DE112004002559T5

DE112004002559T5 - Fluidverlust-Kontrolladditive für die Verwendung beim Zerklüften von unterirdischen Formationen

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Publication number: DE112004002559T5
Application number: DE112004002559T
Authority: DE
Inventors: Bradley L. Duncan Todd; Billy F. Duncan Slabaugh; Trinidad Jr. Duncan Munoz; Mark A. Duncan Parker
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-10-19
Also published as: CA2553018A1; RU2006130802A; BRPI0418369A; US20050161220A1; NO20062845L; WO2005071223A1; CA2553018C; RU2369626C2; US7096947B2; BRPI0418369B1

Abstract

Verfahren zur Frakturierung (Zerklüftung) einer unterirdischen Formation, das die Stufen umfasst:
Bereitstellung eines Frakturierungs(Zerklüftung)-Fluids, das enthält ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein deformierbares, abbaubares Material umfasst; und
Inkontaktbringen der Formation mit dem Frakturierungs(Zerklüftung)-Fluid, um so mindestens einen Bruch (Riss) darin zu erzeugen oder zu verstärken.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft unterirdische Frakturierungs- bzw. Zerklüftungs-Operationen und sie betrifft insbesondere Frakturierungs- bzw. Zerklüftungs-Fluids, die ein verbessertes Fluidverlust-Kontrolladditiv enthalten, sowie Verfahren zur Verwendung dieser Frakturierungs- bzw. Zerklüftungs-Fluids beim Frakturieren (Zerklüften) von unterirdischen Formationen.
Kohlenwasserstoffe liefernde Bohrlöcher werden häufig stimuliert durch hydraulische Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsoperationen, bei denen ein viskoses Zerklüftungsfluid in eine Kohlenwasserstoff liefernde Zone innerhalb einer unterirdischen Formation unter einem hydraulischen Druck eingeführt wird, der ausreicht, um mindestens einen Bruch (Riss) (eine Zerklüftung) darin zu erzeugen oder zu vergrößern. Im Allgemeinen suspendiert das Frakturierungsfluid Aussteifungs- bzw. Abstützungs-Teilchen, die in den Brüchen (Zerklüftungen) angeordnet werden sollen, um zu verhindern, dass die Brüche (Zerklüftungen) sich wieder vollständig schließen (wenn der hydraulische Druck weggenommen wird), wodurch sich Durchgangskanäle innerhalb der Formation bilden, durch die Kohlenwasserstoffe strömen bzw. fließen können. Wenn einmal mindestens ein Bruch bzw. Riss (eine Zerklüftung) erzeugt worden ist und mindestens ein Teil des Abstützungs- bzw. Aussteifungsmittels an Ort und Stelle eingeführt worden ist, kann die Viskosität der Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsfluids herabgesetzt werden, um es aus der Formation abzuziehen.
Unter bestimmten Umständen geht ein Teil des Frakturierungsfluids während der Frakturierung verloren, beispielsweise durch unerwünschtes Austreten in natürliche Risse (Frakturen), die in der Formation vorhanden sind. Dies ist problematisch insofern, als diese natürlichen Brüche häufig unter höheren Spannungen stehen als die Brüche, die durch eine Frakturierung erzeugt worden sind. Diese höheren Spannungen können das Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel beschädigen und dazu führen, dass ein undurchlässiger Pfropfen in den natürlichen Brüchen gebildet wird. Dadurch können Kohlenwasserstoffe daran gehindert werden, durch die natürlichen Brüche zu fließen bzw. strömen.
Bisher haben die Operatoren versucht, dieses Problem zu lösen durch Einführen eines Fluidverlust-Kontrolladditivs in das Frakturierungsfluid. Konventionelle Fluidverlust-Kontrolladditive umfassen im Allgemeinen steife (starre) Teilchen mit einer kugelförmigen Gestalt. Die Verwendung dieser Additive kann problematisch sein unter anderem deshalb, weil diese Additive Teilchen mit einer unterschiedlichen (ausgeprägten) Teilchengrößenverteilung aufweisen müssen, um eine ausreichende Fluidverlust-Kontrolle zu erzielen. Wenn beispielsweise diese Additive dazu verwendet werden, enge Porendurchgänge bzw. -öffnungen in der Formation zu blockieren, ist ein ausreichender Mengenanteil von verhältnismäßig großen Teilchen erforderlich, um den Großteil der Porenöffnungen zu verschließen, und es ist auch ein ausreichender Mengenanteil an verhältnismäßig kleinen Teilchen erforderlich, um die Zwischenräume zwischen den großen Teilchen zu verschließen. Außerdem kann für bestimmte konventionelle Fluidverlust-Kontrolladditive eine solche erwünschte Teilchengrößenverteilung schwer zu erzielen sein, ohne dass zusätzliche Kosten für die Bearbeitung der Materialien verursacht werden, beispielsweise durch kryogenes Mahlen derselben, um die gewünschte Teilchengrößenverteilung zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf unterirdische Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsoperationen und insbesondere auf Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsfluids (strömende Flüssigkeiten oder strömende Gase), die ein verbessertes Fluidverlust-Kontrolladditiv enthalten, sowie auf Verfahren, in denen solche Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsfluids verwendet werden für die Frakturierung (Zerklüftung) von unterirdischen Formationen.
Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein Verfahren zur Frakturierung einer unterirdischen Formation, das die Stufen umfasst:
Bereitstellung eines Frakturierungfluids, das ein Viskositätserhöhungsmittel und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv enthält, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst; und
Inkontaktbringen der unterirdischen Formation mit dem Frakturierungsfluid, um so mindestens einen Bruch (eine Fraktur) darin zu erzeugen oder zu vergrößern.
Ein anderes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein Verfahren zur Kontrolle des Fluid-Verlustes während der Frakturierung einer unterirdischen Formation, das die Stufe der Zugabe eines Fluidverlust-Kontrolladditivs, bei dem es sich um ein verformbares, abbaubares Material handelt, zu einem Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsfluid umfasst.
Ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein Verfahren zur Minimierung der Fluidverluste in einer unterirdischen Formation, das umfasst die Verwendung eines Fluidverlust-Kontrolladditivs, bei dem es sich um ein verformbares, abbaubares Material handelt, um mindestens eine Porenöffnung (Porendurchgang) in der Formation zu verschließen (blockieren).
Ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist ein Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsfluid, das enthält ein Viskositätserhöhungsmittel und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst.
Noch ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung ist ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen für den Fachmann auf diesem Gebiet aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hervor.
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft unterirdische Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsoperationen und sie betrifft insbesondere Frakturierungs- bzw. Zerklüftungs-Fluids (strömende Flüssigkeiten oder strömende Gase), die ein verbessertes Fluidverlust-Kontrolladditiv aufweisen, sowie Verfahren zur Verwendung dieser Frakturierungs- bzw. Zerklüftungs-Fluids beim Frakturieren (Zerklüften) von unterirdischen Formationen. Die erfindungsgemäßen Fluidverlust-Kontrolladditive verformen sich an der Oberfläche der unterirdischen Formation. Im Allgemeinen müssen die erfindungsgemäßen Fluidverlust-Kontrolladditive keine breite Teilchengrößenverteilung aufweisen, um einen erwünschten Grad der Fluidverlust-Kontrolle zu ergeben.
Die erfindungsgemäßen verbesserten Fluidverlust-Kontrolladditive umfassen im Allgemeinen ein verformbares, abbaubares Material, das in einem Bohrloch einem irreversiblen Abbau unterliegen kann. Der hier verwendete Ausdruck "irreversibel" bedeutet, dass das verformbare, abbaubare Material, wenn es einmal abgebaut worden ist, nicht rekristallisieren oder sich nicht rekonsolidieren sollte, während es in dem Bohrloch angeordnet ist, beispielsweise sollte das verformbare, abbaubare Material in situ abgebaut werden, es darf jedoch nicht in situ rekristallisieren oder sich rekonsolidieren. Der Ausdruck "Abbau" oder "abbaubar" bezieht sich auf die beiden relativen Extremfälle eines hydrolytischen Abbaus, dem das verformbare, abbaubare Material unterliegen kann (beispielsweise einer Massen(Körper)-Erosion oder einer Oberflächen-Erosin), und auf jede Stufe des Abbaus zwischen diesen beiden Extremfällen. Dieser Abbau kann unter anderem sein das Ergebnis einer chemischen oder thermischen Reaktion, eines enzymatischen Abbaus oder einer durch Strahlung induzierten Reaktion. Unter dem hier verwendeten Ausdruck "verformbar" ist zu verstehen, dass sich das Material unter dem Einfluss der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Porenöffnung (dem Druck, der auf das unterirdische Bohrloch durch Fluids innerhalb der Formation ausgeübt wird) und dem Frakturierungsdruck (dem Druck, unter dem die Formation frakturiert bzw. zerklüftet wird) (entweder durch plastische oder durch elastische Deformation) verformt. Wenn ein Frakturierungsfluid, das ein erfindungsgemäßes Fluidverlust-Kontrolladditiv enthält, in eine unterirdische Formation eingebracht wird, verformt sich das Fluidverlustkontrolladditiv so, dass es die Porenöffnungen bzw. den Porendurchgang der unterirdischen Formation abdeckt. Im Allgemeinen liegt das Fluidverlust-Kontrolladditiv gemäß der vorliegenden Erfindung in den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge vor, die ausreicht, um den gewünschten Grad einer Fluidverlust-Kontrolle zu erzielen. Insbesondere liegt das Fluidverlust-Kontrolladditiv in den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge in einem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vor. Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen liegt das Fluidverlust-Kontrolladditiv in den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,7 Gew.-% vor, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids. Das erfindungsgemäße Fluidverlust-Kontrolladditiv weist im Allgemeinen eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 1000 μm auf. Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen weist das erfindungsgemäße Fluidverlust-Kontrolladditiv eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 850 μm auf bei einer mittleren Teilchengröße von etwa 200 μm.
Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann das verformbare, abbaubare Material eine Mischung aus einem abbaubaren Material und einer hydratisierten organischen oder anorganischen festen Verbindung umfassen. Beispielsweise kann der Operator Umstände antreffen, die es erforderlich machen, dass in der unterirdischen Formation Wasser vorhanden ist, um den Abbau des verformbaren, abbaubaren Materials zu erleichtern. Unter diesen Umständen kann eine erwünschte Auswahl für ein Fluidverlust-Kontrollmaterial in Ausführungsformen der verformbaren, abbaubaren Materialien liegen, die umfassen eine Mischung aus einem abbaubaren Material und einer hydratisierten organischen oder anorganischen festen Verbindung. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das verformbare, abbaubare Material in Wasser abgebaut werden, das von der hydratisierten organischen oder anorganischen Verbindung bereitgestellt wird, die mit dem Ablauf der Zeit dehydratisiert wird, wenn sie in der unterirdischen Zone erhitzt wird. Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anwesenheit einer hydratisierten organischen oder anorganischen festen Verbindung in dem verformbaren, abbaubaren Material in wünschenswerter Weise die Verformung der erfindungsgemäßen Fluidverlust-Kontrolladditive erleichtern, um Poren in der unterirdischen Formation zu verschließen, ohne dass sie in diese eindringen. Zu Beispielen für solche hydratisierten organischen oder anorganischen Verbindungen gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Natriumacetattrihydrat, L-Weinsäure-dinatriumsalz-dihydrat, Natriumcitrat-dihydrat, Natriumtetraborat-decahydrat, Natriumhydrogenphosphat-heptahydrat, Natriumphosphat-dodecahydrat, Amylose, hydrophile Polymere auf Stärkebasis oder hydrophile Polymere auf Cellulosebasis.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem verformbaren, abbaubaren Material um ein abbaubares Polymer. Ein Polymer wird hier als "abbaubar" angesehen, wenn der Abbau unter anderem auf einen chemischen und/oder radikalischen Prozess, beispielsweise auf eine Hydrolyse, Oxidation, einen enzymatischen Abbau oder eine UV-Bestrahlung, zurückzuführen ist. Die Abbaubarkeit eines Polymers hängt mindestens zum Teil von seiner Grundgerüst-Struktur ab. Beispielsweise ergibt die Anwesenheit von hydrolysierbaren und/oder oxidierbaren Bindungen in dem Grundgerüst häufig ein Material, das wie hier beschrieben abgebaut wird. Die Geschwindigkeiten, mit der diese Polymeren abgebaut werden, hängen von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise u.a. vom Typ der wiederkehrenden Einheit, von der Zusammensetzung, der Sequenz, der Länge, der Molekülgeometrie, dem Molekulargewicht, der Morphologie (beispielsweise der Kristallinität, der Größe der Sphärolithe und der Orientierung), der Hydrophilie, der Hydrophobie der Oberflächengröße und den Additiven. Die Art und Weise, in der das Polymer abgebaut wird, kann auch beeinflusst werden durch die Umgebung, der das Polymer ausgesetzt ist, beispielsweise durch die Temperatur, die Anwesenheit von Feuchtigkeit, Sauerstoff, Mikroorganismen, Enzymen, den pH-Wert und dgl.
Zu geeigneten Beispielen für abbaubare Polymere, die erfindungsgemäß verwendet werden können, gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, solche, wie sie in der Publikation "Advances in Polymer Sciene", Band 157, mit dem Titel "Degradable Aliphatic Polyesters", herausgegeben von A. C. Albertsson, beschrieben sind. Zu spezifischen Beispielen gehören Homopolymere, Random-, Block-, Pfropf- und Stern-Polymere und stark verzweigte aliphatische Polyester. Diese geeigneten Polymeren können hergestellt werden durch Polykondensationsreaktionen, Ringöffnungspolymerisationen, Freiradikalpolymerisationen, anionische Polymerisationen, carbokationische Polymerisationen, coordinative Ringöffnungspolymerisationen sowie durch Anwendung irgendeines anderen geeigneten Verfahrens. Zu beispielhaften Polymeren, die für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, gehören Polysaccharide wie Dextran oder Cellulose; Chitin; Chitosan; Proteine; aliphatische Polyester; Poly(lactid); Poly(glycolid); Poly(ε-caprolacton), Poly(hydroxybutyrat), Poly(anhydride); aliphatische Polycarbonate; Poly(orthoester); Poly(aminosäuren); Poly(ethylenoxid) und Poly(phosphazene). Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen das verformbare, abbaubare Material ein abbaubares Polymer ist, handelt es sich bei dem abbaubaren Polymer um einen aliphatischen Polyester oder ein Polyanhydrid.
Aliphatische Polyester werden unter anderem chemisch abgebaut durch hydrolytische Spaltung. Die Hydrolyse kann durch Säuren oder Basen katalysiert werden. Im Allgemeinen werden während der Hydrolyse während der Kettenspaltung Carbonsäureendgruppen gebildet und dadurch kann die Geschwindigkeit der weiteren Hydrolyse erhöht werden. Dieser Mechanismus ist im Stand der Technik bekannt als "Autokatalyse" und man nimmt an, dass dadurch Polyester-Matrices anfälliger für die Massen(Körper)-Erosin werden.
Geeignete aliphatische Polyester haben die nachstehend angegebene allgemeine Formel der wiederkehrenden Einheiten: Formel I
worin n steht für eine ganze Zahl zwischen 75 und 10 000 und R ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Alkylaryl, Acetyl, Heteroatomen und Mischungen davon.
Unter den geeigneten aliphatischen Polyestern ist Poly(lactid) bevorzugt. Poly(lactid) wird synthetisiert entweder aus Milchsäure durch eine Kondensationsreaktion oder, was üblicher ist, durch eine Ringöffnungs-Polymerisation eines cyclischen Lactid-Monomers. Da sowohl die Milchsäure als auch das Lactid zu der gleichen wiederkehrenden Einheit führen können, bezieht sich der allgemeine Ausdruck "Poly(milchsäure)" auf solche mit der Formel (I) ohne Beschränkung im Hinblick darauf, wie das Polymer hergestellt worden ist, beispielsweise aus Lactiden, Milchsäure oder Oligomeren, und ohne Bezugnahme auf den Grad der Polymerisation oder den Grad der Plastifizierung.
Das Lactid-Monomer liegt im Allgemeinen in drei unterschiedlichen Formen vor: zwei Stereoisomeren (L- und D-Lactid) und einem racemischen C,L-Lactid (meso-Lactid).
Die Milchsäure-Oligomeren und die Lactid-Oligomeren werden definiert durch die Formel: Formel II
worin m steht für eine ganze Zahl von 2 ≤ m ≤ 75, vorzugsweise steht m für eine ganze Zahl von 2 ≤ m ≤ 10. Diese Beschränkungen entsprechen zahlendurchschnittlichen Molekulargewichten von weniger als etwa 5 400 und weniger als etwa 720. Die Chiralität der Lactid-Einheiten stellt ein Mittel zur Einstellung unter anderem der Abbauraten sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften dar. Beispielsweise ist ein Poly(L-lactid) ein semikristallines Polymer mit einer verhältnismäßig niedrigen Hydrolyserate. Dies kann wünschenswert sein bei Anwendungen der vorliegenden Erfindung, bei denen ein geringerer Abbau des verformbaren, abbaubaren Materials erwünscht ist. Poly(D,L-lactid) kann ein stärker amorphes Polymer mit einer resultierenden höheren Hydrolyserate sein. Dies kann zweckmäßig sein für andere Anwendungszwecke, bei denen ein schnellerer Abbau erwünscht sein kann. Die Stereoisomeren der Milchsäure können einzeln oder in Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Außerdem können sie copolymerisiert werden, beispielsweise mit einem Glycolid oder anderen Monomeren wie ε-Caprolacton, 1,5-Dioxepan-2-on, Trimethylencarbonat oder anderen geeigneten Monomeren, zur Herstellung von Polymeren mit unterschiedlichen Eigenschaften oder Abbauzeiten. Außerdem können die Milchsäure-Sterioisomeren modifiziert werden durch Vermischen von Polylactiden mit einem hohen und mit einem niedrigen Molekulargewicht oder durch Vermischen von Polylactid mit anderen Polyestern. In Ausführungsformen, in denen Polylactid als abbaubares Material verwendet wird, wird in bestimmten bevorzugten Ausführungsformen eine Mischung der D- und L-Stereoisomeren verwendet, die dazu bestimmt ist, die gewünschte Abbauzeit und/oder Abbaurate zu ergeben.
In den erfindungsgemäßen polymeren, verformbaren, abbaubaren Materialien können Weichmacher vorhanden sein. Die Weichmacher können in einer Menge vorliegen, die ausreicht, um die gewünschten Eigenschaften zu ergeben, beispielsweise (a) eine wirksamere Kompatibilisierung der in der Schmelze miteinander gemischten Komponenten, (b) zur Erzielung besserer Verarbeitungseigenschaften während des Durchmischens und während der Behandlungsstufen und (c) zur Kontrolle und Einstellung der Empfindlichkeit und des Abbaus des Polymers durch Feuchtigkeit. Zu geeigneten Weichmachern gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Derivate von oligomerer Milchsäure, ausgewählt aus der Gruppe, die definiert wird durch die folgende Formel: Formel III
worin R steht für Wasserstoff-, Alkyl, Aryl-, Alkylaryl-, Acetyl-, ein Heteroatom oder eine Mischung davon und R gesättigt ist, R' steht für Wasserstoff, Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl, Acetyl-, ein Heteroatom oder eine Mischung davon und R' gesättigt ist, wobei R und R' nicht beide Wasserstoff sein können, und q steht für eine ganze Zahl von 2 ≤ q ≤ 75; und Mischungen davon. q steht vorzugsweise für eine ganze Zahl von 2 ≤ q ≤ 10.
Der hier verwendete Ausdruck "Derivate von oligomerer Milchsäure" umfasst Derivate von oligomerem Lactid. Zusätzlich zu den oben genannten anderen Qualitäten können die Weichmacher die Abbaurate der abbaubaren polymeren Materialien erhöhen.
Aliphatische Polyester, die erfindungsgemäß verwendbar sind, können hergestellt werden nach irgendeinem der üblicherweise bekannten Herstellungsverfahren, beispielsweise solchen, wie sie in den US-Patenten Nr. 6 323 307, 5 216 050, 4 387 769, 3 912 692 und 2 703 316 beschrieben sind, auf deren relevante Offenbarungen für die vorliegende Erfindung direkt Bezug genommen wird.
Polyanhydride stellen einen anderen Typ von besonders geeigneten abbaubaren Polymeren dar, die erfindungsgemäß verwendbar sind. Die Polyanhydrid-Hydrolyse schreitet unter anderem fort unter Bildung von freien Carbonsäureketten-Enden, wobei man Carbonsäuren als Abbau-Endprodukte erhält. Ihre Erosionszeit kann über einen breiten Bereich von Änderungen in dem Polymer-Grundgerüst variiert werden. Zu Beispielen für geeignete Polyanhydride gehören Poly(adipinsäureanhydrid), Poly(suberinsäureanhydrid), Poly(sebacinsäureanhydrid) und Poly(dodecandisäureanhydrid). Zu anderen geeigneten Beispielen gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Poly(maleinsäureanhydrid) und Poly(benzoesäureanhydrid).
Die physikalischen Eigenschaften von abbaubaren Polymeren können von verschiedenen Faktoren abhängig sein, wie z. B. der Zusammensetzung der wiederkehrenden Einheiten, der Flexibilität der Kette, der Anwesenheit von polaren Gruppen, der Molekularmasse, dem Grad der Verzweigung, der Kristallinität, der Orientierung und dgl. Beispielsweise wird durch kurzkettige Verzweigungen der Grad der Kristallinität der Polymeren vermindert, während durch langkettige Verzweigungen die Schmelzviskosität herabgesetzt wird und unter anderem eine Dehnungsviskosität mit einem Dehnungsversteifungsverhalten verliehen wird. Die Eigenschaften des verwendeten Materials können durch Vermischen desselben und durch Copolymerisieren desselben mit einem anderen (weiteren) Polymer oder durch Änderung des makromolekularen Aufbaus (beispielsweise durch hyper-verzweigte Polymere, Stern-förmige Polymere oder Dendrimere und dgl.) angepasst werden. Die Eigenschaften jedes dieser geeigneten abbaubaren Polymeren (wie z.B. die Hydrophobie, die Hydrophilie, die Abbaurate und dgl.) können angepasst werden durch Einführung von ausgewählten funktionellen Gruppen entlang der Polymerketten. Beispielsweise wird Po ly(phenyllactid) bei einem pH-Wert von 7,4 und bei 55 °C abgebaut mit einer Geschwindigkeit, die etwa 1/5 der Abbaugeschwindigkeit von racemischem Poly(lactid) beträgt. Ein Fachmann auf diesem Gebiet ist unter Berücksichtigung der vorstehenden Offenbarung ohne weiteres in der Lage, die geeigneten funktionellen Gruppen zu bestimmen, die in die Polymerketten eingeführt werden sollen, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften der abbaubaren Polymeren zu erzielen.
Bei der Auswahl des geeigneten verformbaren, abbaubaren Materials sollten die Abbauprodukte berücksichtigt werden, die dabei entstehen. Außerdem sollten diese Abbauprodukte die anderen Operationen oder Komponenten nicht in nachteiliger Weise beeinflussen. Die Auswahl des verformbaren, abbaubaren Materials kann auch mindestens zum Teil abhängen von den Bedingungen in dem Bohrloch, beispielsweise von der Bohrloch-Temperatur. Beispielsweise wurde gefunden, dass Lactide für Bohrlöcher mit einer niedrigeren Temperatur geeignet sind, z.B. solche mit einer Temperatur in dem Bereich von 15 bis 66 °C (60–150 °F), und dass Polylactide geeignet sind für Bohrloch-Temperaturen oberhalb dieses Bereiches.
Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann der Abbau des verformbaren, abbaubaren Materials zu einem Abbau-Endprodukt führen, das die Fähigkeit hat, den pH-Wert des Frakturierungsfluids zu beeinflussen. So kann beispielsweise bei beispielhaften Ausführungsformen, bei denen das verformbare, abbaubare Material Poly(milchsäure) ist, der Abbau der Polymilchsäure) eine Milchsäure ergeben, die den pH-Wert des Frakturierungsfluids ändern kann. Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann eine Puffer-Verbindung innerhalb der erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge enthalten sein, die ausreicht, um das Abbau-Endprodukt zu neutralisieren. Zu Beispielen für geeignete Puffer-Verbindungen gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Calciumcarbonat, Magnesiumoxid, Ammoniumacetat und dgl. Ein Fachmann auf diesem Gebiet ist unter Berücksichtigung der vorstehenden Offenbarung in der Lage, eine geeignete Konzentration einer Puffer-Verbindung herzustellen, in der diese in dem Frakturierungsfluid für einen speziellen Anwendungszweck enthalten sein sollte. Ein Beispiel für einen geeigneten Puffer umfasst Ammoniumacetat und es ist im Handel erhältlich von der Firma Halliburton Energy Services, Inc., unter der Handelsbezeichnung "BA-20".
Es wurde außerdem gefunden, dass ein bevorzugtes Ergebnis erzielt wird, wenn das verformbare, abbaubare Material nicht sofort, sondern mit dem Ablauf der Zeit langsam abgebaut wird. Noch stärker bevorzugte Ergebnisse können erhalten werden, wenn das verformbare, abbaubare Material erst sich abzubauen beginnt, nachdem das Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel in dem Bruch (der Zerklüftung) angeordnet worden ist. Der langsame Abbau des verformbaren, abbaubaren Materials unterstützt unter anderem die Erzielung einer Fluidverlust-Kontrolle während der Anordnung des Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittels.
Die erfindungsgemäßen Frakturierungs- bzw. Zerklüftungsfluids umfassen im Allgemeinen ein Basisfluid, ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst. In den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids kann eine Vielzahl von Basisfluids enthalten sein. Beispielsweise kann das Basisfluid Wasser, Öl oder eine Mischung davon sein. Im Allgemeinen liegt das Basisfluid in den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge in dem Bereich von etwa 30 bis etwa 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vor.
Die erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids enthalten ein die Viskosität erhöhendes Agens. Zu Beispielen für die Viskosität erhöhenden Agentien gehören unter anderem Biopolymere, wie z.B. Xanthan und Succinoglycan, Cellulose-Derivate (z.B. Hydroxyethylcellulose) und Guargummi und seine Derivate (z. B. Hydroxypropyl-Guar). Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem viskos machenden Agens um Guargummi. Im Allgemeinen liegt das viskos machende Agens in den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge vor, die ausreicht, um das Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel zu dem Bruch (der Zerklüftung) zu transportieren. Insbesondere liegt das die Viskosität erhöhende Agens in den erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vor. Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen liegt das die Viskosität erhöhende Agens in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,6 Gew.-% vor.
Optional können die erfindungsgemäßen Frakturierungsfluids weitere Additive enthalten, die vom Fachmann auf dem Gebiet als geeignet angesehen werden, die Eigenschaften (das Leistungsvermögen) des Frakturierungsfluids in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften zu verbessern. Zu Beispielen für solche Additive gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, ein Deemulgator, ein Salz, ein Vernetzungsmittel, ein Ton-Inhibitor, ein Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel, eine Säure, ein Aufbrechmittel, ein Bakterizid, ein alkalisches Agens oder dgl. Ein Beispiel für einen geeigneten Deemulgator ist im Handel erhältlich von der Firma Halliburton Energy Services, Inc. unter der Handelsbezeichnung "LO-SURF 300". Ein Beispiel für eine geeignete Alkaliquelle ist im Handel erhältlich von der Firma Halliburton Energy Services, Inc. unter der Handelsbezeichnung "MO-67". Ein Beispiel für ein geeignetes Vernetzungsmittel ist im Handel erhältlich von der Firma Halliburton Energy Services, Inc., unter der Handelsbezeichnung "CL-28M". Ein Beispiel für ein geeignetes Aufbrechmittel ist im Handel erhältlich von der Firma Halliburton Energy Services, Inc., unter der Handelsbezeichnung "VICON NF". Beispiele für geeignete Bakterizide sind im Handel erhältlich von der Firma Halliburton Energy Services, Inc., unter den Handelsbezeichnungen "BE-3S" und "BE-6".
Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein Verfahren zur Frakturierung (Zerklüftung) einer unterirdischen Formation, das die Stufen umfasst: Bereitstellung eines Frakturierungsfluids, das enthält ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Fluidverlust-Kontrollmittel, bei dem es sich um ein verformbares, abbaubares Material handelt; und Inkontaktbringen der unterirdischen Formation mit dem Frakturierungsfluid, um so mindestens einen Bruch (Riss bzw. Zerklüftung) darin zu erzeugen oder zu verstärken.
Zu weiteren Stufen können gehören unter anderem die Rückgewinnung des Frakturierungsfluids aus der unterirdischen Formation. Ein weiteres Beispiel für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Kontrolle des Fluidverlustes während der Frakturierung (Zerklüftung) einer unterirdischen Formation, das die Stufe umfasst: Zugabe eines Fluidverlust-Kontrolladditivs, bei dem es sich um ein verformbares, abbaubares Material handelt, zu einem Frakturierungsfluid. Ein anderes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ein Verfahren zur Minimierung des Fluidverlustes in einer unterirdischen Formation, das umfasst die Verwendung eines Fluidverlust-Kontrolladditivs, das ein verformbares, abbaubares Material enthält, um mindestens eine Porenöffnung in der Formation zu blockieren.
Ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Frakturierungsfluid-Zusammensetzung ist ein Frakturierungsfluid, das umfasst Wasser, 1 Gew.-% Kaliumchlorid, 0,05 Gew.-% LO-SURF 300, 0,15 Gew.-% eines erfindungsgemäßen Fluidverlust-Kontrolladditivs, 0,2 Gew.-% Guargummi, 0,005 Gew.-% BA-20, 0,1 Gew.-% MO-67, 0,05 Gew.-% CL-28M, 0,1 Gew.-% VICON NF, 0,001 Gew.-% BE-3S, 0,001 Gew.-% BE-6 und 50 Gew.-% Frakturierungssand.
Die vorliegende Erfindung ist daher gut geeignet zur Durchführung ihrer Gegenstände und zur Erreichung der Ziele und Vorteile, wie sie oben angegeben sind, sowie solcher, wie sie sich aus der Erfindung ergeben. Die Erfindung wurde zwar vorstehend beschrieben, dargestellt und definiert unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, eine solche Bezugnahme stellt jedoch keine Beschränkung der Erfindung dar. Erfindungsgemäß ist es möglich, beträchtliche Modifikationen, Änderungen und Äquivalente in Form und Funktion vorzunehmen, die für den Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich sind, der die vorstehende Beschreibung gelesen hat. Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind nur beispielhaft und keineswegs erschöpfend für den Bereich der Erfindung. Infolgedessen wird die Erfindung nur beschränkt durch den Geist und den Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche, die auch die Äquivalente in jeder Hinsicht umfassen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf unterirdische Frakturierungs(Zerklüftungs)-Operationen und insbesondere auf Frakturierungs(Zerklüftungs)-Fluids, die ein Fluidverlust-Kontrolladditiv enthalten, sowie auf Verfahren, in denen diese Frakturierungs(Zerklüftungs)-Fluids beim Frakturieren(Zerklüften) von unterirdischen Formationen verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßes Frakturierungsfluid ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst.

Claims

Verfahren zur Frakturierung (Zerklüftung) einer unterirdischen Formation, das die Stufen umfasst: Bereitstellung eines Frakturierungs(Zerklüftung)-Fluids, das enthält ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein deformierbares, abbaubares Material umfasst; und Inkontaktbringen der Formation mit dem Frakturierungs(Zerklüftung)-Fluid, um so mindestens einen Bruch (Riss) darin zu erzeugen oder zu verstärken.
Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem umfasst die Entfernung der Frakturierungsfluids aus der unterirdischen Formation.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare abbaubare Material ein abbaubares Polymer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, worin das abbaubare Polymer umfasst ein Polysaccharid, ein Chitin, ein Chitosan; ein Protein; einen aliphatischen Polyester; ein Poly(glycolid); ein Poly(lactid); ein Poly(ε-caprolacton), ein Poly(hydroxybutyrat), ein Poly(anhydrid); ein aliphatisches Polycarbonat; einen Poly(orthoester); eine Poly(aminosäure); ein Poly(ethylenoxid) oder ein Poly(phosphazen).
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem einen Weichmacher oder ein Stereoisomer eines Poly(lactids) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das Stereoisomer eines Poly(lactids) eine Mischung von D- und L-Stereoisomeren des Poly(lactids) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare, abbaubare Material Poly(milchsäure) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 1000 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 850 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare, abbaubare Material eine mittlere Teilchengröße von etwa 200 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem eine hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, sich verformt, um Poren in der Formation zu verschließen.
Verfahren nach Anspruch 12, worin die hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst Natriumacetat-trihydrat, L-Weinsäure-dinatriumsalz-dihydrat, Natriumcitrat-dihydrat, Natriumtetraborat-decahydrat, Natriumhydrogenphosphat-heptahydrat, Natriumphosphat-dodecahydrat, Amylose, ein hydrophiles Polymer auf Stärke-Basis, ein hydrophiles Polymer auf Cellulose-Basis oder eine Mischung davon.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Frakturierungsfluid außerdem ein Basisfluid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das Basisfluid Wasser, Öl oder eine Mischung davon ist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das Basisfluid in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 30 bis etwa 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das die Viskosität erhöhende Agens ein Biopolymer, ein Cellulose-Derivat oder eine Mischung davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, worin das Biopolymer Xanthan, Succinoglycan oder eine Mischung davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, worin das Cellulose-Derivat Hydroxyethylcellulose, Guar, ein Guargummi-Derivat oder eine Mischung davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, worin das Guar-Derivat Hydroxypropyl-Guar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das die Viskosität erhöhende Agens in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Frakturierungsfluid außerdem eine Puffer-Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, worin die Puffer-Verbindung Calciumcarbonat, Ammoniumacetat oder Magnesiumoxid ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Frakturierungsfluid außerdem einen Deemulgator, ein Salz, ein Vernetzungsmittel, einen Ton-Inhibitor, ein Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel, eine Säure, ein Aufbrechmittel, ein Bakterizid, ein Alkali oder eine Mischung davon umfasst.
Verfahren zur Kontrolle (Steuerung) des Fluidverlustes während der Frakturierung (Zerklüftung) einer unterirdischen Formation, das eine Stufe umfasst, in der einem Frakturierungsfluid ein Fluidverlust-Kontrolladditiv zugesetzt wird, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das Frakturierungsfluid ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Basisfluid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material ein abbaubares Polymer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, worin das abbaubare Polymer umfasst ein Polysaccharid, ein Chitin, ein Chitosan, ein Protein, einen aliphatischen Polyester, ein Poly(glycolid), ein Poly(lactid), ein Poly(ε-caprolacton), ein Poly(hydroxybutyrat), ein Polyanhydrid, ein aliphatisches Polycarbonat, einen Poly(orthoester), eine Poly(aminosäure), ein Poly(ethylenoxid) oder ein Poly(phosphazen).
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem einen Weichmacher oder ein Stereoisomer eines Poly(lactids) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, worin das Stereoisomer eines Poly(lactids) eine Mischung aus einem D- und L-Stereoisomer des Poly(lactids) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material Poly(milchsäure) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 1000 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 850 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material eine mittlere Teilchengröße von etwa 200 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 26, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem eine hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, sich verformt, um die Poren in der Formation zu verschließen.
Verfahren nach Anspruch 37, worin die hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst Natriumacetat-trihydrat, L-Weinsäure-dinatriumsalz-dihydrat, Natriumcitrat-dihydrat, Natriumtetraborat-decahydrat, Natriumhydrogenphosphat-heptahydrat, Natriumphosphat-dodecahydrat, Amylose, ein hydrophiles Polymer auf Stärke-Basis, ein hydrophiles Polymer auf Cellulose-Basis oder eine Mischung davon.
Verfahren nach Anspruch 27, worin das Basisfluid Wasser, Öl oder eine Mischung davon ist.
Verfahren nach Anspruch 27, worin das Basisfluid in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 30 bis etwa 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 27, worin das die Viskosität erhöhende Agens ein Biopolymer, ein Cellulose-Derivat oder eine Mischung davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, worin das die Viskosität erhöhende Agens in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 27, worin das Frakturierungsfluid außerdem eine Puffer-Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 44, worin die Puffer-Verbindung Calciumcarbonat, Ammoniumacetat oder Magnesiumoxid ist.
Verfahren nach Anspruch 27, worin das Frakturierungsfluid außerdem einen Deemulgator, ein Salz, ein Vernetzungsmittel, einen Ton-Inhibitor, ein Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel, eine Säure, ein Aufbrechmittel, ein Bakterizid, ein Alkali oder eine Mischung davon umfasst.
Verfahren zum Minimieren des Fluidverlustes in einer unterirdischen Formation, das umfasst die Verwendung eines Fluidverlust-Kontrolladditivs, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst, um mindestens eine Porenöffnung bzw. -durchgang in der Formation zu verschließen.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material ein abbaubares Polymer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 48, worin das abbaubare Polymer umfasst ein Polysaccharid, ein Chitin, ein Chitosan, ein Protein, einen aliphatischen Polyester, ein Poly(glyclolid), ein Poly(lactid), ein Poly(ε-caprolacton), ein Poly(hydroxybutyrat), ein Polyanhydrid, ein aliphatisches Polycarbonat, einen Poly(orthoester), eine Poly(aminosäure), ein Poly(ethylenoxid) oder ein Poly(phosphazen).
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem einen Weichmacher oder ein Stereoisomer eines Poly(lactids) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 50, worin das Stereoisomer eines Poly(lactids) eine Mischung aus einem D- und L-Stereoisomer des Poly(lactids) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material Poly(milchsäure) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 1000 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 850 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material eine mittlere Teilchengröße von etwa 200 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, in einem Frakturierungsfluids in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 47, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem eine hydratisierte organische oder anorganischen feste Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 57, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, sich verformt, um Poren in der Formation zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die hydratisierte organische oder anorganischen feste Verbindung umfasst Natriumacetat-trihydrat, L-Weinsäure-dinatriumsalzdihydrat, Natriumcitrat-dihydrat, Natriumtetraborat-decahydrat, Natriumhydrogenphosphat-heptahydrat, Natriumphosphat-dodecahydrat, Amylose, ein hydrophiles Polymer auf Stärke-Basis, ein hydrophiles Polymer auf Cellulose-Basis oder eine Mischung davon.
Frakturierungs(Zerklüftungs)-Fluid, das umfasst: ein die Viskosität erhöhendes Agens und ein Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, das außerdem ein Basisfluid umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 61, worin das Basisfluid Wasser, Öl oder eine Mischung davon umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 61, das außerdem einen Deemulgator, ein Salz, ein Vernetzungsmittel, einen Ton-Inhibitor, ein Aussteifungs- bzw. Abstützungsmittel, eine Säure, ein Aufbrechmittel, ein Bakterizid, ein Alkali oder eine Mischung davon umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, worin das verformbare, abbaubare Material ein abbaubares Polymer umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 64, worin das abbaubare Polymer umfasst ein Polysaccharid, ein Chitin, ein Chitosan, ein Protein, einen aliphatischen Polyes ter, ein Poly(glycolid), ein Poly(lactid), ein Poly(ε-caprolacton), ein Poly(hydroxybutyrat), ein Polyanhydrid, ein aliphatisches Polycarbonat, einen Poly(orthoester), eine Poly(aminosäure), ein Poly(ethylenoxid) oder ein Poly(phosphazen).
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 1000 μm aufweist.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 66, worin das verformbare, abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 850 μm aufweist.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 66, worin das verformbare, abbaubare Material eine mittlere Teilchengröße von etwa 200 μm aufweist.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, worin das Fluidverlust-Kontrolladditiv, welches das verformbare, abbaubare Material umfasst, in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, worin das verformbare, abbaubare Material außerdem eine hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 70, worin die hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst Natriumacetat-trihydrat, L-Weinsäure-dinatriumsalz-dihydrat, Natriumcitrat-dihydrat, Natriumtetraborat-decahydrat, Natriumhydrogenphosphat-heptahydrat, Natriumphosphat-dodecahydrat, Amylose, ein hydrophiles Polymer auf Stärke-Basis, ein hydrophiles Polymer auf Cellulose-Basis oder eine Mischung davon.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 71, worin das Basisfluid in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 30 bis etwa 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht das Frakturierungsfluids, vorliegt.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, worin das die Viskosität erhöhende Agens ein Biopolymer, ein Cellulose-Derivat oder eine Mischung davon umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 60, worin das die Viskosität erhöhende Agens in dem Frakturierungsfluid in einer Menge in dem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Frakturierungsfluids, vorliegt.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 61, das außerdem eine Puffer-Verbindung umfasst.
Frakturierungsfluid nach Anspruch 75, in dem die Puffer-Verbindung Calciumcarbonat, Ammoniumacetat oder Magnesiumoxid ist.
Fluidverlust-Kontrolladditiv, das ein verformbares, abbaubares Material umfasst.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare, abbaubare Material ein abbaubares Polymer umfasst.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 78, worin das abbaubare Polymer umfasst ein Polysaccharid, ein Chitin, ein Chitosan, ein Protein, einen aliphatischen Polyester, ein Poly(glycolid), ein Poly(lactid), ein Poly(ε-caprolacton), ein Poly(hydroxybutyrat), ein Polyanhydrid, ein aliphatisches Polycarbonat, einen Poly(orthoester), eine Poly(aminosäure), ein Poly(ethylenoxid) oder ein Poly(phosphazen).
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare abbaubare Material außerdem einen Weichmacher, oder ein Stereoisomer eines Poly(lactids) umfasst.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 80 worin das Stereoisomer eines Poly(lactids) eine Mischung der D- und L-Stereoisomeren des Poly(lactids) umfasst.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare abbaubare Material Polymilchsäure) umfasst.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 1000 μm aufweist.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare abbaubare Material eine Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 850 μm aufweist.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare abbaubare Material eine mittlere Teilchengröße von etwa 200 μm aufweist.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 77, worin das verformbare abbaubare Material außerdem eine hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst.
Fluidverlust-Kontrolladditiv nach Anspruch 86, worin die hydratisierte organische oder anorganische feste Verbindung umfasst Natriumacetat-trihydrat, L-Weinsäure-dinatriumsalz-dihydrat, Natriumcitrat-dihydrat, Natriumtetraborat-decahydrat, Natriumhydrogenphosphat-heptahydrat, Natriumphosphat-dodecahydrat, Amylose, ein hydrophiles Polymer auf Stärke-Basis, ein hydrophiles Polymer auf Cellulose-Basis oder eine Mischung davon.