件中，将压力梯度与压裂长度和高度提升算法、完整的泄漏信息以及多个流体注入及其温度变化的影响相结合。

延迟破坏剂的最佳浓度可以通过选择破坏时间和速率并在预期的地层条件下测量利用预期流体样品的破坏来测定。破坏的测量以及破坏的预测和控制是增产和防砂领域中普通技术人员所熟悉的。粘弹性表面活性剂应以足以提供所需粘度的量存在，其需要使酸流转向，减少流体损失，使颗粒悬浮等。粘弹性表面活性剂的浓度可以是以表面活性剂凝胶的重量或者体积计至少约0.005％，至少约0.01％，至少约0.1％，至少约0.5％，在一个实施方案中至少约3％，在一个实施方案中至多约20％，在一个实施方案中至多约10％，在一个实施方案中至多约8％，在一个实施方案中至多约5％。

应当理解，在整个本说明书中，当作为有用或合适等列出或描述浓度或量的范围时，意欲指应认为已经陈述了范围内的任何和每个浓度，包括终点。此外，各数值应在术语“约”所修饰时读取一次(除非已经明确地如此修改)，然后在未如此修改时再次读取，除非在上下文中另有说明。例如，“1-10”将被读取为指示在约1和约10之间的连续集的各个和每个可能的数值。换言之，当表示一定范围时，即使说明书明确地仅标识或者涉及范围内的几个具体数据点，或者甚至不标识或者涉及该范围内的数据点，应当理解，本发明人领会并理解，该范围内的任何和所有数据点将被认为已被指定并且本发明人拥有该范围内的整个范围和所有点。

本发明的延迟破坏剂可以通过将它们计量加入基础水流体中作为浓缩液体而加入到井眼流体中。如果材料作为乳液、分散体或浆液接收，则可将其以该形式储存并直接以该形式使用。如果其以干燥形式(例如作为细颗粒的固体分散性粉末或干乳液)接收，则可以根据需要将颗粒预分散于水或盐水中并以液体料流计量加入，或者作为替换地，它们可以作为固体加入基础流体料流中。

给定的延迟破坏剂在特定温度下和与特定组合物的增稠流体接触时的反应性(例如pH以及其他组分，尤其是电解质的浓度和性质)容易通过简单实验而测定：在处理条件下将流体暴露于本发明的内部破坏剂并监测粘度。

本发明的延迟破坏剂可以与用以下物质制成的VES一起使用：任何类型的表面活性剂或者表面活性剂的混合物，含或不含一种或多种辅助表面活性剂，含或不含其他旨在稳定或改变胶束或囊泡性质的添加剂(如缓冲液、剪切恢复添加剂(shear recoveryadditive)、盐和流变促进剂)。VES选自阳离子、阴离子、两性和两性离子的。

在一些实施例中，将通过表面活性剂芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱说明本发明，其中式Va中的R是不饱和21碳基团。

在一些实施例中，将通过表面活性剂芥酸酰胺基丙基二甲基甜菜碱说明本发明，其中式VIa中的R是不饱和21碳基团。

在一些实施例中，将通过表面活性剂牛油酰胺基丙基二甲基氧化胺说明本发明，其中式VII中的R¹是不饱和17碳基团。

本发明将通过破坏剂组合物说明，该破坏剂组合物是式(I)化合物的混合物，其中R是在10-14个碳原子之间变化的烷基且m＝3，该组合物在本文中称为“破坏剂组合物A”。将使用包含破坏剂组合物A的混合物的钠盐和铵盐的其他破坏剂组合物进一步说明本发明。

实施例1-7的一般程序：

制备各种浓度的盐水。向500ml玻璃混合器中加入盐水溶液，随后加入一定量(体积)的粘弹性表面活性剂和延迟破坏剂。将所得混合物在混合器中以3000-4000rpm搅拌3分钟。然后将所得凝胶以1000rpm离心15分钟以除去气泡。使用Grace Instrument Rheometer(型号M5600)评估流变性能。施加400psi的压力以使样品的蒸发最小，尤其是在高温下。在100s^-1的剪切速率下测量粘度，其中每30分钟沿斜线下降至75s^-1、50s^-1和25s^-1。所有实验在固定温度(200°F、250°F和300°F)下在如所标记的含有和不含破坏剂和其他添加剂下进行。

实施例1

本实施例说明破坏剂组合物A在250°F下作为延迟破坏剂的使用。制备包含6体积％芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱和30重量％CaCl₂的粘性流体的三个样品，分别向其中加入浓度为0、0.2和0.3体积％的破坏剂组合物A。图1A、1B和1C中所示的数据表明弹性随时间而减小。较高剂量的延迟破坏剂具有较低的粘度和较快观察到的破坏。

实施例2

本实施例说明了破坏剂组合物A的钠盐和铵盐在250°F下作为延迟破坏剂的使用。制备包含6体积％芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱和30重量％CaCl₂的粘性流体的三个样品，分别地向其中不加入破坏剂、加入0.5体积％的破坏剂组合物A的铵盐和0.5％的破坏剂组合物A的钠盐。图2中的数据表明，经中和的延迟破坏剂也可以有效地作为VES组合物的延迟破坏剂起作用。

实施例3

本实施例说明了破坏剂组合物A的铵盐在300°F下作为延迟破坏剂的使用。制备包含6体积％芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱和30重量％CaCl₂的粘性流体的三个样品，分别向其中加入浓度为0、0.1和0.15体积％的破坏剂组合物A的铵盐。图3中的数据显示破坏时间随着延迟破坏剂浓度的增加而减小。

实施例4

该实施例说明了本发明延迟破坏剂在300°F下在浓盐水应用中的使用。制备包含6体积％芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱和12.5ppg NaBr的粘性流体的两个样品，分别向其中加入浓度为0和0.1体积％的破坏剂组合物A的铵盐。高密度NaBr盐水通常用于完井或浓盐水水力压裂应用中。图4中的数据显示在延迟破坏剂存在下，弹性随时间缓慢下降。

实施例5

本实施例说明了破坏剂组合物A的铵盐在250°F下在20％NaCl中作为延迟破坏剂的使用。制备包含6体积％芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱和20％NaCl的粘性流体的两个样品，分别向其中加入浓度为0和0.1％的破坏剂组合物A的铵盐。图5中的数据显示本发明破坏剂组合物起作用以缓慢地破坏凝胶的粘度。

实施例6

该实施例说明了本发明延迟破坏剂在250°F下在包含甜菜碱VES的粘性流体中的使用。制备了包含6体积％芥酸酰胺基丙基二甲基甜菜碱和30％CaCl₂的粘性流体的四个样品，分别向其中加入浓度为0和0.1体积％的破坏剂组合物A的钠盐或铵盐。图6中的数据显示破坏剂组合物A的钠盐和铵盐均作为延迟破坏剂良好的起作用。

实施例7

该实施例说明了本发明延迟破坏剂在200°F下在包含酰胺基胺氧化物VES的粘性流体中的使用。制备包含6体积％牛油酰胺基丙基二甲基胺氧化物和30％CaCl₂的粘性流体的三个样品，分别向其中加入浓度为0、0.3和0.5体积％的破坏剂组合物A的铵盐。图7中的数据显示，较高剂量的延迟破坏剂导致较短的破坏时间。

实施例8

该实施例说明了本发明延迟破坏剂在275°F下在包含磺基甜菜碱VES的粘性流体中的使用。制备6体积％芥酸酰胺基丙基羟丙基磺基甜菜碱和20％KCl的粘性流体的三个样品，分别向其中加入浓度为0％、0.1％和0.5体积％的破坏剂组合物A的钠盐。结果如图8所示。

尽管本文参考具体实施方案来说明和描述本发明，但本发明并不意欲限制于所示的细节。

相反，可以在权利要求的等价物的范围和幅度内的细节中做出各种修改，而不脱离本发明的精神。

Claims (13)

1.一种包含含水流体、粘弹性表面活性剂和至少一种破坏化合物的组合物，其中所述破坏化合物选自由烷基醚磷酸酯及其盐、烷基芳基醚磷酸酯及其盐以及前述中任一种的混合物组成的组。

2.权利要求1的组合物，其中所述粘弹性表面活性剂是两性离子的、阳离子的、阴离子的或两性的。

3.权利要求1或2的组合物，其中所述粘弹性表面活性剂选自由甜菜碱、磺基甜菜碱和酰胺基胺氧化物组成的组。

4.权利要求1-3中任一项的组合物，其中所述破坏化合物选自由烷基醚磷酸酯及其盐组成的组。

5.权利要求1-4中任一项的组合物，其中所述盐选自碱金属盐和铵盐。

6.权利要求1-5中任一项的组合物，其中所述烷基醚磷酸酯具有下式：

其中R为具有6-30个碳原子的烷基且m＝2-20。

7.一种处理地层的方法，其中所述地层具有井眼，所述方法包括

a.提供包含含水流体、粘弹性表面活性剂和至少一种破坏化合物的组合物，其中所述破坏化合物选自由烷基醚磷酸酯及其盐，烷基芳基醚磷酸酯及其盐，以及前述任一种的混合物组成的组，

b.经由井眼将组合物注入地层，由此组合物作为粘性流体存在于地层中，

c.使破坏剂作用于粘性流体，由此破坏剂降低粘性流体的粘度。

8.权利要求7的方法，其中所述粘弹性表面活性剂是两性离子的、阳离子的、阴离子的或两性的。

9.权利要求7或8的方法，其中所述粘弹性表面活性剂选自由甜菜碱、磺基甜菜碱和酰胺基胺氧化物组成的组。

10.权利要求6-9中任一项的方法，其中所述破坏化合物选自由烷基醚磷酸酯及其盐组成的组。

11.权利要求6-10中任一项的方法，其中所述盐选自碱金属盐和铵盐。

12.权利要求6-11中任一项的方法，其中所述烷基醚磷酸酯具有下式：

其中R为具有6-30个碳原子的烷基且m＝2-20。

13.选自由烷基醚磷酸酯及其盐、烷基芳基醚磷酸酯及其盐以及前述任一种的混合物组成的组的化合物在处理地层中作为粘弹性表面活性剂配制剂的破坏剂的用途，其中所述盐优选为钠盐或铵盐。