子的时，其与负抗衡离子和正抗衡离子两者都缔合，例如 C1和Na+或K+。两性离子表面活性剂可以是甜菜碱表面活性剂，其可具有通式R-N况私)-Z， 其中Z是烷基，或通式R-CN(RiR2R3)-Z，其中Z是酰基。疏水基团R可以是脂肪族或芳族的、 直链或支链的、饱和或不饱和的。表面活性剂的阴离子基团Z可以是-R' -S03-、-R' -C00-， 其中R'是饱和的脂肪链。&、1?2和1?3各自独立地是氢或脂肪链或至少一个碳原子。甜菜碱 可以是C18-甜菜喊。
[0052] 表面活性剂可具有通式：R-Z，其中R是表面活性剂的疏水尾，其可以是具有至少 9个碳原子的完全或部分饱和的直链或支链烃链，并且Z是表面活性剂的头部基团，其可以 是-NR^R/、-S03、-C00或-N+况）（R2)R3C00，其中&、私和R3各自独立地是氢或者完全 或部分饱和的直链或支链脂肪链或者至少一个碳原子；并且其中&或R2可包含羟基端基。 当R是表面活性剂的疏水尾时，R可以是9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、 23、24、25、26、27、28、29或30个碳原子。表面活性剂可以是不同烃链长度的两种或更多种 表面活性剂的混合物。
[0053] (1)表面活性剂和压裂液的临界溶解温度（"CST"）
[0054] 压裂液的粘度是温度依赖性的。在高于压裂液的CST的温度下，溶液粘度急剧 下降。在低于CST的温度下，压裂液具有非常高的粘度。例如，在低于压裂液的CST的 温度下，在给定压力下压裂液的粘度可以是100, 〇〇〇cP、1，000,OOOcP、10, 000,OOOcP、 100,000,000cP。在高于CST的温度下，在给定压力下压裂液的粘度可以是10cP、15cP、 20cP、25cP、30cP、35cP、40cP、45cP、50cP、60cP、65cP、70cP、76cP、80cP、85cP、90cP、95cP、 100cP、150cP、200cP、250cP、300cP、350cP、400cP、450cP、500cP、550cP、600cP、700cP、 800cP、900cP或 100cP〇
[0055] 改变压裂液的温度可破坏压裂液的粘度。表面活性剂的临界溶解温度赋予压裂液 温度敏感性粘度。表面活性剂在高于CST的温度下可溶于压裂液。在低于CST的温度下， 表面活性剂被良好分散，但是不溶性。因此，当将压裂液加热至高于CST时，表面活性剂变 得可溶，并且HAP间的疏水缔合被表面活性剂解散。结果，压裂液的粘度降低，从而允许并 且促进压裂液从储层经由井眼回流。例如，如果表面活性剂是十四烷基硫酸钠（C14烷基）， 压裂液的CST可大于65°C。十六烷基硫酸钠（C16烷基）可对应于大于100的转变温度。参 见表3。
[0056]压裂液的CST可以是 50°C至 150°C、60°C至 140°C、70°C至 130°C、80°C至 120°C、 90°C至 110°C、50°C至 70°C、65°C至 70°C、100°C至 105°C、100°C至 110°C或 100°C至 125°C。
[0057]表面活性剂的CST可以是 50°C至 150°C、60°C至 140°C、70°C至 130°C、80°C至 120°(：、90°(：至110°(：、50°(：至70°(：、65°(：至70°(：、100°(：至105°(：、100°(：至110°(：或100°(：至 125。。。
[0058] 此外，当压裂液被剪切时，例如当其被栗送或者与移动钻头接触时，其可表现出低 粘度。将剪切行为停止或减慢时，压裂液能够悬浮其所包含的固体以防止重力分离。在高粘 度和低剪切速率下，压裂液理想地适合将支撑剂运输到裂缝中。在低粘度和高剪切速率下， 压裂液非常适合将支撑剂沿井眼向下运送并运送到地质层中。低剪切速率可低于〇. 5si。 低剪切速率可以是例如 〇? 0001s^O. 001s^O. 01s^O. 01s^O. 02s^O. 03s^O. 04si、 0. 05sIs2s 3s1或0.4si。高剪切速率可以是0.5s1或更大。高剪切速率可 大于例如 〇? 6s^O. 8s\ls^lOs'20s'50s^lOOs^lOOOs\5000s1 或 10000si。参见例 如图6。
[0059]压裂液的粘度可以是至少 800cP，0.IPa;900cP，0.IPa;1000cP，0.IPa;1500cP， 0?IPa;2000cP，0.IPa;2500cP，0.IPa;3000cP，0.IPa;3500cP，0.IPa;4000cP，0.IPa; 4500cP，0.IPa;5000cP，0.IPa;5500cP，0.IPa;6000cP，0.IPa;6500cP，0.IPa;7000cP， 0?IPa;或 7500cP，0.IPa。压裂液的粘度可以是 800cP，0.IPa至 7500cP，0.IPa。
[0060]可在以下温度下测量粘度：20°C、25°C、30°C、35°C、40°C、45°C、50°C、55°C、60°C、 65 °C、70 °C、75 °C、80 °C、85 °C、90 °C、91 °C、92 °C、93 °C、93. 1 °C、93. 2 °C、93. 3 °C、93. 4 °C、 93. 5°C、93. 6°C、93. 7°C、93. 8°C、93. 9。(：、94。(：、95。(：、100。(：、105。(：、110。(：、115。(：、120。(：、 125 °C、130 °C、135 °C、140 °C、145 °C、150 °C、155 °C、160 °C、165 °C、170 °C、175 °C、180 °C、 185°(：、190°(：、195°(：或 200°(：。可在20°(：至 200°(：下测量粘度。
[0061]c.支撑剂
[0062] 压裂液还可包含支撑剂。支撑剂可以是例如砂、铝矾土、人造陶瓷、玻璃珠及其组 合。砂可以是硅砂或树脂覆膜砂。这些根据特定应用所需的渗透性类型或颗粒长度而不 同。可使用包含天然放射性矿物质的砂，使得可测量沿井眼的裂缝踪迹。支撑剂可以是10 至50目、15至45目、20至40目、25至35目、27至33目或20至40目。
[0063] d.压裂液中的其他成分
[0064] 除HAP和表面活性剂之外，压裂液还可包含盐，包括例如无机盐。无机盐可以是 铵、钠和钾的氯化物。盐可以是有机的，例如水杨酸钠。盐可以是氯化钾（KC1)。KC1可以是 1重量％至5重量％。盐可以以如下浓度存在：0. 05重量％至12重量％、0. 1重量％至11 重量％、0. 5重量％至10重量％、1重量％至9重量％、2重量％至8重量％、3重量％至7重 量％、4重量％至6重量％、0. 1重量％至15重量％、0. 1重量％至12重量％或0. 1重量％ 至10重量％。盐可以以例如如下存在：〇. 1重量％、〇. 2重量％、0. 3重量％、0. 4重量％、 〇. 5重量％、0. 6重量％、0. 7重量％、0. 8重量％、0. 9重量％、1. 0重量％、1. 1重量％、1. 2重 量％、1. 3重量％、1. 4重量％、1. 5重量％、1. 6重量％、1. 7重量％、1. 8重量％、1. 9重量％、 2. 0重量％、2. 1重量％、2. 2重量％、2. 3重量％、3. 4重量％、3. 5重量％、3. 6重量％、2. 7 重量％、2. 8重量％、2. 9重量％或3. 0重量％。可将盐添加至在淡水中制备的浓缩压裂液 中。盐可以是压裂液的 〇?l%、〇. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%、0. 9%、1%、 2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、 19%或20重量％百分数。
[0065] 可向压裂液添加放射性示踪剂。这样的示踪剂可用于确定注射分布和通过压裂产 生的裂缝的位置。示踪剂可以是Y-辐射同位素，例如，如金-198、氙-133、碘-131、铷-86、 铬-51、铁-59、锑-124、锶-85、钴-58、铱-192、钪-46、锌-65、银-110、钴-57、钴-60、 碘-131、钪-46、锆-95、铱-192 和氪-85。
[0066] 3.制备压裂液的方法
[0067] 本发明还涉及用于制备压裂液的方法。可将一种或更多种水不溶性单体与一种或 更多种水溶性表面活性剂混合以形成表面活性剂溶液。然后可将表面活性剂溶液与一种或 更多种水溶性单体的水溶液混合以形成胶束反应溶液。随后，可使胶束反应溶液经受聚合 条件以产生如上文所述的所得HAP和表面活性剂溶液。聚合条件可适用于进行胶束聚合。 将所得HAP和表面活性剂溶液稀释成整体压裂液；或者干燥并研磨成细粉。将细粉溶解于 水中以制备如上文所述的压裂液。可向经稀释的压裂液或干粉基压裂液中加入如上文所述 的盐。
[0068]a?表面活性剂溶液
[0069] 表面活性剂溶液可以是水不溶性单体与表面活性剂的混合物。表面活性剂可以是 水溶性的。
[0070] 如上所述，水不溶性单体可以是包含直链或支链烃链的任意单体。烃链可以是部 分或完全饱和的并且可包含大于10个碳、12个碳、14个碳、16个碳、18个碳、20个碳、22个 碳或24个碳。烃链可包含10至36个碳、12至36个碳、12至28个碳、12至24个碳、12至 20个碳、10至20个碳或10至16个碳。可通过添加不同类型的疏水性单体和/或调节表 面活性剂/疏水性单体的比例等来控制疏水基团嵌段的数目和长度。疏水性单体可以是例 如丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸月桂酯（LMA)。
[0071] 表面活性剂可以是十六烷基硫酸钠或者，如果其是水溶性表面活性剂的话，其可 以是两性离子表面活性剂。两性离子表面活性剂可以是C1S-甜菜碱。
[0072] b.胶束反应