:12,SEQ ID NO:14,SEQ ID NO:16,SEQ ID NO:18或SEQ ID NO:20編碼的多膚)在 pH9.5的范圍是活性的。該活性,結合p啡華低至9.5 W下(如本文所述,用共同包封的酸化 劑),可W提供交聯的井處理流體的完全分解。
[0157] 各種交聯劑可存在于控采收中使用的井處理組合物和流體(例如,壓裂液)中。在 一些實施方案中,交聯劑包括棚衍生物、高艦酸鐘、艦酸鐘、Ξ價鐵(ferric iron)衍生物、 儀衍生物、W及其任意組合。交聯劑的實例包括,但不限于,棚酸根離子、錯酸根離子、鐵酸 根離子、和其任意組合。在一些實施方案中,交聯劑(一種或多種大約0.5加侖每一千加 侖(gpt)至大約5gpt的濃度存在于井處理組合物中。
[0158] 在一些實施方案中,交聯劑包括金屬離子。例如,交聯劑可W包括含侶、錬、錯和鐵 的化合物,棚酸鹽,棚釋放化合物,W及其任何組合。在一些實施方案中,交聯劑包括有機鐵 酸鹽。在一些實施方案中,交聯劑是提供棚酸鹽離子的材料。棚酸鹽交聯劑的非限制性實例 包括有機棚酸鹽、單棚酸鹽、多棚酸鹽、礦物棚酸鹽、棚酸、棚酸鋼,包括無水或任意的水合 物、棚酸鹽礦石(例如,硬棚酸巧石或鋼棚解石)、W及絡合有機化合物W延遲棚酸根離子釋 放的任何其他棚酸鹽。可W是有利的,在一些實施方案中,使用棚酸鹽交聯劑作為交聯劑。
[0159] 在一些實施方案中,本文所公開的井處理組合物也可W包括多數個支撐劑微粒。 適合使用的微粒可包括適合在地下操作中使用的任何材料。對于運些微粒合適的材料包 括,但不限于砂子、侶±礦、陶瓷材料、玻璃材料、聚合物材料、聚四氣乙締材料、堅果殼碎 片、含有堅果殼碎片的固化樹脂微粒、種殼碎片、含有種殼碎片的固化樹脂微粒、果核碎片、 含有果核碎片的固化樹脂微粒、木材、復合微粒、W及其任何組合。井處理組合物也可包含 粘合劑和填充材料,其中適合的填充材料包括二氧化娃、氧化侶、熱解碳、炭黑、石墨、云母、 二氧化鐵、偏娃酸鹽、娃酸巧、高嶺±、滑石、氧化錯、棚、飄塵、中空玻璃微球、固體玻璃、或 其任意組合。按美國篩系列,平均微粒大小通常可W為大約2目至大約400目;然而,在某些 情況下,其它的平均微粒尺寸可能是需要的,并將完全適于實踐本文公開的方法和組合物。 在一些實施方案中,可W有利的是使用按美國篩系列平均微粒大小分布范圍6-12目、8-16 目、12-20目、16-30目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、或50-70目的微粒。應當理解的 是,如在本公開中使用的術語"微粒",包括所有已知形狀的材料,包括基本上球形的材料、 纖維材料、多邊形材料(如立方體材料)W及其任何組合。此外,纖維材料(可W用來或可W 不用來承受封閉裂縫的壓力)也可W存在于本文所公開的組合物中。在一些實施方案中,微 粒可W W井處理組合物體積計大約60g/L或0.5磅每加侖("ppg")至大約3500g/L或30ppg的 含量存在于井處理組合物(例如,井處理流體)中。
[0160] 可W使用本領域常規公知的任何支撐劑,包括但不限于,石英砂粒、玻璃珠、侶球、 陶瓷、塑料珠,包括聚酷胺、和超輕化LW)微粒如堅果的研磨或粉碎的殼(像核桃、挪子、山核 桃、扁桃、象牙果、己西堅果等);水果種子的研磨和粉碎的種子殼(包括果核),如梅、橄攬、 桃、樓桃、杏等;其它植物的研磨和粉碎的種子殼,如玉米(例如,玉米棒子或玉米粒)等;加 工的木材材料,例如來自木材的那些,如橡樹、山胡桃、胡桃、楊樹、桃花屯、木等,包括已經通 過研磨、切削、或其他形式的微粒化工藝等處理的木材。
[0161] 井處理組合物可用于處理地下地層。在一些實施方案中,處理地下地層的方法包 括:使地下地層與井處理流體接觸,其中,所述井處理流體包含文中公開的任何井處理顆 粒、一種或多種增稠劑和一種或多種溶劑;和允許井處理顆粒中的酶降低井處理流體的粘 度。
[0162] 酶可W降低井處理流體粘度的程度可W是改變的,并且可W根據用戶的特定使 用/目的來確定。例如,在酶處理后井處理流體的粘度可W是、或者大約是酶處理之前井處 理流體粘度的0.001% ,0.01%,〇.!%,1% ,5% ,10%,15% ,20% ,25% ,30% ,35% ,40%, 45%,50%,75%,或運些值的任意二者之間的范圍。在一些實施方案中,酶使井處理流體粘 度降低大約、或者至少大約 10% ,20% ,30% ,40% ,50% ,60% ,65% ,75% ,80% ,85%, 90 %,95 %,100 %,兩倍,Ξ倍,五倍,一個數量級,兩個數量級,Ξ個數量級,四個數量級,五 個數量級,六個數量級,屯個數量級,或運些值的任意二者之間的范圍。在一些實施方案中, 酶完全分解井處理流體。在一些實施方案中,酶將井處理流體分解為自由流動的水稀流體。 在一些實施方案中,酶將井處理流體的粘度降低至使用Cambridge Viscosity的VISCOlab 4000測量小于lOcP的粘度。
[0163] 在一些實施方案中,除存在于井處理顆粒中的酸化劑外,井處理流體不包含任何 額外的抑降低劑。在一些實施方案中,除存在于井處理顆粒中的酸化劑外,井處理流體還包 含一種或多種額外的抑降低劑。在一些實施方案中,用于處理地下地層的方法包括:使額外 的pH降低劑與井處理流體接觸來調節井處理流體的pH值。在一些實施方案中,在沒有任何 額外的抑降低劑的情況下酶完全分解井處理流體。抑降低劑可W是,例如,本文所公開的任 何酸化劑。
[0164] 在一些實施方案中,用于處理地下地層的方法包括:提供具有第一粘度的稠化的 處理流體,其中所述稠化的處理流體包含膠凝劑、支撐劑、水基流體、本公開中的任何配制 的酶分解劑;將稠化的處理流體導入地下地層;創建或增強地下地層的裂縫;和允許配制的 酶分解劑釋放酸化劑和酶,使稠化的處理流體的粘度降低至第二粘度。
[0165] 正如本領域的普通技術人員所理解的,包含井處理顆粒的配制的酶分解劑與稠化 的處理流體混合的時間可W變化。在一些實施方案中,配制的酶分解劑在導入地下地層之 前與稠化的處理流體混合。在一些實施方案中,在向地下地層導入增稠劑的同時將配制的 酶分解劑混入稠化的處理流體中。在一些實施方案中,配制的酶分解劑在增稠劑導入地下 地層后混入稠化的處理流體中。在一些實施方案中,稠化的處理流體還包含交聯劑。稠化的 流體可W是基于水的或基于有機溶劑的流體。基于水的流體可W是,例如,基于水的任何流 體。基于水的流體的實例包括但不限于,海水、鹽水、水等。
[0166] 在一些實施方案中,井處理流體也可W包含未包封的分解劑。未包封的分解劑的 實例包括但不限于,氧化劑如過硫酸錠、過硫酸鋼、亞氯酸鋼、過氧化儀、氧化儀,酶和其任 意組合。包封和未包封的分解劑的運種混合物,在一些實施方案中,當需要時可W加速分解 過程。在一些實施方案中,井處理流體可W包含一種W上類型的包封分解劑。例如,井處理 流體可W包含如本文中公開的配制的酶分解劑和一種或多種額外的包封的分解劑。額外的 包封分解劑的實例包括但不限于,氧化劑(例如,過硫酸錠、過硫酸鋼、亞氯酸鋼、過氧化儀、 氧化儀、W及其任意組合)、酶和它們的任意組合。包封其他分解劑的制劑和方法可W與本 文所述的酶的包封相同、類似或不同。
[0167] 在一些實施方案中,用于處理地下地層的方法包括:提供具有第一粘度的稠化的 處理流體,其中所述稠化的處理流體包含通過包括膠凝劑和交聯劑的反應形成的交聯的膠 凝劑、支撐劑、水基流體、和包含本公開的任何井處理顆粒的配制的酶分解劑;將稠化的處 理流體導入地下地層;創建或加強地下地層中的裂縫;和允許配制的酶分解劑隨時間的推 移將酶分解劑暴露于稠化的處理流體,W降低稠化的處理流體的粘度。在一些實施方案中, 稠化的處理流體在酶處理后完全分解。
[0168] 在一些實施方案中,配制的酶分解劑在膠凝劑和交聯劑已交聯之后加入到稠化的 處理流體中。
[0169] 本文公開的配制的酶分解劑能夠在各種溫度下分解流體底物(例如,壓裂液),例 如大約80°F至大約250°F。在一些實施方案中,流體底物被配制的酶分解劑完全分解。在一 些實施方案中,配制的酶分解劑在W下溫度、或在大約W下溫度分解流體底物:80°F,90°F, 100°F,110°F,120°F,130°F,140°F,150°F,160°F,170°F,180°F,190°F,200°F,210°F,220° F,230° F,240° F,250° F,運些值中任何兩個之間的范圍。
[0170] 本文公開的配制的酶分解劑能夠在不同pH水平分解流體底物(例如,壓裂液),例 如在大約抑5至大約抑11。在一些實施方案中,配制的酶分解劑可使流體底物完全分解。 在一些實施方案中,配制的酶分解劑在W下抑、或在大約W下pH分解流體底物:5,5.5 .,6, 6.5,7,7.5,8,8.5,8.6,8.7,8.8,8.9,9,9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6,9.7,9.8,9.9,10, 10.5,11,或運些值中任意二者之間的范圍。在一些實施方案中,配制的酶分解劑能夠在沒 有任何額外的抑降低劑或組合物(例如醋、或酸性緩沖液)的情況下使流體底物完全分解。 在一些實施方案中,配制的酶分解劑在大約80° F至250° F的溫度和6-11的pH延遲分解大約 20分鐘至大約240分鐘。在一些實施方案中,配制的酶分解劑在不存在任何額外的抑降低劑 或組合物的情況下、在大約80°F至250°F的溫度和6-11的pH延遲分解大約20分鐘至大約240 分鐘。
[0171] 在一些實施方案中,酶是纖維素酶。在一些實施方案中,酶是甘露聚糖酶。所述纖 維素酶或甘露聚糖酶可在溫度超過160°FW及超過180°F水解瓜爾膠聚合物。實際上,所述 纖維素酶可W在溫度超過185°F、甚至超過195°F水解瓜爾膠聚合物。此外,所述纖維素酶或 甘露聚糖酶可W與其它酶和/或氧化分解劑組合使用,W在更廣泛的溫度和pH范圍降解瓜 爾膠。 實施例
[0172] 另外的實施方案在W下實施例中進一步詳細地公開,其不旨在W任何方式限制權 利要求的范圍。
[017引實施例1
[0174] 酶和各種酸化劑
[0175] 用瓜爾膠溶液進行流變學研究,其中W液體形式加入各種酸化劑(乙酷乙酸乙醋、 硫酸錠、巧樣酸)和SEQ ID N0:2的纖維素酶。用瓜爾膠溶液和僅SEQ ID N0:2的酶,進行對 照測定。通過劇烈攬拌,在水中水合25pptg的瓜爾膠45分鐘,接著加入表面活性劑、粘±穩 定劑、和抑調節劑W達到pH=10.5。一旦加入延遲的交聯劑后,W下列最終濃度加入酶和酸 化劑:a) 6mU/mL酶巧mM醋(乙酷乙酸乙醋);b) 6恤/血酶+2.5mM硫酸錠;C) 6恤/血酶+2.5mM巧 樣酸;d)(對照)25mU/血酶,沒有其他添加。使用低壓粘度計、在167°F、用~15分鐘的溫度斜 坡(temperature ramping),測量粘度。在環境溫度下通過傾倒試驗檢測了瓜爾膠的完全分 解(分解的瓜爾膠顯示粘度<6cP)。該研究的結果如圖3中顯示。除對照W外所有溶液達到完 全分解。
[017W 實施例2
[0177] 酸化劑逆轉瓜爾膠的交聯,但不分解瓜爾膠至完全分解:
[0178] 為了測試酸化劑(沒有酶)對瓜爾膠流變學的影響,在不存在如實施例1所述酶的 情況下W2.5mM最終濃度(虛線)進行流變學研究。陽性對照(實線)是用酸化劑(2.5mM)和酶 (6mU/血)二者處理的瓜爾膠。陰性對照(灰線)是單獨用酶(25mU/mU處理的瓜爾膠。雖然酸 化劑降低瓜爾膠粘度,運些樣品中的瓜爾膠在不存在酶的情況下沒有達到完全分解。結果 示于圖4中。酸化劑使平衡從交聯的瓜爾膠移向線性瓜爾膠(非交聯的),原因是環境抑的變 化(從初始抑~10.5至最終抑~7.2-9,見圖5-7)。
[0179] 實施例3
[0180] 完全分解所需的酸化劑水平
[0181] 為了計算完全分解瓜爾膠所需的酶和酸化劑的最佳濃度,使用0.7-25mU/mL的酶 濃度和0.67mM-5mM的酸化劑濃度進行了如實施例1中的研究。本實施例中使用的酸化劑是 硫酸錠、憐酸二氨鋼和巧樣酸。通過在環境溫度下的傾倒試驗檢測了瓜爾膠的完全分解(分 解的瓜爾膠顯示粘度<6cP)。記錄最終抑W建立酸化劑對瓜爾膠pH的影響。結果顯示在圖5、 6和7。最適濃度用來設計酶和酸化劑(在包封樣品中用作載體)之間的比率。
[01劇實施例4
[018引無醋添加,酸化劑載體顆粒的影響
[0184]將酶附著到酸化劑載體W及非酸化載體上,W測試在沒有外在醋添加的情況下酶 分解瓜爾膠的能力。
[01化](a)酶附著到非酸化載體上:在Wurs ter漉筒構型(bowl configuration)中,用 131,000平均MW聚乙締醇(PVA 130)的0.75 %溶液包被微晶纖維素球,所述溶液中含有 200U/mL酶,W總增重0.375%。然后進一步用1.5%PVA130包被運些加載的載體,得到 0.75%增重和最終活性水平lOOU/g。樣品在40°C(104°巧干燥。
[0186] (b)酶附著到酸化載體上:在Wurster漉筒構型中,用含有320U/ml酶的1.5%藻酸 鋼溶液包被粒狀硫酸錠,總增重0.5625%。然后進一步用含有20%麥芽糖糊精和10%高嶺 ±的1.5 %藻酸鋼溶液包被運些加載的載體,總增重11.8 %和最終活性106.7U/g。樣品在40 °C(104°巧干燥。
[0187] 在沒有或有醋(乙酷乙酸乙醋,5mM)存在的情況下將干燥樣品加入到交聯的瓜爾 膠溶液,達到25mU/mL的終濃度。如實施例1中所描述的相同條件下進行實驗,結果示于圖8 中。附著到酸化劑載體的酶樣品和附著到非酸化劑載體的酶加醋的樣品均產生了瓜爾膠溶 液的完全分解,而具有附著到非酸化劑載體的酶但不含醋的樣品不分解瓜爾膠。
[01則 實施例5
[0189] 載體和包封
[0190] 含有附著到硫酸錠載體的酶(無包衣)的干燥樣品進一步用保護性包衣包被,隨后 用不可滲透的相容性聚合化合物包被。如實施例1所述,在25mU/mL的最終酶濃度、在低壓粘 度計中測試樣品。結果顯示在圖9中。
[0191] (a)包衣1:在Wurster漉筒構型中,用含有320U/ml酶的1.5%藻酸鋼溶液包被粒狀 硫酸錠,總增重0.5625 %。然后進一步用含有20 %麥芽糖糊精和10%高嶺±的1.5%藻酸鋼 溶液包被該加載的載體,在之前的組合上總增重11.8%。然后將該材料加載到包衣鍋中并 用55 %聚偏二氯乙締分散體包被,增重25 %和最終活性86U/g。
[0192] (b)包衣2:在Wurster漉筒構型中,用含有300U/ml酶的1.5%藻酸鋼溶液包被粒狀 硫酸錠,總增重0.6%。然后進一步用含有20%麥芽糖糊精和10%高嶺±的1 %藻酸鋼溶液 包被此加載的載體,總增重15.5%。然后將該材料加載到包衣鍋中并用55%聚偏二氯乙締 分散體包被,增重50 %和最終活性52U/g。
[0193] 如圖9所示,向附著到硫酸錠載體的酶上添加聚合物包衣產生了酶從顆粒中釋放 的延遲、w及由此在瓜爾膠分解中對有效壓裂而言必要的特性。
[0194] 實施例6
[01巧]載體和使用兩個相繼包衣包封
[0196] 將含有附著到硫酸錠載體的酶的干燥樣品包被上相繼的兩層聚合物包封劑材料, W改善延遲釋放。如實施例1中所述,在25mU/mL的最終酶濃度、在低壓粘度計中測試樣品。 結果不于圖10。
[0197] (a)載體加酶:粒狀硫酸錠的20至60目級分通過Wurster工藝包被上含67U/mL酶的 1 %藻酸鋼,增重0.5 %和最終活性50U/mL。
[019引(b)載體加酶加丙締酸醋:粒狀硫酸錠的20至60目級分通過Wurster工藝包被上含 67U/mL酶的1 %藻酸鋼溶液,增重0.5%。然后通過將加載的載體放入包衣鍋中并噴霧55% 丙締酸聚合物分散體W進一步包被該加載的載體,增重50 %和最終活性35U/g。
[0199] (C)載體加酶加 PVDC:粒狀硫酸錠的20至60目級分通過Wurster工藝包被上含67U/ mL酶的1 %藻酸鋼溶液,增重0.5%。然后通過將加載的載體放入包衣鍋中并噴霧55%聚偏 二氯乙締分散體W進一步包被該加載的載體,增重50%和最終活性35U/g。
[0200] (d)載體加酶加丙締酸醋加 PVDC:粒狀硫酸錠的20至60目級分通過Wurster工藝包 被上含67U/mL酶的1 %藻酸鋼溶液,增重0.5 %。然后通過將加載的載體放入包衣鍋中,并噴 霧55%丙締酸聚合物分散體(從原始批次大小增重50%),然后噴霧55%聚偏二氯乙締分散 體(從原始批次大小再增重40%和最終活性25U/g),W進一步包被該加載的載體。
[0201] 圖10顯示了,將酶包封在相繼兩層的聚合物(丙締酸醋,隨后是PVDC)中有利于增 加延遲的酶活性和由此有利于分解瓜爾膠。
[020。實施例7
[020引粒狀酸化劑載體和酶的耐熱性
[0204] 含附著到酸化劑的酶和穩定劑的干燥顆粒用如上所述充足的聚合物包封劑層包 被,W保證酶在高溫下存活。在高壓粘度計中、在167°、180°、195°、203°F的溫度點和5(K)psi 最終壓力下、在確保瓜爾膠完全分解的不同劑量下(70mU/mkl70mU/mL),測試樣品。結果顯 示在圖11。在高剪切混合機中,使用聚乙締化咯燒酬作為粘合劑(直接與酶溶液混合),使用 等份的微晶纖維素、甘露糖醇和硫酸錠,實現造粒。然后將負載的載體在烘箱中干燥,并使 其通過12目篩,并使用60目篩來去除任何細顆粒。然后將附著到酸化劑載體的酶的該確定 大小的干燥顆粒置于包衣鍋中并用丙締酸分散體噴霧包被,從原始材料總增重100%。
[0205] 如在圖11中可W看出的,包封的附著至酸化劑的酶在各溫度點(167° ,180° ,195°, 203°巧均實現了完全分解;而缺少包封的酶的樣品在203°F不分解瓜爾膠。
[0206] 實施例8
[0207] 包封的酸化劑與酶的耐熱性
[0208] 附著到酸化劑載體的酶的干燥樣品用聚合物包封劑材料厚層包被,W確保酶在高 溫下的存活。將硫酸錠置于Wurster包衣機中,噴霧含有1%藻酸鋼的酶溶液。然后將運些核 屯、置于包衣鍋中,噴霧丙締酸分散體,增重200 %。在高壓粘度計中、在195° F-212°F和 50化Si的最終壓力下、W在確保瓜爾膠完全分解的劑量(80mU/mkl25mU/mL),測試樣品。結 果顯示在圖12和圖13。
[0209] 實施例9
[0210] 包封的酸化劑和酶的貨架期和膽存穩定性
[0211] 附著到酸化劑載體的酶的干燥樣品用聚合物包封劑材料厚層包被,W確保酶在高 溫下的存活。將硫酸錠置于Wurster包衣機