[发明专利]用于水力压裂的反相乳液

说明书

本申请涉及油包水反相乳液及其用于水力压裂的用途，该油包水反相乳液包含：‑油；‑水；‑至少一种平均摩尔质量大于3百万道尔顿的水溶性阳离子共聚物，其包含18‑32摩尔％的阳离子单体和68‑82摩尔％的非离子单体；‑至少一种反转剂和至少一种乳化剂，反转剂总量与乳化剂总量的质量比R大于1.8，‑该反转剂选自优选具有4‑10个乙氧基化的乙氧基化壬基酚；优选具有乙氧基化/丙氧基化以具有C12‑C25的总碳数的乙氧基化/丙氧基化醇，乙氧基化十三醇和乙氧基化/丙氧基化脂肪醇，‑该乳化剂选自单油酸脱水山梨糖醇酯，聚乙氧基化脱水山梨糖醇酯或者妥尔油脂肪酸的二乙醇酰胺。

技术领域

本发明涉及油包水乳液(也被称作反相乳液)形式的聚合物的技术领域。更具体地，本发明涉及一种包含在非常高盐度条件下稳定的阳离子聚合物的反相乳液。

本发明的其他方面涉及用于制备压裂流体的方法以及使用所述反相乳液对非常规油气地下储层(réservoirs)进行水力压裂的方法，并且最后，本发明的最后方面涉及在水力压裂操作中减小压裂流体摩擦的方法。

背景技术

非常规地下储层中的油(烃)和气的生产已经发展了数年，并且需要在储层中打开裂缝以实现油气的经济生产。

在现有技术和本发明的以下描述中，“非常规地下储层”用于指需要特殊开采技术的矿层，因为它们不是以堆积形式存在于多孔和可渗透的岩石中(参见Les hydrocarburesde roche-mère en France Rapport proviso ire–CGIET No.2011-04-G–Ministère del’écologie,du développement durable,des transports et du logement-2011年4月)。非常规气包括页岩气(英文为“shale gas”)、煤层甲烷(英文为“coal bed methane”)和致密气(英文为“tight gas”)。非常规油包括重油(英文为“heavy oil”)、页岩油(英文为“shale oil”)和致密油(英文为“tight oil”)。

非常规储层中所含储量巨大，并且在以前无法开采的区域中是极其广泛的(如基岩如泥质页岩的烃，致密气和煤层甲烷)。在美国，页岩气被广泛开采，且目前占美国天然气总产量的46％，而1998年仅占28％。非常大的盆地已知有Barnett页岩、Ville Fayette页岩、Mowry页岩、Marcellus页岩、Utica页岩等。钻井技术的发展使致密储层的开采成为可能。

实际上，生产技术已经从竖直井发展到水平井，减少了所需生产井的数量及其占地面积，并允许更好地覆盖储层体积以尽可能多地回收天然气。然而，渗透性的不足无法使气体容易从基岩向井中迁移并因此经济地、大量地生产气或油。因此有必要通过增产操作并且特别是通过对与井接触的岩石进行水力压裂来增加渗透性和生产面。

水力压裂

水力压裂的目的是产生额外的渗透性并产生更大的气或油的生产区域。这是因为，低渗透性、致密层的天然屏障以及钻井作业的不渗透性极大地限制了产量。非常规储层中所含的气或油在没有增产措施的情况下无法容易地从岩石迁移到井中。

这些水平井水力压裂作业始于1960年的Appalaches，并且如今在美国已进行了数万次作业。

研究、储层建模、钻井、固井和增产的技术变得越来越复杂，并且使用使得这些操作在越来越短的时间内实施并准确分析结果的设备。

通过水力压裂的储层的增产(stimulation)

这些操作在于在高压和非常高的流速下注入水，以产生垂直于生产井分布的裂缝。这通常分几个步骤来进行，以沿水平井的整个长度形成裂缝，从而覆盖储层的最大体积。