Вязкоупругие жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, обладающие улучшенным показателем восстановления при сдвиге, реологии и устойчивости

Вязкоупругие жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, обладающие улучшенным показателем восстановления при сдвиге, реологии и устойчивости

Реферат

По данной заявке испрашивается приоритет по заявкам США №60/627876, поданной 15 ноября 2004, и №60/722040, поданной 29 сентября 2005.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается способа и композиций для улучшения реологических характеристик, восстановления при сдвиге и устойчивости вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ, используемых в составах для обработки нефтяных и газовых скважин. В частности, изобретение касается вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ, содержащих способствующий восстановлению при сдвиге агент. Способствующий восстановлению при сдвиге агент включает, по меньшей мере, полученное на основе сахаров поверхностно-активное вещество, сополимер, либо комбинацию указанного вещества и сополимера.

Описание предшествующего уровня техники

Применение вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ в нефтедобывающей отрасли продолжает возрастать по причине преимуществ этих жидкостей над общепринятыми полимерными системами. Такие преимущества включают большую проникающую способность в нефтеносную зону, пониженное возникновение подземного повреждения, повышенное восстановление загустителя после разрыва, исключение потребности в ферментах или окислителях для обеспечения резкого уменьшения вязкости, и более легкую гидратацию и более быстрое наращивание оптимальной вязкости.

Вязкоупругие жидкости с добавками поверхностно-активных веществ полезны в общепринятых способах гидравлического разрыва. Эффективные способы описаны в патенте США №5551516 (Norman et. al.), включенном в данное описание в качестве ссылки. Применение в добыче нефти и способы описаны в "Oilfield Applications", Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, vol. 10, pp.328-366 (John Wiley & Sons, Inc. New York, N. Y., 1987) приведенных там ссылках, которые также включены в данное описание в качестве ссылок.

Гидравлический разрыв является термином, который применим к разнообразным способам, используемым для того, чтобы вызывать приток текучих сред, таких как нефть, природный газ из подземных пластов. При гидравлическом разрыве жидкость для гидроразрыва, как правило, водную жидкость, нагнетают через ствол скважины к поверхности пласта под давлением и при скорости потока, которые являются, по меньшей мере, достаточными для преодоления пластового давления и возникновения и/или расширения трещины (трещин) в пласте. Жидкость для гидроразрыва обычно несет в себе расклинивающий агент, такой как песок, боксит, стеклянная дробь и прочее, с размером частиц 20-40 меш, суспендированный в жидкости для гидроразрыва и переносимый в трещину. Расклинивающий агент предохраняет пласт от самостоятельного обратного закрытия после снятия давления. Расклинивающий агент заполняет трещины, обеспечивая каналы проницаемости, по которым текучие среды пласта могут вытекать к стволу скважины и далее подвергаться извлечению. Когда вязкоупругую жидкость с добавками поверхностно-активных веществ используют в качестве жидкости для гидроразрыва, указанная вязкоупругая жидкость, необязательно, может содержать газ, такой как воздух, азот или диоксид углерода, что дает жидкость под давлением или пену. Может также присутствовать сверхкритическая эмульсия диоксида углерода. Кроме того, могут присутствовать другие общепринятые компоненты, выполняющие особые необходимые функции, например ингибиторы коррозии, добавки для снижения водоотдачи и тому подобное.

Рост применения вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ ограничивается высокой стоимостью поверхностно-активных веществ, требуемых для составления таких текучих сред. Другая проблема, связанная с применением вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ, заключается в низком восстановлении при сдвиге, характеризующем указанные вязкоупругие жидкости, подвергаемые высокому сдвигу при обработке подземных пластов. Кроме того, проблемы с применением вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ продолжают существовать по причине низкой совместимости таких жидкостей с органическими/неорганическими солями и стабилизаторами неустойчивых глин, такими как калия хлорид (KCl) и тетраметиламмонийхлорид (TMAC), в подземных пластах. Вдобавок, встречающиеся высокие температуры, в особенности, вплоть до 250°F, затрудняют развитие нефтедобывающей отрасли при эксплуатации глубоких скважин. Эти температуры могут нарушать вязкость вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ и делать указанные жидкости неэффективными при гидроразрыве пласта, когда вязкоупругие поверхностно-активные вещества присутствуют в вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ в низких концентрациях. Высокие концентрации вязкоупругих поверхностно-активных веществ используют для того, чтобы избежать такого резкого снижения вязкости. Опять таки, использование вязкоупругих поверхностно-активных веществ при низких концентрациях в вязкоупругих жидкостях с добавками поверхностно-активных веществ приводит к неприемлемо длительному времени восстановления при сдвиге. Это неприемлемо длительное время восстановления при сдвиге затрудняет развитие нефтедобывающей отрасли при эксплуатации глубоких скважин.

Из уровня техники известны попытки исправить резкое снижение вязкости и низкий показатель восстановления при сдвиге путем добавления полимеров, таких как низкомолекулярные анионные полимеры. Полимерные загустители, например крахмалы, которые загущают путем переплетения полимерных цепей, были использованы для повышения вязкости водной фазы суспензий. Такие загустители могут разлагаться под влиянием механического сдвига или химического расщепления (например, путем окисления или гидролиза) полимерных цепей, что выражается в потере вязкости и суспензионной устойчивости. По-прежнему, восстановление при сдвиге может быть неприемлемо длительным и/или совместимость с органическими/неорганическими солями может быть недостаточной.

Согласно заявке на патент США №2003/0134751, авторы Lee и др., введение полимеров улучшает восстановление при сдвиге вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ. В частности, установлено, что полимеры с молекулярной массой свыше 25000 эффективны при высоких концентрациях вязкоупругих жидкостей с добавками поверхностно-активных веществ. Однако, при низкой концентрации, эти полимеры не эффективны в отношении восстановления при сдвиге.

Патент США №6258859, авторы Dahanayake и др., описывает вязкоупругие жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, содержащие амфотерные и цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, но применение полученных на основе сахаров поверхностно-активных веществ, полимеров или комбинаций указанных веществ и полимеров для улучшения времени восстановления при сдвиге не описывает.

В патенте №6767869, авторы DiLullo и др., амфотерные полимеры с высокой молекулярной массой, свыше 500000 или более, добавляют к вязкоупругим жидкостям с добавками поверхностно-активных веществ в жидкости разрыва для скважин. Применение полученных на основе сахаров поверхностно-активных веществ не явствует из вышеуказанного патента.

Таким образом, желательно иметь добавку на основе поверхностно-активного вещества, которая могла бы быть на экономически эффективной основе использована для введения в вязкоупругую жидкость с добавками поверхностно-активных веществ, т.е. позволяла бы использовать сравнительно низкие уровни содержания вязкоупругого поверхностно-активного вещества при обработке подземного пласта в нефтяных и газовых скважинах. Кроме того, желательно получить хорошее восстановление при сдвиге по сравнению с водными жидкостями, используемыми для разрыва, которые содержат относительно высокую концентрацию вязкоупругих поверхностно-активных веществ. К тому же, было бы желательно иметь вязкоупругую жидкость с добавками поверхностно-активных веществ, обладающую высокой совместимостью с органическими/неорганическими солями и стабилизаторами неустойчивых глин. Желательно также иметь готовую к применению вязкоупругую жидкость с добавками поверхностно-активных веществ, способную удовлетворять различным температурным условиям.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения состоит в разработке способа обработки подземного пласта, включающего:

подачу в скважину водной жидкости, содержащей вязкоупругую жидкость с добавками поверхностно-активных веществ, смешанную со способствующим восстановлению при сдвиге агентом;

где добавление эффективного количества способствующего восстановлению при сдвиге агента сокращает время восстановления при сдвиге для вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ.

Дальнейшая цель настоящего изобретения состоит в получении вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, обладающей улучшенным восстановлением при сдвиге после работ в условиях высокого сдвига при высоких температурах.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в получении вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, которая могла бы быть составлена со сравнительно низким уровнем содержания поверхностно-активного вещества для обеспечения экономически эффективной работы.

Дальнейшая цель настоящего изобретения состоит в разработке способов контактирования расклинивающего агента и/или газа с вязкоупругой жидкостью с добавками поверхностно-активных веществ согласно изобретению. Другая цель настоящего изобретения состоит в разработке способа добавления водной сверхкритической эмульсии диоксида углерода или пены в вязкоупругую жидкость с добавками поверхностно-активных веществ. Желательно, чтобы вязкоупругая жидкость с добавками поверхностно-активных веществ обладала высокой совместимостью с органическими/неорганическими солями, такими как KCl и TMAC и ионами Ca⁺⁺и Mg⁺⁺.

Другая цель настоящего изобретения состоит в разработке композиции на основе вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, содержащей способствующий восстановлению при сдвиге агент и расклинивающий агент, характеризующейся улучшенным восстановлением при сдвиге, пригодной для обработки подземных нефтяных и газовых скважин. Высокая совместимость с органическими/неорганическими солями, имеющими плотность порядка 5-20 фунтов на галлон, также является желательной особенностью.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в получении вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ, содержащей способствующий восстановлению при сдвиге агент, которую можно разбавлять до любой пригодной концентрации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свойство вязкоупругости, в целом, хорошо известно, и ссылка может быть сделана на S. Gravsholt, Journal of Coll. And Interface Sd., 57(3), 575 (1976); Hoffmann et al., "Influence of Ionic Surfactants on the Viscoelastic Properties of Zwitterionic Surfactant Solutions", Langmuir, 8, 2140-2146 (1992) и Hoffmann et al., "The Rheological Behaviour of Different Viscoelastic Surfactant Solutions", Tenside Surf. Det., 31, 289-400, (1994). Из числа описанных в этих ссылках способов испытаний, предназначенных для определения, обладает ли жидкость вязкоупругими свойствами, одно испытание можно считать полезным в целях определения вязкоупругости водного раствора, включающее турбулизацию раствора и визуальное наблюдение за тем, будут ли пузырьки, образованные при турбулизации, испытывать отдачу после ее закручивания. Любая отдача пузырьков указывает на вязкоупругость. Другое полезное испытание состоит в измерении динамического модуля упругости (G') и модуля потерь (G'') при данной температуре. Если G'>G'' в некоторой точке или на некотором интервале точек ниже, примерно, 10 рад/сек, как правило, приблизительно в пределах 0,001-10 рад/сек, более характерно, приблизительно в пределах от 0,1 до 10 рад/сек, при данной температуре и если G'>10^-2 паскаля, предпочтительно 10^-1 паскаля, жидкость обычно считается вязкоупругой при этой температуре. Измерения реологических характеристик, таких как G' и G'', описаны более подробно в "Rheological Measurements", Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 21, pp.347-372, (John Wiley & Sons, Inc., 4^th ed., New York, N. Y., 1997). На случай необходимости выполнения, вышеуказанные описания специально включены в данное описание в качестве ссылки.

Вязкоупругость скорее вызывается различным типом мицеллообразований, чем обычными сферическими молекулами, образуемыми большинством поверхностно-активных веществ. Вязкоупругие поверхностно-активные вещества образуют червеобразные, стержнеобразные или цилиндрические мицеллы в растворе. Образование длинных, цилиндрических мицелл формирует полезные реологические свойства. Вязкоупругие растворы поверхностно-активных веществ обладают свойством снижения вязкости при сдвиге и способны оставаться устойчивыми несмотря на повторное приложение высокого сдвигового усилия. Для сравнения, типичный полимерный загуститель необратимо разлагается, когда подвергается высоким сдвиговым усилиям.

Неожиданно было обнаружено, что введение способствующего восстановлению при сдвиге агента по изобретению в вязкоупругую жидкость снижает время восстановления при сдвиге вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ по сравнению с вязкоупругой жидкостью с добавками поверхностно-активных веществ без добавления способствующего восстановлению при сдвиге агента.

По настоящему изобретению, вязкоупругая жидкость с добавками поверхностно-активных веществ содержит поверхностно-активное вещество, выбираемое из группы, включающей амфотерное поверхностно-активное вещество, цвиттерионное поверхностно-активное вещество, катионогенное поверхностно-активное вещество, анионогенное поверхностно-активное вещество, неионогенное поверхностно-активное вещество и комбинации вышеперечисленных веществ. Вязкоупругая жидкость с добавками поверхностно-активных веществ, необязательно, содержит водорастворимое соединение, выбираемое из группы, включающей органические кислоты, соли органических кислот, неорганические соли и комбинации вышеперечисленных веществ. Неорганические соли могут быть, необязательно, замещены органическими солями. Кроме того, вязкоупругая жидкость с добавками поверхностно-активных веществ содержит растворитель. Растворителем может являться вода или органический растворитель, либо комбинация вышеперечисленных растворителей. Разделяющий агент добавляют к вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ в эффективном количестве для сокращения времени восстановления при сдвиге. Анионогенный полимер может, необязательно, присутствовать в вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ. Кроме того, расклинивающий агент, такой как песок, боксит, стеклянная дробь и прочее, с размером частиц 20-40 меш, может быть суспендирован в вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ.

A. Вязкоупругое поверхностно-активное вещество

I. Катионогенное поверхностно-активное вещество

Катионогенное поверхностно-активное вещество имеет положительно заряженную группу вне зависимости от pH. Катионогенное поверхностно-активное вещество выбирают из группы, включающей четвертичные соли, некоторые амины и комбинации вышеуказанных соединений.

Четвертичные соли имеют структурную формулу:

где R₁ означает гидрофобную группу, представляющую собой алкил, алкенил, алкиларилалкил, алкоксиалкил, алкиламиноалкил или алкиламидоалкил. R₁ содержит приблизительно от 12 до 30 атомов углерода и может быть разветвленным или линейным и насыщенным или ненасыщенным. Характерные примеры длинноцепочечных алкильных групп включают октадеценил (олеил), октацецил (стеарил), докозен (эруцил) и производные таллового, кокосового, соевого и рапсового масел. Предпочтительными алкильными и алкенильными группами являются алкильная и алкенильная группы, содержащие приблизительно от 12 до 22 атомов углерода.

R₂, R₃ и R₅ независимо означают алифатическую группу (например, в противоположность ароматической при атоме, связанном с четвертичным азотом), содержащую приблизительно от 1 до 30 атомов углерода, предпочтительно приблизительно от 1 до 20 атомов углерода, более предпочтительно приблизительно от 1 до 10 атомов углерода и наиболее предпочтительно приблизительно от 1 до 6 атомов углерода. Характерные примеры алифатических групп включают алкил, алкенил, алкиларил, гидроксиалкил, карбоксиалкил и гидроксиалкилполиоксиалкилен. Алифатическая группа может быть разветвленной или линейной и насыщенной или ненасыщенной. Предпочтительными алкильными цепями являются метил и этил. Предпочтительным арилалкилом является бензил. Предпочтительными гидроксиалкилами являются гидроксиэтил и гидроксипропил. Предпочтительными карбоксиалкилами являются ацетат и пропионат. Предпочтительными гидроксиалкилполиоксиалкиленами являются гидроксиэтилполиоксиэтилен и гидроксипропилполиоксиэтилен.

X^- означает подходящий противоанион, такой как Cl^-, Br^- и (CH₃)₂SO₄ ^-.

Характерные примеры четвертичных солей вышеуказанной структуры включают метилполиоксиэтилен(12-18)октадеканаммонийхлорид, метилполиоксиэтилен(2-15)кокоалкиламмонийхлорид, и изотридецилоксипропилполиоксиэтилен(2-15)метиламмонийхлорид.

Амины имеют следующую структурную формулу:

где R₁, R₂ и R₃ имеют вышеуказанные значения.

Характерные примеры аминов вышеуказанной структуры включают полиоксиэтилен(2-15)кокоалкиламины, полиоксиэтилен(12-18)талловые алкиламины и полиоксиэтилен (2-15)олеиламины.

II. Цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество

Цвиттер-ионные поверхностно-активное вещество непременно имеет положительно заряженную группу в молекуле вне зависимости от pH и отрицательно заряженную группу при щелочном pH. Выбранные цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, полезные для применения в вязкоупругих жидкостях с добавками поверхностно-активных веществ по настоящему изобретению, представлены следующей структурной формулой:

где R₁, R₂ и R₃ имеют вышеуказанные значения.

Характерные примеры алифатических групп включают алкил, алкенил, алкиларил, гидроксиалкил, карбоксиалкил и гидроксиалкилполиоксиалкилен. Предпочтительными алкильными цепями являются метил и этил. Предпочтительным арилалкилом является бензил. Предпочтительными гидроксиалкилами являются гидроксиэтил и гидроксипропил. Предпочтительными карбоксиалкилами являются ацетат и пропионат. Предпочтительными гидроксиалкилполиоксиалкиленами являются гидроксиэтилполиоксиэтилен и гидроксипропилполиоксиэтилен.

R₄ означает радикал гидрокарбил (например, алкилен) с длиной цепи от 1 до 4 атомов углерода. Предпочтительными являются метиленовая или этиленовая группы.

Специфические примеры выбранных цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ включают следующие структуры:

где R₁ имеет вышеуказанные значения.

Другие характерные примеры цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ включают дигидроксиэтилталловый глицинат, олеамидопропилбетаин и эруциламидопропил бетаин.

Кроме того, цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества включают аминоксид. Аминоксид имеет следующую структурную формулу:

где R₁, R₂ и R₃ имеют вышеуказанные значения.

III. Амфотерное поверхностно-активное вещество

Амфотерное поверхностно-активное вещество содержит как положительно заряженную группу, так и отрицательно заряженную группу на некотором интервале pH (например, как правило, слабо кислом), только отрицательно заряженную группу на некотором интервале pH (например, как правило, слабо щелочном) и только положительно заряженную группу на некотором интервале pH (например, как правило, умеренно кислом).

Выбранные амфотерные поверхностно-активные вещества, полезные для применения в вязкоупругих жидкостях с добавками поверхностно-активных веществ по настоящему изобретению, представлены следующей структурной формулой:

где R₁, R₂ и R₃ имеют вышеуказанные значения.

Специфические примеры амфотерных поверхностно-активных веществ включают следующие структурные формулы:

где R₁ имеет вышеуказанные значения и X⁺ означает неорганический катион, такой как Na⁺, K⁺, NH⁺, связанный с карбоксилатной группой или атомом водорода в кислотной среде.

IV. Анионогенное поверхностно-активное вещество

Анионогенное поверхностно-активное вещество обязательно имеет отрицательно заряженную группу в молекуле вне зависимости от pH. Выбранные анионогенные поверхностно-активные вещества, полезные для применения в вязкоупругих жидкостях с добавками поверхностно-активных веществ по настоящему изобретению, включают те анионогенные поверхностно-активные вещества, которые содержат алкильные цепи приблизительно с 6-18 атомами углерода и, по меньшей мере, одну отрицательно заряженную группу.

Характерные примеры анионогенных поверхностно-активных веществ включают вещества, имеющие следующие структурные формулы:

и комбинации указанные веществ.

R6 выбирают из группы, включающей алкил, арил, алкарил, алкиларилалкил, арилалкил, алкиламидоалкил, алкиламиноалкил; где алкильная группа содержит примерно 6-18 атомов углерода; где арильная группа означает фенильную, дифенильную, дифенилэфирную или нафталиновую группу и где суммарное содержание атомов углерода, составляющих R₆, не превышает порядка 18 атомов углерода. R₆ предпочтительно означает C₁₀-C₁₈-алкил или алкиламидоалкил. R₆ может означать октил, нонил, децил, додецил и тому подобное. Заместители природного происхождения, имеющие смешанные длины углеродных цепей, могут быть использованы или очищены для снижения степени длины углеродной цепи в алкильных группах. Предпочтительными алкиламидоалкилами являются коко/лаурил- амидопропил, олеил/стеарил-амидопропил, октиламидопропил и дециламидопропил.

M означает водород, щелочной металл, такой как натрий или калий, или -[R₇-(EO)a(PO)b(BO)c]m-О-]q-P(О)(OM)₂.

Y означает противоион, которым преимущественно является щелочной металл, такой как натрий или калий, более предпочтительно натрий; EO означает этиленокси- радикалы, PO означает пропиленокси-радикалы. BO означает бутокси-радикалы. Буквы "a", "b" и "c" независимо означают целые числа от 0 до 50, где "a" преимущественно означает целое число от 0 до 15, "b" преимущественно означает целое число от 0 до 10 и "c" предпочтительно означает целое число от 0 до 10, где EO, PO и BO радикалы могут быть статистически смешанными или в дискретных блоках, m равно 0 или 1. R₇ означает C₈-C₁₈-алкилен. R₈ означает C₈-C₁₈-алкил или C₈-C₁₈-алкиламидо. R₉ означает C₁-C₄-алкил или Y (противоион). R₁₀ означает C₈-C₁₄ алкил. "q" означает целое число от 1 до 10.

V. Неионогенное поверхностно-активное вещество

Неионогенное поверхностно-активное вещество не содержит никакой заряженной группы в молекуле. Неионогенные поверхностно-активные вещества включают, но не в порядке ограничения, продукты конденсации этиленоксида и/или пропиленоксида с длинноцепочечными спиртами.

Выбранные неионогенные поверхностно-активные вещества имеют структуры:

H₃C-CH(R₁₁)-(CH₂CHR₁₁)_n-O(CH₂CH₂O)_PH,

где R₁₁ означает водород или углеводородную цепь, содержащую приблизительно от 1 до 5 атомов углерода, которая может быть разветвленной или линейной и насыщенной или ненасыщенной; "n" и "p" могут составлять от 1 до 30, предпочтительно от 5 до 30, более предпочтительно от 15 до 30.

CH₃CH₂O-(CH₂CH₂O)_n(CH(CH₃)CH₂O)_p(CH₂CHO)_kH,

где "n", "p" и "k" означают число повторяющихся звеньев, и каждый из которых составляет приблизительно от 5 до 150.

R₁₂-(CHR₁₃CHR₁₃O)_b-CHR₁₃CHR₁₃OH,

где R₁₂ означает алкил, алкенил, арилалкил и гидроксиалкил, где каждая из указанных алкильных групп содержит приблизительно от 8 до 24 атомов углерода, более предпочтительно, по меньшей мере, 16 атомов углерода, и может быть разветвленной или линейной и насыщенной или ненасыщенной, и где указанные разветвленные алкильные группы содержат приблизительно от 1 до 6 атомов углерода; и "b" может равняться приблизительно от 1 до 40. Характерные примеры алкильной группы для R₁₂ включают децил, додецил, тетрадецил (миристил), гексадецил (цетил), октацецил (олеил), стеарил, эруцил и производные кокосового, таллового, соевого и рапсового масел. R₁₃ означает водород или углеводородную цепь или группу, содержащую приблизительно менее 7 атомов углерода.

Дополнительные примеры неионогенных поверхностно-активных веществ включают этиленоксидные производные октанола и длинноцепочечных алифатических спиртов, пропиленоксидные производные октанола и длинноцепочечных алифатических спиртов и смешанные оксидные производные длинноцепочечного алифатического спирта.

Поверхностно-активные вещества, в комбинации с другими ингредиентами, такими как анионный полимер, используют в количестве, достаточном для получения вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ. Количество поверхностно-активного вещества предпочтительно составляет незначительное количество, по массе, от вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ (например, приблизительно, менее 50 масс.%). Концентрация поверхностно-активного вещества приведена в массовых % (масс.%) и равна суммарному количеству активного поверхностно-активного вещества за вычетом растворителей в расчете на массу вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ. Суммарная концентрация выбранных цвиттер-ионных, амфотерных, катионогенных, анионогенных и неионогенных поверхностно-активных веществ, преимущественно, изменяется в пределах приблизительно от 0,1 до 10 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 масс.% и еще предпочтительней приблизительно от 0,2 до 3 масс.%.

Содержание цвиттер-ионного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, изменяется в пределах приблизительно от 0,1 до 10 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 масс.% и еще предпочтительней приблизительно от 0,15 до 2 масс.%. Содержание амфотерного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, изменяется в пределах приблизительно от 0,1 до 5 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,1 до 2 масс.% и еще предпочтительней приблизительно от 0,1 до 1 масс.%. Содержание катионогенного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, изменяется в пределах приблизительно от 0,1 до 5 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,1 до 2 масс.% и еще предпочтительней приблизительно от 0,1 до 1 масс.%. Содержание анионогенного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, изменяется в пределах приблизительно от 0,1 до 10 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,1 до 2 масс.% и еще предпочтительней приблизительно от 0,1 до 1 масс.%. Содержание неионогенного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, изменяется в пределах приблизительно от 0,1 до 10 масс.%, более предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 масс.% и еще предпочтительней приблизительно от 0,1 до 1 масс.%. Все количества активного поверхностно-активного вещества в масс.% приведены в расчете на массу вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ. Из-за стоимости поверхностно-активных веществ желательно, по возможности, концентрацию поверхностно-активного вещества сводить к минимуму.

Растворителем в вязкоупругой жидкости с добавками поверхностно-активных веществ может быть вода и/или органический растворитель. Предпочтительно, вода должна присутствовать в наибольшей концентрации и преимущественно присутствует в массовом количестве, составляющем свыше или около 50 масс.% от вязкоупругой жидкости. Наиболее предпочтительно, количество воды составляет около 70-98 масс.%. Вода может быть из любого источника до тех пор, пока источник не содержит примесей, которые несовместимы с другими компонентами вязкоупругой жидкости (например, вызывая нежелательное осаждение). Таким образом, вода не должна быть питьевой и может быть солоноватой или содержать другие вещества, как правило, источники воды находят в районах нефтяного промысла или поблизости.

B. Способствующий восстановлению при сдвиге агент

Способствующий восстановлению при сдвиге агент по настоящему изобретению выбирают из группы, включающей полученное на основе сахаров поверхностно-активное вещество, сополимер, образованный, по меньшей мере, одним этиленгликольэтилэфиракрилатным (EGA) мономером, или комбинацию указанных соединений. Предпочтительные полученные на основе сахаров поверхностно-активные вещества и EGA-сополимеры описаны ниже.

I. Полученные на основе сахаров поверхностно-активные вещества

Полученные на основе сахаров поверхностно-активные вещества включают алкилполигликозид, алкилполиглюкозид, алкилполиглюкомид и все глюкомиды, содержащие циклические формы глюкозы, в которых водород гемиацеталевой группы замещен алкильной или арильной группой. Поэтому структурно соединения могут быть представлены следующим образом:

где R означает C₄-C₁₂- линейную или разветвленную алкильную группу и "x" равно числу приблизительно от 1 до 20. Конкретнее, алкилполиглюкомиды структурно могут быть представлены следующим образом:

где R и "x" имеют вышеуказанные для полигликозидной структуры значения.

Глюкомид может также, когда гидратирован, существовать в открытой циклической форме, как представлено формулой:

где R и "x" имеют вышеуказанные для полигликозидной структуры значения.

Характерными примерами полученных на основе сахаров поверхностно-активных веществ являются C₉-C₁₁-алкилполигликозид (APG 325); алкилгликозид (Glucopon 225) и C₈-C₁₀-алкилполиглюкозид (Triton BGlO).

II. EGA-сополимеры

Участки сополимера, имеющие регулируемую структуру, могут представлять собой, например, блоки, линейные основные цепи, боковые цепи, привитые цепи, "нити" или ветви микрогелей или звездообразных структур, ядра микрогелей звездообразных структур, или участки полимерных цепей с различными концентрациями различных звеньев. Таким образом, сополимер может иметь одну из следующих структур:

- блок-сополимер, содержащий, по меньшей мере, два блока, часть A соответствует одному блоку, часть B соответствует другому блоку, в результате чего, по меньшей мере, часть A или часть B является производной этиленгликольэтилэфиракрилатного (EGA) мономера и часть A, необязательно, имеет градиент состава,

- гребенчатый сополимер или привитой сополимер, содержащий основную цепь и боковые цепи, с частью A, соответствующей основной цепи, и частью B, соответствующей боковым цепям, или частью B, соответствующей скелету, и частью A, соответствующей боковым цепям, в результате чего, по меньшей мере, одна из частей, часть A или часть B, образована EGA-мономером,

- звездообразный сополимер или микрогелевый сополимер, или мицеллярный сополимер в гелеобразном состоянии, содержащий полимерное ядро или неполимерное ядро и периферические полимерные цепи, одна часть, A или B, соответствует ядру, а другая часть соответствует периферическим полимерным цепям, в результате чего, по меньшей мере, одна из частей, часть A или часть B, образована EGA-мономером.

В предпочтительном варианте осуществления сополимер является блок-сополимером. Блок-сополимер означает сополимер, содержащий, по меньшей мере, два различных блока, блок A и блок B, связанные вместе. Блок-сополимер является полимером, построенным на последовательностях, например диблок- или триблок-сополимер. Блоки могут также представлять собой статистические сополимеры. Примерами предпочтительных блок-сополимеров с линейными последовательностями являются диблок-сополимеры (блок A)-(блок B), триблок-сополимеры (блок A)-(блок B)-(блок A) и триблок-сополимеры (блок B)-(блок A)-(блок B). Под линейным полимером подразумевают линейный гомополимер или линейный статистический сополимер, в противоположность блок-сополимеру.

Блок или часть обычно определяют входящими в состав повторяющимися звеньями. Блок или часть может представлять собой сополимер, содержащий несколько видов повторяющихся звеньев, образованных несколькими мономерами. Следовательно, блок или часть A и блок или часть B могут быть различными полимерами, образованными различными мономерами, но могут содержать общие повторяющиеся звенья (сополимеры). Блок или часть A и блок или часть B, предпочтительно, не содержат более 50% общего повторяющегося звена (образованного одним и тем же мономером).

Часть A, например блок A, является гидрофильной или гидрофобной. Часть B, например блок B, является гидрофильной или гидрофобной. Гидрофильные или гидрофобные свойства блока или части означают свойство указанного блока или части, существующее без другого блока или части, то есть свойство полимера, состоящего из одних и тех же повторяющихся звеньев, что указанный блок или часть, имеющих ту же молекулярную массу. Гидрофильный блок, часть, полимер или сополимер означает, что этот блок, часть, полимер или сополимер не подвергается фазовому разделению макроскопически в воде при концентрации от 0,01% до 10 массовых %, при температуре от 20°C до 30°C. Гидрофобный блок, часть, полимер или сополимер означает, что этот блок, часть, полимер или сополимер подвергается фазовому разделению макроскопически в тех же самых условиях. В представляющем интерес варианте осуществления часть A, например блок A, является гидрофильной частью, например гидрофильным блоком, а часть B, например блок B, является гидрофобной частью, например гидрофобным блоком.

Согласно изобретению, по меньшей мере, одна из частей A и B образована EGA-мономером. В предпочтительном варианте осуществления, часть B, например блок B, содержит звенья, образованные мономером B, имеющим следующую формулу:

CH2=CR1CO-[O-(CH2)p-]nOR2,

где:

- Rl означает водород или метильную группу,

- p, значения которого одинаковые или различные, равно 2 или 3,

- n является средним числом, значение которого больше или равно 1, и

- R2 означает алкильную группу.

Группа R2 означает алкильную группу, такую как метильная группа, этильная группа или пропильная группа. Число p равно 2 или 3. Подразумевается, что группа [O-(CH2)p-] означает этоксигруппу (p=2) или пропоксигруппу (p=3). Поскольку p может быть одинаковым или различным, последовательность формулы

-[O-(CH2)p-]n означает последовательность, содержащую этоксигруппы и, или, пропоксигруппы. Если последовательность содержит этокси- и пропоксигруппы, последовательность может быть статистической последовательностью или блочной последовательностью (с одним или несколькими блоками этоксигруппы и одним или несколькими блоками пропоксигруппы). Число p может быть также определено, как среднее число, составляющее от 2 до 3.

В предпочтительном варианте осуществления n имеет значение больше или равное 2 и R2 означает метильную группу или этильную группу. Значение n может достигать 25 или даже больше. Например, n может быть поря