Полисахаридный флюид для обработки приствольной зоны и способ обработки находящегося в недрах земли пласта

Полисахаридный флюид для обработки приствольной зоны и способ обработки находящегося в недрах земли пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Утверждения данного раздела всего лишь обеспечивают информацию относительно уровня техники, относящуюся к настоящему описанию, и не могут рассматриваться в качестве предшествующего уровня техники.

Настоящее изобретение относится к флюидам, применяемым при обработке находящегося в недрах земли пласта. В частности, изобретение относится к водосодержащим скважинным жидкостям для обработки приствольной зоны, содержащим гетерополисахарид, способам образования таких жидкостей, их применениям и способам разрушения таких жидкостей.

В технологических операциях, связанных с разработкой и заканчиванием скважин, а также для добычи газообразных и жидких углеводородов из природных резервуаров в таких скважинах применяют различные типы флюидов, которые вскрывают находящиеся в недрах земли пласты. Такие технологические операции включают в себя перфорацию находящихся в недрах земли пластов, гидроразрыв находящихся в недрах земли пластов, изменение проницаемости находящихся в недрах земли пластов или регулирование извлечения песка или воды из находящихся в недрах земли пластов. Флюиды, используемые в указанных нефтепромысловых технологических операциях, известны как буровые жидкости, жидкости для заканчивания скважин, жидкости для ремонта скважин, (над)пакерные жидкости, жидкости для разрыва пласта, жидкости для стимулирования скважин, жидкости для регулирования проницаемости пласта или коэффициента охвата, жидкости для закрепления стенки ствола скважины и т.п.

Для стимуляции нефтяных и газовых скважин обычно применяют флюидные технологии, включающие в себя газообразный компонент или флюид в сверхкритическом состоянии для образования пены или активированного флюида. Например, некоторые вязкоупругие флюиды, применяемые в качестве жидкостей для разрыва пласта, содержат газ, такой как воздух, азот или диоксид углерода, для обеспечения активированного флюида или пены. Такие флюиды обычно образуют путем закачивания в пласт водного раствора ("основного флюида") одновременно с газом, чаще всего азотом, диоксидом углерода или их смесями. В числе других преимуществ дисперсия газа в основном флюиде в форме пузырьков или вкраплений увеличивает вязкость такого флюида и положительно воздействует на его эксплуатационные качества, в частности на его способность эффективно стимулировать гидравлический разрыв пласта, и также на его способность переносить твердые вещества ("расклинивающие наполнители"), которые помещаются внутри трещин для создания проходов, через которые можно дополнительно добывать нефть или газ. Присутствие газа также усиливает вынос основного флюида из пустот пласта и набивки расклинивающего наполнителя в ствол скажины, вследствие расширения такого газа сразу после того как в конце технологической операции по гидроразрыву пласта в устье скважины уменьшается давление. Другие общеизвестные применения пен или активированных флюидов включают в себя очистку ствола скважины, заполнение скважинного фильтра гравием, отвод кислоты, регулирование водоотдачи и т.п.

Вязкость флюида, в котором диспергирован газ, оказывает влияние на полученную вязкость и устойчивость пены. В общем случае по мере увеличения вязкости основного флюида пены становятся более устойчивыми и вязкими. По этой причине для увеличения вязкости основного флюида обычно добавляют полимеры с высокой молекулярной массой. Полимерами, обычно применяемыми для разрыва пласта, являются полисахариды, такие как целлюлоза, дериватизированная целлюлоза, гуаровая смола, дериватизированная гуаровая смола, ксантановая смола или синтетические полимеры, такие как полиакриламиды и полиакриламидные сополимеры.

Вязкость основного флюида дополнительно увеличивается при включении в него сшивающих агентов. Сшивание заключается в соединении двух полимерных цепей путем химического объединения таких цепей с общим элементом или химической группой, при этом такой элемент или группу называют сшивающим агентом. Типичными сшивающими агентами являются ионы многовалентных металлов, чаще ионы циркония или титана, или борат-ионы. Сшивание может быть чувствительно к существующему в растворе pH. Например, сшивание с помощью борат-ионов можно осуществлять только в щелочной среде (pH > 8). Для достижения эффективного сшивания с помощью ионов металлов часто требуются системы для регулирования pH ("буферы").

Вспененные и активированные жидкости для разрыва пласта всегда содержат "пенообразователи", чаще всего поверхностно-активное вещество или смеси поверхностно-активных веществ, которые способствуют дисперсии газа в основном флюиде в форме мелких пузырьков или вкраплений и придают дисперсии устойчивость путем замедления слипания или рекомбинации таких пузырьков или вкраплений. Вспененные и активированные жидкости для разрыва пласта обычно характеризуют содержанием газа в пене, то есть отношением объема газа к объему пены. Если содержание газа в пене составляет от 52% до 95%, флюид обычно называют пеной, а при содержании газа ниже 52% - активированным флюидом. Однако применяемый здесь термин "активированный флюид" определяется как любая стабильная смесь газа и жидкости, несмотря на величину содержания газа в пене.

Гидравлический разрыв представляет собой способ стимуляции, обычно осуществляемый на нефтяных и газовых скважинах для увеличения добычи флюидов из находящихся в недрах земли резервуаров. Специально разработанные флюиды, включая активированные флюиды, загущенные вязкоупругими поверхностно-активными веществами или полимерными гелеобразователями, часто при высоких давлениях и скоростях закачивают в резервуар, подлежащий обработке, вызывая разрывное нарушение для открытия пласта. Расклинивающие наполнители, такие как керамические шарики или крупинки песка, образуют взвесь с жидкостью для обработки приствольной зоны (также упоминаемой как флюид-носитель) для сохранения разрывного отверстия после того, как обработка закончится. Гидравлический разрыв создает высокоинтенсивное сообщение с большой областью пласта и обход любого повреждения, которое может существовать в околоскважинной области. Следовательно, важно, чтобы флюид для обработки приствольной зоны имел достаточную вязкость для суспендирования и переноса расклинивающего наполнителя в зону разрыва. Однако в некоторых случаях, в зависимости от конкретных состояний находящегося в недрах земли пласта или характера работ, активированные флюиды не могут иметь достаточно высокую вязкость для обеспечения оптимального переноса расклинивающего наполнителя и суспензии расклинивающего наполнителя, тем самым приводя к неудовлетворительному размещению расклинивающего наполнителя. Для обеспечения соответствующего размещения расклинивающего наполнителя могут потребоваться повышенные уровни загустителя или поверхностно-активных веществ, что приводит к повышенным техническим требованиям к ресурсу и материалам.

Возможность разработать рецептуру стабильных активированных флюидов с реологическими характеристиками, подходящими для технологических операций разрыва пласта, становится все более трудной по мере повышения температуры находящегося в недрах пласта. Трудности усугубляются, когда в газовой фазе присутствует диоксид углерода, поскольку диоксид углерода обладает высокой растворимостью в водных растворах. Высокая растворимость диоксида углерода способствует массообмену между пузырьками и ускоряет механизмы дестабилизации пены, такие как так называемое Оствальдовское созревание, которые в конечном итоге приводят к разделению фаз и к потере флюидом вязкости. Кроме того, диоксид углерода взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты. Образование угольной кислоты задает для флюида окружающую среду с низким pH (обычно в диапазоне 3,5-4), тем самым затрудняя необходимое регулирование pH для эффективного сшивания с помощью борат-ионов и зачастую с помощью других металлических ионов. Воздействие низкого pH и высоких температур ускоряет деградацию полимерных цепей, особенно, если в качестве загустителей применяются полисахариды, тем самым содействуя упомянутой потере устойчивости пены и вязкости.

Обычно после проведения обработки полимерсодержащие флюиды, такие как те, что описаны выше, разрушают с тем, чтобы разрушенный на данный момент полимер легко можно было удалить. Поэтому обычно к флюиду для такой очистки скважины добавляют разжижители геля, которые могут представлять собой разжижители геля замедленного действия, или разжижитель геля можно добавлять в виде отдельной стадии. В случае полисахаридов сталкиваются с трудностью разрушения полимера с помощью разжижителей геля, таких как персульфаты, особенно при пониженных температурах.

Соответственно, существует потребность в усовершенствованных полимерсодержащих флюидах, которые применимы для различных обработок, таких как гидравлический разрыв, и которые можно легко удалять в широком интервале температур.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь для более глубокого понимания настоящего изобретения и его преимуществ дается ссылка на следующее описание, приводимое вместе с сопроводительными фигурами, на которых:

На фигуре 1 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 200°F (93,3°C) для водных растворов, содержащих 0,12% пероксида мочевины в качестве разжижителя геля и различные количества полимера на основе диутановой смолы;

На фигуре 2 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 150°F (65,6°C) и 200°F (93,3°C) для 0,28%-ных растворов диутановой смолы, содержащих 0,72% пероксида мочевины в качестве разжижителя геля;

На фигуре 3 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 200°F (93,3°C) для 0,28%-ных растворов диутановой смолы, содержащих различные количества пероксида мочевины в качестве разжижителя геля;

На фигуре 4 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 100°F (37,8°C) для 0,28%-ных растворов диутановой смолы, содержащих 0,72% пероксида мочевины в качестве разжижителя геля, без гептагидрата сульфата двухвалентного железа в качестве ускорителя разжижения геля и с различными количествами гептагидрата сульфата двухвалентного железа в качестве ускорителя разжижения геля (катализатора);

На фигуре 5 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 150°F (65,6°C) для 0,28%-ного раствора диутановой смолы, содержащего 0,06% пероксида мочевины в качестве разжижителя геля и 0,06% гептагидрата сульфата двухвалентного железа в качестве ускорителя разжижения геля;

На фигуре 6 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 150°F (65,6°C) для 0,28%-ных растворов диутановой смолы, содержащих в качестве разжижителя геля либо 0,14% персульфата аммония, либо 0,06% пероксида мочевины в комбинации с 0,06% гептагидрата сульфата двухвалентного железа в качестве ускорителя разжижения геля (катализатора);

На фигуре 7 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 180°F (82,2°C) для 0,28%-ного раствора диутановой смолы и 0,72% перкарбоната натрия в качестве разжижителя геля; и

На фигуре 8 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 180°F (82,2°C) для 0,28% раствора диутановой смолы с использованием в качестве разжижителя геля 0,24% перкарбоната натрия и в качестве ускорителя разжижения геля 0,42% гептагидрата сульфата двухвалентного железа.

На фигуре 9 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,12% пероксида мочевины и 0,12% гептагидрата сульфата двухвалентного железа.

На фигуре 10 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,24% персульфата аммония и 0,06% гептагидрата сульфата двухвалентного железа.

На фигуре 11 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,12% пероксида мочевины, 0,12% гептагидрата сульфата двухвалентного железа и 0,17% N-(2-гидроксиэтил)этилендиамин-N,N',N'-триацетата тринатрия (HEDTA-Na3).

На фигуре 12 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,12% пероксида мочевины, 0,12% гептагидрата сульфата двухвалентного железа и 0,13% этилендиаминтетраацетата дикалия (EDTA-2P).

На фигуре 13 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,24% персульфата аммония, 0,06% гептагидрата сульфата двухвалентного железа и 0,041% нитрилотриуксусной кислоты.

На фигуре 14 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,24% персульфата аммония, 0,06% гептагидрата сульфата двухвалентного железа и 0,012% эриторбата натрия.

На фигуре 15 представлен график зависимости вязкости флюида от времени при 65,6°C для 0,24%-ного диутансодержащего флюида, содержащего 0,24% персульфата аммония, 0,06% гептагидрата сульфата двухвалентного железа и 0,06% гидроксиметилсульфината натрия.

Сущность изобретения

Состав для обработки приствольной зоны, применяемый для обработки находящегося в недрах пласта, пересеченного стволом скважины, образуется из водной среды и диутанового гетерополисахарида с повторяющимся тетрасахаридным звеном в основной полимерной цепи, как представлено в формуле:

где в повторяющемся звене представлены, по меньшей мере, три различных сахарида, такие как сахариды, включающие в себя D-глюкозу, D-глюкуроновую кислоту и либо L-рамнозу, либо L-маннозу; M⁺ представляет собой ионную частицу; R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ выбраны из группы, состоящей из атома водорода, метила, ацетила, глицерила или сахаридной группы, содержащей от одной до трех сахаридных единиц; R¹¹ представляет собой метильную или метилольную группу; и средневесовая молекулярная масса (Mw) гетерополисахарида составляет приблизительно от 10⁵ до приблизительно 10⁷. Диутановый гетерополисахарид может присутствовать во флюиде в количестве приблизительно от 0,01 масс.% до приблизительно 4 масс.% от массы флюида для обработки приствольной зоны. В некоторых вариантах осуществления изобретения в состав включен сшивающий агент, в то время как в некоторые другие варианты осуществления изобретения сшивающий агент не включен, в то время как в еще некоторые другие варианты осуществления сшивающий агент не включен в том случае, если вязкость композиции эффективно повышается.

Флюид для обработки приствольной зоны дополнительно содержит пероксидный разжижитель геля. Пероксидный разжижитель геля может представлять собой стабилизированный пероксидный разжижитель геля или нестабилизированный пероксидный разжижитель геля. Пероксидный разжижитель геля можно выбрать из пероксида водорода, других пероксидов, таких как пероксид натрия, пероксид кальция и пероксид цинка, супероксидов (надперекисей), пероксида мочевины, перкарбонатов, персульфатов, перборатов и их гидратов, органических пероксидов, пероксидов, стабилизированных поверхностно-активным веществом, капсулированных пероксидов или комбинаций указанных пероксидов. Пероксидный разжижитель геля может включать в себя перкарбонат натрия, перкарбонат калия, перкарбонат аммония, персульфат натрия, персульфат калия, персульфат аммония и перборат натрия. Пероксидный разжижитель геля может присутствовать во флюиде в количестве приблизительно от 0,001 масс.% до 20 масс.% в расчете на массу флюида.

Флюид для обработки приствольной зоны может содержать другие компоненты. Флюид для обработки приствольной зоны может содержать газообразный компонент и расклинивающий наполнитель. Также можно применять ускорители разжижения геля или катализаторы. Ускоритель разжижения геля или катализатор может представлять собой сульфат железа (II) и его гидраты, хлорид железа (II), глюконат железа (II), порошок железа с реагентом для регулирования pH, соединение переходных металлов и комбинации указанных веществ.

Флюид для обработки приствольной зоны можно применять в способе обработки находящегося в недрах земли пласта, пересеченного стволом скважины, путем введения флюида для обработки приствольной зоны в пласт через ствол скажины. Флюид для обработки приствольной зоны можно вводить в часть пласта с температурой 200°F (93,3°C) или менее.

В некоторых вариантах осуществления изобретения полисахариды, включая, но не ограничиваясь перечисленным, диутан, ксантан, гуар и производные гуара, целлюлозу и производные целлюлозы в качестве загустителей, эффективно разрушаются разжижителями геля, которые могут содержать в молекулярной структуре одинарные связи кислород-кислород. Также для усиления разрушающего действия разжижителей геля можно применять ускорители разжижения геля, особенно при относительно низких температурах. Некоторые классы химических веществ, включая хелатообразователи и реагенты для регулирования (восстановления) железа, могут уменьшать возможное загрязнение пласта железом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описание и примеры представлены здесь исключительно с целью иллюстрации различных вариантов осуществления изобретения и не должны рассматриваться в качестве ограничения объема и применимости изобретения. Несмотря на то, что композиции по настоящему изобретению описаны здесь как содержащие определенные материалы, следует понимать, что композиция необязательно может содержать два или более отличающихся по химическому составу материалов. Кроме того, композиция также может содержать некоторые компоненты, отличающиеся от уже упомянутых компонентов. В разделах "сущность изобретения" и "подробное описание изобретения" каждая численная величина должна читаться сначала как скорректированная с помощью термина "приблизительно" (за исключением величин, уже специально скорректированных таким образом), и затем читаться снова как не скорректированная таким образом, если в контексте не указано иначе. Также следует понимать, что в разделах "сущность изобретения" и "подробное описание изобретения" значения концентрации или количественного диапазона, перечисленные или описанные как применимые, подходящие или т.п., подразумевают, что любое и каждое значение концентрации или количества внутри диапазона, включая конечные точки, должно рассматриваться как установленное. Например, "диапазон от 1 до 10" следует читать как указывающий на каждое и любое возможное число на всем протяжении диапазона приблизительно от 1 до приблизительно 10. Таким образом, даже если конкретные частные значения внутри диапазона или даже отсутствующие частные значения внутри диапазона, указываются явным образом или относятся только к нескольким конкретным значениям, следует понимать, что авторы изобретения учитывают и понимают, что любые и все частные значения внутри диапазона следует рассматривать, как установленные, и что во владении авторов изобретения находится полный диапазон и все значения внутри диапазона.

В изобретении предлагаются скважинные флюиды для обработки приствольной зоны, применимые для обработки находящегося в недрах земли пласта. В частности, изобретение относится к водосодержащим скважинным флюидам для обработки приствольной зоны, содержащим гетерополисахарид, способам образования таких флюидов для обработки приствольной зоны и их применениям. Подразумевается, что применяемый здесь термин "жидкая фаза" включает в себя все компоненты флюида за исключением газообразной фазы. Термин "газ" применяется здесь для описания любого флюида в газообразном состоянии или в сверхкритическом состоянии, где газообразное состояние относится к любому состоянию, при котором температура флюида ниже его критической температуры, и давление флюида ниже давления его пара; и сверхкритическое состояние относится к любому состоянию, при котором температура флюида выше его критической температуры. Применяемые здесь термины "активированный флюид" и "флюид" применяются взаимозаменяемо для описания любой стабильной смеси газообразной фазы и жидкой фазы, включая пены, несмотря на величину содержания газа в пене, то есть отношение объема газа к общему объему газообразной и жидкой фаз.

Активированные флюиды часто применяются для стимуляции нефтяных и газовых скважин и образуются и применяются при нагнетании водного раствора одновременно с газом (чаще всего азотом, диоксидом углерода или их смесей). Дисперсия газа в основном флюиде в форме пузырьков увеличивает вязкость такого флюида и положительно воздействует на его эксплуатационные качества, в частности на его способность эффективно стимулировать гидравлический разрыв пласта, и также его способность переносить твердые вещества, такие как расклинивающие наполнители. Присутствие газа также усиливает обратный вынос флюида. Общеизвестно, что применение стабильных активированных флюидов или пен с реологическими характеристиками, подходящими для нефтепромысловых технологических операций, становится все более затруднительным, когда температура пласта выше 121°C или хотя бы соответствует 150°C. В патентных публикациях США №№ US 2006/0166836; US 2006/0166837 и US 2006/0178276 описано, что путем объединения гетерополисахарида, такого как сфинган, одновременно с газом, электролитом и поверхностно-активным веществом водосодержащий активированный флюид приобретает исключительные реологические характеристики, способность образовывать суспензию частиц и способность переносить частицы, а также фазовую стабильность, особенно при повышенных температурах. В силу этого водосодержащие активированные флюиды могут включать в себя водную среду, газообразный компонент, гетерополисахарид, электролит и поверхностно-активное вещество. Водная среда обычно представляет собой воду или насыщенный солевой раствор. Флюиды также могут включать в себя органоаминосоединение. Когда флюиды применяются в качестве жидкостей для разрыва пласта, варианты осуществления изобретения дополнительно могут включать в себя расклинивающий наполнитель.

Флюидные композиции по изобретению применимы для нефтепромысловых технологических операций, включая такие операции как разрыв находящихся в недрах земли пластов, изменение проницаемости находящихся в недрах земли пластов, очистка трещин или ствола скважины, кислотный гидроразрыв, структурная кислотная обработка, регулирование заполнения скважинного фильтра гравием или песком и т.п. Еще одна область применения включает в себя размещение химической пробки для изоляции зон или для облегчения технологической операции изоляции.

Газообразный компонент флюидов в случае его применения можно получать из любого подходящего газа, который образует активированный флюид при введении в водную среду. См., например, патент США № 3937283 (Blauer и др.). Газообразный компонент может содержать газ, выбранный из группы, состоящей из азота, воздуха, диоксида углерода и любых их смесей. В некоторых областях применения газообразный компонент может содержать диоксид углерода в любом легкодоступном качестве. Газообразный компонент принимает участие в технологической операции разрыва и процессе очистки скважины. Флюид может содержать приблизительно от 10% до приблизительно 90% по объему газового компонента в расчете на общий объем флюида, в некоторых областях применения - приблизительно от 30% до приблизительно 80% по объему газового компонента в расчете на общий объем флюида, и в некоторых областях применения - приблизительно от 40% до приблизительно 70% по объему газового компонента в расчете на общий объем флюида.

Флюиды по изобретению включают в себя гетерополисахарид. Несмотря на то, что можно применять любой подходящий гетерополисахарид, особенно применимы микробные полисахариды, общеизвестные как сфинганы. Обычно сфинганы представляют собой кислотные капсульные гетерополисахариды, выделяемые бактериями Sphingomonas bacteria, как описано Pollock T.J., в публикации Sphingan Group of Exopolysaccharides (EPS), Biopolymers, т. 5, E.J. Vandamme, S. DeBaets и A. Steinbuchel, Editors. 2002, Wiley-VCH Verlag GmbH, стр. 239-258. В некоторых вариантах осуществления изобретения гетерополисахарид представляет собой сфинган или дериватизированный сфинган с повторяющимся тетрасахаридным звеном в основной полимерной цепи, как представлено в химической формуле:

или представлено на альтернативной формульной схеме:

где в повторяющемся звене присутствуют, по меньшей мере, три различных сахарида, таких как сахариды, включающие в себя D-глюкозу (D-Glc), D-глюкуроновую кислоту (D-GlcA) и либо L-рамнозу (X=Rha; R¹¹ = CH₃), либо L-маннозу (X=Man; R¹¹ = CH₂ОH); средневесовая молекулярная масса (Mw) гетерополисахарида составляет приблизительно от 10⁵ до приблизительно 10⁷; M⁺ представляет собой любую ионную частицу, посредством электростатических взаимодействий эффективно соединяющуюся с карбоксильной группой, присутствующей в звене D-глюкуроновой кислоты, где M⁺ включает в себя, но необязательно ограничивается перечисленным, например: H⁺, Na⁺, К⁺, NH₄ ⁺, 1/2 Ca⁺² и 1/2 Mg⁺²; заместители в положениях № 2 всех сахаридных единиц (R³, R⁵, R⁸ и R¹⁰), заместители в положениях № 3 сахаридных единиц, присоединенных в положении № 4 (R⁴, R⁷ и R⁹), заместитель в положении № 4 глюкозной единицы, присоединенной в положении 3 (R²), и заместители в положениях № 6 D-глюкозных единиц (R¹ и R⁶) могут представлять собой, в качестве неограничивающего примера, атом водорода (-H), метил (-CH₃), ацетил (--COCH₃), глицерил (--СОСН₂(ОН)СН₂ОН) или сахаридную группу, содержащую от одной до трех сахаридных единиц, в которой сахаридные единицы, присутствующие в боковой группе сахарида, включают в себя, но не ограничиваются перечисленным: D-глюкозу, D-глюкуроновую кислоту, D-галактуроновую кислоту, L-рамнозу, L-маннозу, D-маннозу, 2,3:5,6-ди-О-изопропилиден-D-маннофуранозу, 2,3-O-изопропилиден-D-рибоно-1,4-лактон, 3,4-O-изопропилиден-D-маннит, D-арабинозу, L-арабинозу, D-эритрозу, L-эритрозу, D-фукозу, L-фукозу, лактулозу, D-ликсозу, мальтулозу, L-маннит, D-манноно-1,4-лактон, L-манноно-1,4-лактон, метил-α-D-фукопиранозид, D-рибоновую кислоту, D-рибоно-1,4-лактон, L-рибозу, D-сорбозу, D-тагатозу, D-талитол, D-талозу, L-ксилозу и т.п. и любые производные. Также упомянутые выше заместители R¹ - R¹¹ внутри химической структуры основной цепи гетерополисахаридов могут отличаться от одного повторяющегося звена до другого повторяющегося звена. Например, R¹ может представлять собой атом водорода (-H) в одном повторяющемся звене и ацетильную группу (--COCH₃) в следующем повторяющемся звене.

Подходящие сфинганы или дериватизированные сфинганы включают в себя, но необязательно ограничиваются перечисленным, следующие гетерополисахариды и их производные:

(1) Геллановую смолу, описанную в публикации Kuo M.S., A.J. Mort и A. Dell, Identification and location of L-glycerate, an unusual acyl substituent in gellan gum, Carbohydrate Research, 1986, 156: стр. 173-187, в которой R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, и R¹¹ представляет собой метильную (--CH₃) группу (или X=Rha);

(2) Велановую смолу, описанную в публикации Stankowski J.D. и S.G. Zeller, Location of the O-acetyl group in welan by the reductive-cleavage mеthod, Carbohydrate Research, 1992, 224: стр.337-341, в которой R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, R¹¹ представляет собой метильную (--CH₃) группу (или X=Rha), и R⁷ представляет собой α-L-рамнозную или α-L-маннозную группу (α -L-Rha (1->, или α-L-Man(1->));

(3) Диутановую смолу, описанную в публикации Chowdhury T.A., и др., Structural studies of an extracellular polysaccharide, S-657 elaborated by Xanthomonas ATCC 53159, Carbohydrate Research, 1987, 164: стр. 117-122, в которой R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, R¹¹ представляет собой метильную (--CH₃) группу (или X=Rha), и R⁷ представляет собой две α-L-рамнозные группы, присоединенные в 1,4-положениях кольца (α -L-Rha (1->4) α -L-Rha(1->)

(4) Гетерополисахарид S-8, имеющийся в наличии у компании CP Kelco of 123 North Wacker Dr, Suite 2000 Chicago, 111. 60606 USA, описанный производителем, как более чистая диутановая смола по сравнению с цепью S-657. Степень чистоты указанного продукта определяется производителем как % диутана = %CО₂  ^·(масса повторяющегося звена в диутане)/(масса CO₂). Масса повторяющегося звена составляла 992,93, не считая ацетат и K⁺ -форму. Таким образом, для цепи S-8, как сообщается, содержание CO₂ составляло 4,0% и степень чистоты =4·992,93/44=90,3%, по сравнению с S-657, в котором содержание CО₂ составляет 3,2%, давая степень чистоты =3,2·992,93/44=72,2%;

(5) Рамзановую смолу, описанную в публикации Jansson P.E. и др., Structural studies of a polysaccharide (S-194) elaborated by Alcaligenes ATCC 31961, Carbohydrate Research, 1986, 156: стр. 157-163, в которой R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, R¹¹ представляет собой метильную (--СН₃) группу (или X=Rha), и R¹ представляет собой две β-D-глюкозных группы, присоединенных в 1,6-положениях кольца (β-D-Glc(1->)β-D-Glc(1->);

(6) Гетерополисахарид S-88, описанный в публикации Jannson P.E., N.S. Kumar и B. Lindberg, Structural studies of a polysaccharide (S-88) elaborated by Pseudomonas ATCC 31554, Carbohydrate Research, 1986, 156: стр. 165-172, в которой R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, R¹¹ представляет собой метильную (--CH₃) группу (X=Rha) или метилольную (-CH₂OH) группу (X=Man), и R⁷ представляет собой α-L-рамнозную группу (α-L-Rha(1->);

(7) Гетерополисахарид S-198, описанный в публикации Chowdhury T.A., B. Lindberg и U. Lindquist, Structural studies of an extracellular polysaccharide (S-198) elaborated by Alcaligenes ATCC 31853, Carbohydrate Research, 1987, 161: стр. 127-132, в которой R¹, R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, R¹¹ представляет собой метильную (-CH₃) группу (X=Rha) или метилольную (-CH₂OH) группу (X=Man), и R² представляет собой α-L-рамнозную группу (α-L-Rha(1->); и

(8) Гетерополисахарид NW11, описанный в публикации Pollock T.J., Sphingan Group of Exopolysaccharides (EPS), Biopolymers, т. 5, E.J. Vandamme, S. DeBaets и A. Steinbuchel, Editors, 2002, Wiley-VCH Verlag GmbH, стр. 239-258, в которой R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют собой водородные (-H) группы, и R¹¹ представляет собой метилольную (-CH₂OH) группу (X=Man).

Гетерополисахарид, применяемый во флюидах по изобретению, может представлять собой диутановую смолу, содержащую в основной полимерной цепи повторяющееся тетрасахаридное звено, как представлено в химической формуле:

или представлено на альтернативной формульной схеме:

где M⁺ представляет любую ионную частицу, посредством электростатических взаимодействий эффективно соединяющуюся с карбоксильной группой, где M⁺ включает в себя, но необязательно ограничивается перечисленным, например, H⁺, Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺, 1/2 Ca⁺² и 1/2 Mg⁺²; и средневесовая молекулярная масса (Mw) диутановой смолы составляет приблизительно от 10⁵ до приблизительно 10⁷. Диутановые гетерополисахариды имеются в наличии, например, у компании CP Kelco of 123 North Wacker Dr, Suite 2000 Chicago, 111. 60606 USA, и также могут применяться либо в сшитой форме, либо без сшивающего агента. Диутан обычно состоит из углевода, приблизительно 12% белка и приблизительно 7% (в расчете на O-ацетил) ацильных групп, где углеводная часть содержит приблизительно 19% глюкуроновой кислоты, и нейтральные сахара рамнозу и глюкозу, представленные в отношении приблизительно 2:1. Подробности получения диутана приведены в патенте США № 5175278 (Peik и др.). O-ацетильные группы также могут находиться в положении № 2 и 2,6-положениях D-глюкозной единицы, присоединенной в положении 3, как описано в публикации Diltz S. и S.G. Zeller, Location of O-acetyl groups in S-657 using the reductive-cleavage method, Carbohydrate Research, 2001. 331: стр. 265-270.

В вариантах осуществления флюида по изобретению гетерополисахариды можно включать в количествах приблизительно от 0,01 масс.% до приблизительно 4 масс.% в расчете на общую массу жидкой фазы, более конкретно - приблизительно от 0,01 масс.% до приблизительно 1,5 масс.% в расчете на общую массу жидкой фазы, и в некоторых областях применения - приблизительно от 0,10 масс.% до приблизительно 0,40 масс.% в расчете на общую массу жидкой фазы. Термин жидкая фаза означает все компоненты флюида за исключением любого газообразного компонента.

В некоторых вариантах осуществления изобретения гетерополисахарид может быть сшитым с помощью подходящего сшивающего агента. Добавляя сшивающие агенты к флюиду, можно дополнительно увеличивать вязкость флюида. Сшивание состоит из соединения двух полимерных цепей посредством химического присоединения таких цепей к общему элементу или химической группе. Подходящие сшивающие агенты могут содержать химическое соединение, содержащее ион многовалентного металла, такого как, но необязательно ограничиваться перечисленным, хром, железо, бор, алюминий, титан и цирконий.

Флюиды по изобретению могут включать в себя электролит, который может представлять собой органическую кислоту, соль органической кислоты или неорганическую соль. Обычно электролиты присутствуют в незначительном количестве (например, приблизительно менее 30 масс.% в расчете на массу жидкой фазы).

Органическая кислота может представлять собой сульфоновую кислоту или карбоновую кислоту, а анионным противоионом солей органических кислот обычно является сульфонат или карбоксилат. Представители таких органических молекул включают в себя различные ароматические сульфонаты и карбоксилаты, такие как п-толуолсульфонат, нафталинсульфонат, хлорбензойная кислота, салициловая кислота, фталевая кислота и т.п., где такие противоионы являются водорастворимыми. Примерами подходящих органических кислот являются 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-2-нафтойная кислота и 3,4-дихлорбензойная кислота.

Неорганические соли могут включать в себя, но не ограничиваются перечисленным, водорастворимые соли калия, натрия и аммония, такие как хлорид калия и хлорид аммония. Кроме того, также можно применять хлорид магния, хлорид кальция, бромид кальция, галогенид цинка, карбонат натрия и бикарбонат натрия. Также можно применять любые смеси неорганических солей. Неорганические соли могут помогать в разработке повышенной вязкости, которая характерна для флюидов. Кроме того, неорганическая соль может содействовать сохранению стабильности геологического пласта, который подвергается воздействию флюида. Стабильность пласта и, в частности, стабильность глины (путем ингибирования разбухания глины) достигается при уровне концентрации несколько процентов по массе, и по этой причине плотность флюида незначительно изменяется от присутствия неорганической соли, пока плотность флюида не становится важным фактором, в результате чего можно применять более тяжелые неорганические соли. В некоторых областях применения электролит может представлять собой хлорид калия. Электролит можно применять в количестве приблизительно от 0,01 масс.% до приблизительно 12 масс.% в расчете на общую массу жидкой фазы, и в некоторых случаях можно применять в количестве приблизительно от 1 масс.% до приблизительно 8 масс.% в расчете на общую массу жидкой фазы.

Флюид для обработки приствольной зоны также может включать в себя органоаминосоединение. Примеры подходящих органоаминосоединений включают в себя, но необязательно ограничиваются перечисленным, тетраэтиленпентамин, триэтилентетрамин, пентаэтиленгексамин, триэтаноламин и т.п. или любые их смеси. Когда во флюидах по