用于井处理操作中的包含有机磷的复合物的制作方法

用于井处理操作中的包含有机磷的复合物的制作方法
【技术领域】 本公开设及复合物和在井处理操作中使用所述复合物的方法。所述复合物由固体颗粒 和表面改性处理剂制成，所述表面改性处理剂具有疏水尾部和有机含憐酸衍生物。疏水尾 部通过有机含憐酸衍生物间接地附接至固体颗粒。
【背景技术】 增产过程通常要求使用具有高的压缩强度的固体颗粒。在水力压裂中，所述颗粒还必 须能够增强从低渗透性地层产出流体和天然气。 在通常的水力压裂处理中，在高压下将包含固体颗粒或支撑剂的处理流体注入井眼。 一旦超过自然储层压力，流体引起地层中的裂缝并且支撑剂沉积在裂缝中，并且在处理完 成之后保留在裂缝中。支撑剂用于保持裂缝打开，因此增强流体从地层迁移至井眼的能力。 由于压裂井的生产率取决于裂缝从地层至井眼导流流体的能力，裂缝导流能力为确定水力 压裂处理的成功程度的重要参数。 由于压裂处理提供的增产程度取决于支撑宽度，重要的是支撑剂在井中的高应力下具 有抗压碎性。当支撑剂不能承受由地层施加的闭合应力时，固体颗粒被压缩在一起从而压 碎并且产生细颗粒和/或粉尘。从支撑剂中产生的细颗粒和/或粉尘堵塞储层基质中的孔 喉，因此降低储层的渗透性。 不断寻求改进从而控制和防止支撑剂在原位储层条件下的压碎。例如，已经设计了树 脂涂覆的支撑剂材料从而在置于地层中时协助形成固结和可渗透的裂缝充填层，其中树脂 涂覆增强支撑剂的抗压碎性。 当从未固结地下地层中产出油和/或气时，还需要防止砂粒和/或其它地层细颗粒迁移 进入井眼和从井中产出。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减少裂缝导流能力并且减少储层渗透性起作用。 控制砂迁移的常用方法是碱石充填，所述碱石充填设计W防止地层砂的产生并且减少 未固结地层颗粒迁移进入井眼。通常地，碱石充填操作包括将碱石充填筛放置在井眼中。带 有固体颗粒或"碱石"的载流体泄漏进入地下区域和/或返回表面，而颗粒留在区域中并且 充填在筛和井眼之间的周围环带中。颗粒被困住，因此防止否则可能随着地层流体产生的 地层砂和细颗粒的进一步迁移。与支撑剂一样，防砂颗粒必须具有高强度并且能够在低渗 透性地层中起作用。 在一些情况下，水力压裂和碱石充填过程结合在单个处理中从而提供增产产出并且减 少地层砂的产生。所述处理通常被称为"压裂充填"操作。在一些情况下，在适当的位置使用 碱石充填筛组件完成处理并且通过套管和筛之间的环状空间累入水力压裂流体。在所述情 况下，水力压裂处理通常在筛出条件下结束，在筛和套管之间产生环状碱石充填层。运允许 将水力压裂处理和碱石充填设置在单个操作中。 经涂覆和/或未涂覆的颗粒进一步用在碱石充填中从而最小化产生的细颗粒和/或粉 尘的迁移。尽管使用树脂涂覆的支撑剂已经成功地最小化水力压裂过程中的细颗粒的产生 和碱石充填过程中的细颗粒迁移，已知所述材料通常腐蚀产出油和气设备。不断需要开发 能够用作支撑剂和碱石的具有抗压碎性的颗粒从而最小化细颗粒的产生和细颗粒的迁移， 减少支撑剂充填和碱石充填的损害，并且不太腐蚀产出油和气设备，同时对原位应力条件 具有耐受性。 除了关注井底细颗粒和粉尘的产生之外，由于关注现场工人和出现陆地压裂的附近的 居民区的人口的健康，目前也密切关注支撑剂和防砂颗粒的输送过程中的粉尘释放。目前 还没有开发出特别旨在减少来自支撑剂和防砂颗粒的粉尘释放的可接受的方法。尽管注意 到压裂砂的树脂涂覆减少了粉尘的产生，加入树脂涂覆使得压裂砂的成本加倍。此外，用于 制备树脂的化学品不利于环境。最后，对压裂砂施加树脂涂覆需要通过电力或燃烧天然气 加热砂，两者都比较昂贵。因此寻求替代方法用于减少来自颗粒的粉尘的产生并且控制产 出地层中的颗粒的迁移。 此外，寻求用在选择性增产操作中的替代性材料。通常地，被井穿透的地下地层具有多 个不同的感兴趣的区域或地层。在从井中产出流体的过程中，通常希望仅与感兴趣的区域 或地层建立连通使得增产处理不会不利地流入非产出性区域或不感兴趣的区域。由于井的 寿命下降并且井的生产率减小，选择性增产(例如通过水力压裂和酸增产)变得重要。 通常地，选择性增产需要用邻近感兴趣的区域和/或地层设置的射孔枪对区域和/或地 层进行射孔。重复所述过程直至所有感兴趣的区域和/或地层都被射孔。然后通过线缆使射 孔枪返回表面。当需要压裂时，在超过区域和/或地层的压裂压力的压力下在井中累入压裂 流体。为了防止压裂流体流入具有更大孔隙率和/或更低压力的区域中，可W将机械设备 (例如跨隔封隔器)或塞子或砂填料设置在压裂区域和待压裂区域之间的井中从而隔离增 产区域，使其不与压裂流体进一步接触。然后重复该过程直至所有感兴趣的区域都被射孔 和压裂。一旦完成结束操作，从井中钻出或W其他方式除去每个塞子从而允许将流体产出 至表面。 近年来，已经开发了方法和组件从而实现独立于井内和井外的射孔设备的除去的井眼 区间之间的区域隔离。例如，关注点集中在多区间井眼中隔离组件的使用上，所述隔离组件 允许选择性地处理产出区间(或预先产出区间）。区域隔离组件昂贵，因此寻求替代方案。 关注点目前已经集中在可溶胀弹性体材料作为封隔器和隔离廓线仪(profiler)的使 用上。然而，由于侵袭性有机和无机化学品、溫度、压力和减少弹性体寿命和可靠性的其它 地下环境因素，可溶胀弹性体聚合物在井中的使用通常有限。所述因素还对用于从井中采 收控的其它组分产生问题。例如，通常用作压裂流体中的破胶剂的酶通常在高溫下失活。它 们在高溫(例如大于150°F的溫度)下的使用造成它们变性并且失去活性。 地层的无效压裂还可能源自井内管状基材和其它金属基材之间的摩擦损失。处理流体 和流体接触表面之间的摩擦减少还存在持续的问题。在许多情况下，可W用在压裂流体中 的增粘剂的种类有限，因为摩擦减少相当于增粘剂在与控接触时更快的粘度降低。寻求替 代方案来克服原位井底条件下的摩擦减少。 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。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入装 置(例如增压输送系统）。此外，由于减阻剂通常为高粘性的，载液中通常存在不多于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，所述聚合物通常随着时间附聚，因此非常难W将其放置 在需要减少阻力的控液中。寻求用于降低井内流体的摩擦阻力的其它替代方案从而提高井 的控生产率。 此外，寻求替代方案来控制或抑制在地下地层中产出控的过程中水垢、石蜡和渐青质 的形成和/或沉淀。尽管井处理试剂已经成功用于控制和/或抑制水垢、石蜡和渐青质的形 成，所述试剂通常在空中（on the fly)与其它组分(例如支撑剂和防沙颗粒)混合。需要能 够简化井处理流体的现场制备的替代手段来控制水垢、石蜡和渐青质的形成和/或抑制。 应理解上述讨论仅用于说明的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 求均不受上述讨论的限制，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】
在本公开的一个实施方案中，提供复合物用于处理井眼。所述复合物包含固体颗粒和 所述固体颗粒上的表面改性处理剂。表面改性处理剂包含疏水尾部和错固部，所述错固部 用于将疏水尾部附着至固体颗粒。错固部为有机含憐酸衍生物。 在本公开的另一个实施方案中，提供复合物用于累入井眼。所述复合物包含固体颗粒 和表面改性处理剂。表面改性处理剂的表面改性处理剂具有包含氣的结构部分的疏水尾部 和错固部，所述错固部用于将疏水尾部附着至固体颗粒。错固部为有机含憐酸衍生物。 在本公开的另一个实施方案中，提供用于处理穿透地下地层的井的方法，其中在井中 累入复合物，其中复合物包含固体颗粒和所述固体颗粒上的表面改性处理剂。表面改性处 理剂包含疏水尾部和错固部，所述错固部用于将疏水尾部附着至固体颗粒。错固部为有机 含憐酸衍生物。 在本公开的另一个实施方案中，提供用于处理穿透地下地层的井的方法，其中在井中 累入复合物。所述复合物包含固体颗粒和表面改性处理剂，所述表面改性处理剂具有包含 氣的结构部分的疏水尾部和错固部，所述错固部用于将疏水尾部附着至固体颗粒。错固部 为有机含憐酸衍生物。 在另一个实施方案中，提供用于处理穿透地下地层的井的方法。在该方法中，在井内原 位形成复合物，所述复合物具有表面改性处理剂和疏水尾部。在该实施方案中，可W在井中 引入固体颗粒。然后引入表面改性处理剂。表面改性处理剂具有错固部和疏水尾部。错固部 为有机含憐酸衍生物。表面改性处理剂的错固部附接至固体颗粒的表面的至少一部分。 在另一个实施方案中，提供用于处理穿透地下地层的井的方法。在该方法中，在井内原 位形成复合物，所述复合物具有表面改性处理剂和疏水尾部。在该实施方案中，可W在井中 引入固体颗粒。然后引入表面改性处理剂。表面改性处理剂具有错固部和疏水尾部。错固部 为有机含憐酸衍生物。表面改性处理剂的错固部附接至固体颗粒的表面的至少一部分。表 面改性处理剂的疏水尾部为包含氣的结构部分。 在本公开的另一个实施方案中，提供减少在水力压裂操作或防砂操作中产生的细颗粒 的量的方法。在所述方法中，在穿透地下地层的井中累入固体颗粒。表面改性处理剂附接至 固体颗粒的表面的至少一部分。表面改性处理剂具有疏水尾部和错固部。错固部为有机含 憐酸衍生物。错固部保证疏水尾部附接至固体颗粒。 在本公开的另一个实施方案中，提供减少在水力压裂操作或防砂操作中产生的细颗粒 的量的方法。在所述方法中，在穿透地下地层的井中累入固体颗粒。表面改性处理剂附接至 固体颗粒的表面的至少一部分。表面改性处理剂具有疏水尾部和错固部。疏水尾部为包含 氣的结构部分。错固部为有机含憐酸衍生物。错固部保证疏水尾部附接至固体颗粒。 在本公开的另一个实施方案中，在井中累入表面改性处理剂和固体颗粒的复合物。所 述井穿透具有多个产出区域的地层。表面改性处理剂具有错固部和疏水尾部。错固部为有 机含憐酸衍生物。表面改性处理剂通过其错固部附接至固体颗粒。所述复合物使预定的产 出区域与井的其它区域隔离。 在本公开的另一个实施方案中，在井中累入表面改性处理剂和固体颗粒的复合物。所 述井穿透具有多个产出区域的地层。表面改性处理剂具有错固部和疏水尾部。错固部为有 机含憐酸衍生物。疏水尾部为包含氣的结构部分。表面改性处理剂通过其错固部附接至固 体颗粒。所述复合物使预定的产出区域与井的其它区域隔离。 在本公开的另一个实施方案中，在井中累入表面改性处理剂和固体颗粒的复合物。所 述复合物具有错固部和疏水尾部。错固部为有机含憐酸衍生物。表面改性处理剂通过其错 固部附接至固体颗粒。所述复合物最小化井内的管摩擦压力。 在本公开的另一个实施方案中，在井中原位形成表面改性处理剂和固体颗粒的复合 物。所述井穿透具有多个产出区域的地层。通过首先在井中引入固体颗粒形成所述复合物。 然后在井中引入表面改性处理剂并且在固体颗粒的表面的至少一部分上形成涂层。表面改 性处理剂具有错固部和疏水尾部。错固部为有机含憐酸衍生物。所述复合物使预定的产出 区域与井的其它区域隔离。 在本公开的另一个实施方案中，在井中原位形成表面改性处理剂和固体颗粒的复合 物。表面改性处理剂具有疏水