使用表面改性处理剂处理地下地层的方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2013年9月20日提交的美国专利申请序列号61/880，836;2014年4月17 日提交的美国专利申请序列号61 /981，051; 2014年5月6日提交的美国专利申请序列号61/ 989，267;和2014年6月4日提交的美国专利申请序列号62/007，708的权益;所述美国专利申 请均W引用的方式并入本文。
技术领域
[0002] 本公开设及使用表面改性处理剂处理地下地层的方法，所述表面改性处理剂具有 错固部和疏水尾部。
【背景技术】
[0003] 用于增强来自控产出储层的控的生产率的替代方案包括提高被井穿透的地层的 渗透性的方法。其它方法设及提高井内的油/水产出比率的那些。其它改进方法是用于抑制 地层中的不希望物质（包括水垢、渐青质、盐、石蜡等）的形成。运些方法中的一些方法包括 开发用于增强生产率的井处理化学品。
[0004] 注意力进一步专注于使地层增产（stimulating)的改进方法。由于井的生产率取 决于从地层至井眼的裂缝导流控的能力，因此裂缝导流能力为确定增产操作的成功程度的 重要参数。在压裂和产出的过程中，储层"细颗粒"的产生和/或活动由于通过细颗粒堵塞孔 喉从而对降低裂缝导流能力并且降低储层渗透性起作用。尽管经涂布颗粒(例如支撑剂）的 使用成功地最小化细颗粒的产生，但已经寻求替代方案。
[0005] 还寻求替代方案从而在处理地下地层的过程中减少不必要的水产出。过多的水产 出对井的生产率产生直接影响。由于水占据了可W从井中流出或提升的其它流体的位置， 最终从井中采收的油和/或气的量减少。运增加了井的产出成本。
[0006] 尽管开发了井处理剂用于处理或控制井内的水垢、盐、石蜡和渐青质的沉积，通常 得到不太令人满意的结果。因此寻求替代方案从而通过控制该物质的沉积来改进井的整体 效率。特别寻求用于控制该物质在低渗透性地层(例如页岩和煤)中的沉积的替代方案。
[0007] 还在用于有效减少控产出储层内的控流动过程中产生的摩擦阻力的化学技术和 物理技术方面花费了资源。
[000引用于减少摩擦的替代方案专注于减阻剂。通常地，减阻剂为旨在建立非牛顿凝胶 结构的具有长链的大聚合物。减阻凝胶对剪切敏感并且通常需要特定的注射装置(例如增 压输送系统）。此外，由于减阻剂通常为高粘性的，通常载液中存在不多于10重量％的聚合 减阻剂。一些注意力专注于使用聚合物的浆料或分散体从而在液体介质中形成自由流动和 可累送的混合物。然而，运种聚合物通常随着时间附聚，因此非常难W将其置于需要减少阻 力的控液中。
[0009] 寻求用于降低井内流体的摩擦阻力的其它替代方案，从而增强来自井的控的生产 率。
[0010] 应理解的是，提供上述讨论仅用于说明性目的并且不旨在限制所附权利要求或任 何相关专利申请或专利的权利要求的范围或主题。因此，所附权利要求或任何相关申请或 专利的权利要求均不受上述讨论限制，也不被解释为仅由于本文提到而克服、包括或排除 每个或任何上述特征或缺点。
【发明内容】
[0011] 在本公开的一个实施方案中，提供了处理被井穿透的娃质或包含金属(M)氧化物 的地下地层的方法。在该方法中，在井中累入表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有错 固部和疏水尾部。表面改性处理剂的疏水尾部直接附接至错固部。通过将错固部附接至地 下地层从而使表面改性处理剂结合至地层的表面。
[0012] 在本公开的另一个实施方案中，提供了处理被井穿透的娃质或包含金属(M)氧化 物的地下地层的方法。在该方法中，在井中累入表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有 错固部和疏水尾部。表面改性处理剂的疏水尾部直接附接至错固部。通过将错固部附接至 地下地层从而使表面改性处理剂结合至地层的表面。表面改性处理剂作为自组装单层与娃 质或包含金属氧化物的地下地层对准。
[0013] 在另一个实施方案中，提供了处理被井穿透的娃质或包含金属(M)氧化物的地下 地层的方法。在该方法中，在井中累入处理流体。处理流体包含表面改性处理剂。表面改性 处理剂具有错固部和尾部。通过疏水尾部的自对准形成单层或多层组装从而使表面改性处 理剂结合至地下地层的表面上。在井中累入处理流体之前，通过用无水流体预处理地下地 层从而增加表面改性处理剂结合至地下地层表面的位点数量。
[0014] 在本公开的另一个实施方案中，提供了处理娃质地下地层或包含金属氧化物的地 下地层的方法，所述方法包括首先在穿透地层的井中累入包含表面改性处理剂的井处理流 体，所述表面改性处理剂具有错固部和疏水尾部。表面改性处理剂为有机含憐酸衍生物。通 过形成错固部和地层之间的0-P-0共价键从而使表面改性处理剂结合至娃质地下地层的表 面。通过形成错固部和地层之间的0-P-0-M共价键从而使表面改性处理剂结合至包含金属 氧化物(M)的地层的表面。
[0015] 在另一个实施方案中，提供了处理娃质或包含金属氧化物的地下地层的方法，其 中首先在地层中累入表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有错固部和附接至错固部的 疏水尾部，其中错固部为有机含憐酸衍生物。然后使错固部(包含疏水尾部)结合至地层。
[0016] 在另一个实施方案中，提供了处理娃质或包含金属氧化物的地下地层的方法，其 中在地层中累入表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有疏水尾部和错固部，所述错固 部包括有机含憐酸衍生物。使错固部结合至娃质地层的娃-氧基团或包含金属氧化物的地 层的金属-氧基团。
[0017] 在另一个实施方案中，提供了处理娃质或包含金属氧化物的地下地层的方法，其 中首先在地层中累入表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有疏水尾部和错固部，表面 改性处理剂具有下式：
[001 引 Rf-(CH2)p-Z
[0019] 其中：
[0020] Rf为W下结构的全氣化烷基或全氣化亚烷基酸基：
[0021] (i)
[0025]其中：
[00%] A为氧基或化学键；
[0027] η 为 1-6;
[002引 Υ为F或Cn出n+l;
[0029] b为至少1;
[0030] m 为 4-20;
[0031] P 为 1-20;和
[0032] Z为H、F或酸基团或酸衍生物。
[0033] 在地层中累入表面改性处理剂后，然后使错固部结合至娃质或包含金属氧化物的 地层的表面。
[0034] 在本公开的另一个实施方案中，公开了提高控产出井的生产率的方法，其中在井 中累入表面改性处理剂。当结合至基材的表面时，表面改性处理剂减少井内流体的摩擦。
[0035] 在本公开的另一个实施方案中，公开了提高来自井的控的生产率的方法，其中在 井中累入表面改性处理剂并且在控产出过程中由于表面改性处理剂的存在而减少摩擦。在 控产出过程中，表面改性处理剂结合至基材的至少一部分。
[0036] 在另一个实施方案中，公开了在从地下地层中产出控的过程中减少阻力的方法。 在该实施方案中，在地层中累入井处理组合物。井处理组合物具有表面改性处理剂。表面改 性处理剂结合至地层基材的表面上。
[0037] 在本公开的又一个实施方案中，提供了减少穿透地下地层的井内的流体的阻力的 方法。在该方法中，在井中累入包含表面改性处理剂的井处理组合物。
[0038] 在本公开的又一个实施方案中，公开了通过使表面改性处理剂结合至井处理颗粒 从而提高控产出井的生产率的方法。表面改性处理剂减少井内流体的摩擦。
[0039] 在本公开的另一个实施方案中，提供了增强从井产出控的方法。在该方法中，通过 在穿透地层的井中累入无水流体从而减少娃质地下地层或包含金属氧化物的地下地层的 表面上的饱和水。然后在井中累入包含表面改性处理剂的井处理流体，所述表面改性处理 剂具有错固位点和疏水尾部。通过尾部的自对准形成单层或多层组装从而使表面改性处理 剂结合至地下地层的表面。
[0040] 在另一个实施方案中，提供了处理娃质或包含金属氧化物的地下地层的方法，其 中在穿透地层的井中累入表面改性处理剂。表面改性处理剂具有错固位点和尾部。通过尾 部的自对准形成单层或多层组装从而使表面改性处理剂结合至地层的表面。在井中累入表 面改性处理剂之前，用无水流体预处理地下地层的表面。用无水流体预处理地层增加了表 面改性处理剂可W结合的位点数目。
[0041] 在另一个实施方案中，提供了从娃质或包含金属氧化物的地下地层产出控的方 法。在该方法中，通过在井中累入无水流体从而预处理地层。无水流体能够减少地层表面上 的饱和水。因此从地层表面除去水。在用无水流体预处理之后，在井中累入表面改性处理 剂。表面改性处理剂通过错固部结合至地层的表面上。
[0042] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂改变地下地层的表面能。
[0043] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂稳定地下地层中的细颗粒。
[0044] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂减少从地下地层表面流回产出井中的地层 固体的量。
[0045] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂充当被动抗微生物剂从而最小化或防止地 下地层表面上的水滞留。
[0046] 在又一个实施方案中，表面改性处理剂用于被动地抑制或控制水垢沉积至地下地 层上或地下地层内。
[0047] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂被动地防止有机颗粒至地下地层表面上或 地下地层表面内的沉积。
[004引在另一个实施方案中，表面改性处理剂用于防止或大大地抑制地下地层内的粘± 的溶胀。
[0049] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂通过提高对油/气的相对渗透性而不提高 对水的渗透性从而充当相对渗透性增强剂。
[0050] 在又一个实施方案中，表面改性处理剂用于最小化逆行凝析气储层内的凝析从而 增强凝析产出。
[0051] 在又一个实施方案中，表面改性处理剂在完成井处理操作之后用于增加来自气井 或油井的产出水和回流水的量。
[0052] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂用于控制地下地层的孔中的水凝析。
[0053] 在又一个实施方案中，表面改性处理剂用于强化来自焦油砂地层内的沉积物的控 义收。
[0054] 在一个实施方案中，表面改性处理剂用在水力压裂操作中并且为压裂流体的一个 组分。
[0055] 在另一个实施方案中，表面改性处理剂用于在酸化过程中处理地下地层从而提高 酸向地层中的渗透。
[0056] 因此，本公开设及表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有疏水尾部和错固部， 其中表面改性处理剂通过其错固部附接至地下地层。本公开还设及该表面改性处理剂在希 望地下地层表面处的疏水性的井处理操作中的用途。
[0057] 因此，本公开设及表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有疏水尾部和错固部， 其中表面改性处理剂通过其错固部附接至地下地层。本公开还设及该表面改性处理剂在希 望地下地层表面处的疏水性的井处理操作中的用途。
[0058] 在考虑各个实施方案的如下详细描述并且参考附图时，本公开的上述特征和优点 w及另外的特征和益处对于本领域技术人员是显而易见的。
【具体实施方式】
[0059] 通过考虑本公开的示例性实施方案的如下详细描述并且参考附图，对于本领域技 术人员，本公开的特征和优点W及附加特征和益处是显而易见的。应理解本文中的描述和 附图为示例性实施方案，不旨在限制本专利或要求其优先权的任何专利或专利申请的权利 要求。相反，目的是覆盖落入权利要