[发明专利]水力压裂液

说明书

一种压裂液包含总溶解固体为100,000mg/L至400,000mg/L的水性基础液，聚合物，交联剂，以及游离胺和碱土金属氧化物中的至少一种。在一个实例中，压裂液可以包含羟丙基瓜尔胶、Zr交联剂以及游离胺如三乙胺或碱土金属氧化物如氧化镁。任选地，压裂液可以包含纳米材料。纳米材料的合适实例包括ZrO₂纳米粒子。具有聚合物、交联剂以及游离胺或碱土金属氧化物的压裂液的粘度和粘度寿命大于单独采用各个组分的效果的总和。这种协同作用提供了显著的实用优点，其包括降低用于实现所需粘度的聚合物负载的能力以及在压裂处理之后实现更好的地层排液的能力。

优先权要求

本申请要求于2018年6月25日提交的美国专利申请号16/017,958的优先权，将其整个内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及具有增强的在高温的稳定性的高温盐水基压裂液。

背景技术

压裂液通常被注入到地下储层中以水力压裂储层岩石。压裂液通常用淡水配制。然而，在一些开采区域中，淡水可能价格昂贵且难以获得。使用具有高水平的总溶解固体(TDS)的海水、采出水、卤水等作为用于水力压裂的基础液可能受到所得压裂液在高温的不稳定性所限制。

发明内容

在一个总的方面，本公开内容提供一种压裂液，该压裂液包含：(i)总溶解固体为100,000毫克/升(mg/L)至400,000mg/L的水性基础液；(ii)聚合物；(iii)交联剂；以及(iv)游离胺和碱土金属氧化物中的至少一种。

该总的方面的一些实施方式在后文描述。

在一些实施方案中，水性基础液包含200,000mg/L至300,000mg/L的总溶解固体。

在一些实施方案中，水性基础液包含约300,000mg/L的总溶解固体。

在一些实施方案中，碱土金属氧化物包括氧化钙和氧化镁中的至少一种。

在一些实施方案中，压裂液包含约0.01重量％至约20重量％、约0.02重量％至约10重量％或约0.04重量％至约2重量％的碱土金属氧化物。

在一些实施方案中，游离胺包括以下各项中的至少一种：三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二乙醇胺、N,N-二异丙基氨基乙醇、甲基二乙醇胺、双(2-羟基乙基)氨基(三羟甲基)甲烷(bis-tris methane)、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺。

在一些实施方案中，压裂液包含约0.01重量％至约20重量％、约0.05重量％至约5重量％或约0.1重量％至约2重量％的游离胺。

在一些实施方案中，交联剂包括Zr交联剂、Ti交联剂、Al交联剂、硼酸盐/酯交联剂或它们的组合。

在一些实施方案中，压裂液包含约0.02重量％至约2重量％的交联剂。

在一些实施方案中，压裂液还包含纳米材料。

在一些实施方案中，纳米材料包括ZrO₂纳米粒子、TiO₂纳米粒子、CeO₂纳米粒子或它们的组合。

在一些实施方案中，纳米材料用聚合物、表面活性剂或它们的组合稳定化。当纳米材料用聚合物稳定化时，纳米材料的纳米粒子不聚集或团聚。

在一些实施方案中，压裂液包含约0.0002重量％至约2重量％的纳米材料。

在一些实施方案中，聚合物包括瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、衍生瓜尔胶、羧甲基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素、纤维素衍生物或它们的组合。

在一些实施方案中，压裂液还包含杀菌剂。