CN102575147A - 烃开采作业流体及其使用方法 - Google Patents

Abstract

用于烃开采作业的流体包括水和至少一种有机阴离子表面活性剂。所述流体可用于进行例如下列的烃开采作业的方法中：如钻井作业、完井作业、生产作业、注入作业。所述流体可适合补救NAF滤饼。示例性有机阴离子表面活性剂可包括一种或多种的烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。

Description

烃开采作业流体及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年10月16日提交的美国临时专利申请号61/252,375的权益。

技术领域

本公开一般涉及烃开采作业，包括钻井作业、完井作业、生产作业和注入作业。更具体而言，本公开涉及用于解决在烃开采作业期间由于滤饼出现的各种问题的流体和方法。

背景技术

本部分旨在向读者介绍本领域的可能与本发明的实施方式相关联的各个方面。相信该讨论在给读者提供信息，以促进更好理解本发明的具体技术方面是有帮助的。因此，应当理解，要从这一角度阅读这些陈述，而不必认为是承认现有技术。

为了本申请的目的，将理解，烃指有机化合物，如果不是排他地，其主要包括元素氢和碳。含烃物质的例子包括任何形式的天然气、油、煤和可用作燃料或提升为燃料的沥青。烃通常出现在地下地层。如本文所使用，术语地层指地下区域，不管大小如何，其包含地下沉积的、变质的和/或火成的物质的聚集体，无论是胶结的或未胶结的，以及其他地下物质，无论成固态、半固态、液态和/或气态。地层可指特定岩石类型相关地质层的单一集合，或指不同岩石类型地质层的整个集合，其有助于或遇到例如但不限于：(i)烃或矿物的形成、产生和/或圈闭和(ii)执行用于从地下提取烃或矿物的方法。

烃相关井的操作者从事设计来从地层提取烃或含烃材料的各种活动。各种井和井类型可被钻入单一地层，并且在提取那些烃的努力中，各种作业可在单一地层上进行。用于井和作业的策略取决于地层的开发阶段、地层的性质和与地层相关的油藏中含烃物质的性质，等等。例如，可需要钻井作业以探测地层和/或在地层中形成井。另外，例如通过在井眼(即，钻井作业造成的井身中空间，井身指井底地层面)中放置一件或多件井下设备，可完井。仍另外地，地层流体可被采出至井眼并到地表。仍另外，由于各种原因流体可从井眼注入地层，如用于处理地层的近井区域，朝向另一井驱动地层流体，隔离(sequester)流体或气体，等等。

另外，“烃生产”指与从井或其他孔中提取烃相关的任何活动。烃生产通常指完井后在井中或井上进行的任何活动。因此，烃生产不仅包括初次烃提取，也包括二次和三次生产技术，如注入气体或液体以增加驱动压力；使烃流动或通过例如化学或水力压裂井身处理以促进增加的流动；井维修；测井；和其他井和井身处理。尽管可对烃相关井进行各种作业，但是为了本申请的目的，术语烃开采作业用于指它们的全体或单个。例如，术语烃开采作业指钻井作业、完井作业、烃生产作业和注入作业的每一个和全部(不管被泵入井眼的流体或泵入的目的如何)。

存在多种可限制操作者以期望的或优选的效率进行烃开采作业的能力的因素。一种常见的因素是滤饼的存在，其积聚在井身上和/或井眼中的井下设备上。如本文使用的滤饼可指当淤浆如钻井流体在压力下被迫靠向介质时沉积在介质上的残渣，所述介质通常为可渗透介质。滤饼性质如饼厚度、韧度、光滑性和渗透性是重要的，因为在井身可渗透区域上形成的饼可有益于作业或可能对作业有害。滤饼可产生的问题包括减小生产和/或注入作业期间的渗透性。除了降低生产/注入作业期间的效率，滤饼减小的渗透性也可限制操作者在钻井作业期间处理常见问题如被卡的钻杆和循环液漏失的能力。尽管滤饼可产生许多挑战或缺点，但是操作者也知道滤饼提供许多优点，如限制钻井流体向地层的损失，降低钻井期间污染或破坏油藏的风险，在钻井期间保持地层流体以防止井涌，等等。因此，涉及形成和破坏滤饼的出版物和发明已有很长的历史。本领域已知的示例性教导包括使用螯合剂从滤饼中提取金属加重剂，使用酸性处理流体溶解滤饼元素，和/或使用表面活性剂从井身的表面清理滤饼。这类教导的示例性公开可在美国专利申请号2008/0110621中发现，为了所有目的以其整体并入本文。尽管该文件和其他文件以它们的整体并入本文，但是如果在本说明书中与通过引用并入本文的另一专利文件的说明书中术语的定义或使用之间存在任何冲突，则以本说明书术语的定义或使用为准。其他示例性相关公开可见美国专利申请号2007/0029085和2008/0110618；和美国专利号5,909,774；6,631,64；7,134,496；和Single-phaseMicroemulsion Technology for Cleaning Oil or Synthetic-Based Mud(用于清理油基或合成物基泥浆的单相微乳液技术)；Lirio Quintero等；2007AADE National Technical Conference(全国技术会议)，2007年4月10-12。

滤饼可从水性和非水性淤浆形成。滤饼的性质和可用的补救方法可取决于滤饼形成时使用的淤浆的类型而不同。例如，熟知的是从非水性流体(NAF)，如油基或合成油基钻井泥浆形成的滤饼显示比从水性流体形成的滤饼差得多的渗透性，并且也更难以补救。尽管NAF滤饼降低的渗透性可提示使用水性钻井流体避免NAF滤饼，但由于各种原因一些实施需要NAF钻井流体，如众所周知的。作为一个例子，一些实施在钻井作业的一些阶段期间受益于降低的渗透性，但是这样需要在钻井之后补救NAF滤饼或作为在钻井作业期间循环液漏失处理的一部分。已观察到，NAF滤饼或从NAF淤浆形成的滤饼的降低的渗透性使滤饼的补救复杂化，通常需要复杂的处理流体。在一些提出的方案中，NAF滤饼仅通过使用钻井泥浆和处理流体的协同系统可处理。其他提出的方案已经尝试使用螯合剂从滤饼中除去金属加重剂。尽管这些方案提供了一些改进或某些水平的补救，但是常规方法昂贵且复杂。因此，存在对用于补救NAF滤饼的系统和/或方法的需要，无论为了持续钻井作业，如在循环液漏失的情况下，或为了改进生产和/或注入作业的目的。

发明内容

本公开涉及用于烃开采作业的流体、使用这种流体的方法和进行这种烃开采作业的方法。示例性流体可称作作业流体并可包括水和至少一种有机阴离子表面活性剂。该作业流体可适合用作处理流体在下列至少一种的期间使用：钻井作业、完井作业、生产作业、注入作业，和/或其他与从地下地层中开采烃相关的作业。在一些实施中，该作业流体可适合补救NAF滤饼。例如，该作业流体可适合通过执行下列的至少一种补救滤饼：1)将NAF滤饼的湿润性从油湿润改变至水湿润；和2)提取与NAF滤饼相关的非水性流体。该作业流体的有机阴离子表面活性剂可具有通式：{R-X}^-+{Y}。在该通式中，R可选自直链和支链烷基和芳烷基烃链；X可以是选自下列的酸：磺酸、羧酸、磷酸和其混合物；和Y可以是选自下列的有机胺：单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺，和其混合物。

使用作业流体的示例性方法可属于在井中补救NAF滤饼的方法。示例性实施包括：1)获得在水中包含有机阴离子表面活性剂的作业流体；2)将一定体积作业流体泵入包括NAF滤饼的井，其中该一定体积作业流体被泵入以接触NAF滤饼。这种方法可应用于以各种方式位于井中的NAF滤饼。例如，NAF滤饼可位于裂缝面、砂滤筛管、砾石充填元件和井身壁的至少一个上。在一些实施中，补救方法可在遭受循环液漏失的钻井作业期间应用，其中正执行的钻井暂停而应用补救方法。另外或可选地，一定体积作业流体可在钻井作业、完井作业、生产作业和注入作业的至少一种期间应用。

在一些实施中，流体可用在钻井的方法中。示例性方法可包括：1)使用NAF基钻井流体穿过地层钻井，形成井身，直到在地层中形成裂缝；2)将作业流体泵入井身和裂缝，其中作业流体包括在水中的有机阴离子表面活性剂；3)向裂缝应用裂缝闭合应力处理；和4)继续使用NAF基钻井流体穿过地层钻井。

另外或可选地，本流体可用于从井中生产烃的方法中。示例性方法可包括：1)使用NAF基钻井流体穿过地层钻井以形成井，其中NAF滤饼在井的至少一种元件上形成；2)用包含在水中的有机阴离子表面活性剂的作业流体处理井的至少一种元件，以补救NAF滤饼；和3)通过井生产烃。

附图简述

当阅读下面详细的描述并当参考附图时，本技术的前述优点和其他优点可变得显而易见，其中：

图1是地下区域和相关生产系统的图示；

图2是一般有机阴离子表面活性剂的图示；

图3表示可用于制备本有机阴离子表面活性剂的三种示例性有机胺的图示；

图4表示可用于制备本有机阴离子表面活性剂的六种示例性酸的图示；

图5是本文方法的示意性流程图；

图6是本文方法另外的示意性流程图；

图7是本文方法另外的示意性流程图；

图8是本文方法另外的示意性流程图；

图9表示关于各种处理选择之后NAF滤饼渗透性的示例性数据；

图10图解了应用本作业流体之后的产物饼；和

图11图解了应用常规处理流体之后的产物饼。

发明详述

在下面详细描述中，结合数个实施方式描述了本发明的具体方面和特征。但是，就下面描述具体到本技术的具体实施方式或具体使用而言，意欲仅仅是说明性的并且仅提供示例性实施方式的简明描述。而且，在结合具体实施方式描述具体方面或特征的情况下，这些方面和特征适当时可出现在本发明的其他实施方式中和/或在本发明的其他实施方式中实施。因此，发明不限于下面描述的具体实施方式。而是，本发明包括落在所附权利要求范围内的所有替代型、改型和等同物。

作为背景并为了提供示意性、非排他性的地下区域例子，地下区域100和相关生产系统101图解在图1中。应当注意，图1和本公开的其他图旨在表示根据本公开的示意性、但非排他性的例子，并不意欲限制本公开的范围。图可不按比例绘制，因为提供它们以强调并图解说明本公开的各个方面。在图中，相同的参看数字在各个附图中表示类似和对应的要素，但未必是完全一样的要素。

在生产系统101中，浮式采油设施102与井103连接，所述井103具有位于海底106上的水下采油树104。为到达水下采油树104，控制管缆112可在水下采油树104和浮式采油设施102之间通过用于连通井103内各种设备的控制电缆提供流体流动路径。穿过水下采油树104，浮式采油设施102到达包括烃如油和气的地下地层108。为了示意性、非排他性目的，显示海上生产系统101，本组合物和方法可结合在任何地下位置从油藏或其他地层注入、提取和/或生产流体或进入所述油藏或其他地层进行使用。

为到达地下地层108，井103穿过海底106，形成限制井环空114的井身113，井环空114延伸至并穿过至少一部分地下地层108。地下地层108可包括各种可包括或不包括烃的岩层，并可称作带。在该实例中，地下地层108包括生产层带或层段116。该生产层带116可包括流体，如水、油、和/或气。在海底106位于井环空114上方的水下采油树104在井环空114中的设备和浮式采油设施102之间提供接口。因此，水下采油树104可连接至生产油管柱118，以提供流体流动路径，并连接至控制电缆120，以提供通信路径，控制电缆120可与在水下采油树104的控制管缆112相接。

井环空114也可包括各种套管或套管柱122和124，为到达地下地层108提供支撑和稳定性。例如，地表套管柱122可被安装从海底106到海底106下面位置。地表套管柱122中，中间或生产套管柱124可用于为井环空114的壁提供支撑。生产套管柱124可向下延伸至接近或穿过地下地层108的深度。如果生产套管柱124延伸至生产层带116，则穿孔126可被形成穿过生产套管柱124以允许流体流入井环空114。进一步，地表和生产套管柱122和124通过井环空114中的水泥护层或衬套125可被固结至固定位置，为井103提供稳定性并隔离地下地层108。仍可选地，井103的部分可保持为裸眼井段，具有暴露的井身或井底地层面。

随着这样的井被钻出，一定长度的地层由于正在进行的钻井作业暴露。裂缝在这样的井身中形成并不少见，暴露了大表面积的地层并使得返回的钻井泥浆从井环逸出。当这些事件发生时，进入裂缝和地层的钻井泥浆体积可能是大的，并可导致钻井作业中的许多问题。这种体积的钻井泥浆一般称作循环液漏失；由于循环液漏失引起的问题或复杂性已有很好的文献记录。一旦裂缝打开，循环液漏失问题仅可通过阻止裂缝扩大而停止。已经公开了各种阻止该扩大的方法，包括称作裂缝闭合应力(FCS)方法和钻井应力流体(DSF)方法的方法，对于它们的成功实施，其每一种至少部分依赖于裂缝表面的渗透性。如上述，当钻井泥浆是NAF基淤浆时，裂缝表面的渗透性可由于NAF滤饼显著降低，其可显著降低FCS和/或DSF方法的效力。本组合物和方法可用于补救NAF滤饼，从而增加FCS和/或DSF方法的效力。FCS方法和DSF方法都在本文进行了部分描述，在国际公开号WO2009/014585 A1中更全面描述，为了所有目的通过参考以其整体并入本文。

为了从生产层带116中生产烃，各种设备可用于提供流量控制和井环空114不同部分之间的隔离。例如，地下安全阀128可用于在控制电缆120或控制管缆112在地下安全阀128上方发生断裂或破裂的情况下阻止流体从生产油管柱118流动。进一步，流量控制阀130可被利用并可以是或可包括在特定位置调节流体穿过井环空114的流动的阀。而且，工具132可包括砂滤筛管、流量控制阀、砾石充填工具或其他类似的用于控制流体从生产层带116流动穿过穿孔126的完井设备。封隔器134和136可用于在井环空114中隔离特定的带，如生产层带116。

只要NAF基淤浆流过井眼，都存在在这些多件井下设备的一种或多种上形成NAF滤饼的风险。虽然一些设备可能相对不受滤饼积聚的影响，但是井下条件和作业通常相当受限并且滤饼的积聚可能是不期望的。而且，许多类型井下完井设备可受到滤饼积聚的不利影响。例如筛管、砾石充填、穿孔和流体可能流动通过的其他完井零件和设备可能受到滤饼积聚的不利影响，尤其当滤饼是具有降低的渗透性的NAF滤饼时。本组合物和方法被认为对于补救NAF滤饼是有用的，所述滤饼可在完井设备或其他井下设备、零件或表面上积聚。作为延展至通常不认为是‘完井设备’的井下表面的一个例子，本组合物和方法可用于补救积聚在裸眼井身面上的NAF滤饼。另外或可选地，本组合物和方法被认为对于改变NAF滤饼的性质以改善烃开采作业是有用的。

可理解，本公开提供了包含有机阴离子表面活性剂的组合物，用于烃开采作业。表面活性剂，在该术语的一般意义上，是熟知的，并且为了各种目的已经用于烃开采作业。虽然表面活性剂一般用于包括补救井下设备上滤饼在内的目的，但是常规组合物和方法的回顾揭示了这些补救方法的常识：滤饼补救需要使用强酸或强碱。强酸的使用提供了使用流体如硫酸的基于酸的补救尝试的基础。强碱的使用，如阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和/或碱金属基表面活性剂的形式，构成基于常规表面活性剂的补救尝试的基础。当使用常规表面活性剂，如由强碱和弱酸形成的那些(即，强/弱表面活性剂)时，补救流体通常需要助溶剂，如醇类，以提高强/弱表面活性剂的溶解度，尤其在高盐浓度淤浆或泥浆中。助溶剂的使用增加了淤浆的成本，增加了流体构成的复杂性，并需要额外的清理工作。另外，许多常规强/弱阴离子表面活性剂需要使用助表面活性剂，如非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂，以形成微乳状液或纳米乳状液。这里再一次，助表面活性剂的使用增加了成本、复杂性和清理需要。

基于表面活性剂的补救组合物和方法的常识与在其他领域的清理方法相似，其中普遍接受的是强碱比弱碱清理得更好且并入强碱的表面活性剂在清理时最有效。本组合物和方法的有机阴离子表面活性剂由弱酸和弱碱形成，形成可被称作弱/弱表面活性剂的，或以本公开的术语，称作有机阴离子表面活性剂。基于现有文献和常规技术，弱碱用作滤饼补救流体的组成部分(building block)是违反直觉的，但却发现作为补救流体是有效的，如将在本文可见。

本有机阴离子表面活性剂的一般化学结构通过下式给出：{R-X}^{- +}{Y}，其一般地图解在图2中。在图2的图解中，R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，X表示选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且Y表示弱有机碱，如有机胺。

尽管各种弱有机碱可用在本组合物和方法中，但是有机胺是优选的。示例性有机胺包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物。优选地，有机胺可以是单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和其混合物，如图解在图3a-3c中。更优选地，有机胺是单乙醇胺。示例性弱酸图解在图4a-4f中，其图解了示例性弱酸连同示例性的相关R基团。酸可以是有机酸，如烷基酸、烷基芳族酸和其混合物。进一步，示例性有机酸可包括烷基羧酸、芳族羧酸、烷基磺酸、芳族磺酸、烷基磷酸、芳族磷酸和其混合物。图3的有机胺与图4的弱酸的简单组合示出了在本公开范围内的十八种有机阴离子表面活性剂的代表性类别。基于本文描述的代表性酸和碱，可获得的有机阴离子表面活性剂的数量潜在地非常大。虽然各种有机阴离子表面活性剂在本公开的范围内，但是它们都有共同的特征。本公开的有机阴离子表面活性剂包括阴离子酸，它们的抗衡离子是单乙醇铵阳离子、二乙醇铵阳离子或三乙醇铵阳离子。

通过将弱酸如有机酸或上述其他酸与弱碱如有机胺或上述其他碱接触，制备本发明的有机阴离子表面活性剂。可在任何温度下进行接触，优选在-50℃至200℃范围内。酸碱反应的优选的温度范围可取决于弱酸和弱碱的选择。在反应中使用的碱的量可等于弱酸或有机酸的摩尔当量或可小于弱酸或有机酸的摩尔当量。作为阐明，如果弱酸是分子量200的有机酸并且弱碱分子量为100，那么在摩尔当量的情况下，酸∶碱的重量比为2∶1。在小于摩尔当量的情况下，酸∶碱的重量比为＜2∶1，例如1.5∶1，1.25∶1，1∶1，0.75∶1，0.5∶1等。通过弱碱接触弱酸形成有机阴离子表面活性剂。在一些实施中，有机阴离子表面活性剂可通过将纯碱与纯酸接触形成。所得有机阴离子表面活性剂可接着并入水性流体和/或非水性流体中。另外或可选地，在一些实施中，每种弱碱和弱碱可溶解在单独的水溶液中，然后混合它们，使碱和酸接触，形成水溶液中的有机阴离子表面活性剂。形成的水溶液然后可并入其他水性流体和/或非水性流体，用于烃开采作业。

本公开提供了用于烃开采作业如在与烃生产相关的井上使用的流体。该流体可以是水性流体或非水性流体。水性流体包括水和至少一种有机阴离子表面活性剂。水性流体可被并入烃开采作业的各种阶段并可被并入各种淤浆、泥浆、流体等(例如，包括非水性淤浆)。例如，水性流体可被并入钻井流体、处理流体、注入流体、处理小球(pill)等中。类似地，本文描述的非水性流体包括非水性流体和至少一种有机阴离子表面活性剂。并入(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的非水性流体可用在各种流体和淤浆中并可用在各种作业中。并入本有机阴离子表面活性剂的非水性流体可结合纯的表面活性剂和/或可结合表面活性剂的水溶液，如通过乳化作用和/或微乳化作用。为了本文提及的清楚和方便，并入有机阴离子表面活性剂的流体可一般称为作业流体，无论使用流体的作业类型或被使用流体的类型如何(例如，水性的、非水性的)。

本公开的有机阴离子表面活性剂可被并入水溶液和/或并入任何类型的淤浆、泥浆或可用于烃开采作业的流体中。图5图解了本公开范围内的方法500的简化流程图。如所图解的，方法500可从获得弱酸502和获得弱碱504开始。从上面讨论可理解，酸和碱可同时或以任何合适的顺序获得，如它们在方法500的流程图中的位置所提示。如图5中所图解，在步骤506中方法继续，结合酸和碱，形成有机阴离子表面活性剂。然后，在步骤508，有机阴离子表面活性剂被添加至作业流体。如上面所讨论，有机阴离子表面活性剂实际上可添加至用于烃开采作业的任何类型流体。可添加有机阴离子表面活性剂的示例性、非排他性的流体类型列在框510中。方法500在512继续，用作业流体进行至少一种烃开采作业。框514提供了示意性、非排他性的作业实例，其可使用本公开的作业流体(即，包含有机阴离子表面活性剂的流体)进行。

作业流体中有机阴离子表面活性剂的比例可根据作业流体的应用和在烃开采作业中它被使用的阶段而变化。例如，当作业流体是钻井流体时，基于钻井流体的结合重量，有机阴离子表面活性剂可占大于约0.5wt％并小于约50wt％。在其他实例中，如当作业流体是注入流体或处理流体时，作业流体的组成可随着时间变化，如在作业阶段早期具有更大百分数的本有机阴离子表面活性剂，并随着时间而减少。如本文所描述，本有机阴离子表面活性剂具有改变NAF滤饼性质的优点，如通过补救NAF滤饼以改进或恢复渗透性。这样，(一种或多种)有机阴离子表面活性剂初始可占作业流体的更大百分数，以改变渗透性(或以其他方式改进NAF滤饼)，然后当作业流体的其他组分执行它们的功能如隔离裂缝以防止循环液漏失时，占较小百分数。

如上述，作业流体可包括有机阴离子表面活性剂和水或有机阴离子表面活性剂和水的混合物。基于水的重量，有机阴离子表面活性剂的浓度可大于约0.01wt％并小于约12wt％。优选地，有机阴离子表面活性剂的浓度可大于约0.01wt％并小于约5wt％，并且更优选地浓度可大于约0.01wt％并小于约2wt％。可以使用本文描述的任何有机阴离子表面活性剂。优选地，有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。并入作业流体的表面活性剂可结合不同的烷基基团。表面活性剂可结合具有各种链长度或各种碳原子量如大于约6个碳原子并小于约18个碳原子的烷基基团。优选地，烷基基团可具有大于约9个碳原子并小于约14个碳原子的链长度。更优选地，烷基基团可以是具有大于约10个碳原子并小于约14个碳原子的混合物。最优选地，混合物具有至少50％的在烷基基团上包含12个碳原子的表面活性剂。

优选地，有机阴离子表面活性剂的烷基基团上碳原子数量等于表面活性剂用于的每分子非水性钻井流体的碳原子的平均数量。例如，如果形成或预期形成NAF滤饼的非水性钻井流体主要由具有12个碳的分子如十二烷构成，那么优选地有机阴离子表面活性剂或有机阴离子表面活性剂的混合物具有平均碳链长度为12的烷基链。例如，包括长度为11、12和13的烷基链长度的表面活性剂的组合可结合为平均链长度12。当有机阴离子表面活性剂和/或有机阴离子表面活性剂的组合具有对应于对应NAF流体的链长度的烷基链长度时，本文称作“烷基链匹配”。不被理论所束缚，目前认为烷基链匹配的有机阴离子表面活性剂和/或烷基链匹配的有机阴离子表面活性剂的混合物可在处理或以其他方式补救NAF滤饼中是优选的。这种烷基链匹配的表面活性剂具有独特的和预料不到的性质优点，如非常低浓度要求以获得高性能。

包括(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的作业流体可进一步包括溶解的盐，如钙和钾的氯化物和硫酸盐。例如，当作业流体是包含有机阴离子表面活性剂的水性流体时，水性流体可包含用于烃开采作业的水性流体的常用各种添加剂；溶解的盐只是一个例子。当包括溶解的盐时，基于水的重量，其量可大于约0.01wt％并小于约25wt％。优选地，大于约0.01wt％并小于约5wt％。作业流体可进一步包括醇类如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇和其混合物。当包括醇类时，基于水的重量，醇类可大于约0.001wt％并小于约15wt％。如上面所讨论，与常规表面活性剂相对照，本公开的组合物不需要醇类。仍另外或可选地，包括(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的水性流体可进一步包括有机酸，如基于水的重量大于约0.001wt％并小于约6wt％。优选地，基于水的重量大于约0.01wt％并小于约3wt％。

不限制上面的描述的一般性或要求保护的本文发明的范围，烃开采作业和相关的包含有机阴离子表面活性剂的作业流体的示意性实例在本文被描述，以进一步说明本技术的效用和适用性。在说明性实例中，有机阴离子表面活性剂可被添加至(一种或多种)水性和/或非水性流体以改善钻井作业、完井作业、清理作业、生产作业、注入作业和/或处理作业。虽然针对包含(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的非水性流体和包含有机阴离子表面活性剂的水性流体两种，描述了示例性组合物、作业、优点和功能，但是任何具体组合物(例如，非水性和/或水性组合物)的作业、优点和功能可与本文描述的其他组合物共有。例如，所有本文描述的组合物被认为凭借并入(一种或多种)有机阴离子表面活性剂提供下列的一种或多种优点：1)对于给定浓度和盐浓度，包含(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的流体的油吸收效力和效率高于包含碱金属阴离子的对比流体；2)有机阴离子表面活性剂提供了配制灵活性和成本优势并可在更宽范围的水盐浓度上配制；和3)(一种或多种)有机阴离子表面活性剂可用单一类表面活性剂配制成烃开采流体，例如不需要使用另外的非离子助表面活性剂或助溶剂。另外或可选地，当有机阴离子表面活性剂被并入用于处理现有NAF滤饼的作业流体时，观测到现有NAF滤饼可从油湿润变为水湿润，并且，当作业流体是水性流体时，作业流体可从NAF滤饼提取非水性流体。这些功能的任一个或二者可补救NAF滤饼以改变它的性质，如它的渗透性、它的弹性等。在一种或多种示例性组合物的情况下本文描述的其他优点、特征和功能可在本文描述或要求保护的其他组合物中发现。

有机阴离子表面活性剂的一种示例性用途可以是处理循环液漏失问题，如结合FCS和/或DFS方法。在这种实施中，有机阴离子表面活性剂可被并入在输送或泵入FCS小球前泵入的处理小球；可被并入在DFS方法期间泵入的处理小球；和/或可被直接并入包括FCS小球的流体或处理流体。如在关于FCS方法和DFS方法的现有出版物中所说明的，这些处理循环液漏失的方法部分依赖于裂缝面的渗透性和携带液快速渗漏以捕获裂缝中FCS固体的能力。如从前面可理解，在钻井作业如DSF钻井作业的NAF组合物中，有机阴离子表面活性剂的存在可产生具有改善的渗透性的NAF滤饼，使DSF方法更有效。

另外或可选地，已经发现，包含有机阴离子表面活性剂的作业流体应用于现有NAF滤饼在补救NAF滤饼，如恢复渗透性、降低弹性、改变润湿性方面是有效的，并且有助于如从地层和/或完井设备中清理和/或除去滤饼。在一些示例性实施中，NAF滤饼可位于裂缝面、砂滤筛管、砾石充填元件和井身壁的至少一种上。包含有机阴离子表面活性剂的一定体积作业流体可被泵入井下以接触这些零件并破坏或以其他方式补救NAF滤饼。如在随后的说明性实例中可见，包含有机阴离子表面活性剂的相对少量的作业流体在处理或补救滤饼时可以是有效的。取决于实施的性质，作业流体的体积和并入其中的有机阴离子表面活性剂的浓度可以改变。有机阴离子表面活性剂在作业流体水性部分的示例性浓度可以如上述。相比之下，当并入适合在井的延伸裸眼部分补救防砂设备的处理小球时，作业流体的体积可显著增加。设计作业的工程师将认识到，补救NAF滤饼需要的作业流体体积可取决于许多因素如滤饼的位置、滤饼的性质、需要补救的滤饼的程度、地层的渗透性、漏失层的可能性等。因此，虽然对于给定的实施可限定具体的作业流体体积，但是本方法最好理解为应用或泵入包含有机阴离子表面活性剂的一定体积作业流体进入井以补救或处理NAF滤饼。

作为一种说明性实施，包含本有机阴离子表面活性剂的水性处理流体可用作基于FCS的循环液漏失处理的作业流体。图6是在包括裂缝的井中处理循环液漏失的方法600的示例性流程图。如在流程图中所描述，操作者进行钻井作业602并且在井身606中形成裂缝时形成滤饼604。值得注意的是滤饼在井身壁和在裂缝面上形成。然后操作者可在608确定是否需要处理，比如如果有循环液漏失问题。如果需要或期望处理，操作者可通过如在框610中所示的注入如本文所述的包含(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的水性处理流体，开始处理，然后在618继续钻井作业。处理过程包括在614注入支撑剂进入裂缝而使携带液渗漏以沉积FCS支撑剂在裂缝中并同时增加井身的循环压力高于裂缝压力。压力可被增加以增加地层的裂缝闭合应力或完整性。当在616裂缝闭合应力足够升高时，可继续钻井作业，如在618。在620中所示，在形成另一个裂缝的情况下，该过程可通过返回确认是否应当应用另一种处理而继续，如在608。该方法继续直到井被钻至期望的深度。

另外或可选地，使用该包含有机阴离子表面活性剂的流体的一些方法可通过在策略性时间有意使井身破裂以应用FCS方法或其他合适的方法，增加地层的完整性，主动预防循环液漏失。策略的、有意的使地层破裂可允许操作者更好地安排处理作业的时间以避免显著的循环液漏失，和/或在优选的计划上应用处理设备和流体，而非响应于未预料到的循环液漏失事件。

图7是策略地应用使用有机阴离子表面活性剂的FCS处理的方法700的示例性流程图。如所图解，钻井作业在702开始并且在704形成滤饼，如当用NAF钻井流体钻井时可发生的。在706，由于各种原因，裂缝可以是期望的，例如有意应用FCS方法以增加井身的完整性。一旦操作者认识到裂缝是期望的，本技术提供了至少两种选择，如在图7中所图解。例如，在708操作者可将有机阴离子表面活性剂与FCS小球混合，或在710操作者用包含(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的水性处理流体，可处理井身或井身的目标部分，以在711补救NAF滤饼。然后，在712，操作者可将FCS小球注入井身。可进行FCS小球的注入以引起裂缝，如在714，在裂缝中例如从FCS小球中的固体或颗粒沉积固定不动的物质。方法700，与常规FCS方法类似，可增加井身的循环压力，以增加地层或井身的FCS，直到在716FCS足够继续钻井。在一些实施中，可优选在注入FCS小球之前引起裂缝。例如，FCS小球的注入708和/或NAF滤饼的补救711可足以增加地层的渗透性，使它更难以引起裂缝。

本有机阴离子表面活性剂和包含其的流体的一些使用也可适合解决与差压粘结作用(DPS)相关的问题。井中形成的滤饼，无论是基于NAF的或其他方式的，可造成井工具或管子“粘”在井身中。NAF滤饼不太可能遇到这些问题，但它仍可能出现。本公开的有机阴离子表面活性剂可用于补救NAF滤饼，减少它的体积和/或增加它的渗透性，以释放差压卡住的管子或井工具。如在本文实例中可见，本公开的有机阴离子表面活性剂对于破坏NAF滤饼以及增加滤饼的渗透性都有效。

图8是处理井工具差压粘结作用的优选方法800的示例性流程图。如在流程图中所描述，操作者可进行钻井作业802，从而在井中形成滤饼804，这样井工具由于差压粘结作用被粘住806。然后操作者可在808注入包含(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的处理流体，以增加滤饼渗透性和/或破坏滤饼。在810，操作者可使处理流体浸泡一段时间，然后拉动或移动工具直到自由。一旦工具自由，在812钻井作业(或其他作业)可按计划继续。浸泡所需的时间期间可根据滤饼的性质和范围、工具粘住的程度、使用的处理流体的数量和浓度等而变化。另外或可选地，操作者可周期性地尝试操纵管子或工具，使它自由，而没有预定的浸泡时间。

虽然本公开可理解为形成部分作业流体的水性流体中的有机阴离子表面活性剂，但是本公开也可理解为涉及并入用于烃开采作业的非水性流体的有机阴离子表面活性剂，如在NAF基钻井流体、NAF基处理流体、NAF基完井流体等中。当并入NAF基流体时，基于NAF组合物中非水性流体的重量，NAF组合物中有机阴离子表面活性剂的浓度可大于约0.01wt％并小于约30wt％。优选地，大于约0.01wt％并小于约5wt％和更优选地大于约0.01wt％并小于约2wt％。

NAF组合物可以是任何合适的组合物，如常规地用于烃开采作业中的那些组合物。可并入有机阴离子表面活性剂的示例性非水性流体可包括直链、支链或环烷类；直链α烯烃、支链烯烃、环烯烃；从直链、支链或环烷酸合成的酯；和直链、支链或环醇类；矿物油烃；生物酯，例如但不限于源于植物和动物的甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯，所述植物和动物包括橄榄、椰子、芸苔、蓖麻、玉米、棉花籽、油菜籽、猪油和豆油及其混合物和组合。除了有机阴离子表面活性剂，NAF组合物可进一步包括下列的一种或多种：至少一种乳化剂、至少一种加重剂、至少一种流变改进剂、至少一种过滤控制剂和/或通常在烃开采流体中的NAF组合物的其他常规添加剂。

每个组分的组成和相对量可在可并入本有机阴离子表面活性剂的NAF组合物的各种应用之间变化。而且，有机阴离子表面活性剂并入NAF组合物的方式可变化。例如，将纯酸与纯碱接触制备的纯的表面活性剂可直接混合在非水性流体中。另外或可选地，有机阴离子表面活性剂可被并入水性流体，然后其并入非水性流体，如通过乳化作用和/或微乳化作用。当(一种或多种)有机阴离子表面活性剂在被并入非水性流体的水性流体中时，水性流体可以是根据任何本文描述的包含有机阴离子表面活性剂的水性流体。并入非水性流体的水溶液数量可受到乳化作用原理和非水性流体的预期用途和最终组合物限制。当(一种或多种)纯有机阴离子表面活性剂被直接并入非水性流体时，基于非水性流体的重量，(一种或多种)有机阴离子表面活性剂可占大于约0.01wt％并小于约20wt％。优选地，大于约0.01wt％并小于约10wt％。

不被理论所束缚，目前认为，本文公开的(一种或多种)有机阴离子表面活性剂赋予非水性流体组合物一种或多种独特性质。一种这样的性质是NAF组合物形成低弹性的NAF滤饼。具有控制滤饼弹性的能力在许多油藏方法中具有优势，例如但不限于(i)改善井身清理，(ii)改善注入能力，和(iii)补救对砾石充填和筛管生产力的破坏。

用改善井身清理作为第一个实例，当井从钻井和完井模式向生产模式转变时，有机阴离子表面活性剂被认为有助于清除滤饼。在钻井作业或NAF组合物泵入井的其他作业期间，NAF组合物侵入靠近井眼的孔空间并沉积物质，形成“内部滤饼”。它也在井眼表面上沉积物质，形成“外部滤饼”。下文中，术语“滤饼”可包括内部和外部滤饼二者，除非另外明确指出。侵入的深度和形成的滤饼的特性取决于各种因素，包括NAF组合物的组分，孔喉相对于泥浆固体的大小、驱动流动的压差、沉积在井眼面上滤饼的效力和流体与孔通道之间任何离子或表面张力相互作用。当井投入生产时，期望移走滤饼，如通过使地层流体流入井身或通过处理流体的作用。在处理流体的情况下，许多处理流体期望用作水性流体。油湿润的NAF滤饼一般不被水性处理流体良好处理。但是，如上面所指出，本有机阴离子表面活性剂可将NAF滤饼的润湿性从油湿润改变至水湿润，使常规清理处理流体更有效。

已经观察到NAF滤饼由于固体和油之间的相互作用展示了弹性。另外，已经观察到弹性滤饼抵抗穿过岩石的移动。如果弹性阻力高，滤饼仍在原位并且生产率(或其他作业)受到不利影响。在生产作业期间，该弹性作用进一步结合滤饼的消极作用。滤饼对地层的作用通常称作“表皮效应”。0级指示没有破坏或限制并且生产率正是预期的。在用NAF钻的井中，表皮效应典型的级别在1-3范围，所以存在明显的需要补救的证据(如通过观察到差的生产率)。通过用本公开的并入有机阴离子表面活性剂的NAF钻井可减小该破坏或表皮效应发生的程度。公开的NAF组合物形成低弹性的滤饼，使得内部滤饼在用井身清理溶液处理期间或生产作业期间容易流回井身。如本文其他地方所讨论，本有机阴离子表面活性剂可被并入作业流体，用于改变正在形成的滤饼的性质和/或处理存在的滤饼。因此，并入本文描述的有机阴离子表面活性剂的处理流体可作为预处理应用或与常规井身清理流体一起应用。

作为使用包括有机阴离子表面活性剂的NAF作业流体的适合实施的另一例子，有机阴离子表面活性剂可改善注入作业。可理解，注入作业的效力取决于注入的流体穿过地层面和穿过地层孔的能力。如上面所讨论，这些相同的孔可被NAF滤饼阻塞。当并入(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的NAF组合物用作钻井流体或形成滤饼的其他烃开采流体时，产生的NAF滤饼将具有受控的或减小的弹性，如上面所描述。通过限制形成滤饼的固体的移动性，弹性NAF滤饼以与弹性NAF滤饼减小地层流体生产力非常相似的方式，减小注入流体的注入能力。在注入期间，流动一定遍及在井眼壁上的外部NAF滤饼以及在孔空间中的内部弹性NAF滤饼上发生。导致限制的注入速率。由于可用的产出水处置井数量有限和/或在增注措施中注入的特定需要，在需要注入的井区域中受限的注入速率对于井和/或油田可具有显著的结果。例如，如果井或井段的注入能力被充分限制，可造成用于引入流体以向生产井移动烃的注入井无用(对于它的预期目的)。各种注入能力增强方法是可获得的，以解决该问题。但是，常见的是更高渗透性或更低表皮效应井区域被清理，而其他区域如弹性NAF滤饼中覆盖的那些区域仍然未处理，这是因为强制处理那些区域所需的压降丧失。当注入的目的是为了保持油藏压力或二次开采，结果是显著的。一些部分可接收流体而其他部分不接收，影响了整个油藏的生产剖面。注入能力破坏发生的程度，如由弹性NAF滤饼的存在造成的，可通过用本文公开的并入有机阴离子表面活性剂的NAF作业流体钻井而降低。公开的并入有机阴离子表面活性剂的NAF作业流体形成低弹性的滤饼，使得对注入能力的影响最小化，并且注入增强处理是有效的。仍另外或可选地，本文的作业流体可适合提供预处理，以改变NAF滤饼的润湿性和/或从NAF滤饼提取非水性流体。

作为使用并入有机阴离子表面活性剂的NAF组合物的实施的又一例子，包括有机阴离子表面活性剂的本组合物可用于在完井作业后补救砾石充填和筛管。完井通常设计来防止在流动条件下不稳定的砂地层的坍塌并防止地层砂流入生产套管等等。这可通过用另外的可渗透砂填充套管和井眼之间的区域以保持井眼打开或筛出自由随内流行进的任何天然砂实现。该充填称为“砾石充填”。各种形式的筛管或割缝管子然后用于防止砾石充填本身流入套管。在一些情况下，不需要砾石充填并且细筛管单独用于防止天然砂流入。

当钻井时如果NAF滤饼侵入地层，或如果砾石充填作业之后NAF滤饼保留，或如果在完井作业期间形成NAF滤饼，例如通过使用NAF流体放置砾石充填，则NAF滤饼必然穿过砾石充填或筛管流回。相对于砂粒之间或在其他完井设备或系统中的孔，滤饼的回流与滤饼的颗粒大小分布有关。但是，继续前面实例的主题，已经发现NAF滤饼的弹性对滤饼的回流有影响。当独立的筛管用于替换砾石充填时，孔大小典型地约200微米。NAF滤饼中颗粒典型地小于100微米，所以它们应该能够穿过而不堵塞筛管。但是，观察到在油田作业中筛管的确被NAF滤饼堵塞。该观察由目前认为NAF滤饼为由油和固体组成的弹性材料所解释。

通过用并入如本文所述的有机阴离子表面活性剂的NAF作业流体钻井和/或完井，可减小可限制生产力的NAF滤饼的弹性。公开的并入(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的NAF作业流体形成低弹性滤饼，其有利于性能。例如，通过地层流体和/或处理流体，滤饼的颗粒可容易穿过砾石充填和/或筛管流回。另外或可选地，本作业流体、具体地并入有机阴离子表面活性剂的水性流体的使用可用于改变滤饼的性质，使它水湿润，有助于常规滤饼处理。仍另外或可选地，本作业流体的应用可充分改善NAF滤饼渗透性，使得生产速率可接受。例如，表皮效应可从3级降低至1级。

虽然本有机阴离子表面活性剂可被并入NAF作业流体以改变所得NAF滤饼的性质，但是有机阴离子表面活性剂可用在水性流体或非水性流体中作为补救或处理流体，如在处理小球中，处理小球可在钻井作业期间泵入或作为补救或维修作业的一部分。有机阴离子表面活性剂作为处理流体的示例性实施在上面各种情况下进行了描述。需要处理井和/或维修井的情况的多样性和滤饼、尤其是NAF滤饼可引起问题的情况的多样性不允许穷举列出。但是，应当注意，在许多常规作业中，本有机阴离子表面活性剂减小滤饼弹性、增加滤饼渗透性、改变滤饼润湿性和/或从NAF滤饼提取非水性流体的能力使得它适合单独地或结合其他处理流体作为处理流体。

并入本(一种或多种)有机阴离子表面活性剂和包含其的流体的方法的前面描述是阐明本有机阴离子表面活性剂可有用的许多方法和作业。前面的描述仅仅是示例性的并不限于可适合并入有机阴离子表面活性剂的各种常规的和容易知道的作业。从本文的描述可理解，包含有机阴离子表面活性剂的本作业流体可用于几乎任何烃开采作业，其中滤饼的存在是不期望的或其中作业可通过增加滤饼的渗透性而改善。而且，应当注意，上面描述的实例将有机阴离子表面活性剂并入NAF组合物和并入水性处理流体，以在各种烃开采作业之前和/或期间使用，并且在其他烃开采作业中以其他方式扩展本组合物不应当被本文所述的示例性实施所限制。为了清楚和简洁的目的，本申请限于这些少数代表性但非限制性的实例。

下列实施例阐明了配制有机阴离子表面活性剂的更具体方法和它们使用的示例性实验结果。下列实施例被认为是使用本文描述的弱酸和弱碱的任何组合获得的配制方法和结果的代表。

实施例

在第一中实施例中，制备称作OA-Surf-1的第一有机阴离子表面活性剂，并用于处理滤饼。作为第一步骤，使用配备35微米铝砂滤器的高压高温压滤机，从油基泥浆制备滤饼。将50ml油基泥浆(OBM-1)添加至压滤机并且样品被加热至200°F。使用作为加压气体的氮气施加800psi的压力至加热的样品并开始过滤。过滤30分钟后，获得大约5ml的清澈油作为滤液。将槽(cell)减压至环境压力并冷却至100°F。倒出过多的未过滤的OBM-1。该过程产生OBM-1滤饼。然后制备包含有机阴离子表面活性剂的处理流体。处理流体是具有2wt％有机阴离子表面活性剂和0.3wt％NaCl的水溶液。用于该实施例的有机阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸单乙醇铵。为了清楚的目的，该示例性有机阴离子表面活性剂在R-X-Y结构中可被认为：R＝十二烷基苯，X＝-SO₃H，并且Y＝H₂N-CH₂-CH₂-OH。继续该实施例，将25ml该处理流体溶液添加至包含OBM-1滤饼的压滤机中。滤饼与处理溶液接触并且在800psi下将溶液和饼的温度保持在200°F约2.5小时。用表面活性剂溶液处理后，滤饼产生补救的滤饼。

补救的滤饼接着与常规FCS小球方式之后配置的高流体损失水基泥浆接触。FCS小球具有下列组分：4.29wt％硅镁土、4.29wt％硅藻土、0.14wt％黄原酸胶和31.42wt％胡桃壳，其中所有重量百分数基于水的重量。与首先形成滤饼的作业相似，将FCS小球保持在200°F和800psi；使来自FCS小球的水滤过补救的滤饼。注意到滤液的体积为时间的函数，并且图解在图9中。在约30分钟内，总共收集约25ml的滤液。在实验的最后，冷却压滤机并减压。三个步骤过程的产物(称作产物饼)显示在图10中。去除铝砂过滤器，留下滤饼1010和FSC小球过滤部分的固体组分。FCS小球的这些过滤固体组分可称作产物饼1012。从滤饼侧面测量产物饼1012的高度1014。在该实施例中，产物饼1012的高度1014是1.8厘米。

在处理流体中的本有机阴离子表面活性剂的第二个实施例中，在上述步骤中使用称作OA-Surf-2的有机阴离子表面活性剂。OA-Surf-2是十二烷基羧酸单乙醇铵(R＝十二烷基苯，X＝CO₂H并且Y＝H₂N-CH₂-CH₂-OH)并且它被并入处理流体并以与上面相同的方式使用。测量滤液的量并显示在图9中；滤饼的高度是1.5厘米。

为了比较性试验，使用碱金属阴离子表面活性剂(强碱弱酸表面活性剂)代替本公开的有机阴离子表面活性剂重复上述实验。碱金属阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠(NA-DBS)。在FCS小球中使用NA-DBS形成的产物饼1112图解在图11中，在滤饼1110上面。滤液的体积作为时间的函数显示在图9中并且产物饼的高度1114是0.4厘米。

作为另一比较试验，重复相同的实验而没有表面活性剂。在该实验中，如上述形成滤饼，接着如上使用水和0.3wt％NaCl的溶液处理，然后如上述施加FCS小球。所得滤液的体积作为时间的函数显示在图9中；产物饼的高度测量为0.3厘米。

为了方便，将产物饼的高度集中在下表中。通过比较显示在图9中的产物饼的相对高度和作为时间函数的相对滤液体积，可见，包含本公开(一种或多种)有机阴离子表面活性剂的处理流体能够补救滤饼，比使用碱金属阴离子表面活性剂的常规处理流体好3至4倍。考虑到常规处理流体使用强碱形成而本有机阴离子表面活性剂使用弱碱，补救能力的显著改善是违反直觉的。

尽管本发明的技术可易于进行多种改进和可选的形式，但是通过实例已经示出了上述示例性实施方式。但是，应当再次理解本发明不拟限于本文公开的具体实施方式。实际上，本发明的技术覆盖落在所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和可选物。

在本公开中，方法的几种说明性、非排他性实例已经被讨论和/或以流程图表、流程图的形式呈现，其中方法以一系列方框或步骤显示和描述。除非在伴随的描述中具体说明，在本公开的范围内，方框顺序可以不同于在流程图表中图解的方框顺序，包括以不同顺序和/或同时进行的两个或多个方框(或步骤)。在本公开的范围内，方框或步骤可实施为逻辑，其也可描述为作为逻辑实施方框或步骤。在一些应用中，方框或步骤可代表功能上等价的电路或其他逻辑设备执行的表达式和/或动作。图解的方框可以，但不是必须，代表可使计算机、处理器和/或其他逻辑设备响应、执行动作、改变状态、产生输出或显示和/或做出决定的可执行指令。

如本文所使用，放置在第一实体和第二实体之间的术语“和/或者”意思是下列中的一种：(1)第一实体、(2)第二实体和(3)第一实体和第二实体。用“和/或者”列出的多个实体应当以相同的方式解释，即“一个或者多个”如此结合的实体。除了被“和/或者”从句具体限定的实体，可以任选地存在其他实体，无论与那些具体限定的实体相关或者不相关。因此，作为非限制性例子，当与开放式语言比如“包括”结合使用时，提到“A和/或者B”在一种实施方式中可仅指A(任选地包括除了B的实体)；在另一种实施方式中仅指B(任选地包括除了A的实体)；在另一种实施方式中，指A和B二者(任选地包括其他实体)。这些实体可指元件、动作、结构、步骤、作业、值和类似物。

如本文所使用，短语“至少一个(一种)”在提及一系列一个或者多个实体时应当被理解为指选自在该系列实体中任何一个或者多个实体的至少一个实体，但是不必包括在该系列实体中具体列出的每个和每一实体的至少一个，且不排除在该系列实体中的实体的任何组合。该定义还允许可以任选地存在除了在短语“至少一个”所指的系列实体中具体限定的实体之外的实体，无论与具体限定的实体相关或者不相关。因此，作为非限制性例子，“A和B的至少一个”(或者，等同地，“A或者B的至少一个”，或者等同地，“A和/或B的至少一个”)在一种实施方式中可以指至少一个，任选地包括多于一个A，而不存在B(以及任选地包括除了B的实体)；在另一种实施方式中，指至少一个，任选地包括多于一个B，而不存在A(且任选地包括除了A的实体)；在另一种实施方式中，指任选地包括多于一个A的至少一个以及任选地包括多于一个B的至少一个(和任选地包括其他实体)。换句话说，短语“至少一个”、“一个或者多个”和“和/或”是开放式表达，其在使用中是连接的和分离的。例如，表述“A、B和C的至少一个”、“A、B或者C的至少一个”、“A、B和C的一个或者多个”、“A、B或者C的一个或者多个”和“A、B和/或C”的每个可指仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或者A、B和C一起，并且任选地上面任一个与至少一种其他实体结合。

根据本公开的系统和方法的说明性、非排他性实例呈现在下面编号的段落中。在本公开的范围内，包括下面编号的段落中的本文叙述的方法的每个步骤可另外或可选地称作执行所述动作的“步骤”。

1.用于与烃生产相关的井上作业中的作业流体，所述流体包括：水；和

至少一种有机阴离子表面活性剂。

2.段落1所述的作业流体，进一步包含溶解的盐，其中溶解的盐的浓度基于水性流体中水的重量大于约0.1wt％并小于约6.0wt％。

3.段落1所述的作业流体，其中所述作业流体在钻井作业期间作为小球输送。

4.段落1所述的作业流体，其中所述作业流体适合用作在下列至少一种作业期间使用的处理流体：钻井作业、完井作业、生产作业和注入作业。

5.段落4所述的作业流体，其中所述处理流体适合补救NAF滤饼，并且其中所述处理流体适合通过执行下列的至少一种补救滤饼：

将NAF滤饼的润湿性从油湿润改变至水湿润；和

提取与NAF滤饼相关的非水性流体。

6.段落1所述的作业流体，其中有机阴离子表面活性剂具有通式：

{R-X}-⁺{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

7.段落6所述的作业流体，其中通过在约-50℃至约200℃范围的温度下使酸与有机胺接触，制备有机阴离子表面活性剂。

8.段落6所述的作业流体，其中通过在水溶液中使酸和有机胺接触制备有机阴离子表面活性剂，其中酸相对于有机胺至少以摩尔当量存在。

9.段落6所述的作业流体，其中有机胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和其混合物的一种或多种。

10.段落6所述的作业流体，其中有机阴离子表面活性剂在溶液中基于作业流体中的水以大于约0.01wt％并小于约12.0wt％的浓度存在。

11.段落10所述的作业流体，其中有机阴离子表面活性剂在溶液中以大于约0.01wt％并小于约3.0wt％的浓度存在。

12.段落6所述的作业流体，其中有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。

13.段落12所述的作业流体，其中酸的烷基基团的长度范围从约6个碳原子至约18个碳原子。

14.段落12所述的作业流体，其中酸的烷基基团的长度范围从约10个碳原子至约14个碳原子。

15.段落12所述的作业流体，其中R的烷基基团是长度至少基本上等于井作业期间形成的滤饼中非水性流体中烃链长度的烷基链。

16.补救井中NAF滤饼的方法，所述方法包括：

获得包含在水中的有机阴离子表面活性剂的作业流体；

将一定体积的作业流体泵入包括NAF滤饼的井，其中所述一定体积的作业流体被泵入接触NAF滤饼。

17.段落16所述的方法，其中NAF滤饼位于裂缝面、砂滤筛管、砾石充填元件和井身壁的至少一个上。

18.段落16所述的方法，其中在遭受循环液漏失的钻井作业期间时应用补救方法，其中当应用补救方法时正执行的钻井暂停。

19.段落18所述的方法，其中循环液漏失至少部分地由于地层中的裂缝引起，并且进一步包含在恢复正执行的钻井之前应用FCS处理小球。

20.段落16所述的方法，其中在下列至少一种作业中应用所述一定体积的作业流体：钻井作业、完井作业、生产作业和注入作业。

21.段落20所述的方法，其中井包括裸眼井段，其中NAF滤饼在裸眼井段的井身壁上形成，并且其中作业流体应用至裸眼井段。

22.段落20所述的方法，其中井包括防砂设备，其中NAF滤饼在防砂设备的至少一种元件上形成，并且其中应用作业流体以接触防砂设备的至少一种元件。

23.段落16所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂具有下列通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

24.段落23所述的方法，其中通过将有机酸和有机胺在水溶液中接触制备有机阴离子表面活性剂，其中有机酸相对于有机胺至少以摩尔当量存在。

25.段落23所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂基于流体中的水在溶液中以大于约0.01wt％并小于约12.0wt％的浓度存在。

26.段落25所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂在溶液中以大于约0.01wt％并小于约3.0wt％的浓度存在。

27.段落23所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。

28.段落27所述的方法，其中R的烷基基团是长度至少基本上等于NAF滤饼中非水性流体中烃链长度的烷基链。

29.钻井的方法，其中所述方法包括：

使用NAF基钻井流体穿过地层钻井，形成井身，直到在地层中形成裂缝；

将作业流体泵入井身和裂缝，其中作业流体包括在水中的有机阴离子表面活性剂；

对裂缝应用裂缝闭合应力处理；和

使用NAF基钻井流体继续穿过地层钻井。

30.段落29所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂具有下列通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺，和其混合物的有机胺。

31.段落30所述的方法，其中通过在溶液中使有机酸和有机胺接触制备有机阴离子表面活性剂，其中有机酸相对于有机胺至少以摩尔当量存在。

32.段落30所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂基于流体中的水在溶液中以大于约0.01wt％并小于约12.0wt％的浓度存在。

33.段落32所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂在溶液中以大于约0.01wt％并小于约3.0wt％的浓度存在。

34.段落30所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。

35.段落34所述的方法，其中NAF滤饼位于裂缝面上，并且其中R的烷基基团是长度基本上等于NAF滤饼中非水性流体中烃链长度的烷基链。

36.段落30所述的方法，其中在探测到循环液漏失之后泵入作业流体。

37.从井中生产烃的方法，所述方法包括：

使用NAF基钻井流体穿过地层钻井以形成井，其中NAF滤饼在井的至少一种元件上形成；

用包含水中的有机阴离子表面活性剂的作业流体处理井的所述至少一种元件，以补救NAF滤饼；和

通过井生产烃。

38.段落37所述的方法，其中有机阴离子表面活性剂具有下列通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

工业适应性

本文描述的系统和方法可应用于油和气工业。

相信上面阐释的公开包括具有独立应用的许多不同发明。虽然这些发明的每一个已经以其优选的形式被公开，但是如本文所公开和图解的其具体实施方式不认为是限制意义的，因为许多变型是可能的。本发明的主题包括本文公开的各种要素、特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。类似地，在权利要求陈述“一个”或“第一”要素或其等价物的情况，权利要求应当理解为包括并入一个或多个这样的要素，既不需要也不排除两个或更多个这样的要素。

认为下列权利要求具体指出了涉及所公开发明之一并且是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。以特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合体现的发明可通过修改本权利要求或在该申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。这种修改的或新的权利要求，无论它们涉及不同的发明还是涉及相同的发明，无论与原始权利要求的范围不同、更宽、更窄或相同，也认为包括在本公开发明的主题内。

Claims (38)

1.用于与烃生产相关的井上作业中的作业流体，所述流体包括：

水；和

至少一种有机阴离子表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的作业流体，进一步包含溶解的盐，其中溶解的盐的浓度基于该水性流体中水的重量大于约0.1wt％并小于约6.0wt％。

3.根据权利要求1所述的作业流体，其中所述作业流体在钻井作业期间作为小球输送。

4.根据权利要求1所述的作业流体，其中所述作业流体适合用作在下列至少一种作业期间使用的处理流体：钻井作业、完井作业、生产作业和注入作业。

5.根据权利要求4所述的作业流体，其中所述处理流体适合补救NAF滤饼，并且其中所述处理流体适合通过执行下列的至少一种补救所述滤饼：

将所述NAF滤饼的润湿性从油湿润改变至水湿润；和

提取与所述NAF滤饼相关的非水性流体。

6.根据权利要求1所述的作业流体，其中所述有机阴离子表面活性剂具有下列通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

7.根据权利要求6所述的作业流体，其中通过在约-50℃至约200℃范围的温度下使所述酸与所述有机胺接触，制备所述有机阴离子表面活性剂。

8.根据权利要求6所述的作业流体，其中通过在水溶液中使所述酸与所述有机胺接触制备所述有机阴离子表面活性剂，其中所述酸相对于所述有机胺至少以摩尔当量存在。

9.根据权利要求6所述的作业流体，其中所述有机胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和其混合物的一种或多种。

10.根据权利要求6所述的作业流体，其中所述有机阴离子表面活性剂在溶液中基于所述作业流体中的水以大于约0.01wt％并小于约12.0wt％的浓度存在。

11.根据权利要求10所述的作业流体，其中所述有机阴离子表面活性剂在溶液中以大于约0.01wt％并小于约3.0wt％的浓度存在。

12.根据权利要求6所述的作业流体，其中所述有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。

13.根据权利要求12所述的作业流体，其中所述酸的烷基基团的长度范围从约6个碳原子至约18个碳原子。

14.根据权利要求12所述的作业流体，其中所述酸的烷基基团的长度范围从约10个碳原子至约14个碳原子。

15.根据权利要求12所述的作业流体，其中R的烷基基团是长度至少基本上等于井作业期间形成的滤饼中非水性流体中烃链长度的烷基链。

16.补救井中NAF滤饼的方法，所述方法包括：

获得包含水中的有机阴离子表面活性剂的作业流体；

将一定体积的所述作业流体泵入包括NAF滤饼的井，其中所述一定体积的作业流体被泵入以接触所述NAF滤饼。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述NAF滤饼位于裂缝面、砂滤筛管、砾石充填元件和井身壁的至少一个上。

18.根据权利要求16所述的方法，其中在遭受循环液漏失的钻井作业期间应用所述补救方法，其中当应用所述补救方法时正执行的钻井暂停。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述循环液漏失至少部分地由于地层中的裂缝引起，并且进一步包括在恢复正执行的钻井之前应用FCS处理小球。

20.根据权利要求16所述的方法，其中在下列至少一种作业期间应用所述一定体积的作业流体：钻井作业、完井作业、生产作业和注入作业。

21.根据权利要20所述的方法，其中所述井包括裸眼井段，其中所述NAF滤饼在所述裸眼井段的井身壁上形成，并且其中所述作业流体应用至所述裸眼井段。

22.根据权利要20所述的方法，其中所述井包括防砂设备，其中所述NAF滤饼在所述防砂设备的至少一种元件上形成，并且其中所述作业流体被应用以接触所述防砂设备的所述至少一种元件。

23.根据权利要求16所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂具有下列通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

24.根据权利要求23所述的方法，其中通过在水溶液中使所述有机酸与所述有机胺接触制备所述有机阴离子表面活性剂，其中所述有机酸相对于所述有机胺至少以摩尔当量存在。

25.根据权利要求23所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂在溶液中基于所述流体中的水以大于约0.01wt％并小于约12.0wt％的浓度存在。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂在溶液中以大于约0.01wt％并小于约3.0wt％的浓度存在。

27.根据权利要求23所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵胺和其混合物。

28.根据权利要求27所述的方法，其中R的烷基基团是长度至少基本上等于所述NAF滤饼中非水性流体中烃链长度的烷基链。

29.钻井的方法，其中所述方法包括：

使用NAF基钻井流体穿过地层钻井，以形成井身，直到在地层中形成裂缝；

将作业流体泵入所述井身和所述裂缝，其中所述作业流体包括在水中的有机阴离子表面活性剂；

向所述裂缝应用裂缝闭合应力处理；和

使用所述NAF基钻井流体继续穿过所述地层钻井。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂具有下列通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

31.根据权利要求30所述的方法，其中通过在水溶液中使所述有机酸与所述有机胺接触制备所述有机阴离子表面活性剂，其中所述有机酸相对于所述有机胺至少以摩尔当量存在。

32.根据权利要求30所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂在溶液中基于所述流体中的水以大于约0.01wt％并小于约12.0wt％的浓度存在。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂在溶液中以大于约0.01wt％并小于约3.0wt％的浓度存在。

34.根据权利要求30所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂选自烷基芳族磺酸单乙醇铵、烷基羧酸单乙醇铵和其混合物。

35.根据权利要求34所述的方法，其中NAF滤饼位于裂缝面上，并且其中R的烷基基团是长度基本上等于所述NAF滤饼中非水性流体中烃链长度的烷基链。

36.根据权利要求30所述的方法，其中在探测到循环液漏失之后泵入所述作业流体。

37.从井中生产烃的方法，所述方法包括：

使用NAF基钻井流体穿过地层钻井，以形成井，其中NAF滤饼在所述井的至少一种元件上形成；

用包含水中的有机阴离子表面活性剂的作业流体处理所述井的所述至少一种元件，以补救所述NAF滤饼；和

通过所述井生产烃。

38.根据权利要求37所述的方法，其中所述有机阴离子表面活性剂具有通式：

{R-X}^-+{Y}

其中R选自直链和支链烷基和芳烷基烃链，其中X是选自磺酸、羧酸、磷酸和其混合物的酸，并且其中Y是选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺、三亚丙基四胺、四亚丙基五胺和其混合物的有机胺。

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