Промоторы для пероксидов во флюидах для обработки пласта на водной основе

Промоторы для пероксидов во флюидах для обработки пласта на водной основе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к композициям флюидов для обработки пласта на водной основе (также обозначаемым как “флюиды для обработки пласта на водной основе”) и способам применения композиций флюидов для обработки пласта на водной основе для разрыва подземных пластов при добыче нефти и газа.

Предпосылки изобретения

Гидравлический разрыв и кислотный гидроразрыв являются методиками, обычно используемыми для стимуляции добычи нефти и газа из подземных пластов с низкой проницаемостью. В таких обработках флюиды для гидроразрыва вводят в подземный пласт под достаточным давлением и при наличии достаточной вязкости для создания трещин или разрывов в пласте и также для распространения этих разрывов в пласте. Флюиды для обработки пласта на водной основе могут содержать погруженные расклинивающие наполнители, такие как песок или спеченный боксит, для того чтобы после просачивания флюида для обработки пласта на водной основе в пласт или противотока из разрывов, разрывы закрывались под воздействием расклинивающих наполнителей для сохранения разрывов в открытом состоянии для повышенной проницаемости.

При использовании конкретных флюидов для обработки пласта на водной основе, таких как водные гели с высокой вязкостью, при этом высокая вязкость этих флюидов для гидроразрыва должна сохраняться при создании и распространении разрывов, также она должна способствовать перемещению расклинивающих наполнителей к самым отдаленным участкам разрывов. Однако после того как расклинивающие наполнители захватываются в разрывах, желательно, чтобы вязкость флюида для обработки пласта на водной основе быстро снижалась для обеспечения противотока флюида через разрывы возле расклинивающих наполнителей и обратно в ствол скважины. Химические соединения, используемые для снижения вязкости флюидов для гидроразрыва, более известны как "разжижители" или "разжижающие флюиды" и вводятся в разрывы для действия на флюиды для гидроразрыва. Разжижители, однако, могут тяжело поддаваться контролю. Например, разжижители могут не начинать снижение вязкости флюида для обработки пласта на водной основе в течение длительного периода времени после осаждения расклинивающих наполнителей. Таким образом, разжижители могут не разжижить флюиды для обработки пласта на водной основе достаточно быстро при сравнительно низких температурах, достаточных для удовлетворения потребностей. Контроль времени снижения вязкости является крайне желательным в процессах подземной обработки, таких как гидравлический разрыв.

Краткое описание настоящего изобретения

В настоящем изобретении предусматривают приемлемые флюиды для обработки пласта на водной основе, где температура, при которой имеет место разжижение вязкости флюида, вызванное пероксидами, непредвиденным и преимущественным образом снижена путем введения солевой композиции, такой как, например, тиосульфатная соль, сульфитная соль, бисульфитная соль, эриторбатная соль, изоаскорбатная соль и их комбинаций. В одном варианте осуществления соль действует в качестве промотора для пероксидного разжижителя. Включение соли во флюид для обработки пласта на водной основе расширяет диапазон приемлемых рабочих температур пероксидов в качестве разжижителей. Таким образом, вязкость флюида для обработки пласта на водной основе может сохраняться на сравнительно высоком уровне в течение определенного периода времени для того, чтобы выполнить необходимое количество разрыва подземного пласта. В одном аспекте настоящего изобретения сразу после достижения необходимого количества разрыва пероксидный разжижитель затем разрушает полимер во флюиде для обработки пласта на водной основе контролируемым образом. Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения включают композиции флюидов для обработки пласта на водной основе и способы применения композиций флюидов для обработки пласта на водной основе.

В одном аспекте в настоящем изобретении предусматривают флюид для обработки пласта на водной основе, состоящий по существу из, или содержащий воду, по меньшей мере один полимер, увеличивающий вязкость, по меньшей мере один пероксид и по меньшей мере один промотор, выбранный из группы, состоящей из тиосульфатных солей, сульфитных солей, бисульфитных солей, эриторбатных солей, изоаскорбатных солей и их комбинаций, где флюид для обработки пласта на водной основе по существу не содержит амин, если промотором является тиосульфатная соль.

В другом аспекте в настоящем изобретении предусматривают способ, включающий введение флюида для обработки пласта на водной основе в по меньшей мере часть подземного пласта, где флюид для обработки пласта на водной основе содержит по меньшей мере один полимер, повышающий вязкость, по меньшей мере один пероксид и по меньшей мере один промотор, выбранный из группы, состоящей из тиосульфатных солей, сульфитных солей, бисульфитных солей, эриторбатных солей, изоаскорбатных солей и их комбинаций, который эффективен для снижения температуры разжижения флюида для обработки пласта на водной основе, при этом флюид для обработки пласта на водной основе по существу не содержит амин, если промотором является тиосульфатная соль.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает способ стимуляции разжижения флюида для обработки пласта на водной основе, содержащего по меньшей мере один полимер, увеличивающий вязкость, и по меньшей мере один пероксид, где способ включает стадию введения по меньшей мере одного промотора, выбранного из группы, состоящей из тиосульфатных солей, сульфитных солей, бисульфитных солей и их комбинаций во флюид для обработки пласта на водной основе.

Описание графических материалов

Фигура 1 относится к примеру 1. На фигуре 1 и в примере 1 показано, что композиции и способы настоящего изобретения приводят к образованию эффективного разжижения вязкости гуарового флюида при более низких температурах, которое не было достигнуто с использованием исключительно трет-бутилгидропероксида (tBHP).

Фигура 2 относится к примеру 2. На фигуре 2 и в примере 2 показано, что использование тиосульфата натрия способствует непредвиденной синергии, в результате которой быстро и эффективно разжижается гуаровый флюид для гидроразрыва с использованием меньшего количества пероксидного разжижителя по сравнению с использованием исключительно 5% трет-бутилгидропероксида.

Фигура 3 относится к примеру 3. На фигуре 3 и в примере 3 показано, что значительное разжижение произошло в течение двух часов с использованием раствора, содержащего 5% водный раствор трет-бутилгидропероксида и 10% водного раствора сульфита натрия при температуре 170°F.

Фигура 4 относится к примеру 4. На фигуре 4 и в примере 4 показано, что замедленное разжижение в течение двух часов достигалось с помощью раствора, содержащего 0,5 GPT 10% водного моногидрата D-изоаскорбата натрия с 1,0 GPT 5% трет-бутилгидропероксидом и флюидом для гидроразрыва с полисахаридом, сшитым боратом с замедлением, при температуре 170°F. Использование пятикратного количества 5,0 GPT 5% водного раствора трет-бутилгидропероксида при температуре 170°F в тех же условиях не давало значимого снижения вязкости через три часа.

Фигура 5 относится к примеру 5. Полное разжижение вязкости достигалось при температуре 170°F с использованием раствора 0,5 GPT 10% бисульфита натрия с 1,0 GPT 5% трет-бутилгидропероксида. Системой флюида для гидроразрыва был флюид для гидроразрыва с полисахаридом, сшитым боратом с замедлением.

Подробное описание настоящего изобретения

“Флюид для обработки пласта на водной основе” или "разрывающий флюид" или “флюид для гидроразрыва” используются в данном документе взаимозаменяемо для обозначения флюида, пригодного для использования при гидроразрыве, гравийной набивке и/или кислотной обработке флюидами и т.п. В частности, флюид для обработки пласта на водной основе пригоден для использования в процессах гидравлического разрыва для повышенной добычи нефти и газа, в том числе гидроразрыва.

"Разжижитель", "разжижающий флюид", "свободно-радикальный разжижитель" или "свободно-радикальный генератор" используются в данном документе для обозначения соединения, которое снижает вязкость флюида для обработки пласта на водной основе. В более широком понимании разжижители могут функционировать любым пригодным образом, например, с помощью разрушения полимеров, увеличивающих вязкость, повреждая сшивки, разрывая полимерную цепь и т.п., или с помощью других механизмов, в том числе механизмов, специфических для конкретного разжижителя, разжижающего флюида, свободно-радикального разжижителя или свободно-радикального генератора.

Как используется в данном документе, "вязкость" имеет свое обычное значение: мера внутреннего сопротивления флюида (или мера трения флюида). Флюид с более высокой вязкостью является "более густым", чем флюид с более низкой вязкостью. Соответствующие вязкости флюида для обработки пласта на водной основе во время гидроразрыва и извлечения флюида для обработки пласта на водной основе легко определяются опытным специалистом.

Как используется в данном документе, "разрушение полимера" или "разрушение флюида для обработки пласта на водной основе" означает распад или разложение полимера во флюиде для обработки пласта на водной основе или флюида для обработки пласта на водной основе. Например, полимер может разлагаться на меньшие соединения, или плотность сшивок полимера может снижаться, или молекулярный вес полимера может снижаться, вызывая снижение вязкости флюида для обработки пласта на водной основе.

Как используется в данном документе, если не указано иное, значения составляющих или компонентов композиций выражаются в весовом проценте или проценте по весу каждого ингредиента композиции.

Существует необходимость стабилизации флюидов для обработки пласта на водной основе, особенно при высоких температурах, для сохранения необходимой высокой вязкости растворов во время гидроразрыва. Однако после завершения гидроразрыва эти вязкие флюиды для обработки пласта на водной основе необходимо разрушить для обеспечения потока газа и нефти из разорванной породы, которую удерживают от смыкания с помощью расклинивающего наполнителя. Таким образом, для контроля и стимуляции разрушения флюида для обработки пласта на водной основе в подходящее время или в подходящих условиях (например, при температуре в диапазоне от приблизительно 125°F до приблизительно 200°F) по меньшей мере одну композицию тиосульфатной соли объединяют с флюидом для обработки пласта на водной основе. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения способ применения флюида для обработки пласта на водной основе при образовании подземных разрывов включает ускорение разрушения полимера во флюиде для обработки пласта на водной основе, если флюид для обработки пласта на водной основе содержит пероксидный разжижитель, с помощью объединения по меньшей мере одного промотора, выбранного из группы, состоящей из тиосульфатных солей, сульфитных солей, бисульфитных солей и их комбинаций, с флюидом для обработки пласта на водной основе. В одном варианте осуществления флюид для обработки пласта на водной основе по существу не содержит или не содержит других соединений, способных функционировать в качестве промоторов пероксида; в частности, флюид для обработки пласта на водной основе может по существу не содержать или не содержать амин, такой как амины, ранее описанные в данной области техники, как пригодные для стимуляции разжижения флюидов для гидроразрыва, содержащих пероксид.

Промотор обеспечивает снижение температуры и/или снижение времени, при котором полимеры во флюиде для обработки пласта на водной основе проявляют снижение вязкости, достаточное для облегчения удаления использованного флюида для обработки пласта на водной основе из подземного пласта. Промотор может также служить для снижения концентрации пероксида, необходимого для разжижения вязкости флюида для обработки пласта на водной основе при конкретной совокупности условий. Кроме того, промотор может повышать скорость, при которой вязкость разжижается (т.е. при конкретной совокупности условий разжижение вязкости является более сильным, чем таковое, наблюдаемое в отсутствие промотора). Таким образом, по меньшей мере один промотор, такой как тиосульфатная соль функционирует в комбинации с пероксидом для снижения вязкости полимера при различных температурах после соответствующего гидроразрыва породы и/или осаждения расклинивающего наполнителя в разрывах таким образом, чтобы флюид для обработки пласта на водной основе был способен к легкому оттоку сквозь разрывы возле расклинивающих наполнителей и обратно в ствол скважины, из которой флюид для обработки пласта на водной основе можно затем извлечь и удалить.

В нефтегазовой промышленности тиосульфатные соли, такие как тиосульфат натрия, использовали в качестве поглотителей кислорода при высоких температурах, например, от 240 до 280°F. При таких высоких температурах тиосульфат натрия функционирует в качестве стабилизатора геля, при этом сохраняется высокая вязкость флюидов для гидроразрыва, которые загущали с помощью водорастворимых или водонабухающих полимеров, таких как модифицированные гуаровые смолы. Было обнаружено, что тиосульфатные соли способны промотировать активность пероксидов в качестве разжижителей во флюидах для гидроразрыва, вследствие чего флюид для гидроразрыва проявляет разжижение вязкости при сравнительной низкой температуре в присутствии тиосульфатной соли. В отсутствие тиосульфатной соли в тех же самых условиях во флюиде для гидроразрыва разжижения вязкости не наблюдается (т.е. в таких условиях пероксид проявляет слабую активность или отсутствие активности в качестве разжижителя). Таким образом, как используется в настоящем изобретении и без намерения ограничиться какой-либо теорией, считается, что тиосульфатные соли могут облегчать снижение вязкости загущенной водной композиции, содержащей полимер, увеличивающий вязкость, которое осуществляется с помощью пероксидного разжижителя.

Пригодные промоторы для целей настоящего изобретения включают любую соль тиосульфата, где тиосульфат соответствует химических радикалам в виде иона S₂O₃^2-. Пригодные промоторы также включают соль сульфита, где сульфит соответствует ионным химическим радикалам SO₃^2-, а также любой соли бисульфита, где бисульфит соответствует химическим радикалам в виде иона HSO₃^-. Соли эриторбовой кислоты также пригодны для применения в качестве промоторов. Можно также использовать комбинации различных типов таких промоторов. В одном аспекте настоящего изобретения промотор является водорастворимым. Ионами или катионами, связанными с промотором, могут быть, например, аммоний, щелочные металлы, такие как натрий или калий, щелочноземельные металлы, такие как кальций, металлы, такие как серебро, железо, медь, кобальт, марганец, ванадий и т.п. и их комбинации. Иллюстративные примеры тиосульфатных солей, приемлемых в соответствии с настоящим изобретением, включают, но без ограничений, тиосульфат натрия, тиосульфат калия, тиосульфат аммония, тиосульфат серебра, тиосульфат железа, тиосульфат меди, тиосульфат кобальта, тиосульфат кальция, тиосульфат марганца, тиосульфат ванадия и их комбинации. Сульфит натрия, бисульфит натрия и эриторбат натрия также являются пригодными в качестве промоторов в соответствии с настоящим изобретением. Промотор может, например, быть включенным во флюид для обработки пласта на водной основе в виде традиционной твердой соли, в виде инкапсулированной/покрытой полимером (с замедленным высвобождением) твердой соли или в виде концентрированного водного раствора соли.

Можно выбирать и контролировать концентрацию промотора, такого как тиосульфатная соль, во флюиде для обработки пласта на водной основе, для того чтобы достичь необходимого уровня стимуляции по отношению к пероксиду. В одном аспекте настоящего изобретения во флюиде для обработки пласта на водной основе присутствует количество промотора, такого как тиосульфатная соль, которое эффективно для снижения температуры разжижения флюида для обработки пласта на водной основе, по сравнению с температурой разжижения, проявляемой флюидом для обработки пласта на водной основе в отсутствие такого промотора. Например, флюид для обработки пласта на водной основе может содержать количество промотора (например, тиосульфатной соли), которое достаточно для снижения температуры, при которой флюид для обработки пласта на водной основе испытывает разжижение вязкости по меньшей мере на 5°F, по меньшей мере на 10°F, по меньшей мере на 15°F, по меньшей мере на 20°F, по меньшей мере на 30°F, по меньшей мере на 50°F, по меньшей мере на 75°F, по меньшей мере на 100°F или даже больше. Включение одного или нескольких промоторов во флюид для обработки пласта на водной основе в соответствии с настоящим изобретением может, таким образом, эффективно увеличить, расширить и/или повысить диапазон приемлемых рабочих температур пероксидного разжижителя.

Как правило, состав флюида для обработки пласта на водной основе будут разрабатывать так, чтобы он содержал, в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, от приблизительно 0,001% до приблизительно 10%, от приблизительно 0,002% до приблизительно 5%, от приблизительно 0,005% до приблизительно 2,5% или от приблизительно 0,01% до приблизительно 1,5% общего промотора, в том числе промотора, выбранного из группы, состоящей из тиосульфатных солей, сульфитных солей, бисульфитных солей, эриторбатных солей, изоаскорбатных солей и их комбинаций.

Промотор(промоторы) (например, тиосульфатная(тиосульфатные) соль(соли)) можно объединять с другими выбранными компонентами флюида для обработки пласта на водной основе в любое пригодное время и с помощью любых пригодных методик, известных в данной области техники. Например, по меньшей мере один промотор можно добавить и смешать с другими компонентами флюида для обработки пласта на водной основе перед подачей флюида для обработки пласта на водной основе в подземный пласт породы. В качестве альтернативы другие компоненты флюида для обработки пласта на водной основе можно одновременно смешать по меньшей мере с одним промотором при подаче флюида для обработки пласта на водной основе в скважины. Дополнительно по меньшей мере один промотор можно добавить в определенное время после введения других компонентов флюида для обработки пласта на водной основе в ствол скважины.

В одном аспекте настоящего изобретения флюид для обработки пласта на водной основе характеризуется как по существу не содержащий или не содержащий любой добавленный амин. Например, флюид для обработки пласта на водной основе может содержать менее 1 вес. %, менее 0,5 вес. %, менее 0,1 вес. %, менее 0,01 вес. % или даже 0 вес. % амина. В других аспектах флюид для обработки пласта на водной основе по существу не содержит какой-либо ускоритель, активатор или промотор для пероксида, отличный от промоторов, которые являются предметом настоящего изобретения. То есть флюид для обработки пласта на водной основе не содержит какое-либо количество какого-либо соединения, отличного от тиосульфатной соли, сульфитной соли, бисульфитной соли и/или эриторбатной соли, которое эффективно для усиления активности пероксида в качестве разжижителя вязкости. В конкретных вариантах осуществления, когда промотором является тиосульфатная соль, флюид для обработки пласта на водной основе может по существу не содержать амин.

Флюид для обработки пласта на водной основе содержит по меньшей мере один пероксидный разжижитель для разжижения вязкости флюида для обработки пласта на водной основе после процесса гидроразрыва и/или осаждения расклинивающего наполнителя в трещинах. Пероксид может включать любой пероксид, эффективный для снижения вязкости полимера во флюиде для обработки пласта на водной основе или самого флюида для обработки пласта на водной основе. Пероксидом может быть пероксид водорода, неорганический пероксид и/или органический пероксид. В одном аспекте настоящего изобретения пероксидом является устойчивый при комнатной температуре органический пероксид (т.е. органический пероксид, который не проявляет значительное разрушение или разложение при хранении при 25°C в отсутствие веществ, отличных от других инертных растворителей). В другом аспекте пероксид является водорастворимым. Например, пероксид может характеризоваться растворимостью в воде более 1 г/100 г воды при температуре 25°C. Пероксид может быть водорастворимым и устойчивым при комнатной температуре.

Пригодные пероксиды включают, например, диацилпероксиды, пероксиэфиры, монопероксикарбонаты, пероксикетали, гидропероксиды (в том числе, алкилгидропероксиды и арилгидропероксиды), пероксидикарбонаты, кетонпероксиды, эндопероксиды и диалкилпероксиды. Можно использовать комбинации различных пероксидов, в том числе комбинации различных органических пероксидов.

Пригодные пероксиэфиры могут включать без ограничения: ди-трет-бутилдипероксифталат; ди-трет-амилдипероксифталат; трет-бутилпероксибензоат; трет-амилпероксибензоат; трет-бутилпероксиацетат; трет-амилпероксиацетат; 2,5-ди(бензоилперокси)-2,5-диметилгексан; трет-бутилпероксималеат; трет-амилпероксималеат; трет-бутилперокси-2-этилгексаноат; трет-бутилпероксиизобутират; трет-амилпероксиизобутират; ди(трет-бутилперокси)фумарат; трет-бутилперокси(2-этилбутират); трет-бутилперокси-2-этилгексаноат; трет-амилперокси-2-этилгексаноат; 2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)-2,5-диметилгексан; трет-бутилперокси-3,5,5-триметилгексаноат; трет-амилперокси-3,5,5-триметилгексаноат; 1,1-диметил-3-гидрокси-бутилперокси-2-этилгексаноат; трет-бутилперокси-3-карбоксипропионат; трет-амилперокси-3-карбоксипропионат; 3-гидрокси-1,1-диметилбутил-2-этил-пероксигексаноат и их комбинации.

Пригодные монопероксикарбонаты могут включать, например: OO-трет-бутил-O-(изопропил)монопероксикарбонат; OO-трет-амил-O-(изопропил)монопероксикарбонат; OO-трет-бутил-O-(2-этилгексил)монопероксикарбонат; OO-трет-амил-O-(2-этилгексил)монопероксикарбонат; полиэфир поли(OO-трет-бутилмонопероксикарбонат); OO-трет-бутил-O-поликапролактонмонопероксикарбонат; 2,5-диметил-2,5-бис(изопропоксикарбонил-перокси)гексан; 2,5-диметил-2,5-бис(изопропоксикарбонил-перокси)гексин-3 и их комбинации.

Пригодные пероксикетали могут включать, например: 1,1-ди(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан; 1-трет-амилперокси-1-метоксициклогексан; 1-трет-бутилперокси-1-метоксициклогексан; 1,1-ди(трет-бутилперокси)циклогексан; 1,1-ди(трет-амилперокси)циклогексан; н-бутил-4,4-ди(трет-бутилперокси)валерат; 4,4-бис(трет-бутилперокси)валериановая кислота; этил-3,3-ди(трет-амилперокси)бутаноат; этил-3,3-ди(трет-бутилперокси)бутаноат; этил-3,3-ди(трет-бутилперокси)бутират; 2,2-ди(трет-бутилперокси)бутан; 2,2-ди(трет-амилперокси)бутан; 2,2-ди(трет-бутилперокси)пропан; 2,2-ди(трет-амилперокси)пропан; 2,2-ди(трет-бутилперокси)-4-метилпентан; 2,2-бис(4,4-ди[трет-амилперокси]циклогексил)пропан и их комбинации.

Пригодные диацилпероксиды могут включать, например: дидеканоилпероксид; дилауроилпероксид; дибензоилпероксид; ди(метилбензоил)пероксид; 2,4-дихлорбензоилпероксид и их комбинации.

Пригодные кетонпероксиды могут включать, например: 2,4-пентандионпероксид; метилэтилкетонпероксид; метилизобутилкетонпероксид и их смеси.

Пригодные гидрокпероксиды могут включать, например: 2,5-дигидроперокси-2,5-диметилгексан; гидропероксид кумола; трет-бутилгидропероксид; трет-амилгидропероксид; трет-октилгидропероксид; пероксид водорода (H₂O₂); 1,1,3,3-тетраметилбутилгидропероксид; пара-ментангидропероксид; диизопропилбензолмоногидропероксид; диизопропилбензолдигидропероксид и их комбинации.

Пригодные пероксидикарбонаты могут включать, например: ди(4-трет-бутилциклогексил)пероксидикарбонат; ди(циклогексил)пероксидикарбонат; ди(2-феноксиэтил)пероксидикарбонат; димиристилпероксидикарбонат; дицетилпероксидикарбонат и их комбинации.

Пригодные диалкилпероксиды могут включать, например: дикумилпероксид; изопропенилкумилкумилпероксид; изопропилкумилкумилпероксид; мета/пара-ди-трет-бутилпероксидиизопропилбензол (a,a'-бис(трет-бутилперокси)диизопропилбензол); трет-бутилпероксиизопропилбензол(трет-бутилкумилпероксид); мета-изопропилолкумил-трет-бутилпероксид(трет-бутил-3-изопропилкумилпероксид); трет-бутил-3-изопропенилкумилпероксид(мета-изопропенилкумил-трет-бутилпероксид); трет-бутил-4-изопропенилкумилпероксид; трет-бутил-3-изопропилкумилпероксид; мета/пара-ацетилкумил-трет-бутилпероксид; 2,4-диаллилокси-6-трет-бутилпероксид-1,3,5-триазин; 3,3,5,7,7-пентаметил-1,2,4-триоксепан (например, TRIGONOX^® 311); 3,6,9-триэтил-3,6,9-триметил-1,4,7-трипероксонан (например, TRIGONOX^® 301); ди-трет-бутилпероксид; 2-метокси-2-трет-бутилпероксипропан; ди-трет-амилпероксид; 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан; 2,5-диметил-2,5-ди(трет-амилперокси)гексан; 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3; 1,3-диметил-3(трет-бутилперокси)бутил-N[1-{3-(1-метилэтенил)фенил}1-метилэтил]карбамат; 4-(трет-амилперокси)-4-метил-2-пентанол; 4-(трет-бутилперокси)-4-метил-2-пентанол; 3-(трет-бутилперокси)-3-метил-2-пентанон; 4-метил-4-(трет-бутилперокси)-2-пентанон (например, LUPEROX^® 120); 1-метокси-1-трет-бутилпероксициклогексан; 2,4,6-три(трет-бутилперокси)триазин; трет-бутил-1,1,3,3-тетраметилбутилпероксид; 3-метил-3-(трет-бутилперокси)-2-бутанол (например, LUPEROX^® 240); 3-метил-3(трет-амилперокси)-2-бутанол (например, LUPEROX^® 540) и их комбинации.

Концентрацию пероксида во флюиде для обработки пласта на водной основе можно выбрать и контролировать таким образом, чтобы придать необходимые характеристики и профиль “разжижения” конкретного процесса или ситуации скважинного гидроразрыва. В различных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения флюид для обработки пласта на водной основе может содержать от приблизительно 0,05 GPT (галлонов на тысячу) до приблизительно 10 GPT пероксида, от приблизительно 0,1 GPT до приблизительно 5 GPT пероксида или от приблизительно 0,2 GPT до приблизительно 2 GPT пероксида.

Флюид для обработки пласта на водной основе включает по меньшей мере один полимер, увеличивающий вязкость, т.е. полимер, способный к функционированию в качестве средства для увеличения вязкости для загущения флюида для обработки пласта на водной основе. Пригодные полимеры, как правило, характеризуются высоким молекулярным весом и повышают вязкость флюида для обработки пласта на водной основе для облегчения образования разрывов и транспорта расклинивающего наполнителя в разрывы. Сшивающие средства или другие добавки можно также включать для повышения вязкости полимера. Сшивающие средства, приемлемые для повышения вязкости полимеров, увеличивающих вязкость, хорошо известны в данной области техники. В одном варианте осуществления настоящего изобретения используют полимер, увеличивающий вязкость, который является полисахаридом, сшитым по меньшей мере одним сшивающим средством, выбранным из группы, состоящей из боратных, циркониевых, алюминиевых, титановых и хромовых металлоорганических сшивающих средств. Например, гуар или дериватизированный гуаровый полимер может быть сшит с боратами (борной кислотой) или соединениями циркония или обоими. Сшивающее средство может иметь или может не иметь свойств замедления времени сшивания. Например, сшивающее средство может быть латентным сшивающим средством, которое активируется исключительно при воздействии конкретных условий, например, повышенной температуры.

В иллюстративном варианте осуществления полимер является водорастворимым и/или водонабухающим полимером. Водорастворимые и водонабухающие полимеры хорошо известны и могут соответствующим образом быть выбранными специалистами в данной области техники.

Флюиды для обработки пласта на водной основе могут включать загущенные флюиды на водной основе с высокой вязкостью. Полимер(полимеры), содержащийся(содержащиеся) во флюидах для обработки пласта на водной основе или составляющий(составляющие) флюиды для обработки пласта на водной основе, может(могут) включать полимеры, такие как сшитые функциональные полимеры. Пригодные полимеры, увеличивающие вязкость, включают способные к гидратации полисахариды, полиакриламиды, сополимеры полиакриламидов, полимолочную кислоту и поливиниловый спирт. Способные к гидратации полисахариды могут включать галактоманнановые смолы и их производные, глюкоманнановые смолы и их производные и производные целлюлозы. Примерами таких соединений являются гуаровая смола, смола рожкового дерева, смола карайи, карбоксиметилгуар натрия, гидроксиэтилгуар, карбоксиметилгидроксиэтилгуар натрия, натрия карбоксиметилгидроксиметилцеллюлоза, натрия карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилгуар (CMG), карбоксиметилгидроксипропилгуар (CMHPG) и гидроксиэтилцеллюлоза.

В одном варианте осуществления полимер, увеличивающий вязкость, выбран из группы, состоящей из полисахаридов, производных полисахаридов, полиакрилатов, полиакриламидов, сополимеров акриламидметилпропансульфоновой кислоты, поливиниловых спиртов, полимолочных кислот, поливинилпирролидонов, сополимеров малеинового ангидрида и метилвинилэфира и полиэтиленоксидов. В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения полимер во флюиде для обработки пласта на водной основе может включать функционализированные гуаровые производные, гуаровую смолу и их комбинации.

Пригодный полисахарид, такой как гуар, может поступать в любой пригодной форме, из которой он может быть получен практическим способом. Например, гуар можно получить в виде белого порошка (с размером меша, например, от 100 до 325). Водорастворимые полимеры можно также использовать в качестве загустителей. Пригодные полисахариды включают стандартный гуар и дериватизированные и функционализированные гуары, такие как HPG (гидроксипропилгуар), гидроксибутилгуар, гидроксиэтилгуар, CMHPG (карбоксиметилгидроксипропилгуар), карбоксиметилгуар, карбоксиметилгидроксиэтилгуар и их комбинации. Дериватизированые полимеры особенно пригодны для более высоких температур по сравнению со стандартным (или недериватизированным) гуаром. Пригодные полимеры включают полисахариды, которые способны к образованию геля в присутствии сшивающего средства с целью образования флюида на основе геля. Другими пригодными способными к гидратации полисахаридами являются галактоманнановые смолы, целлюлоза и производные целлюлозы, гуаровая смола, смола рожкового дерева, смола карайи, ксантановая смола, крахмал или дериватизированный крахмал. Можно использовать любой пригодный полимер, водорастворимый или нерастворимый в воде. В иллюстративном варианте осуществления, однако, полимер, увеличивающий вязкость, является водорастворимым или водонабухающим.

Дополнительно можно использовать "водоустойчивые" (но в то же время полимеры водонабухающего типа) с целью снижения образования пористости или водопроницаемости. Ряд полимеров приемлем для использования в качестве "водоустойчивых" полимеров в вариантах осуществления настоящего изобретения, в том числе, но без ограничения: полиакриламид, гидролизованный полиакриламид, ксантан, склероглюкан, полисахаририды, амфотерные полимеры, полученные из полиакриламида, акриловая кислота и хлорид диаллидиметиламмония, терполимеры винилсульфоната/виниламида/акриламида, сополимеры винилсульфоната/акриламида, сополимеры акриламида/акриламидометилпропансульфоновой кислоты, сополимеры акриламида/винилпирролидона, натрия карбоксиметилцеллюлоза, поли[диалкиламиноакрилат-со-акрилат-g-поли(этиленоксид)]. "Водоустойчивые" полимеры рассматривают более подробно в патенте США № 7036589, включенном для разных целей в данный документ с помощью ссылки во всей своей полноте.

Другие пригодные полимеры включают "микробные полисахариды" или гетерополисахариды, которые общеизвестны как сфинганы (Sphingans). В частности, эти полимеры могут быть приемлемыми при получении активированных флюидов, используемых в качестве гидравлических флюидов для обработки пласта на водной основе при водных обработках стволов скважин. Такие полимеры описаны в публикации США № 2006/0166836 A1, включенной для разных целей в данный документ с помощью ссылки во всей своей полноте.

Другие водорастворимые полимеры, особенно подходящие для неблагоприятных окружающий условий, могут быть пригодными при добыче и обработке природных ресурсов. Например, водорастворимые полимеры могут содержать N-виниламид, такой как N-виниллактам и сополимеры и терполимеры N-виниллактама с ненасыщенными амидами и по меньшей мере одним гидрофильным винил-содержащим сульфонатом, фосфонатом или сложным эфиром и/или гидрофильным N-виниллактамом. Такие полимеры описаны в патенте США № 5186257, включенном для разных целей в данный документ с помощью ссылки во всей своей полноте.

Для получения флюида для обработки пласта на водной основе можно использовать одиночный полимер, увеличивающий вязкость, или комбинацию полимеров, увеличивающих вязкость. Например, полимеры гуарового типа (водорастворимые) и полиакриламидного типа (водоустойчивые) можно использовать в комбинации. Для достижения необходимой вязкости можно использовать любое пригодное соотношение полимеров.

Концентрацию полимера, увеличивающего вязкость, во флюиде для обработки пласта на водной основе, можно выбрать и контролировать таким образом, чтобы придать флюиду вязкость и другие реологические характеристики, необходимые или требуемые для конкретного конечного использования. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения, например, флюид для обработки пласта на водной основе может содержать от приблизительно 4 PPTG (фунтов на тысячу галлонов) до приблизительно 120 PPTG или от приблизительно 10 PPTG до приблизительно 80 PPTG полимера, увеличивающего вязкость (который может быть одним полимером, увеличивающим вязкость, или комбинацией из двух или более полимеров, увеличивающих вязкость).

Во флюид для обработки пласта на водной основе можно включить дополнительные добавки, такие как ускорители (помимо тиосульфатной соли, сульфитной соли, бисульфитной соли и/или эриторбатной соли) или поверхностно-активные вещества. Поверхностно-активные вещества могут сольватировать или подвергать набуханию полимеры, увеличивающие вязкость. В частности, поверхностно-активные вещества могут способствовать включению полимера в водную фазу. Поверхностно-активные вещества, пригодные для использования во флюидах для обработки пласта на водной основе, включают, но без ограничения, анионные, катионные, цвиттер-ионные/амфотерные эмульгаторы и неионные типы. Например, могут быть пригодными поверхностно-активные вещества, описанные в публикации США № 2008/0217012 и патенте США № 7036589, оба из которых для разных целей включены в данный документ с помощью ссылки во всей своей полноте. В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество не является вязкоупругим. Источником воды, используемым для получения флюида для обработки пласта на водной основе, может быть пресная вода, соленая вода, болотная вода, прудовая вода, озерная вода, речная вода, морская вода, возвратная вода, очищенная вода или любой другой тип жидкости на водной основе, в том числе, содержащей минералы и/или буферные средства, которые не реагировали бы неблагоприятным образом с различными пероксидными разжижителями, описанными в данном документе. Пригодные ускорители для использования с пероксидными разжижителями включают органические кислоты, третичные амины и переходные металлы металлоорганических соединений. Не желая ограничиваться определенной теорией, считается, что ускорители могут способствовать еще большему повышению диапазона приемлемых температур для пероксидных разжижителей за пределами того, что может быть достигнуто с использованием исключительно промотора на основе тиосульфатной соли. В одном варианте осуществления настоящего изобретения никакого другого пероксидного уск