[发明专利]用于润湿控制多种岩石类型的处理液以及相关方法

说明书

发明背景

本发明涉及可用于地下操作的流体，并且更具体地涉及混合表面活性剂、包括混合表面活性剂的处理液，以及采用这种混合表面活性剂处理包括多种岩石的岩层的使用方法。

已经开发和利用可从井眼钻入的含烃地下岩层中增加烃的流量的各种方法。例如，常规产量增产技术可涉及在地下岩层中形成和延伸裂缝以在其中提供流动通道，通过该流动通道烃从岩层流至井眼。通过在足以在岩层上施加足够压力以在其中形成和延伸裂缝的速度下将压裂液引入至岩层中可形成裂缝。固体裂缝支撑剂材料如砂可悬浮在压裂液中，以使在将压裂液引入至岩层中并且在其中形成和延伸裂缝后，支撑剂材料可被携带至裂缝中并在其中沉积。这种处理可防止当已经停止压裂液的引入时裂缝由于地下力而闭合。

水基流体一般用于压裂地下岩层，并且当用常规表面活性剂处理以回收压裂液时，一般仅小部分的压裂液可被回收。岩层中滞留的水性流体可增加岩层的含水饱和度水平，不利地影响油气流的相对渗透性、有效的通流面积、裂缝长度以及井产能等等。

由于岩层的含水层或其它区域的横向流动以及水基钻井液的滤出液侵入等原因，岩层的含水饱和度水平也可增加。在后一情况中，在井眼附近的岩层的含水饱和度水平尤其高，其可降低岩层的相对渗透性，并且因此由于水淹岩层降低烃的采出。

在气井中，除了水堵以外，液态烃可积聚并降低岩层岩石的渗透性。而且，由于压力降低到气体的露点压力以下从气相中冷凝出来的液态烃也可阻碍烃的采出。

几种常规表面活性剂已经用于尝试减轻这些问题。含有亲水基团和疏水基团的表面活性剂与处理液等混合以降低流体的表面张力，以便促进排液并减轻由水堵或凝析油引起的岩层损害。除了降低表面张力以外，表面活性剂也可改变岩层湿润性。这是由于地下岩层中流动通道的毛细管压力的降低引起，这种毛细管压力的降低可通过改变接触角等实现，以使排液过程能够非常容易做到并且烃可以以较少阻力流动。

阳离子、阴离子和两性离子表面活性剂可用于增强烃的采出。尽管这些表面活性剂已经被成功使用，但是可能存在缺点。岩层一般由各种岩石组成。通常，不同类型的表面活性剂对于每种类型的岩石提供较好的处理。例如，阴离子表面活性剂对于石灰岩岩层是较好的而阳离子表面活性剂对于砂岩岩层是较好的。使用表面活性剂的混合物处理各种岩石可能是困难的，因为表面活性剂的至少一些部分可不经意地与彼此形成沉淀，这可阻碍或阻止烃的最佳采出。此外，阴离子表面活性剂本身也可能容易与多价阳离子沉淀，进一步阻止最佳的烃采出。

发明概述

本发明涉及可用于地下操作的流体，并且更具体地涉及混合表面活性剂、包括混合表面活性剂的处理液，以及采用这种混合表面活性剂处理包括多种岩石的岩层的使用方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，其包括提供处理液，所述处理液含有：水性基液、具有电荷的第一表面活性剂、具有相反电荷的第二表面活性剂、和增容剂；以及将处理液引入至地下岩层的至少部分中。

在另一方面，本发明提供了一种方法，其包括提供压裂液，所述压裂液含有：水性基液、具有电荷的第一表面活性剂、具有相反电荷的第二表面活性剂、和增容剂；以及在足以形成或增大地下岩层中至少一个或多个裂缝的速度和压力下将压裂液引入至地下岩层的至少部分中。

在另一方面，本发明提供了一种方法，其包括提供压裂液，所述压裂液含有：水性基液、具有电荷的第一表面活性剂、具有相反电荷的第二表面活性剂和增容剂；以及将压裂液引入至包括对于第一表面活性剂具有亲和力的第一岩石和对于第二表面活性剂具有亲和力的第二岩石的地下区域的至少部分中。

在阅读随后的优选实施方式的描述后，本发明的其它特征和优势对于本领域技术人员将是容易明白的。

附图简述

这些附图图解了本发明的一些实施方式的某些方面，并且不应当用于限制或限定本发明。

图1显示了取自北达科他州巴肯(Bakken)岩层的岩心的照片。

优选实施方式的描述

本发明涉及可用于地下操作的流体，并且更具体地涉及混合表面活性剂、包括混合表面活性剂的处理液，以及采用这种混合表面活性剂的使用方法。