Сшиватели составов для обработки скважин и их применения

Номер патента: 10933

Опубликовано: 30.12.2008

Авторы: Дессенж Мари Ноэлль, Пессен Жан-Луи

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Состав для обработки скважины, содержащий

(a) гидратированный полимер и

(b) многофункциональный компонент сухого смешения, образованный сухим смешением следующих компонентов: сшивателя и по меньшей мере одного компонента из хелатообразователя и активатора,

где гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения предварительно смешаны на поверхности.

2. Состав для обработки скважины, содержащий

(a) гидратированный полимер,

(b) многофункциональный компонент сухого смешения, образованный сухим смешением компонентов хелатообразователя и активатора, и

(c) сшиватель,

где гидратированный полимер, сшиватель и многофункциональный компонент сухого смешения предварительно смешаны на поверхности.

3. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, в котором гидратированный полимер выбирают из группы, состоящей из гуара, гидроксипропилгуара, карбоксиметилгуара, карбоксиметилгидрокси-пропилгуара, синтетических полимеров и содержащих гуар соединений.

4. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и хелатообразователь, а жидкость для обработки скважины дополнительно содержит активатор, смешанный с гидратируемым полимером и многофункциональным компонентом сухого смешения на поверхности.

5. Состав для обработки скважины по п.4, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания, и активатор выбирают из группы, состоящей из каустической соды, оксида магния, карбоната натрия, бикарбоната натрия или любой их смеси.

6. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и активатор, а жидкость для обработки скважины дополнительно содержит хелатообразователь, смешанный с гидратируемым полимером и многофункциональным компонентом сухого смешения на поверхности.

7. Состав для обработки скважины по п.6, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания, и активатор выбирают из группы, состоящей из каустической соды, оксида магния, карбоната натрия, бикарбоната натрия или любой их смеси.

8. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель, хелатообразователь и активатор.

9. Состав для обработки скважины по п.8, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания, и активатор выбирают из группы, состоящей из каустической соды, оксида магния, карбоната натрия, бикарбоната натрия или любой их смеси.

10. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и хелатообразователь.

11. Состав для обработки скважины по п.10, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания.

12. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, в котором многофункциональный компонент сухого смешения суспендируют в неводной среде перед смешением и закачиванием в пласт.

13. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, который представляет собой вспененную жидкость.

14. Состав для обработки скважины по п.13, который представляет собой вспененную жидкость, содержащую поверхностно-активное вещество и газообразный компонент, выбранный из группы, состоящей из азота, диоксида углерода и любой их смеси.

15. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, который представляет собой активированную жидкость.

16. Состав для обработки скважины по п.15, который представляет собой активированную жидкость, содержащую поверхностно-активное вещество и газообразный компонент, выбранный из группы, состоящей из азота, диоксида углерода и любой их смеси.

17. Применение состава для обработки скважины по п.1 или 2 в операциях по гидравлическому разрыву пласта.

18. Способ производства состава для обработки скважины по п.1, включающий стадию смешивания гидратированного полимера и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности до его закачивания в пласт, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением следующих компонентов: сшивателя и по меньшей мере одного компонента из хелатообразователя и активатора.

19. Способ производства состава для обработки скважины по п.2, включающий стадию смешивания гидратированного полимера, сшивателя и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности, до его закачивания в пласт, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением компонентов хелатообразователя и активатора.

20. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадии смешивания гидратированного полимера и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности, а затем закачивания смеси в подземный пласт под давлением, достаточным, чтобы осуществить гидравлический разрыв пласта, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением следующих компонентов: сшивателя и по меньшей мере одного компонента из хелатообразователя и активатора.

21. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадии смешивания гидратированного полимера, сшивателя и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности, а затем закачивания смеси в подземный пласт под давлением, достаточным, чтобы осуществить гидравлический разрыв пласта, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением компонентов хелатообразователя и активатора.

22. Применение состава для обработки скважины по п.1 или 2 в операциях по очистке.

23. Применение состава для обработки скважины по п.1 или 2 при гравийной набивке ствола скважины.

 

Текст

Смотреть все

010933 Уровень техники, предшествующий изобретению Данное изобретение относится к составам, используемым при обработке подземных пластов. В частности изобретение относится к составу для гидравлического разрыва пласта, содержащему гидратированный полимер, который смешивается на поверхности с многофункциональным компонентом сухого смешения и впоследствии закачивается в пласт. Изобретение обеспечивает регулируемое сшивание гидратированного полимера с достижением таким образом заданных вязкостных свойств жидкости в забое скважины. При добыче углеводородов из подземных пластов является обычной практикой, в частности в малопроницаемых пластах, производить гидравлический разрыв углеводородоносного пласта (т.е. создавать разрыв или создавать канал с меньшим сопротивлением для жидкостей пласта), чтобы увеличить добычу нефти и газа. В таких операциях по гидравлическому разрыву пласта жидкость для гидроразрыва, в которой может быть суспендирован расклинивающий агент, гидравлически закачивают в ствол скважины, который проникает в подземный пласт. Жидкость разрыва нагнетают в свиту пластов посредством приложения достаточного давления, до такой степени, чтобы жидкость разрыва открыла разрыв в пласте. Это давление затем поддерживается во время закачивания жидкости разрыва при достаточном расходе для дальнейшего расширения разрыва в пласте. По мере того как свиту пластов или горную породу вынуждают растрескиваться и образовать разрывы, в разрыв помещают расклинивающий агент посредством движения вязкой жидкости, содержащей расклинивающий агент, в трещину в горной породе. После того как давление понижается, разрыв замыкается вокруг расклинивающего агента, с предотвращением таким образом полного закрытия разрыва. Полученный в результате разрыв с расклинивающим агентом на месте обеспечивает улучшенный поток добываемой жидкости, т.е. нефти, газа или воды, в ствол скважины. Водные обрабатывающие жидкости, такие как водные жидкости для гидравлического разрыва, в типичном случае содержат загущенный или желатинизированный водный раствор, образованный посредством дозирования и сочетания больших объемов жидкостей на поверхности, смешения жидкостей вместе в большом смесительном устройстве перед закачиванием жидкостей в ствол скважины. Препятствия, с которыми сталкивается промышленность гидравлического разрыва, включают высокие цены и воздействие на окружающую среду при осуществлении и проведении операций по гидравлическому разрыву пласта. Высокие цены связаны с хранением и содержанием многочисленных жидкостей в больших количествах в различных, иногда удаленных, регионах мира. Далее, воздействие на окружающую среду утечки и относительно больших количеств остатков жидкости на участке все больше становится проблемой для работников, осуществляющих гидравлический разрыв пласта, поскольку удаление жидкостей, в частности, создает затруднения при более новых и более строгих правилах по охране окружающей среды. Для того, чтобы преодолеть некоторые из этих забот, водные жидкости гидравлического разрыва на основе гидратируемых полимеров часто содержат полимеры, поставляемые в порошкообразной форме или в форме шлама в суспендирующем агенте, таком как дизельное топливо. Эти порошкообразные полимеры могут быть гидратированы на поверхности посредством смешения, как описано выше. Затем полимер подвергают сшиванию, чтобы дополнительно загустить жидкость и повысить ее вязкость при повышенных температурах в забое скважины, а также обеспечить термическую стабильность, пониженную скорость утечки и улучшенные свойства суспендирования. Полимеры включают полисахариды, такие как гуар, и синтезированные производные гуара, такие как гидроксипропилгуар (HPG), карбоксиметилгидроксипропилгуар (CMHPG), карбоксиметилгуар (CMG) или гидрофобно модифицированный гуар. Содержащие бор, цирконий и титан агенты сшивания в типичном случае являются обычно используемыми сшивателями. При более высоких температурах окружающей среды как борные, так и металлоорганические агенты сшивания дают преимущества, в зависимости от требований к характеристикам жидкости для конкретной операции по гидравлическому разрыву пласта. Как правило, добавляются многочисленные другие химические добавки, такие как пеногасители, биоциды, агенты, регулирующие утечку,и тому подобные, чтобы обеспечить соответствующие свойства жидкости после того, как она прогидратирована. Кислоты, основания и химические разрушители обычно также используются в жидкостях разрыва. Этот подход, однако, все же обычно включает использование других жидких компонентов (т.е. растворов сшивателя) так же, как большое и дорогое оборудование. Было обнаружено, что экономия и удобство могут быть достигнуты посредством использования сухих компонентов в составах для обработки скважины, которые удобно предварительно паковать для отгрузки и которые содержат некоторые, если не все, химикаты, необходимые для приготовления жидкостей для обработки, таких как жидкости для гидроразрыва. В отношении сухих компонентов сшивателя такой подход дал бы улучшение условия обработки, особенно в холодной окружающей среде на поверхности, где водные жидкости могут подвергаться циклам замораживания-таяния. Известно, что в случае компонентов сшивателя, после добавки только сшивателя в раствор гидратированного полимера, сшивание полимера начинается мгновенно, что может привести в результате к нежелательному раннему повышению вязкости при обработке. Для получения надлежащих вязкостных свойств в забое скважины или понижения давления трения во время накачивания (среди прочих приме-1 010933 ров) становятся важными задержка или регулирование начала и/или скорости сшивания. Например, если сшивание является регулируемым, может быть обеспечен запас доступного материала сшивания и может быть реализована регенерация энергии сдвига, что придает стабильность жидкости. Ранее в целом считали, что для того, чтобы сшиватель и хелатообразователь были эффективными,требуется сначала их растворить, чтобы они имели возможность взаимодействовать между собой перед тем, как добавить их в полимер. Кроме того, предполагалось, что если два материала были добавлены одновременно как сухие материалы в полимер, реакция сшивания будет мгновенной. В патенте США 5145590 (Dawson), в патенте США 5160643 (Dawson) и в патенте США 5082579 (Dawson) описываются растворы для сшивания, которые необходимо добавлять в виде жидкости не только в связи с проблемами дозирования, но, как специально подчеркивается, хелатообразователь и сшиватель должны быть сперва растворены вместе, чтобы дать возможность взаимодействия реагентов. Идея, заложенная в основу этого, такова, что система должна дать возможность двум химикатам (хелатообразователь/сшиватель) полностью взаимодействовать, соединяться и таким образом достигать равновесия перед тем, как добавить компоненты в полимер. Другими словами, на известном уровне техники предполагалось, что эти компоненты должны раствориться и прореагировать перед смешением с полимером. В патенте США 5658861 (Nelson, et al.) указывается, что агент сшивания физически изолируется в полимерном покрытии. Частичное растворение полимера в воде дает возможность частице сшивателя поступать со временем в раствор, что приводит к задержке в реакции сшивания. Сшиватель химически не взаимодействует с хелатообразователем. Медленно растворимые сшиватели типа буры, подаваемые в форме суспензии, описаны в патенте США 5565513 (Kinsey, at al.). Здесь источник бора обычно представляет собой безводную буру, скорость растворения которой действительно низка, или экономно растворяемый раствор бората, такого как безводная борная кислота. Механизм задержки основан только на разнице в растворимости различных безводных источников бора. Сшиватель дополнительно подается в виде суспензии в связи с проблемами дозирозания/прокачиваемости. Указывается, что время задержки может быть отрегулировано посредством типа выбранного соединения бора (такого как безводная бура, безводная борная кислота или смесь),размера частиц в суспензии, величины рН жидкости для гидроразрыва, концентрации суспензии в жидкости разрыва, температуры жидкости. В патенте США 5981446 (Qui, at al.) указаны составы, включающие состав в форме частиц сухого смешения для гидравлического разрыва пласта, содержащие гидратируемый полисахарид в форме частиц, где полисахарид образован из отдельных частиц. Также присутствует агент сшивания в форме частиц, причем агент сшивания является эффективным, чтобы сшивать состав гидратируемого полисахарида. Состав может дополнительно включать оксиды металлов в форме частиц, которые регулируют рН и дают возможность для начала сшивания. В патенте США 5372732 (Harris, et al.) описаны составы геля сшитого полимера, которые могут быть использованы как жидкости разрыва для нефтяных и газовых скважин, состоящие из сухого сшивателя, смешанного вместе с некоторым гелеобразователем, что дает жидкость задержанного сшивания. В этом изобретении часть геля полимера предварительно реагирует в виде жидкости с боратным сшивателем и впоследствии высушивается. Это дает агент сшивания борат-полимер с задержанным высвобождением, который представляет собой частично сшитый водорастворимый полимер. После смешения такого агента сшивания типа борат-полимер с водным раствором полимера борат-полимер начинает сшивание полимера с той же скоростью, что и скорость растворимости в воде. До появления этого изобретения повсеместно предполагалось, что сшивание состава жидкости разрыва будет происходить мгновенно после смешения с не вступившим в реакцию или не образовавшим комплексов сшивателем, достигая при этом высокой вязкости из-за преждевременного сшивания. Поэтому существует потребность в жидкостях для обработки скважины с материалами сухого смешения с многочисленными функциями, которые обеспечивают возможность регулируемого сшивания, результатом чего являются жидкости с заданными вязкостными свойствами, которые удобно обрабатываются и имеют хорошие свойства, особенно в холодной окружающей среде на поверхности. Жидкость, которая может достичь вышеупомянутых свойств, будет очень желательной, и данная потребность удовлетворяется по меньшей мере частично следующим изобретением. Сущность изобретения В некоторых вариантах осуществления изобретения предлагается жидкость для обработки скважины, которая включает гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения. Гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения смешивают на поверхности земли, например, на участке скважины, и впоследствии закачивают в пласт, обеспечивая регулируемую задержку сшивания так, чтобы достичь заданных вязкостных свойств жидкости. Гидратированный полимер может быть гуаром, гидроксипропилгуаром, карбоксиметилгуаром, карбоксиметилгидроксипропилгуаром, синтетическими полимерами и содержащими гуар соединениями. Многофункциональный компонент сухого смешения может включать сшиватель и хелатообразователь, а жидкость для обработки скважины может дополнительно включать активатор, смешанный с гидратируемым полимером.-2 010933 Хелатообразователь может быть полиолом, глюконатом, сорбитом, маннитом, карбонатом или любыми их смесями. Сшиватель может быть любым источником бора, боратами щелочно-земельных металлов,боратами щелочных металлов, соединениями циркония, соединениями титана или любым их сочетанием,в то время как активатор может быть агентом, регулирующим рН, или буферным агентом, таким как,например, но без ограничения указанным, каустическая сода, оксид магния, карбонат натрия, бикарбонат натрия и тому подобные. В другом варианте осуществления изобретения многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и активатор, а жидкость для обработки скважины дополнительно включает хелатообразователь, смешанный с гидратируемым полимером и многофункциональным компонентом сухого смешения на поверхности. В еще одном варианте осуществления многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель, хелатообразователь и активатор. Изобретение, кроме того, предлагает способы производства состава для обработки скважины,включающие стадии: обеспечение наличия гидратированного полимера и обеспечение наличия многофункционального компонента сухого смешения, в которых гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения смешивают на поверхности и впоследствии закачивают в пласт,причем обеспечивают регулируемую задержку сшивания, чтобы достичь заданных вязкостных свойств жидкости. Также предлагается способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадии: смешивание гидратированного полимера и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности и впоследствии закачивание смеси в подземный пласт под давлением, достаточным, чтобы осуществить гидравлический разрыв пласта, а также использование составов для обработки, содержащих гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения для гидравлического разрыва подземного пласта, а также обеспечивают операции по очистке и гравийной набивке ствола скважины. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет собой график, иллюстрирующий измерения задержки сшивания при различных концентрациях сухого хелатообразователя для состава для обработки скважины. Фиг. 2 представляет собой график, иллюстрирующий стабильность вязкости состава для обработки скважины в соответствии с изобретением. Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий воздействие размера сухой частицы на время задержки сшивания. Подробное описание вариантов осуществления изобретения Изобретение будет теперь более полно описано в более ограниченных аспектах подробных вариантов его осуществления, включая ряд примеров, которые должны быть рассмотрены только как иллюстрации концепции изобретения. Необходимо понять, что такое описание и примеры ни в какой мере не ограничивают объем описанного изобретения. Изобретение предусматривает составы, эффективные для обработки подземных пластов. В частности, один вариант осуществления этого изобретения относится к составам для гидравлического разрыва пласта, которые включают гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения, как смешанные на поверхности, так и затем закачанные в скважину, чтобы обеспечить регулируемую задержку сшивания, чтобы достичь заданных вязкостных свойств жидкости. Многофункциональный компонент сухого смешения может быть изготовлен из сухого сшивателя, хелатообразователя или активатора, который служит как регулятор рН, или любой их смеси. Альтернативно, многофункциональный компонент сухого смешения может включать хелатообразователь и активатор, в то время как сшиватель добавляется отдельно. Термин сшиватель означает включение любого химического соединения, содержащего ион поливалентного металла, эффективный в реакции с полимером, чтобы обеспечить адекватные вязкостные свойства состава для обработки. Хелатообразователи представляют собой те материалы, которые обеспечивают хелатный эффект для сшивателя, таким образом ограничивая до определенной степени химические взаимодействия сшиватель - полимер, что обеспечивает повышенные вязкостные свойства. Активаторы представляют собой материалы, которые регулируют или являются буфером рН, чтобы достичь требуемого значения или диапазона значений рН. Термин сухой или сухой в форме частиц означает любую форму материала, который имеется в продаже, транспортируется или поставляется в твердой форме (кристаллической, аморфной или иной), форме суспензии в неводной среде, но не в форме водного раствора или водной суспензии. Любые сухие материалы или сухие материалы в форме частиц могут содержать допустимые при продаже концентрации влаги. Термин сухое смешение означает смешение двух сухих материалов и/или сухих материалов в форме частиц, пока они находятся в сухой форме. Гидратированные полимеры представляют собой те полимеры, которые могут смешиваться с водой. Заданные вязкостные свойства жидкости представляют собой вязкостные свойства жидкости, требуемые для завершения конкретной операции, такой как гидравлический разрыв пласта, очистка скважины, гравийная набивка, помещение расклинивающего агента и тому подобное. Хотя данное изобретение не обязательно ограничивается любой конкретной теорией или теориями работы, оказывается, что сухое смешение сшивателя с хелатообразователем и/или активатором, с обра-3 010933 зованием многофункционального компонента сухого смешения, и впоследствии смешивание многофункционального компонента сухого смешения с гидрируемым полимером, а также с добавочным и необязательным активатором или хелатообразователем на поверхности перед закачиванием в пласт, обеспечивает неожиданное и хорошее регулирование сшивания состава для обработки. Посредством манипулирования относительными количествами сшивателя, активатора и/или хелатообразователя вязкостные свойства состава для обработки пласта могут быть приспособлены к конкретным условиям внутри пласта, а также к требованиям к работе. Составы в соответствии с изобретением обеспечивают такие преимущества, как удобная обработка, в частности, в холодной окружающей среде, упрощенные работы на местах в результате уменьшенного числа потоков компонентов, уменьшенные работы по подготовке на участке месторождения, улучшенные отношения QA/QC в результате сочетания потоков, так как критические концентрации добавок и отношение могут быть "сжаты" в одном потоке, более высокая стабильность температуры, поскольку жидкость для обработки имеет улучшенные реологические свойства, а также увеличенное использование сухих материалов (т.е. уменьшение веса химикатов, подлежащих транспортировке, поскольку жидкая среда должна присутствовать обязательно) и уменьшенные отходы приготовленных химикатов для дальнейшего обеспечения согласования с трудными окружающими условиями, такими как глубокие скважины, холодная температура наружной поверхности или ограничения морского бурения. Обычно предполагается, что для того, чтобы эффективно функционировать, сшиватель и хелатообразователь должны быть сначала растворены вместе в жидкой среде, чтобы они прореагировали перед добавлением к полимеру. Также предполагается, что если два компонента добавляются в виде сухих материалов одновременно с гидратированным полимером, реакция сшивания между полимером и сшивателем будет мгновенной. В то время как реакция между сшивателем и полимером является кинетически благоприятной по сравнению с реакцией между сшивателем и полиолом, два эффекта могут также быть приняты в расчет. Во-первых, скорости растворения двух компонентов могут различаться, и, во-вторых,кинетика реакции сшиватель - полимер может смещаться в зависимости от концентрации продуктов, а также от числа различных реагирующих частиц, присутствующих в растворе. Скорость растворения может частично регулироваться посредством размера гранулы или частицы. В составах в соответствии с изобретением задержка в сшивании реализуется, когда два компонента с различными функциями, такие как сшиватель и хелатообразователь, изготавливаются вместе в форме гранул и поставляются сухими без требования предварительного растворения в водной среде. Также в соответствии с изобретением не требуется, чтобы два компонента с различными функциями предварительно реагировали перед смешением с гидратированным полимером, и сухой сшиватель остается по существу не заключенным в капсулы. В некоторых вариантах осуществления изобретения гранулы, содержащие сухой сшиватель и сухой хелатообразователь, добавляют и дозируют посредством питателя сухого материала. В таком случае реакция сшивания гидратированного геля задерживается. В соответствии с изобретением задержка механизма сшивания полимера может быть достигнута посредством помещения частиц сухого сшивателя внутрь сухого материала в форме частиц, которые будут растворяться со временем в определенных условиях температуры, рН и/или давления. Кроме того,сшиватель объединяется с другими реагирующими частицами, такими как хелатный и/или активаторный компонент, и высвобождение этих химикатов может быть функцией времени, температуры, а также концентрации различных реагентов. В некоторых вариантах осуществления изобретения задержка реакции сшивания задается временем, требуемым источнику для выделения сшивателя из сухого материала в форме частиц и хелатообразователя, или же выделения из сухого материала в форме частиц в окружающую среду с надлежащим значением рН, чтобы сделаться доступным для сшивания. В вариантах осуществления изобретения механизм действия задержки сшивания управляется, по меньшей мере частично, посредством регулирования скорости растворения гранулированной сухой смеси в форме частиц (или даже суспензии, суспендированной в органическом растворителе), в котором скорость растворения управляется энергией (она включает, но не ограничивается указанным, термическую энергию, энергию сдвига, энергию энтропии). Другими словами, действие задержки сшивания регулируется, но не ограничивается указанным, за счет скорости растворения самого сухого материала в форме частиц, в сочетании со скоростью растворения любых компонентов (т.е. сшивателя, хелатообразователя и/или активатора), которые содержит смесь. В другом варианте осуществления изобретения, механизм задержки действия сшивания регулируется посредством механизма высвобождения хелатных соединений из частиц сшивателя с хелатообразователем. Например, механизм высвобождения хелатных соединений может управляться посредством термодинамики/кинетики реакций, возникающих между сшивателем, гелеобразователем и/или конкурентным хелатным лигандом. В еще одном варианте осуществления изобретения действие сшивания задерживается посредством смешения сшивателей с различными скоростями сшивания в отношениях, которые обеспечивают требуемые скорости сшивания. Например, отношение безводной буры к десятиводному гидрату буры может быть подобрано так, чтобы достичь желательных свойств сшивания, и следовательно, вязкостей состава. Механизм задержки в этих случаях может также быть функцией скорости гидратации, дисперсии и рас-4 010933 творимости частиц сшивателя. В других вариантах осуществления изобретения регулирование действия сшивания может быть достигнуто посредством использования смесей частиц различных размеров или даже посредством использования конкретных размеров гранулированных частиц, подлежащих смешению. Многофункциональный компонент сухого смешения в соответствии с изобретением может содержать сшиватель, в котором хелатообразователь выполняет также функцию упругой деформации сдвига,и где активатор добавляют в состав отдельно. Альтернативно, многофункциональный компонент сухого смешения может быть изготовлен из активатора и хелатообразователя, в то время как сшиватель добавляют отдельно. Составы для обработки скважины в соответствии с изобретением включают гидратированный полимер. Гидратированный полимер, эффективный в настоящем изобретении, может включать любые гидратируемые полимеры, близкие к тем в промышленности по обслуживанию скважин, которые способны к сшиванию с помощью ионов металла, чтобы образовать состав с адекватными и заданными вязкостными свойствами для конкретных операций. Соответствующие гидратируемые полимеры включают, но не обязательно ограничиваются этим, галактоманнановые смолы, глюкоманнановые смолы, гуары, производные гуаров и производные целлюлозы. Неограничительные примеры включают гуаровую смолу,производные гуаровой смолы, смолу плодоворожкового дерева, смолу карайя, карбокисметилцеллюлозу,карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу и гидроксиэтилцеллюлозу. Предпочтительные гидратируемые полимеры по изобретению выбирают из группы, состоящей из гуара, гидроксипропилгуара, карбоксиметилгуара, карбоксиметилгидроксипропилгуара, синтетических полимеров и содержащих гуар соединений. Сухой гидратируемый полимер добавляют в концентрациях вплоть до примерно 0,60% по весу от общего веса состава, с образованием состава для обработки. Предпочтительный диапазон для вариантов осуществления изобретения составляет от примерно 0,05% до примерно 0,40% по весу от общего веса состава. В системе сшивания, используемой в вариантах осуществления изобретения, применяют новый многофункциональный компонент сухого смешения, чтобы регулировать скорость сшивания гидратированного полимера. Сшивание полимера состоит из скрепления двух полимерных цепей посредством химической связи таких цепейс общим элементом или химической группой. Соответствующие сшиватели,используемые в растворе многофункционального компонента сухого смешения, могут содержать химическое соединение, содержащее ион поливалентного металла, такого как, но без обязательного ограничения указанным, хром, железо, бор, алюминий, титан и цирконий или любое сочетание любого из вышеуказанных. Предпочтительно, сшиватель представляет собой материал, который подает в раствор ионы бората, такие как медленно растворимые частицы бора, бор в форме щелочи, борная кислота, безводная или гидратированная бура, бораты щелочно-земельных металлов, бораты щелочных металлов или любые смеси вышеуказанных. Предпочтительный сшиватель представляет собой борную кислоту. Добавка сшивателя присутствует в количестве вплоть до примерно 0,3% по весу от общего веса состава, предпочтительно в диапазоне от примерно 0,01% до примерно 0,2% по весу от общего веса состава, более предпочтительно от примерно 0,01% до примерно 0,05% по весу от общего веса состава. Составы для обработки скважины в соответствии с изобретением содержат хелатообразователь, который может быть лигандом, который эффективно образует комплексы со сшивателем. Может быть использован любой подходящий хелатообразователь, известный специалистам в этой области техники. Примеры соответствующих хелатообразователей включают, но не обязательно ограничиваются указанным, полиолы, глюконаты, сорбиты, манниты, карбонаты или любые их смеси. Предпочтительный хелатообразователь представляет собой глюконат натрия. Хелатообразователь присутствует в количестве вплоть до примерно 0,4% по весу от общего веса состава, предпочтительно в диапазоне от примерно 0,02% до примерно 0,3% по весу от общего веса состава, более предпочтительно от примерно 0,02% до примерно 0,2% по весу от общего веса состава. Хелатообразователь может быть включен как часть многофункционального компонента сухого смешения или добавлен в виде отдельного потока, чтобы образовать состав для обработки. Некоторые варианты осуществления изобретения включают активатор, который действует как регулятор рН или также упоминается как буфер рН. Может быть использован любой соответствующий активатор, регулирующий рН. Примеры соответствующих активаторов включают, но не обязательно ограничиваются указанным, каустическую соду, оксид магния, карбонат натрия, бикарбонат натрия или тому подобные. Предпочтительные активаторы включают каустическую соду, соединения оксида магния или любую их смесь. Активатор присутствует в количестве вплоть до примерно 0,6% по весу от общего веса состава, предпочтительно от примерно 0,06% до примерно 0,5% по весу от общего веса состава. Активатор может быть включен как часть многофункционального компонента сухого смешения или добавлен в виде отдельного потока, чтобы образовать состав для обработки. Особенно эффективный многофункциональный компонент сухого смешения содержит борную кислоту как сшиватель и глюконат натрия как хелатообразователь, причем компонент содержит от примерно 25% до примерно 35% по весу борной кислоты, от примерно 60% до примерно 70% по весу глюконата-5 010933 натрия и вплоть до примерно 2% по весу влаги. Этот многофункциональный компонент сухого смешения добавляется в количестве вплоть до примерно 0,7% по весу от общего веса состава. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, многофункциональный компонент сухого смешения суспендируется в неводной среде перед смешением и закачиванием в пласт. Суспензия включает смешанный многофункциональный компонент в суспензии, предпочтительно содержащей неводную среду, или органический растворитель и предпочтительно средство, способствующее образованию суспензии, чтобы способствовать достижению задержанного сшивания. Особенно эффективная суспензия содержит сухую гранулированную смесь, изготовленную из сшивателя - борной кислоты и, по весу хелатообразователя - глюконата натрия, и средство, способствующее образованию суспензии - гидроксипропилцеллюлозы в гликолевом эфире - общем неводном растворителе. Составы по изобретению являются эффективными в операциях на месторождениях нефти, включая такие операции, как гидравлический разрыв подземных пластов, модификация проницаемости подземных пластов, разрыв или очистка ствола скважины, кислотный гидравлический разрыв пласта, обработка кислотой материнской породы, регулирование гравийной или песочной набивки и тому подобное. Другое применение включает помещение химической пробки, чтобы изолировать зоны или помочь в операции изоляции. Составы по изобретению могут включать электролит, который может представлять собой органическую кислоту, соль органической кислоты или неорганическую соль. Смеси вышеуказанных элементов специально рассматриваются как находящиеся в пределах объема изобретения. Этот элемент типично будет присутствовать в меньшем количестве (т.е. меньше, чем 15% по весу от общего веса состава). Органическая кислота в типичном случае представляет собой сульфоновую кислоту или карбоновую кислоту, и анионный противоион солей органической кислоты типично представляет собой сульфонат или карбоксилат. Представитель таких органических молекул включает различные ароматические сульфонаты и карбоксилаты, такие как п-толуолсульфонат, нафталинсульфонат, хлорбензойная кислота,салициловая кислота, фталевая кислота и тому подобное, где такие противоионы являются водорастворимыми. Более предпочтительные органические кислоты представляют собой следующие: муравьиная кислота, лимонная кислота, 5-гидрокси-1-нафтойная кислота, 6-гидрокси-1-нафтойная кислота, 7 гидрокси-1-нафтойная кислота, 1-гидрокси-2-нафтойная кислота, 3-гидрокси-2-нафтойная кислота, 5 гидрокси-2-нафтойная кислота, 7-гидрокси-2-нафтойная кислота, 1,3-дигидрокси-1-нафтойная кислота и 3,4-дихлорбензойная кислота. Неорганические соли, которые являются особенно подходящими, включают, но не ограничиваются этим, водорастворимые соли калия, натрия и аммония, такие как хлорид калия, хлорид аммония и соли тетраметиламмония. Дополнительно могут также быть использованы соли: хлорид магния, хлорид кальция, бромид кальция, галогенид цинка, карбонат натрия и бикарбонат натрия. Любые смеси неорганических солей могут также быть использованы. Неорганические соли могут ускорить создание повышенной вязкости, которая является характеристикой предпочтительных жидкостей. Далее, неорганическая соль может помочь в поддержании стабильности геологического пласта, воздействию которого подвергается жидкость. Стабильность пласта и, в частности, стабильность глины (за счет замедления гидратации глины, например) достигается при величине концентрации несколько процентов по весу, и плотность жидкости как таковая незначительно изменяется в результате присутствия неорганической соли до тех пор,пока плотность жидкости не становится важным соображением, причем в этот момент могут быть использованы более тяжелые неорганические соли. В предпочтительном варианте осуществления изобретения электролит представляет собой хлорид калия. Электролит предпочтительно используется в количестве от примерно 0,01% по весу до примерно 15,0% по весу от общего веса состава, и более предпочтительно от примерно 1,0% по весу до примерно 8,0% по весу от общего веса состава. Варианты осуществления изобретения могут также содержать органическое аминосоединение. Примеры соответствующих органических аминосоединений включают, но не обязательно ограничиваются этим, тетраэтиленпентамин, триэтилентетрамин, пентаэтиленгексамин, триэтаноламин и т.п. или любые их смеси. Когда органические аминосоединения используются в жидкостях по изобретению, они включаются в количестве вплоть до примерно 2,0% по весу от общего веса состава. Предпочтительно,при использовании органическое аминосоединение включается в количествах от примерно 0,01% по весу до примерно 1,0% по весу от общего веса состава. Особенно эффективные органические аминосоединения включают тетраэтиленпентамин или триэтаноламин. Составы в соответствии с изобретением могут также включать поверхностно-активное вещество. Вязкоупругие поверхностно-активные вещества, такие как те, что описаны в патентах США 6703352(Dahaynake et al.) и 6482866 (Dahaynake et al.), причем оба включены сюда посредством ссылки, также являются подходящими для использования в составах по изобретению. В некоторых вариантах осуществления изобретения, поверхностно-активное вещество представляет собой ионогенное поверхностноактивное вещество. Примеры подходящих ионогенных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются этим, анионогенные поверхностно-активное вещества, такие как алкилкарбоксилаты,алкилэфиркарбоксилаты, алкилсульфаты, алкилэфирсульфаты, алкилсульфонаты, -олефинсульфонаты,алкилэфирсульфаты, алкилфосфаты и алкилэфирфосфаты. Примеры соответствующих ионогенных по-6 010933 верхностно-активных веществ также включают, но не ограничиваются этим, катионогенные поверхностно-активные вещества: такие соединения, как алкиламины, алкилдиамины, алкилэфирамины, алкил четвертичного аммония, диалкил четвертичного аммония и эфир четвертичного аммония. Примеры соответствующих ионогенных поверхностно-активных веществ также включают, но не ограничиваются этим,поверхностно-активные вещества, которые обычно рассматриваются как цвиттерионные поверхностноактивные вещества, и в некоторых случаях как амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как алкилбетаины, алкиламидобетаины, алкилимидазолины, оксиды алкиламинов и карбоксилаты алкилированного четвертичного аммония. Амфотерное поверхностно-активное вещество представляет собой класс поверхностно-активных веществ, которые имеют как положительно заряженную составляющую,так и отрицательно заряженную составляющую в пределах определенного диапазона рН (например,обычно слегка кислотную), только отрицательно заряженную составляющую в пределах определенного диапазона рН (например, обычно слегка щелочную) и только положительно заряженную составляющую при различном диапазоне рН (например, обычно средне-кислотную), в то время как цвиттерионное поверхностно-активное вещество имеет постоянно положительно заряженную составляющую в молекуле независимо от рН и отрицательно заряженную составляющую при щелочном рН. В некоторых вариантах осуществления изобретения поверхностно-активное вещество представляет собой катионогенное, цвиттерионное или амфотерное поверхностно-активное вещество, содержащее аминогруппу или группу четвертичного аммония в своей химической структуре (поверхностно-активное вещество с функцией амина). Особенно эффективным поверхностно-активным веществом является н-децил-N,N-диметиламиноксиды, описанные в патенте США 6729408 (Hinkel, et al.), включенном сюда посредством ссылки. В других вариантах осуществления изобретения поверхностно-активное вещество представляет собой смесь двух или более поверхностно-активных веществ, описанных выше, или смесь любого поверхностно-активного вещества или поверхностно-активных веществ, описанных выше, с одним или несколькими неионногенными поверхностно-активными веществами. Примеры других эффективных подходящих неионогенных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются этим, алкилалкогольэтоксилаты, алкилфенолэтоксилаты, этоксилаты алкилзамещенных кислот, алкиламинэтоксилаты, сорбитаналканоаты и этоксилированные сорбитаналканоаты. Любое эффективное количество поверхностноактивного вещества или смеси поверхностно-активных веществ может быть использовано в водных жидкостях по изобретению. При включении его в состав поверхностно-активное вещество или смесь поверхностно-активных веществ обычно входит в состав в количестве вплоть до примерно 5% по весу от общего веса состава, предпочтительно в количестве от примерно 0,02% по весу до примерно 5% по весу от общего веса состава, и более предпочтительно от примерно 0,05% по весу до примерно 2% по весу от общего веса состава. Общеизвестные понизители трения могут также быть включены в составы по изобретению. Может быть использован любой уменьшитель трения. Также могут быть использованы полимеры, такие как полиакриламид, полиизобутилметакрилат, полиметилметакрилат и полиизобутилен, а также водорастворимые понизители трения, такие как гуаровая смола, производные гуаровой смолы, полиакриламид и полиэтиленоксид. Промышленные химикаты, уменьшающие торможение, такие как те, которые поставляются Conoco Inc. под торговой маркой CDR, как описано в патенте США 3692676 (Culter et al.),или средство, снижающее сопротивление течению, такие как те, которые поставляются Chemlink, обозначенные торговой маркой Flo 1003, 1004, 10051008, также были признаны эффективными. Эти полимерные частицы, добавляемые как понизители трения или добавки, улучшающие коэффициент вязкости, могут также действовать как превосходные добавки, снижающие водоотдачу, уменьшая или даже исключая потребность в традиционных добавках, снижающих водоотдачу. Составы по изобретению могут также содержать разрушитель. Целью этого компонента является разрушение или уменьшение вязкости жидкости, так чтобы эта жидкость более легко добывалась из пласта в продолжение очистки. Что касается разрушения вязкости, могут быть использованы окислители, ферменты или кислоты. Разрушители уменьшают молекулярный вес полимеров посредством воздействия кислоты, окислителя, фермента или некоторого их сочетания на сам полимер. В случае сшитых боратами гелей повышение рН и, следовательно, повышение эффективной концентрации активного сшивателя - аниона бората-обратимо создает сшивание боратом. Понижение рН может столь же легко устранить связи борат-полимер за счет уменьшения количества анионов бората, доступных в растворе, и/или дает возможность полного гидролиза полимера. Варианты осуществления изобретения могут также включать частицы расклинивающего агента, которые по существу не растворимы в жидкостях пласта. Частицы расклинивающего агента, которые переносит состав для обработки, остаются в созданном разрыве, расклинивая таким образом разрыв, когда давление гидравлического разрыва пласта ослабляется и скважину запускают в производство. Подходящие расклинивающие материалы включают, но не ограничиваются этим, песок, скорлупу грецких орехов, спеченный боксит, стеклянные шарики, керамические материалы, материалы, встречающиеся в природе, или подобные им материалы. Могут также использоваться смеси расклинивающих агентов. Если используется песок, он может быть любого подходящего сорта или размера и может типично быть от примерно 20 до примерно 100 меш Стандарта США по размеру. Материалы, встречающиеся в природе,-7 010933 могут быть не подвергнутыми извлечению и/или необработанными материалами, встречающимися в природе, а также материалами на основе материалов, встречающихся в природе, которые были обработаны и/или извлечены. Подходящие примеры материалов в виде частиц, встречающихся в природе, для использования в качестве расклинивающих агентов включают, но не обязательно ограничиваются этим,измельченные или дробленые скорлупки орехов, таких как грецкий орех, кокос, орех пекан, миндаль,орех южно-американской пальмы, бразильский орех и т.п.; измельченные или дробленые оболочки семян (включая косточки фруктов) из семян фруктов, таких как слива, оливки, персик, вишня, абрикос и т.п.; измельченные или дробленые оболочки семян других растений, таких как маис (например, початки кукурузы или зерна кукурузы), и т.п.; обработанные древесные материалы, такие как производные от древесины, такой как дуб, гикори, грецкий орех, тополь, красное дерево и т.п., включая такую древесину,которая была обработана посредством измельчения, стругания или других форм разделения на частицы,обработки и т.п. Дальнейшую информацию по орехам и составам из них можно найти в источнике Encyclopedia of Chemical Technology, Edited by Raymond E. Kirk and Donald F. Othmer, Third Edition, JohnWileySons, Volume 16, pages 248-273 (entitled "Nuts"), Copyright 1981, который включен сюда посредством ссылки. Концентрация расклинивающего агента в составе может быть любой концентрацией, известной в данной области техники, и предпочтительно будет составлять вплоть до примерно 3 кг расклинивающего агента, добавляемого на литр состава. Также любые частицы расклинивающего агента могут дополнительно быть покрыты смолой для потенциального улучшения прочности, возможности образования скоплений и свойств расклинивающего агента в отношении его возврата с обратным потоком. Водной средой, используемой для гидратации полимеров по изобретению, может быть вода или рассол. В тех вариантах осуществления изобретения, где водной средой является рассол, рассол представляет собой воду, содержащую неорганическую соль или органическую соль. Предпочтительные неорганические соли включают галогениды щелочного металла, более предпочтительно хлорид калия. Фаза носителя рассола может также содержать органическую соль, более предпочтительно формиат натрия или калия. Предпочтительные неорганические двухвалентные соли включают галогениды кальция, более предпочтительно хлорид кальция или бромид кальция. Могут быть также использованы бромид натрия,бромид калия или бромид цезия. Соль может быть выбрана из соображений совместимости, например,там, где состав для бурения нефтеносного пласта, в котором используется конкретная фаза рассола, и состав фазы рассола для завершения/очистки выбраны так, чтобы иметь такую же фазу рассола. В составы по изобретению может быть включен волокнистый компонент, для того чтобы достичь различных свойств, включая улучшение суспензии частиц и возможность транспортирования частиц и стабилизацию пены. Используемые волокна могут быть гидрофильными или гидрофобными по природе,но гидрофильные волокна являются предпочтительными. Волокна могут быть любым волокнистым материалом, таким как, но не обязательно ограничиваясь указанным, природные органические волокна,измельченные растительные материалы, синтетические полимерные волокна (в качестве не ограничивающего примера, сложный полиэфир, полиарамид, полиамид, новолойд или полимер типа новолойда),фибрилированные синтетические органические волокна, керамические волокна, неорганические волокна,металлические волокна, металлические нити, углеродные волокна, стекловолокна, керамические волокна, природные полимерные волокна и любые их смеси. Особенно эффективные волокна представляют собой сложные полиэфирные волокна, покрытые, чтобы быть высоко гидрофильными, например такие,но без ограничения указанным, как волокна полиэтилентерефталата (PET) DACRON, поставляемыеInvista Corp. Wichita, KS, USA, 67220. Другие примеры эффективных волокон включают, но не ограничиваются этим, сложные полиэфирные волокна полимера молочной кислоты, сложные полиэфирные волокна полигликолевой кислоты, волокна поливинилового спирта и тому подобные. При использовании в составах по изобретению волокнистый компонент может быть включен в концентрациях от примерно 1 до примерно 12 г на литр состава, предпочтительно концентрация волокон составляет от примерно 2 до примерно 12 г на литр состава и более предпочтительно от примерно 2 до примерно 10 г на литр состава. Варианты осуществления изобретения могут дополнительно содержать другие добавки и химикаты,которые известны, как широко используемые в применениях на нефтяных месторождениях, специалистам в этой области техники. Они включают, но не обязательно ограничиваются этим, такие материалы,как поверхностно-активные вещества (в добавление к тем, которые упомянуты выше), ускорители разрушения (в добавление к тем, которые упомянуты выше), поглотители кислорода, спирты, ингибиторы образования накипи, ингибиторы коррозии, добавки, снижающие водоотдачу, бактерициды, стабилизаторы глины и тому подобные. Также они могут включать совместно действующее поверхностноактивное вещество, чтобы оптимизировать вязкость или свести к минимуму образование стабильных эмульсий, содержащих компоненты сырой нефти или полисахариды, либо химически модифицированные полисахариды; полимеры, такие как целлюлоза, производное целлюлозы, гуаровая смола, производное гуаровой смолы, ксантановая смола; или синтетические полимеры, такие как полиакриламиды и сополимеры полиакриламидов; окислители, такие как персульфат аммония и бромат натрия; и биоциды,такие как 2,2-дибромо-3-нитрилопропионамин. Составы в соответствии с изобретением могут быть вспененными и активированными жидкостями-8 010933 для обработки скважины, которые содержат пенообразователи, которые представляют собой наиболее общие поверхностно-активные вещества или смеси поверхностно-активных веществ, которые облегчают дисперсию газа в состав, чтобы образовать небольшие пузырьки или капельки, и придают стабильность дисперсии посредством замедления коалесценции или повторного сочетания таких пузырьков или капелек. Вспененные и активированные жидкости в целом описываются через их качество пены, т.е. отношения объема газа к объему пены. Если качество пены находится между 52 и 95%, жидкость традиционно называется вспененной жидкостью, а ниже 52% - активированной жидкостью. Следовательно, составы по изобретению могут включать ингредиенты, которые образуют вспененные или активированные жидкости, которые такие, но не обязательно ограничиваясь этим, как вспенивающее поверхностно-активное вещество или смеси поверхностно-активных веществ, и газ, который эффективно образует вспененную или активированную жидкость. Соответствующие примеры таких газов включают диоксид углерода, азот или любые их смеси. В большинстве случаев гидравлический разрыв пласта состоит из накачивания состава, свободного от расклинивающего агента, или набивки в скважину быстрее, чем состав может вытекать в пласт, так что давление повышается, и горная порода разрушается, создавая искусственные разрывы и/или удлиняя существующие разрывы. Затем в состав добавляют частицы расклинивающего агента, чтобы образовать суспензию, которую накачивают внутрь разрыва, чтобы предотвратить его закрытие, когда накачивание прекращается и давление гидравлического разрыва пласта падает. Суспензия расклинивающего агента и возможность транспортирования основного состава для обработки традиционно зависят от типа добавляемого загустителя. Другой вариант осуществления изобретения включает использование составов по изобретению для гидравлического разрыва подземного пласта. Технологии гидравлического разрыва подземного пласта известны обычным специалистам в этой области техники и включают накачивание жидкости разрыва внутрь ствола скважины и из него в окружающий пласт. Давление жидкости превышает минимальный предел прочности горной породы на участке, таким образом, создавая или расширяя разрывы в пласте. См. источник Stimulation Engineering Handbook, John W. Ely, Pennwell Publishing Co., Tulsa, Okla. (1994),U.S. Patent No. 5,551,516 (Normal et al.), "Oilfield Applications", Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, vol. 10, pp. 328-366 (John WileySons, Inc. New York, New York, 1987) и цитируемые в нем ссылки, описания которых включены сюда посредством ссылки. В обработке посредством гидравлического разрыва пласта составы по настоящему изобретению могут быть использованы в обработке набивки, на стадии расклинивающего агента или в обоих случаях. Компоненты смешивают на поверхности. Альтернативно, состав может быть приготовлен на поверхности и накачан вниз по трубам, в то время как газовый компонент, такой как диоксид углерода или азот,может быть накачан вниз по межтрубному пространству, чтобы смешаться в забое скважины или, наоборот, чтобы образовать состав со вспененной или активированной жидкостью. Еще один вариант осуществления изобретения включает использование составов по изобретению для очистки скважины. Термин очистка или очистка разрыва относится к процессу удаления состава для гидроразрыва (без расклинивающего агента) из разрыва и ствола скважины после того, как будет завершен процесс гидравлического разрыва пласта. Технология стимулирования очистки при гидроразрыве традиционно включает понижение вязкости состава для разрыва, насколько это является практичным, так чтобы он более быстро вытекал обратно по направлению к стволу скважины. В то время как разрушители типично используются при очистке, составам по изобретению присуща эффективность при использовании в работах по очистке с разрушителем или без него. В другом варианте осуществления изобретение относится к использованию составов по изобретению для гравийной набивки в ствол скважины. В качестве состава для гравийной набивки он предпочтительно содержит гравий, или песок, или другие выборочные добавки, такие как реагенты для очистки фильтрационной корки, такие как, помимо прочего, хелатообразователи, упомянутые выше, или кислоты(например, хлористоводородная, фтористоводородная, муравьиная, уксусная, лимонная кислота), ингибиторы коррозии, ингибиторы образования накипи, биоциды, агенты, регулирующие утечку. Для этого применения подходящий гравий или песок обычно имеют размер от 8 до 70 меш Ряда Сит Стандарта США. Следующие примеры представлены, чтобы проиллюстрировать приготовление и свойства составов,включающих гидратированный полимер, который смешан с многофункциональным компонентом сухого смешения, и не должны рассматриваться, чтобы ограничить объем изобретения, пока иное не будет точно указано в прилагаемых пунктах формулы изобретения. Все проценты, концентрации, отношения, части и т.п. являются весовыми, пока иное не будет отмеченным или явным из контекста их использования. Примеры Следующие примеры иллюстрируют составы и способы по изобретению, как описано в подробном описании вариантов осуществления. В некоторых примерах сообщаются измерения времени первого выступа и времени последнего выступа. Для регистрации задержки времени сшивания в терминах времени первого выступа и времени последнего выступа применяли следующую процедуру:a. готовили гель линейного полимера перед любым испытанием на сшивание посредством гидратирования 4,2 г на литр геля полимера в водной среде в смесителе Warring с использованием деионизированной воды, причем скорость смесителя Warring регулировали так, чтобы образовался вихрь, и смешение могло продолжаться в течение периода 1 ч;b. затем в соответствии с планом эксперимента многофункциональный компонент сухого смешения обычно добавляли одновременно с любым активатором и запускали таймер;d. состав наливали в мензурку подходящего размера, затем наливали из этой мензурки в другую мензурку, и повторно назад и вперед, до тех пор пока не образовывался язычок жидкости размером с кончик большого пальца и втягивался назад в мензурку, из которой был налит состав, причем время, при котором это происходит, являлось временем первого выступа; иe. время, при котором наливание состава из мензурки в мензурку образует язычок, который втягивается обратно в мензурку, из которой состав наливали, длиной примерно 5 см, представляло собой время последнего выступа. Пример 1. Пример 1 иллюстрирует задержку сшивания, полученную как функция концентрации хелатообразователя. Данные, представленные здесь, были получены с глюконатом натрия в качестве хелатообразователя и борной кислотой в качестве сшивателя, добавленных в виде порошка в гидратированный полимер. В этом примере 4,2 г имеющегося в продаже гуара (от Economy PolymersChemical Co., Хьюстон,Техас 77245-0246) на литр водной среды гидратировали в смесителе Warring в течение 30 мин при 2000 об/мин. Добавляли 0,18 г сухого каустического активатора на литр водной среды и 0,18 г сшивателя сухой борной кислоты на литр водной среды, и включали в состав различные количества хелатообразователей на основе глюконата натрия. Температуру состава удерживали примерно при 21 С. Затем время первого выступа и время последнего выступа записывали для различных образцов, как проиллюстрировано на фиг. 1. Фиг. 1 показывает, что увеличение концентрации сухого порошкообразного хелатообразователя, добавленного к гидратированному гуару в присутствии активатора и сшивателя, имело непосредственное воздействие на задержку времени, как проиллюстрировано увеличением времени первого выступа и времени последнего выступа. Пример 2. Пример 2 показывает стабильность вязкости состава для обработки скважины в соответствии с изобретением. В примере 2 4,2 г гуара (поставляемого Economy PolymersChemical Co.) на литр водной среды гидратировали в течение 30 мин в смесителе Warring при 2000 об/мин при 24 С, затем смешивали с 0,18 г каустического активатора на литр водной среды и 0,56 г сухой гранулированной смеси на литр водной среды, состоящей из 1 части по весу сшивателя - сухой борной кислоты и 2 частей по весу хелатообразователя - сухого глюконата натрия. Состав для обработки затем помещали в чашку вискозиметраFarm 50, и вязкость жидкости измеряли как функцию времени при температуре примерно 93 С. Как проиллюстрировано на графике фиг. 2, жидкость являлась стабильной при 93 С вплоть до по меньшей мере 110 мин. Пример 3. Пример 3 описывает воздействие размера гранул на время задержки. В примере 3 4,2 г гуара (поставляемого Economy PolymersChemical Co.) на литр водной среды гидратировали в течение 30 мин в смесителе Warring при 2000 об/мин при 24 С, затем смешивали с 0,18 г сухого каустического активатора на литр водной среды и 0,63 г на литр водной среды смеси, составленной из 1 части по весу сшивателя сухой борной кислоты и 2,5 части по весу хелатообразователя - сухого глюконата натрия. Затем записывали время первого выступа и время последнего выступа для различных образцов, как проиллюстрировано на фиг. 3. На графике, проиллюстрированном на фиг. 3, первая группа заданных точек имела средний диаметр частиц 0,00 мм, причем активатор, хелатообразователь и сшиватель были добавлены в гидратированный гуар в жидкой форме. Вторая группа заданных точек, которая представляет частицы, несколько большие, однако все еще по существу имевшие размер диаметра частиц 0,00 мм, представляла активатор, хелатообразователь и сшиватель, добавленные в распыленной форме. Третья группа заданных точек представляла средний диаметр частиц 1,26 мм (смешанные гранулы с размером меш 10/20) активатора, хелатообразователя и сшивателя, и последняя группа данных имела средний размер частиц 3,38 мм(смешанные гранулы с размером меш 4/10). График на фиг. 3 ясно показывает воздействие размера гранул частиц на задержку сшивания. Следовательно, существует корреляция между размером диаметра частиц и задержкой сшивания, поскольку чем больше размер диаметра частиц, тем больше задержка сшивания. Пример 4. В четвертом эксперименте, который показывает воздействие на задержку многофункционального компонента сухого смешения, включавшего сшиватель - цирконий и хелатообразователь - глюконат, гидратированный водный раствор CMHPG с полимером, добавленный в количестве 0,42% по весу от общего веса смеси, приготовили при соответствующих условиях рН посредством смешения в течение 30 мин в смесителе Warring при комнатной температуре. После гидратации CMHPG величину рН раствора буфе- 10010933 ризовали до рН примерно 9,5, чтобы стимулировать сшивание за счет использования каустической соды. Гидратированный CMHPG затем смешивали с примерно 0,02% по весу, в расчете на общий вес, сухой смеси из лактакта натрия - циркония как сшивателя и глюконата натрия как хелатообразователя в молярном отношении 40:1, и состав перемешивался далее от примерно 5 до 10 сек. Наблюдали, что реакция сшивания была задержана и время сшивания и достижение адекватной вязкости последнего выступа составляло примерно 1 мин. Пример 5. Пример 5 иллюстрирует использование многофункционального компонента сухого смешения в суспензии, содержащей неводную среду, чтобы достичь задержки сшивания. Суспензию из 20% по весу сухой гранулированной смеси готовили при отношении 1 части по весу сшивателя - борной кислоты и 2 частей по весу хелатообразователя - глюконата натрия и 80% по весу раствора суспензии, который включал 0,75% по весу гидроксипропилцеллюлозы в общем растворителе - гликолевом эфире. Гидратированный водный раствор CMHPG с полимером, добавленным в количестве 0,42% по весу, в расчете на общий вес смеси, готовили путем смешения в течение 30 мин в смесителе Warring при комнатной температуре. 500 мл гидратированного раствора CMHPG затем подвергали сшиванию с использованием 1,35 г раствора суспензии и 225 мкл 28% по весу раствора каустика. Жидкость затем дополнительно перемешивали в течение примерно 10 сек. Было обнаружено, что время первого выступа имело порядок 50 сек, и время последнего выступа было 1:40 мин. Пример 6. В примере 6 проиллюстрировано, что использование сухого оксида магния в качестве компонента активатора вместе с глюконатом натрия как хелатообразователем (т.е. медленно растворимого основания вместе с задерживающим агентом, таким как глюконат натрия) задерживает реакцию сшивания гидратированного раствора полимера. Гидратированный водный раствор CMHPG готовили с полимером, добавленным в количестве 0,42% по весу от общего веса смеси, посредством смешения в течение 30 мин в смесителе Warring при комнатной температуре. К 500 мл гидратированного геля CMHPG добавляли 0,024% сухого глюконата натрия как хелатообразователя и состав перемешивали в течение 30 с. Затем в состав добавляли 0,42 г сухого смешанного состава, который содержал 5 частей по весу оксида магния и 2 части по весу борной кислоты. Жидкость затем дополнительно перемешивали при 2000 об/мин в течение 10 с. Время первого выступа составляло примерно 1 мин, и время последнего выступа составляло примерно 2 мин. Пример 7. В примере 7 снова показано, что при использовании сухого оксида магния как компонента активатора вместе с глюконатом натрия как хелатообразователем реакция сшивания гидратированного раствора полимера задерживалась. Гидратированный водный раствор CMHPG приготовили с полимером, добавленным в количестве 0,42% по весу от общего веса смеси, посредством смешения в течение 30 мин в смесителе Warring при комнатной температуре. 0,024% сухой борной кислоты добавляли к 500 мл гидратированного геляCMHPG и состав перемешивали в течение 30 с. Затем добавляли в состав 0,24 г сухого смешанного состава, который содержал 1 часть по весу оксида магния - активатора и 1 часть по весу сухого глюконата натрия -хелатообразователя. Жидкость затем дополнительно смешивали при 2000 об/мин в течение 10 сек. Время первого выступа составляло примерно 1 мин, и время последнего выступа составляло примерно 4 мин. Конкретные варианты осуществления, описанные выше, являются только иллюстративными, поскольку изобретение может быть модифицировано и осуществлено на практике различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в этой области техники, с получением при этом выгоды от изложенных здесь сведений. Более того, никаких ограничений не предусмотрено для подробностей конструкции или проекта, показанных здесь, за исключением тех, которые описаны в приведенных ниже пунктах формулы изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные варианты осуществления,описанные выше, могут быть изменены или модифицированы, и все такие изменения предполагаются в пределах объема и сущности изобретения. Соответственно, испрашиваемая здесь защита изложена ниже в пунктах формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Состав для обработки скважины, содержащий(b) многофункциональный компонент сухого смешения, образованный сухим смешением следующих компонентов: сшивателя и по меньшей мере одного компонента из хелатообразователя и активатора,где гидратированный полимер и многофункциональный компонент сухого смешения предварительно смешаны на поверхности. 2. Состав для обработки скважины, содержащий(a) гидратированный полимер,(b) многофункциональный компонент сухого смешения, образованный сухим смешением компонентов хелатообразователя и активатора, и(c) сшиватель,где гидратированный полимер, сшиватель и многофункциональный компонент сухого смешения предварительно смешаны на поверхности. 3. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, в котором гидратированный полимер выбирают из группы, состоящей из гуара, гидроксипропилгуара, карбоксиметилгуара, карбоксиметилгидроксипропилгуара, синтетических полимеров и содержащих гуар соединений. 4. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и хелатообразователь, а жидкость для обработки скважины дополнительно содержит активатор, смешанный с гидратируемым полимером и многофункциональным компонентом сухого смешения на поверхности. 5. Состав для обработки скважины по п.4, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания, и активатор выбирают из группы, состоящей из каустической соды, оксида магния, карбоната натрия, бикарбоната натрия или любой их смеси. 6. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и активатор, а жидкость для обработки скважины дополнительно содержит хелатообразователь, смешанный с гидратируемым полимером и многофункциональным компонентом сухого смешения на поверхности. 7. Состав для обработки скважины по п.6, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания, и активатор выбирают из группы, состоящей из каустической соды, оксида магния, карбоната натрия, бикарбоната натрия или любой их смеси. 8. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель, хелатообразователь и активатор. 9. Состав для обработки скважины по п.8, в котором хелатообразователь выбирают из группы, состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания, и активатор выбирают из группы, состоящей из каустической соды, оксида магния, карбоната натрия, бикарбоната натрия или любой их смеси. 10. Состав для обработки скважины по п.1, в котором многофункциональный компонент сухого смешения содержит сшиватель и хелатообразователь. 11. Состав для обработки скважины по п.10, в котором хелатообразователь выбирают из группы,состоящей из полиолов, глюконатов, сорбитов, маннитов, карбонатов или любых их смесей, сшиватель выбирают из группы, состоящей из любого источника бора, боратов щелочно-земельных металлов, боратов щелочных металлов, соединений циркония, соединений титана или любого их сочетания. 12. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, в котором многофункциональный компонент сухого смешения суспендируют в неводной среде перед смешением и закачиванием в пласт. 13. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, который представляет собой вспененную жидкость. 14. Состав для обработки скважины по п.13, который представляет собой вспененную жидкость,содержащую поверхностно-активное вещество и газообразный компонент, выбранный из группы, состоящей из азота, диоксида углерода и любой их смеси. 15. Состав для обработки скважины по п.1 или 2, который представляет собой активированную жидкость. 16. Состав для обработки скважины по п.15, который представляет собой активированную жидкость, содержащую поверхностно-активное вещество и газообразный компонент, выбранный из группы,состоящей из азота, диоксида углерода и любой их смеси. 17. Применение состава для обработки скважины по п.1 или 2 в операциях по гидравлическому разрыву пласта. 18. Способ производства состава для обработки скважины по п.1, включающий стадию смешивания гидратированного полимера и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности до его закачивания в пласт, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением следующих компонентов: сшивателя и по меньшей мере одного компонента из хелатообразователя и активатора.- 12010933 19. Способ производства состава для обработки скважины по п.2, включающий стадию смешивания гидратированного полимера, сшивателя и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности, до его закачивания в пласт, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением компонентов хелатообразователя и активатора. 20. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадии смешивания гидратированного полимера и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности, а затем закачивания смеси в подземный пласт под давлением, достаточным, чтобы осуществить гидравлический разрыв пласта, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением следующих компонентов: сшивателя и по меньшей мере одного компонента из хелатообразователя и активатора. 21. Способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий стадии смешивания гидратированного полимера, сшивателя и многофункционального компонента сухого смешения на поверхности,а затем закачивания смеси в подземный пласт под давлением, достаточным, чтобы осуществить гидравлический разрыв пласта, где многофункциональный компонент сухого смешения образован сухим смешением компонентов хелатообразователя и активатора. 22. Применение состава для обработки скважины по п.1 или 2 в операциях по очистке. 23. Применение состава для обработки скважины по п.1 или 2 при гравийной набивке ствола скважины.

МПК / Метки

МПК: E21B 43/22, C09K 8/70

Метки: применения, скважин, сшиватели, составов, обработки

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/15-10933-sshivateli-sostavov-dlya-obrabotki-skvazhin-i-ih-primeneniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Сшиватели составов для обработки скважин и их применения</a>

Похожие патенты