Вязкоупругая жидкость (варианты) и способы гидравлического разрыва пласта с ее использованием

Номер патента: 14364

Опубликовано: 29.10.2010

Авторы: Колако Эллвин, Даханаяки Манилал С., Фан Ли

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вязкоупругая жидкость, содержащая

одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ;

один или несколько анионных полимеров;

одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ и

воду,

где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ выбраны из группы, состоящей из хлорида метилполиоксиэтиленоктадеканаммония, хлорида метилполиоксиэтилен-коко-алкиламмония и хлорида изотридецилоксипропилполиоксиэтиленметиламмония, полиоксиэтилен-коко-алкиламинов, полиоксиэтилен-талло-алкиламинов и полиоксиэтиленолеиламинов;

анионный полимер является сульфонированным анионным полимером, содержащим от приблизительно 8 до приблизительно 100 мономерных звеньев;

цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой

Рисунок 1

где R1представляет собой алкил, алкиларилалкил, алкоксиалкил, алкиламиноалкил или алкиламидоалкил и содержит от приблизительно 18 до приблизительно 30 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;

R2, R3независимо выбраны из группы, состоящей из алифатического фрагмента, содержащего от 1 до приблизительно 30 атомов углерода, и ароматического фрагмента, содержащего от 7 до приблизительно 30 атомов углерода; при этом алифатический фрагмент является разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;

R4 представляет собой алкиленовый радикал с длиной цепи в диапазоне от 1 до 4;

амфотерное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой

Рисунок 2

где R1, R2 и R4имеют значения, определенные выше.

2. Жидкость по п.1, где катионным поверхностно-активным веществом является хлорид метилполиоксиэтиленоктадеканаммония.

3. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ представляют собой один или несколько аминов.

4. Жидкость по п.3, где амином являются полиоксиэтилен-коко-алкиламины.

5. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 40 мас.% в расчете на общую массу катионного и цвиттерионного/амфотерного поверхностно-активных веществ.

6. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 5 до приблизительно 20 мас.% в расчете на общую массу катионного и цвиттерионного/амфотерного поверхностно-активных веществ.

7. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,01 до приблизительно 5 мас.%.

8. Жидкость по п.1, где одно или несколько цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ выбраны из группы, состоящей из соединений структурных формул:

Рисунок 3

и их комбинаций.

9. Жидкость по п.1, где одним или несколькими цвиттер-ионными поверхностно-активными веществами является хлорид эруцил-бис-(2-гидроксиэтил)метиламмония.

10. Жидкость по п.1, где вода присутствует в количестве, приблизительно равном 50 мас.% или более в расчете на массу жидкости.

11. Жидкость по п.1, где вода присутствует в количестве, приблизительно равном 70 мас.% или более в расчете на массу жидкости.

12. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу жидкости.

13. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 0,25 до приблизительно 2 мас.% в расчете на массу жидкости.

14. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве менее 2 мас.% в расчете на массу жидкости.

15. Жидкость по п.1, дополнительно содержащая компонент, выбранный из группы, состоящей из органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и их комбинаций.

16. Жидкость по п.15, где компонент выбран из группы, состоящей из хлорида калия и хлорида триметиламмония.

17. Жидкость по п.15, где компонент присутствует в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.%.

18. Жидкость по п.1, дополнительно содержащая расклинивающий наполнитель.

19. Жидкость по п.15, дополнительно содержащая расклинивающий наполнитель.

20. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров описываются структурной формулой

Рисунок 4

где n представляет собой целое число от приблизительно 8 до приблизительно 100.

21. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров описываются структурной формулой

Рисунок 5

где n представляет собой целое число в диапазоне от приблизительно 8 до приблизительно 100.

22. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%.

23. Жидкость по п.20, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%.

24. Жидкость по п.21, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%.

25. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 40 мас.% в расчете на общую массу катионного и цвиттерионного/амфотерного поверхностно-активных веществ, анионный полимер присутствует в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.% в расчете на массу жидкости, вода присутствует в количестве, приблизительно равном 50 мас.% или более в расчете на массу жидкости, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу жидкости, при этом жидкость дополнительно содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и их комбинаций, в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу жидкости.

26. Жидкость по п.1, где R1 представляет собой алкильную или алкенильную группу, содержащую от приблизительно 18 до приблизительно 22 атомов углерода, и каждый из R2, R3независимо содержит от приблизительно 1 до приблизительно 6 атомов углерода.

27. Жидкость по п.22, где R1 представляет собой алкильную или алкенильную группу, содержащую от приблизительно 18 до приблизительно 22 атомов углерода, и где каждый из R2, R3независимо содержит от приблизительно 1 до приблизительно 6 атомов углерода.

28. Вязкоупругая жидкость, содержащая

одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ;

одно или несколько анионных поверхностно-активных веществ, имеющих алкильные цепи, содержащие от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода, вместе по меньшей мере с одним отрицательно заряженным фрагментом;

одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ и

воду,

где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ выбраны из группы, состоящей из хлорида метилполиоксиэтиленоктадеканаммония, хлорида метилполиоксиэтилен-коко-алкиламмония и хлорида изотридецилоксипропилполиоксиэтиленметиламмония, полиоксиэтилен-коко-алкиламинов, полиоксиэтилен-талло-алкиламинов и полиоксиэтиленолеиламинов;

цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой

Рисунок 6

где R1представляет собой алкил, алкиларилалкил, алкоксиалкил, алкиламиноалкил или алкиламидоалкил и содержит от приблизительно 18 до приблизительно 30 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;

R2, R3 независимо выбраны из группы, состоящей из алифатического фрагмента, содержащего от 1 до приблизительно 30 атомов углерода, и ароматического фрагмента, содержащего от 7 до приблизительно 30 атомов углерода; при этом алифатический фрагмент является разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;

R4 представляет собой алкиленовый радикал с длиной цепи в диапазоне от 1 до 4;

и амфотерное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой

Рисунок 7

где R1, R2 и R4имеют значения, определенные выше.

29. Жидкость по п.28, где анионное поверхностно-активное вещество описывается структурными формулами, выбранными из группы, состоящей из

Рисунок 8

и их комбинаций;

где R6выбран из группы, состоящей из алкила, арила, алкарила, алкиларилалкила, ариалалкила, алкиламидоалкила, алкиламиноалкила;

при этом алкильная группа содержит от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода; арильная группа представляет собой фенильный, дифенильный фрагмент, фрагмент дифенилового эфира или нафталиновый фрагмент; и общее количество атомов углерода в R6 не превышает приблизительно 18 атомов углерода;

М выбран из группы, состоящей из водорода, щелочного металла и –[[R7-(ЕО)а(РО)b(ВО)c]m-O-]q-P(О)(ОМ)2;

Y представляет собой противоион;

ЕО представляет собой этиленоксирадикал;

РО представляет собой пропиленоксирадикал;

ВО представляет собой бутоксирадикалы;

радикалы ЕО, РО и ВО могут располагаться статистически или в виде дискретных блоков;

a, b и c независимо представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 50;

m равен 0 или 1;

R7 представляет собой C8-C18-алкилен;

R8 представляет собой C8-C18-алкил или C8-C18-алкиламидо;

R9 представляет собой С14-алкил или Y;

R10 представляет собой С48-алкил и

q представляет собой целое число от 1 до приблизительно 10.

30. Жидкость по п.28, дополнительно содержащая компонент, выбранный из группы, состоящей из органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и их комбинаций.

31. Жидкость по п.30, дополнительно содержащая расклинивающий наполнитель.

32. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости через буровую скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидравлического разрыва пласта, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.1.

33. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости через буровую скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидравлического разрыва пласта, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.28.

34. Способ по п.32, где вязкоупругая жидкость дополнительно содержит газ, выбранный из воздуха, азота или диоксида углерода, с получением аэрированной жидкости для гидравлического разрыва пласта или пены.

35. Способ по п.33, где вязкоупругая жидкость дополнительно содержит газ, выбранный из воздуха, азота или диоксида углерода, с получением аэрированной жидкости для гидравлического разрыва пласта или пены.

36. Способ получения гравийной набивки в подземном пласте, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости в буровую скважину, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.1.

37. Способ получения гравийной набивки в подземном пласте, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости в буровую скважину, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.28.


Текст

Смотреть все

ВЯЗКОУПРУГАЯ ЖИДКОСТЬ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Изобретение относится к вязкоупругой жидкости. Жидкость содержит одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ, выбираемых из группы, состоящей из определенных четвертичных солей, определенных аминов и их комбинаций; один или несколько представителей анионных полимеров/анионных поверхностно-активных веществ; одно или несколько определенных цвиттер-ионных/амфотерных поверхностно-активных веществ и воду. Представлен также способ гидравлического разрыва подземного пласта. Вязкоупругую жидкость закачивают через буровую скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидравлического разрыва пласта. 014364 Предпосылки изобретения 1. Область техники Настоящее изобретение относится к вязкоупругой жидкости. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу гидравлического разрыва подземного пласта с использованием вязкоупругой жидкости. 2. Описание уровня техники Использование жидких вязкоупругих поверхностно-активных веществ (VES) в сферах применения,связанных с нефтяными месторождениями, продолжает увеличиваться вследствие их преимуществ в сопоставлении с обычно используемыми полимерными системами. Такие преимущества включают повышенную проницаемость нефтеносной зоны, пониженное повреждение пласта или подземного хранилища, повышенное извлечение загустителя после гидравлического разрыва пласта, устранение необходимости в наличии ферментов или окислителей для уменьшения вязкости и облегченная гидратация и более быстрое формирование оптимальной вязкости. Увеличению использования жидких VES препятствует высокая стоимость поверхностно-активных веществ, необходимых для получения композиций таких жидкостей. Еще одна проблема, связанная с использованием жидких VES, заключается в их малой устойчивости в подземных пластах к воздействию органических/неорганических солей и стабилизаторов неустойчивых глин, таких как хлорид калия и хлорид тетраметиламмония (ХТМА). Еще одна проблема, связанная с использованием жидких VES, заключается в высоких температурах, встречающихся в сферах применения, связанных с нефтяными месторождениями с глубокими скважинами, т.е. доходящих вплоть до 250 С. Высокие температуры могут понижать вязкость жидких VES и делать их неэффективными в операциях по гидравлическому разрыву пласта, если вязкоупругие поверхностно-активные вещества будут присутствовать с низкими концентрациями, или требовать использования высоких концентраций вязкоупругого поверхностно-активного вещества для предотвращения такого уменьшения вязкости. Использование вязкоупругих поверхностноактивных веществ при низких концентрациях в результате также может привести к неприемлемо продолжительному времени восстановления режима сдвига после проведения операции в условиях высокого сдвига. В предшествующем уровне техники были предприняты попытки по устранению ухудшения вязкостных эксплуатационных характеристик в результате добавления полимеров и/или соповерхностноактивных веществ, таких как низкомолекулярные анионные полимеры. Однако восстановление режима сдвига может оказаться неприемлемо продолжительным, и/или ненадлежащей может оказаться устойчивость к воздействию органических/неорганических солей.US 2002/0023752 раскрывает извлечение углеводородов из подземных формаций путем гидроразрыва подземной формации. Для улучшения извлечения углеводородов и ограничения потерь жидкости разрыва пригодны жидкости разрыва, использующие повышающее вязкость поверхностно-активное вещество, содержащее повышающие вязкость мицеллы. Изобретение далее относится к новым способам разрыва и кислотного разрыва, пригодным для повышения добычи углеводородов, ограничивающим образование воды, уменьшающим потери жидкости разрыва в подземную формацию и снижающим требования к оборудованию при смешивании и закачке жидкости. Действие повышающих вязкость мицелл поверхностно-активного вещества в водной зоне подземной формации отклоняет жидкость разрыва или кислоты от водных зон к углеводородсодержащим зонам и облегчает отток увеличивающихся количеств углеводородов, как только подвергнутая разрыву скважина размещается обратно для производства. Эти способы селективно блокируют пористую структуру в водосодержащей зоне и не блокируют пористую структуру углеводородсодержащей зоны у стенки коллектора. Стадия селективного блокирования образует пробку из вязкой жидкости, содержащей придающие вязкость мицеллы, в пористой структуре водосодержащей зоны при коллекторе. Однако все вышеуказанные недостатки уровня техники, указанные выше, характерны и для рассматриваемого документа, который описывает систему только из цвиттерионного поверхностно-активного вещества, систему из цвиттер-ионного и катионного поверхностноактивных веществ, систему из цвиттер-ионного и неионогенного поверхностно-активных веществ, систему из катионного и анионного поверхностно-активных веществ. Такие вязкоупругие жидкости, которые содержат только комбинацию цвиттер-ионных/амфотерных ПАВ и катионных ПАВ, комбинацию цвиттер-ионных/амфотерных ПАВ и выбранных анионный полимер/анионное ПАВ или комбинацию выбранных катионных ПАВ и выбранных анионный полимер/анионное ПАВ, имеют недостатки по сравнению с композиции настоящего изобретения, проиллюстрированные также на фиг. 2.WO 2004/007904 раскрывает способы и композиции для контролируемого добавления компонентов,которые повышают вязкость вязкоупругих поверхностно-активных жидкостей, или для регулируемого изменения концентрации электролита или состава вязкоэластичных поверхностно-активных жидкостей. Один аспект изобретения по этому документу относится к использованию внутренней разрушающей жидкости (понижающей вязкость) с замедленной активацией. Другой аспект изобретения по этому документу относится к использованию предшественника, который высвобождает разрушающую систему (понижающую вязкость), такую как спирт, таким способом, как плавление, замедленное растворение, взаимодействие с соединением, находящимся в жидкости или добавленным к жидкости во время или после-1 014364 стадии инжектирования, разрыв инкапсулированного покрытия и десорбция разрушающего агента, поглощенного твердыми частицами. В еще одном аспекте изобретения по этому документу спирты включают в подушку для понижения вязкости при низком сдвиге и понижения сопротивления течению жидкостей для обработки во время желаемой фазы обработки. Этот документ лишь раскрывает использование вязкоэластичного ПАВ для скважинных применений. Вязкоэластичное ПАВ согласно этому документу может быть анионным ПАВ или катионным ПАВ или цвиттер-ионным ПАВ или бетаином. Вышеуказанные недостатки известных систем обусловлены в данном случае тем, что вязкоупругие жидкости представляют собой только комбинацию выбранных цвиттер-ионных/амфотерных ПАВ и катионных ПАВ, комбинацию цвиттер-ионных/амфотерных ПАВ и выбранного анионный полимер/анионное ПАВ или комбинацию выбранных катионных ПАВ и выбранного анионный полимер/анионное ПАВ, преимущества по сравнению с которыми для настоящего изобретения представлена далее на фиг. 2 В соответствии с этим было бы желательным наличие жидкого VES, композицию которого можно было бы составлять экономически рентабельным образом, т.е. при относительно низких уровнях содержания вязкоупругого поверхностно-активного вещества. Кроме того, было бы желательным наличие жидкого VES, которое демонстрировало бы высокую устойчивость по отношению к воздействию органических/неорганических солей и стабилизаторов неустойчивых глин. Кроме того, еще было бы желательным наличие жидкого VES, характеризующегося относительно низкими уровнями содержания вязкоупругого поверхностно-активного вещества, которое бы сохраняло бы высокий уровень вязкостных эксплуатационных характеристик при высоких температурах и восстановление режима сдвига, сопоставимое с тем, что имеет место для жидкостей, характеризующихся относительно высокой концентрацией вязкоупругих поверхностно-активных веществ. Краткое изложение изобретения Задача настоящего изобретения заключается в получении вязкоупругой жидкости. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в получении вязкоупругой жидкости, подходящей для использования в сферах применения, связанных с нефтяными месторождениями. И еще одна задача настоящего изобретения заключается в получении жидкого вязкоупругого поверхностно-активного вещества, композицию которого можно составлять с относительно низким уровнем содержания поверхностно-активного вещества при получении экономически рентабельных эксплуатационных характеристик. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в получении вязкоупругой жидкости,характеризующейся высокой устойчивостью к воздействию органических/неорганических солей, таких как KCl и ХТМА, и ионов Ca и Mg. Еще одна дополнительная задача настоящего изобретения заключается в получении вязкоупругой жидкости, которая сохраняет высокий уровень вязкостных эксплуатационных характеристик при высоких температурах. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в получении жидкого вязкоупругого поверхностно-активного вещества, которое демонстрирует хорошее восстановление режима сдвига после проведения операции в условиях высокого сдвига. В соответствии с этими и другими задачами и преимуществами настоящего изобретения предлагается вязкоупругая жидкость. Жидкость содержит одно или несколько выбранных катионных поверхностно-активных веществ, один или несколько представителей выбранных анионных полимеров и/или анионных поверхностно-активных веществ, одно или несколько выбранных цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ и воду. Катионное поверхностно-активное вещество выбирают из i) определенных четвертичных солей,ii) определенных аминов, iii) определенных аминоксидов и iv) их комбинаций. Четвертичные соли описываются структурной формулой где R1 представляет собой гидрофобный фрагмент в виде алкила, алкиларилалкила, алкоксиалкила,алкиламиноалкила или алкиламидоалкила и где R1 содержит от приблизительно 12 до приблизительно 25 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным.R2, R3 и R5 независимо представляют собой алифатический фрагмент, содержащий от 1 до приблизительно 30 атомов, или ароматический фрагмент, содержащий от 7 до приблизительно 15 атомов. Алифатический фрагмент может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным.X представляет собой подходящий противоион, такой как Cl-, Br- и Ch3CH3SO4-. Амины описываются следующей далее структурной формулой:-2 014364 Аминоксиды описываются следующей далее структурной формулой: где R1, R2 и R3 являются такими, как определено выше. Анионный полимер содержит от приблизительно 8 до приблизительно 100 мономерных звеньев и по меньшей мере один отрицательно заряженный фрагмент. Предпочтительными являются сульфонированные полимеры. Анионные поверхностно-активные вещества будут иметь алкильные цепи, содержащие от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода, вместе по меньшей мере с одним отрицательно заряженным фрагментом. Цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество описывается следующей далее структурной формулой:R4 представляет собой гидрокарбильный радикал, характеризующийся длиной цепи, соответствующей 1-4 атомам углерода. Амфотерное поверхностно-активное вещество описывается следующей далее структурной формулой: где R1, R2 и R4 являются такими, как представлено выше. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в предложении способа гидравлического разрыва подземного пласта, включающего стадию закачивания вязкоупругой жидкости через буровую скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидравлического разрыва пласта. Описание фигур Фиг. 1 представляет собой диаграмму профиля вязкости в зависимости от температуры для жидкостей настоящего изобретения в сопоставлении с жидкостью сравнения. Фиг. 2 представляет собой диаграмму профиля вязкости в зависимости от температуры для жидкости настоящего изобретения в сопоставлении с жидкостями сравнения. Подробное описание изобретения В общем случае свойство вязкоупругости хорошо известно и ссылку можно сделать на работы S.Hoffmann et al., "The Rheological Behaviour of Different Viscoelastic Surfactant Solutions", Tenside Surf. Det.,31, 389-400, 1994. В данных ссылках определены некоторые способы испытаний для определения того,будет ли жидкость обладать вязкоупругими свойствами. Одно испытание, которое было признано подходящим для использования при определении вязкоупругости водного раствора, заключается в закручивании движения потока раствора и визуальном наблюдении того, будут ли пузырьки, сформировавшиеся в результате закручивания движения потока, отскакивать обратно после того, как закручивание движения потока будет прекращено. Любой отскок пузырьков свидетельствует о наличии вязкоупругости. Еще одно подходящее для использования испытание заключается в измерении модуля накопления (G') и модуля потерь (G) при заданной температуре. Если в определенной точке или в определенном диапазоне точек ниже приблизительно 10 рад/с, обычно в диапазоне от приблизительно 0,001 до приблизительно 10 рад/с, более часто от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 рад/с при заданной температуре будет иметь место G'G" и если G'10-2 Па, предпочтительно 10-1 Па, то тогда при данной температуре жидкость обычно рассматривается как вязкоупругая. Реологические измерения, такие как в случае G' и G,более полно обсуждаются в работе "Rheological Measurements", Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 21, pp. 347-372, (John WileySons, Inc., N. Y., N. Y., 1997, 4th ed.). Возникновение вязкоупругости обусловливает другой тип мицеллообразования в сопоставлении с образованием обычных сферических мицелл из большинства поверхностно-активных веществ. Жидкие вязкоупругие поверхностно-активные вещества в растворе образуют червеобразные, стержнеобразные или цилиндрические мицеллы. Образование длинных цилиндрических мицелл приводит к получению подходящих реологических свойств. Раствор вязкоупругого поверхностно-активного вещества демонстрирует поведение, характеризующееся уменьшением вязкости при сдвиге, и остается стабильным, несмотря на неоднократное воздействие условий высокого сдвига. Вязкоупругие поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в жидкостях настоящего изобретения, выбирают из цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ и/или амфотерных поверхностно-активных веществ и катионных поверхностно-активных веществ. Цвиттер-ионное поверх-3 014364 ностно-активное вещество содержит в молекуле постоянно положительно заряженный фрагмент вне зависимости от значения pH и отрицательно заряженный фрагмент при щелочном значении pH. Катионное поверхностно-активное вещество содержит положительно заряженный фрагмент вне зависимости от значения pH. Амфотерное поверхностно-активное вещество содержит как положительно заряженный фрагмент, так и отрицательно заряженный фрагмент в определенном диапазоне значений pH (например,обычно слабокислотном), только отрицательно заряженный фрагмент в определенном диапазоне значений pH (например, обычно слабощелочном) и только положительно заряженный фрагмент в другом диапазоне значений pH (например, обычно умеренно кислотном). Выбранные вязкоупругие поверхностно-активные вещества и полимеры образуют вязкоупругую жидкость, которая демонстрирует улучшенные эксплуатационные характеристики в сопоставлении с обычно используемыми вязкоупругими жидкостями. Вязкоупругая жидкость настоящего изобретения может обнаруживать высокие уровни вязкости при высоких температурах и низкие уровни содержания вязкоупругого поверхностно-активного вещества и высокую устойчивость к воздействию ионов Ca и стабилизаторов неустойчивых глин в сопоставлении с обычно используемыми вязкоупругими жидкостями. Вязкоупругая жидкость настоящего изобретения демонстрирует улучшенные эксплуатационные характеристики в сопоставлении с вязкоупругими жидкостями, содержащими только комбинацию выбранных цвиттер-ионных/амфотерных поверхностно-активных веществ и катионных поверхностноактивных веществ, комбинацию цвиттер-ионных/амфотерных поверхностно-активных веществ и выбранных анионного полимера/анионного поверхностно-активного вещества или комбинацию выбранных катионных поверхностно-активных веществ и выбранных анионного полимера/анионного поверхностноактивного вещества. Катионное поверхностно-активное вещество выбирают из i) определенных четвертичных солей, ii) определенных аминов, iii) аминоксида и iv) их комбинаций. Четвертичные соли описываются структурной формулой где R1 представляет собой гидрофобный фрагмент в виде алкила, алкиларилалкила, алкоксиалкила,алкиламиноалкила или алкиламидоалкила; R1 содержит от приблизительно 18 до приблизительно 30 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным. Примеры линейных алкильных групп включают октадецентил(олеил), октадецил(стеарил), докозенил(эруцил) и производные таллового, кокосового, соевого и рапсового масел. Предпочтительные алкильные и алкенильные группы представляют собой алкильные и алкенильные группы, содержащие от приблизительно 18 до приблизительно 22 атомов углерода.R2, R3 и R5 независимо представляют собой алифатическую группу, содержащую от 1 до приблизительно 30 атомов углерода, или ароматическую группу, содержащую от 7 до приблизительно 15 атомов углерода. Алифатическая группа предпочтительно содержит от 1 до приблизительно 20 атомов углерода,более предпочтительно от 1 до приблизительно 10 атомов углерода, а наиболее предпочтительно от 1 до приблизительно 6 атомов углерода. Примеры алифатических групп включают алкил, алкенил, гидроксиалкил, карбоксиалкил и гидроксиалкилполиоксиалкилен. Алифатическая группа может быть разветвленной или линейной и насыщенной или ненасыщенной. Предпочтительными алкильными цепями являются метильная и этильная. Предпочтительными гидроксиалкилами являются гидроксиэтил и гидроксипропил. Предпочтительными карбоксиалкилами являются ацетат и пропионат. Предпочтительными гидроксиалкилполиоксиалкиленами являются гидроксиэтилполиоксиэтилен и гидроксипропилполиоксипропилен. Примеры ароматических фрагментов включают циклические группы, арильные группы и алкиларильные группы. Предпочтительным алкиларилом является бензил.X представляет собой подходящий анион, такой как Cl-, Br- и (CH3)2SO4-. Примеры четвертичных солей, имеющих вышеупомянутую структуру, включают хлорид метилполиоксиэтилен(12-18)октадеканаммония, хлорид метилполиоксиэтилен(2-12)-коко-алкиламмония и хлорид изотридецилоксипропилполиоксиэтилен(2-12)метиламмония. Амины описываются следующей далее структурной формулой: где R1, R2 и R3 являются такими, как определено выше. Примеры аминов, имеющих вышеупомянутую структуру, включают полиоксиэтилен(2-15)-кокоалкиламины, полиоксиэтилен(12-18)-талло-алкиламины и полиоксиэтилен(2-15)олеиламины. Жидкость также содержит анионный полимер. Полимер содержит от приблизительно 8 до приблизительно 100 мономерных звеньев и по меньшей мере один отрицательно заряженный фрагмент. Предпочтительными являются сульфонированные полимеры. Примеры анионных полимеров включают ни-4 014364 жеследующее, но не ограничиваются только им: полинафталинсульфонат, сульфонированные полистиролы и сополимеры сульфонированного стирола/малеинового ангидрида. Наиболее предпочтительным анионным полимером является полинафталинсульфонат, он описывается следующей структурной формулой: где n представляет собой целое число в диапазоне от приблизительно 8 до приблизительно 100. Предпочтительные полинафталинсульфонаты характеризуются среднемассовой молекулярной массой в диапазоне от приблизительно 2000 до приблизительно 20000. Еще одним предпочтительным анионным полимером являются полиалкиленсульфонаты, описывающиеся следующей структурной формулой: где n представляет собой целое число в диапазоне от приблизительно 8 до приблизительно 100; М представляет собой неорганический или органический катион, такой как ионы щелочного металла или аммония, например K+, Na+ и NH4+. Выбранные анионные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в жидком вязкоупругом поверхностно-активном веществе настоящего изобретения, включают соединения, имеющие алкильные цепи, содержащие от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода, вместе по меньшей мере с одним отрицательно заряженным фрагментом. Примеры анионных поверхностно-активных веществ включают соединения, описываемые следующими структурными формулами:R6 выбирают из группы, состоящей из алкила, арила, алкарила, алкиларилалкила, ариалалкила, алкиламидоалкила, алкиламиноалкила; где алкильная группа содержит от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода; арильная группа представляет собой фенильный, дифенильный фрагмент,фрагмент дифенилового эфира или нафталиновый фрагмент; и совокупное содержание атомов углерода в R6 не превышает приблизительно 18 атомов углерода. R6 предпочтительно представляет собой С 10-C18 алкил или алкиламидоалкил. R6 может представлять собой октил, нонил, децил, додецил и т.п. Для уменьшения величины длин углеродных цепей в алкильных группах можно использовать или очищать заменители из природных источников, характеризующиеся смешанными длинами углеродных цепей. Предпочтительными алкиламидоалкилами являются коко/лауриламидопропил,олеил/стеариламидопропил, октиламидопропил и дециламидопропил. М представляет собой водород, щелочной металл, такой как натрий или калий, илиY представляет собой противоион, которым предпочтительно является щелочной металл, такой как натрий или калий, более предпочтительно натрий. ЕО представляет собой этиленоксирадикалы. РО представляет собой пропиленоксирадикалы. ВО представляет собой бутоксирадикалы,где радикалы ЕО, РО и ВО могут располагаться статистически или в виде дискретных блоков.a, b и с независимо представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 50, где а предпочтительно представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 15, b предпочтительно представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 10 и с предпочтительно представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 10.q представляет собой целое число в диапазоне от 1 до приблизительно 10. Выбранные цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в жидком вязкоупругом поверхностно-активном веществе настоящего изобретения, описываются следующей структурной формулой:R2 и R3 независимо представляют собой алифатический фрагмент, содержащий от 1 до приблизительно 30 атомов углерода, или ароматический фрагмент, содержащий от 7 до приблизительно 15 атомов углерода. Алифатический фрагмент предпочтительно содержит от 1 до приблизительно 20 атомов углерода, более предпочтительно от 1 до приблизительно 10 атомов углерода, а наиболее предпочтительно от 1 до приблизительно 6 атомов углерода. Алифатическая группа может быть разветвленной или линейной и насыщенной или ненасыщенной. Примеры алифатических групп включают алкил, алкенил, гидроксиалкил, карбоксиалкил и гидроксиалкилполиоксиалкилен. Предпочтительными алкильными цепями являются метил и этил. Предпочтительными гидроксиалкилами являются гидроксиэтил и гидроксипропил. Предпочтительными карбоксиалкилами являются ацетат и пропионат. Предпочтительными гидроксиалкилполиоксиалкиленами являются гидроксиэтилполиоксиэтилен или гидроксипропилполиоксипропилен.R4 представляет собой алкиленовый радикал, характеризующийся длиной цепи, соответствующей 1-4 атомам углерода. Предпочтительными являются метиленовая или этиленовая группы. Примеры ароматических фрагментов включают циклические группы, арильные группы и алкиларильные группы. Предпочтительным арилалкилом является бензил. Конкретные примеры выбранных цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ включают следующие далее структуры: где R1 является таким, как представлено выше. Другие примеры цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ включают дигидроксиэтилталло-глицинат, олеамидопропилбетаин и эруциламидопропилбетаин. Выбранные амфотерные поверхностно-активные вещества, подходящие для использования в жидком вязкоупругом поверхностно-активном веществе настоящего изобретения, описываются следующей далее структурной формулой: где R1, R2 и R4 являются такими, как определено выше. Конкретные примеры амфотерных поверхностно-активных веществ включают соединения, описываемые следующими далее структурными формулами:-6 014364 Х+ представляет собой неорганический катион, такой как Na+, K+, NH4+, связанный с карбоксилатной группой, или атом водорода в кислой среде. Выбранные цвиттер-ионные и амфотерные поверхностно-активные вещества являются функционально взаимозаменяемыми и их можно использовать по отдельности или индивидуально (в альтернативном варианте) или в комбинации друг с другом. Дополнительные положения в отношении выбранных цвиттер-ионных и амфотерных поверхностно-активных веществ описываются в патенте США 6258859 В 1, который во всей своей полноте включается в настоящее описание. Поверхностно-активные вещества используют в количестве, которое в комбинации с другими ингредиентами, такими как анионный полимер, является достаточным для получения вязкоупругой жидкости, где данное количество обычно является меньшей величиной при расчете на массу жидкости (например, меньшим приблизительно 50 мас.%). Общая концентрация выбранных цвиттер-ионных/амфотерных и катионных поверхностно-активных веществ обычно находится в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.%, более часто от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%, а еще более часто от приблизительно 0,25 до приблизительно 2 мас.% при расчете на массу жидкости. Массовое процентное содержание катионного поверхностно-активного вещества в общем активном поверхностноактивном веществе (исключая растворители) обычно находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 40 мас.%, более часто от приблизительно 3 до приблизительно 20 мас.%, а еще более часто от приблизительно 5 до приблизительно 20 мас.% (в расчете на общее требуемое катионное поверхностно-активное вещество и цвиттер-ионное/амфотерное поверхностно-активное вещество настоящего изобретения). Из-за высокой стоимости поверхностно-активных веществ желательным является по возможности сведение к минимуму концентрации поверхностно-активного вещества. Наиболее предпочтительно, чтобы концентрация выбранных цвиттер-ионных/амфотерных и катионных поверхностно-активных веществ была бы меньше 3 мас.% в расчете на массу жидкости. Выбранный анионный полимер обычно используют в количестве от приблизительно 0,01 до приблизительно 5 мас.%, более часто от приблизительно 0,05 до приблизительно 3 мас.%, а наиболее часто приблизительно от 0,1 до 0,5 мас.% в расчете на массу жидкости. Оптимальные концентрации выбранных поверхностно-активных веществ и анионных полимеров можно определить экспериментально для конкретной жидкой системы. Вязкоупругая жидкость является водной. Вода предпочтительно присутствует в массовом количестве, соответствующем приблизительно 50% или более в расчете на массу жидкости. Наиболее предпочтительные жидкости содержат приблизительно 70 мас.% или более воды в расчете на массу жидкости. Вода может поступать из любого источника до тех пор, пока источник не будет содержать загрязнителей,несовместимых с другими компонентами вязкоупругой жидкости (например, таких, которые вызывают нежелательное осаждение). Таким образом, вода не обязательно должна быть питьевой и может быть слабоминерализованной или содержать другие материалы, типичные для источников воды, обнаруживаемых на нефтяных месторождениях или поблизости от них. Жидкость необязательно содержит один или несколько представителей из следующей далее группы: органические кислоты, соли органических кислот, неорганические соли и их комбинации. Данный представитель обычно будет присутствовать в меньшем количестве (например, равном приблизительно 20 мас.% или менее при расчете на массу жидкости). Органической кислотой обычно является сульфоновая кислота или карбоновая кислота, а анионным противоионом солей органических кислот обычно является анион сульфонатов или карбоксилатов. Представители таких органических молекул включают различные ароматические сульфонаты и карбоксилаты, такие как п-толуолсульфонат, нафталинсульфонат, хлорбензойная кислота, салициловая кислота,фталевая кислота и т.п., у которых такие противоионы являются растворимыми в воде. Наиболее предпочтительными являются салицилат, фталат, п-толуолсульфонат, ксилолсульфонаты натрия, гидроксинафталинкарбоксилаты, например 5-гидрокси-1-нафтойная кислота, 6-гидрокси-1-нафтойная кислота, 7 гидрокси-1-нафтойная кислота, 1-гидрокси-2-нафтойная кислота, предпочтительно 3-гидрокси-2 нафтойная кислота, 5-гидрокси-2-нафтойная кислота, 7-гидрокси-2-нафтойная кислота и 1,3-дигидрокси 2-нафтойная кислота и 3,4-дихлорбензоат. Органическая кислота или ее соль обычно способствует развитию повышенной вязкости, которая является характерной для предпочтительных жидкостей. Без привязки к какой-либо теории можно предположить, что ассоциация органической кислоты или ее соли с мицеллой может обеспечить уменьшение кривизны мицеллы при агрегации и, таким образом, стимулирование образования червеобразной или стержнеобразной мицеллы. Органическая кислота или ее соль в вязкоупругой жидкости обычно будут присутствовать с массовой концентрацией в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.%, более часто от приблизительно 0,1 до приблизительно 7 мас.%, а еще более часто от приблизительно 0,1 до приблизительно 6 мас.% в расчете на массу жидкости. Неорганические соли, которые являются особенно подходящими при использовании в вязкоупругой жидкости, включают растворимые в воде соли калия, натрия или аммония, такие как хлорид калия или хлорид аммония. Наиболее предпочтительным является хлорид калия. В дополнение к этому также можно использовать такие соли, как хлорид кальция, бромид кальция и галогенид цинка. Неорганические соли могут способствовать развитию повышенной вязкости, которая является ха-7 014364 рактерной для предпочтительных жидкостей. Кроме того, неорганическая соль может способствовать сохранению стабильности геологической формации или подземного пласта, взаимодействию с которыми жидкость подвергается. Стабильность пласта, в частности стабильность глин (в результате подавления гидратации глины), может быть достигнута при уровнях концентрации, соответствующих нескольким массовым процентам или менее. Таким образом, плотность жидкости обычно не изменяется значительным образом вследствие присутствия неорганической соли. Если будет важно учитывать плотность жидкости, то тогда могут быть использованы более тяжелые неорганические соли. Неорганическая соль в вязкоупругой жидкости обычно будет присутствовать с массовой концентрацией в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 30%, более часто от приблизительно 0,1 до приблизительно 10%, а еще более часто от приблизительно 0,1 до приблизительно 8%. В дополнение к неорганическим солям или в порядке их замены подходящими для использования также могут оказаться и органические соли, например гидрохлорид триметиламмония и хлорид тетраметиламмония. В качестве альтернативы органическим солям и неорганическим солям или в качестве их частичного заменителя можно использовать спирт с длиной цепи в диапазоне от средней до длинной (предпочтительно алканол), предпочтительно содержащий от пяти до десяти атомов углерода, или карбоксилат спирта (предпочтительно этоксилат алканола), предпочтительно спирта, содержащего от 12 до 16 атомов углерода, и при содержании от 1 до 6, предпочтительно 1-4 оксиэтиленовых звеньев. Раствор вязкоупругого поверхностно-активного вещества является подходящим для использования в качестве жидкости для гидравлического разрыва пласта или гидравлической жидкости на водной основе. Вязкоупругая жидкость, используемая в качестве жидкости для гидравлического разрыва пласта, необязательно может содержать газ, такой как воздух, азот или диоксид углерода, с получением аэрированной жидкости для гидравлического разрыва пласта или пены. В случае использования в качестве жидкости для гидравлического разрыва пласта вязкоупругая жидкость может содержать и другие обычно используемые компоненты, которые исполняют специфические желательные функции, например, ингибирование коррозии, предотвращение водопоглощения и т.п. В жидкости для гидравлического разрыва пласта может быть суспендирован расклинивающий наполнитель. Значение pH у жидкости обычно будет находиться в диапазоне от сильнокислотных (например,меньших значения pH, приблизительно равного 3) до слабощелочных (например, от значения pH, несколько превышающего 7,0, до приблизительно 8,5, более часто до приблизительно 8,0) или умеренно щелочных (например, значение pH в диапазоне от приблизительно 8,5 до приблизительно 9,5). Вязкоупругая жидкость необязательно может содержать один или нескольких представителей дополнительных загустителей и добавок, понижающих водопоглощение, известных в промышленности,таких как растворимые в воде или диспергируемые в воде полимеры (гуар и производные гуара, ксантан,полиакриламид, крахмал и производные крахмала, производные целлюлозы, полиакрилаты, polyDADMAC [хлорид поли(диаллилдиметиламмония)] и их комбинации) и глина (бентонит и аттапульгит). Вязкоупругая жидкость необязательно может содержать обычно используемые поверхностноактивные вещества/соповерхностно-активные вещества, отличные от вязкоупругих поверхностноактивных веществ, описанных выше. Такие поверхностно-активные вещества/соповерхностно-активные вещества могут включать анионные, катионные, неионные, цвиттер-ионные и амфотерные вещества. Жидкость также может содержать любые растворитель или носители, известные из уровня техники, (в дополнение к воде), такие как низшие одноатомные спирты, многоатомные спирты и т.п. Вязкоупругая жидкость является подходящей для использования в обычных способах гидравлического разрыва пласта. Подходящие для использования способы описываются в патенте США 5551516,который включен в качестве ссылки. Сферы применения и способы, связанные с нефтяными месторождениями, также описываются в работе "Oil-field Applications", Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, vol. 10, p. 328-366 (John WileySons, Inc., New York, N. Y., 1987), которая также включается в настоящее описание в качестве ссылки. Гидравлический разрыв пласта относится к способам, используемым для интенсификации притока при добыче из подземных пластов флюидов, таких как нефть и природный газ. При гидравлическом разрыве пласта жидкость для гидравлического разрыва пласта нагнетают через буровую скважину с подачей на поверхность пласта при давлении и расходе, по меньшей мере, достаточных для преодоления пластового избыточного давления и инициирования и/или увеличения трещины (трещин) в пласте. Жидкость для гидравлического разрыва пласта обычно переносит расклинивающий наполнитель, такой как имеющие зерна с размерами 20-40 меш песок, боксит, стеклянная дробь и т.п., суспендированный в жидкости для гидравлического разрыва пласта и транспортируемый в трещину. Расклинивающий наполнитель предотвращает обратное смыкание пласта с самим собой тогда, когда давление будет сброшено. Трещины, заполненные расклинивающим наполнителем, обеспечивают получение проницаемых каналов, через которые пластовые флюиды смогут перетекать в буровую скважину, а после этого из нее отбираться. Вязкоупругие жидкости также широко использовались при обработке с получением гравийной засыпки. Далее следуют примеры настоящего изобретения. Они иллюстрируют изобретение и не должны восприниматься в качестве ограничения. Если только не будет указано другого, то все процентные величины или части являются массовыми.-8 014364 Примеры Жидкости настоящего изобретения получали и подвергали испытаниям на вязкостные эксплуатационные характеристики в зависимости от температуры. Вязкостные эксплуатационные характеристики соотносятся с пригодностью для использования в сферах применения, связанных с гидравлическим разрывом пласта. Использованным цвиттер-ионным поверхностно-активным веществом являлся эруциламидопропилбетаин (ЕАВ). Используемым анионным полимером являлся полинафталинсульфонат (полимерDAXAD 19, изготовленный компанией Hampshire Chemical Corp.). Используемыми катионными поверхностно-активными веществами являлись хлорид метилполиоксиэтиленоктадеканаммония (OAED) и полиоксиэтилен-коко-алкиламины (САЕО). Все ингредиенты смешивали с получением композиции. Испытаниям подвергали две жидкости со следующими далее составами: 27 мас.% ЕАВ/3,8 мас.%DAXAD 19/3,9 мас.% САЕО (баланс составляют растворители); и 27 мас.% ЕАВ/3,8 мас.% DAXAD 19/3,9 мас.% OAED (баланс составляют растворители). Жидкости демонстрировали очень хорошие вязкостные эксплуатационные характеристики при уровне использования поверхностно-активного вещества 2,1 мас.% (0,9 мас.% активного ингредиента) вплоть до 101,7 С при очень хорошем восстановлении режима сдвига (меньшем 15 с). Системы являлись совместимыми с 2 мас.% KCl (хлорид калия), 2 мас.% KCl с 500 ч./млн Са, 0,1 мас.% ХТМА (хлорид триметил аммония) и 0,1 мас.% ХТМА с 300 ч./млн Са. Композиции для трех компонентов составляли с использованием ИПС и воды, обеспечивая получение очень хорошей стабильности и текучести в температурном диапазоне от -6,7 до 65,6 С. Составляли и дополнительные композиции жидкостей, представленные на фиг. 1. Композиции четырех жидкостей настоящего изобретения составляли следующим образом: I) 1,1 мас.% ЕАВ/0,14 мас.%DAXAD 19/0,15 мас.% OAED в 2 мас.% KCl (баланс составляют растворители); II) 0,76 мас.% ЕАВ/0,14 мас.% DAXAD 19/0,1 мас.% OAED в 2 мас.% KCl (остальное составляют растворители); III) 0,76 мас.% ЕАВ/0,14 мас.% DAXAD 19/0,1 мас.% OAED в 2 мас.% KCl/500 ч./млн Са (баланс составляют растворители); и IV) 0,76 мас.% ЕАВ/0,14 мас.% DAXAD 19/0,1 мас.% OAED в 0,1 мас.% ХТМА (баланс составляют растворители). Композицию жидкости сравнения составляли следующим образом: при использовании только 2,3 мас.% ЕАВ в 2 мас.% KCl (баланс составляют растворители). Вязкостные эксплуатационные характеристики в зависимости от температуры представлены на фиг. 1. Составляли композиции дополнительной жидкости настоящего изобретения и трех сравнительных жидкостей и проводили испытания для их вязкостных эксплуатационных характеристик в зависимости от температуры. Композицию жидкости настоящего изобретения составляли следующим образом: 1,1 мас.% ЕАВ/0,14 мас.% DAXAD 19/0,15 мас.% OAED в 2 мас.% KCl (баланс составляют растворители). Композиции трех сравнительных жидкостей составляли следующим образом: I) 1,1 мас.% ЕАВ/0,15 мас.% OAED в 2 мас.% KCl (баланс составляют растворители); II) 1,1 мас.% ЕАВ/0,14 мас.% DAXAD 19 в 2 мас.% KCl (баланс составляют растворители); и III) 1,1 мас.% ЕАВ/0,14 мас.% DAXAD 19/0,15 мас.%Alkaquat DMB-451 (хлорид бензилтриаммония, полученный в компании Rhodia Inc.) в 2 мас.% KCl (баланс составляют растворители). Вязкостные эксплуатационные характеристики в зависимости от температуры представлены на фиг. 2. Необходимо понимать, что для настоящего изобретения представленное выше описание является только иллюстрацией. Без отклонения от положений изобретения специалистами в соответствующей области могут быть разработаны и различные альтернативы и модификации. В соответствии с этим настоящее изобретение предполагает включение всех таких альтернатив, модификаций и вариаций, которые попадают в объем прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вязкоупругая жидкость, содержащая одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ; один или несколько анионных полимеров; одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ и воду,где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ выбраны из группы, состоящей из хлорида метилполиоксиэтиленоктадеканаммония, хлорида метилполиоксиэтилен-коко-алкиламмония и хлорида изотридецилоксипропилполиоксиэтиленметиламмония, полиоксиэтилен-коко-алкиламинов,полиоксиэтилен-талло-алкиламинов и полиоксиэтиленолеиламинов; анионный полимер является сульфонированным анионным полимером, содержащим от приблизительно 8 до приблизительно 100 мономерных звеньев; цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой-9 014364 где R1 представляет собой алкил, алкиларилалкил, алкоксиалкил, алкиламиноалкил или алкиламидоалкил и содержит от приблизительно 18 до приблизительно 30 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;R2, R3 независимо выбраны из группы, состоящей из алифатического фрагмента, содержащего от 1 до приблизительно 30 атомов углерода, и ароматического фрагмента, содержащего от 7 до приблизительно 30 атомов углерода; при этом алифатический фрагмент является разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;R4 представляет собой алкиленовый радикал с длиной цепи в диапазоне от 1 до 4; амфотерное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой где R1, R2 и R4 имеют значения, определенные выше. 2. Жидкость по п.1, где катионным поверхностно-активным веществом является хлорид метилполиоксиэтиленоктадеканаммония. 3. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ представляют собой один или несколько аминов. 4. Жидкость по п.3, где амином являются полиоксиэтилен-коко-алкиламины. 5. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 40 мас.% в расчете на общую массу катионного и цвиттерионного/амфотерного поверхностно-активных веществ. 6. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 5 до приблизительно 20 мас.% в расчете на общую массу катионного и цвиттерионного/амфотерного поверхностно-активных веществ. 7. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,01 до приблизительно 5 мас.%. 8. Жидкость по п.1, где одно или несколько цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ выбраны из группы, состоящей из соединений структурных формул: и их комбинаций. 9. Жидкость по п.1, где одним или несколькими цвиттер-ионными поверхностно-активными веществами является хлорид эруцил-бис-(2-гидроксиэтил)метиламмония. 10. Жидкость по п.1, где вода присутствует в количестве, приблизительно равном 50 мас.% или более в расчете на массу жидкости. 11. Жидкость по п.1, где вода присутствует в количестве, приблизительно равном 70 мас.% или более в расчете на массу жидкости. 12. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу жидкости. 13. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 0,25 до приблизительно 2 мас.% в расчете на массу жидкости. 14. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве менее 2 мас.% в расчете на массу жидкости. 15. Жидкость по п.1, дополнительно содержащая компонент, выбранный из группы, состоящей из органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и их комбинаций.- 10014364 16. Жидкость по п.15, где компонент выбран из группы, состоящей из хлорида калия и хлорида триметиламмония. 17. Жидкость по п.15, где компонент присутствует в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.%. 18. Жидкость по п.1, дополнительно содержащая расклинивающий наполнитель. 19. Жидкость по п.15, дополнительно содержащая расклинивающий наполнитель. 20. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров описываются структурной формулой где n представляет собой целое число от приблизительно 8 до приблизительно 100. 21. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров описываются структурной формулой где n представляет собой целое число в диапазоне от приблизительно 8 до приблизительно 100. 22. Жидкость по п.1, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%. 23. Жидкость по п.20, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%. 24. Жидкость по п.21, где один или несколько анионных полимеров присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.%. 25. Жидкость по п.1, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 40 мас.% в расчете на общую массу катионного и цвиттерионного/амфотерного поверхностно-активных веществ, анионный полимер присутствует в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 мас.% в расчете на массу жидкости, вода присутствует в количестве, приблизительно равном 50 мас.% или более в расчете на массу жидкости, где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ и одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ присутствуют в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу жидкости, при этом жидкость дополнительно содержит компонент, выбранный из группы, состоящей из органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и их комбинаций, в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.% в расчете на массу жидкости. 26. Жидкость по п.1, где R1 представляет собой алкильную или алкенильную группу, содержащую от приблизительно 18 до приблизительно 22 атомов углерода, и каждый из R2, R3 независимо содержит от приблизительно 1 до приблизительно 6 атомов углерода. 27. Жидкость по п.22, где R1 представляет собой алкильную или алкенильную группу, содержащую от приблизительно 18 до приблизительно 22 атомов углерода, и где каждый из R2, R3 независимо содержит от приблизительно 1 до приблизительно 6 атомов углерода. 28. Вязкоупругая жидкость, содержащая одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ; одно или несколько анионных поверхностно-активных веществ, имеющих алкильные цепи, содержащие от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода, вместе по меньшей мере с одним отрицательно заряженным фрагментом; одно или несколько цвиттер-ионных и/или амфотерных поверхностно-активных веществ и воду,где одно или несколько катионных поверхностно-активных веществ выбраны из группы, состоящей из хлорида метилполиоксиэтиленоктадеканаммония, хлорида метилполиоксиэтилен-коко-алкиламмония и хлорида изотридецилоксипропилполиоксиэтиленметиламмония, полиоксиэтилен-коко-алкиламинов,полиоксиэтилен-талло-алкиламинов и полиоксиэтиленолеиламинов; цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой где R1 представляет собой алкил, алкиларилалкил, алкоксиалкил, алкиламиноалкил или алкиламидоалкил и содержит от приблизительно 18 до приблизительно 30 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;R2, R3 независимо выбраны из группы, состоящей из алифатического фрагмента, содержащего от 1 до приблизительно 30 атомов углерода, и ароматического фрагмента, содержащего от 7 до приблизи- 11014364 тельно 30 атомов углерода; при этом алифатический фрагмент является разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным;R4 представляет собой алкиленовый радикал с длиной цепи в диапазоне от 1 до 4; и амфотерное поверхностно-активное вещество описывается структурной формулой где R1, R2 и R4 имеют значения, определенные выше. 29. Жидкость по п.28, где анионное поверхностно-активное вещество описывается структурными формулами, выбранными из группы, состоящей из и их комбинаций; где R6 выбран из группы, состоящей из алкила, арила, алкарила, алкиларилалкила, ариалалкила, алкиламидоалкила, алкиламиноалкила; при этом алкильная группа содержит от приблизительно 6 до приблизительно 18 атомов углерода; арильная группа представляет собой фенильный, дифенильный фрагмент, фрагмент дифенилового эфира или нафталиновый фрагмент; и общее количество атомов углерода в R6 не превышает приблизительно 18 атомов углерода; М выбран из группы, состоящей из водорода, щелочного металла и -R7-(ЕО)а(РО)b(ВО)c]m-O-]qP(О)(ОМ)2;Y представляет собой противоион; ЕО представляет собой этиленоксирадикал; РО представляет собой пропиленоксирадикал; ВО представляет собой бутоксирадикалы; радикалы ЕО, РО и ВО могут располагаться статистически или в виде дискретных блоков;a, b и c независимо представляют собой целые числа в диапазоне от 0 до 50;q представляет собой целое число от 1 до приблизительно 10. 30. Жидкость по п.28, дополнительно содержащая компонент, выбранный из группы, состоящей из органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и их комбинаций. 31. Жидкость по п.30, дополнительно содержащая расклинивающий наполнитель. 32. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости через буровую скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидравлического разрыва пласта, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.1. 33. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости через буровую скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидравлического разрыва пласта, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.28. 34. Способ по п.32, где вязкоупругая жидкость дополнительно содержит газ, выбранный из воздуха,азота или диоксида углерода, с получением аэрированной жидкости для гидравлического разрыва пласта или пены. 35. Способ по п.33, где вязкоупругая жидкость дополнительно содержит газ, выбранный из воздуха,азота или диоксида углерода, с получением аэрированной жидкости для гидравлического разрыва пласта или пены. 36. Способ получения гравийной набивки в подземном пласте, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости в буровую скважину, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.1. 37. Способ получения гравийной набивки в подземном пласте, включающий стадию закачивания вязкоупругой жидкости в буровую скважину, где вязкоупругой жидкостью является вязкоупругая жидкость по п.28.

МПК / Метки

МПК: C09K 8/60

Метки: жидкость, вязкоупругая, пласта, гидравлического, варианты, способы, использованием, разрыва

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/14-14364-vyazkouprugaya-zhidkost-varianty-i-sposoby-gidravlicheskogo-razryva-plasta-s-ee-ispolzovaniem.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Вязкоупругая жидкость (варианты) и способы гидравлического разрыва пласта с ее использованием</a>

Похожие патенты