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1、10申请公布号CN103781991A43申请公布日20140507CN103781991A21申请号201280043951622申请日2012071661/572,35420110715US13/548,76020120713USE21B43/2620060171申请人普拉德研究及开发股份有限公司地址英国维尔京群岛72发明人FN利特维涅茨AV波格丹SM马卡雷切夫米赫雷夫O梅德韦杰夫A佩娜KM利亚普诺夫AV米赫雷夫TM列斯科DM维尔贝格IV科萨列夫AV梅德韦杰夫J阿博特AA布鲁基姆JE布朗74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人周家新蔡洪贵54发明名称在具有可去除度量外材料填。
2、充物的裂缝中不均匀地放置支撑剂57摘要公开了一种在地下裂缝中不均匀地放置支撑剂的方法。该方法包括将包括支撑剂(16)和支撑剂间隔的填充材料(18)的井处理流体通过井眼(10)注入裂缝(20)中;将支撑剂以由材料(24)间隔开的多个支撑剂团块或者岛(22)的形式不均匀地放置在裂缝中;以及去除填充材料(24),以在柱(28)的周围形成开放的通道(26)。填充材料可以是可溶解的颗粒,其最初在将支撑剂放置于裂缝的期间充当合并剂,然后溶解以在支撑剂柱之间留下流动通道。井处理流体可以包括度量外材料,以加强和合并支撑剂,附加地或者可替换地,抑制支撑剂在处理流体中的沉降。30优先权数据85PCT国际申请进入国。
3、家阶段日2014031086PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0468472012071687PCT国际申请的公布数据WO2013/012772EN2013012451INTCL权利要求书3页说明书23页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书23页附图4页10申请公布号CN103781991ACN103781991A1/3页21一种方法,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和度量外材料的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,其中,在泵送编排中以变化的和脉冲式的支撑剂浓度来实现引入。
4、;以及在裂缝中形成包括支撑剂和度量外材料的多个支撑剂团块;其中,所述度量外材料将支撑剂合并为团块,并且度量外材料是可降解的。2如权利要求1所述的方法,其中,泵送编排基于流体和地层性质。3如权利要求1所述的方法,其中,泵送编排通过在脉冲期间改变泵送速率来实现。4如权利要求1所述的方法,其中,泵送编排基于流体和地层性质,并且通过在脉冲期间改变泵送速率来实现。5如权利要求1所述的方法,还包括,在支撑剂置于裂缝中之后降解度量外材料。6如权利要求5所述的方法,其中,度量外材料的降解提供了将地层通过裂缝与井眼连通的流体流动路径。7如权利要求1所述的方法,其中,度量外材料包括如下中的至少一种能够产生酸的固体。
5、酸前体;或能够产生碱的固体碱前体。8如权利要求1所述的方法,其中,度量外材料在裂缝中产生酸。9如权利要求1所述的方法,其中,在井眼中的另一个裂缝处重复所述方法。10如权利要求1所述的方法,其中,支撑剂团块放置在沿着相对于垂直井眼以一个角度偏斜的井眼的横向或纵向裂缝中。11如权利要求1所述的方法,其中,地层中被第一处理流体和第二处理流体接触的区域包括通过由粘土和粉砂级颗粒合并成的相对不可渗透的薄层而形成的细粒沉积岩。12如权利要求1所述的方法,还包括,将包括度量外材料的流体以比第二井处理流体高的浓度注入裂缝中。13如权利要求1所述的方法,其中,度量外材料是制道剂。14如权利要求1所述的方法,其中。
6、,在引入和形成期间,度量外材料不是制道剂。15一种方法,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和度量外材料的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,其中,在泵送编排中以变化的和脉冲式的支撑剂浓度来实现引入;将支撑剂以多个支撑剂团块的形式放置在裂缝中,其中,度量外材料加强支撑剂团块,并且度量外材料是可去除材料。16如权利要求15所述的方法,还包括,在支撑剂放置之后降解度量外材料。17如权利要求16所述的方法,其中,度量外材料通过软化、溶解、熔化或反应被降解。18如权利要求15所述的方法,其中,度量外材料包括固体酸前体以在裂缝中产生酸。。
7、19如权利要求15所述的方法,其中,度量外材料包括固体碱前体以在裂缝中产生碱。20如权利要求19所述的方法,其中,度量外材料包括固体酸前体以在裂缝中产生酸。权利要求书CN103781991A2/3页321如权利要求15所述的方法,其中,在井眼中的另一个裂缝处重复所述方法。22如权利要求15所述的方法,其中,支撑剂团块位于沿着相对于垂直井眼以一个角度偏斜的井眼的横向或纵向裂缝中。23如权利要求15所述的方法,其中,地层中被第一处理流体和第二处理流体接触的区域包括细粒沉积岩。24如权利要求15所述的方法,还包括,将包括度量外材料的第三处理流体以比第二井处理流体高的浓度注入裂缝中。25如权利要求15。
8、所述的方法,其中,度量外材料是制道剂。26如权利要求15所述的方法,其中,度量外材料使支撑剂团块分离。27一种方法,包括在被井眼穿透的地下地层中构造系统,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和纤维的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,其中纤维是可降解材料;将支撑剂以多个支撑剂团块的形式放置在裂缝中;降解纤维;并且从地层开采地层流体。28如权利要求27所述的方法,其中,纤维合并支撑剂团块。29如权利要求27所述的方法,还包括,将包括纤维的流体以比第二井处理流体高的浓度注入裂缝中。30如权利要求27所述的方法,其中,纤维是制道剂。。
9、31如权利要求27所述的方法,其中,在第二处理流体的注入期间,纤维不是制道剂。32如权利要求1所述的方法,其中,泵送编排在注入期间由于来自地面或井底测量仪的处理数据而被调整。33一种方法,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和纤维的第二处理流体通过井眼注入裂缝中;以及在裂缝中形成包括支撑剂和纤维的多个支撑剂团块;其中,纤维将支撑剂合并为团块,并且纤维是可降解的。34一种方法,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体的第一处理流体;将包括支撑剂和纤维的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,形成多个支撑剂团块;以及。
10、其中,纤维加强支撑剂团块,并且纤维是可去除材料。35一种方法,包括在被井眼穿透的地下地层中构造系统,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;权利要求书CN103781991A3/3页4将包括支撑剂和纤维的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,其中,纤维是可去除材料;将支撑剂以多个支撑剂团块的形式放置在裂缝中;以及从地层开采地层流体。权利要求书CN103781991A1/23页5在具有可去除度量外材料填充物的裂缝中不均匀地放置支撑剂背景技术0001本部分中的陈述仅仅提供与本公开有关的背景信息并不会构成现有技术。0002已知各种用于使地下地层压裂以。
11、增强由其开采流体的各种方法。在典型的应用中,加压的压裂流体水力地产生和扩展裂缝。压裂流体将支撑剂颗粒携带到扩展裂缝中。当去除压裂流体时,裂缝不会由于水力压力的丧失而完全关闭;相反,裂缝通过填充的支撑剂而保持被支撑剂打开,从而允许流体从地层流过支撑剂充填层到达开采井眼。0003裂缝处理的成功会取决于期望流体从地层流过支撑剂充填层的能力。换句话说,支撑剂充填层或基质必须相对于地层具有高渗透率,以便流体以低阻力流到井眼。此外,裂缝的表面区域不应该受压裂过程的显著的破坏,以保持用于从地层经由表面区域到裂缝和支撑剂充填层的最佳流动的流体渗透率。0004一些方法寻求提高增大支撑剂基质内的相邻的支撑剂颗粒之。
12、间的间隙通路的孔隙度来提高支撑剂充填层的渗透率。例如,美国专利申请公开号20060048944A1VANBATENBURG等人公开了一种用包含压裂流体、支撑剂颗粒和增重剂的浆液来形成高孔隙度的被支撑的裂缝的方法。这些现有技术追求将孔隙度和间隙流通路尽可能均匀地分布在填充裂缝的合并的支撑剂基质中,因此采用了均质支撑剂放置过程来使支撑剂、非支撑剂和产生多孔性的材料均匀地分布于裂缝内。0005在其他方法中,如美国专利申请号20060048943A1PARKER等人中,支撑剂颗粒和可降解材料在注入之前、期间或之后并不分离,以帮助保持支撑剂基质内的均匀性。为了防止支撑剂与非支撑剂颗粒的任何分离,压裂流体。
13、被彻底地混合。在另一种方法中,非支撑剂材料具有与支撑剂相似的尺寸、形状和比重,从而保持压裂流体中的颗粒混合物内和所得到的支撑剂充填层内的基本均匀性。颗粒上的粘性化合物涂层在它们在井下被混合和泵送入裂缝中时也被用于增强支撑剂和非支撑剂颗粒的均匀分布。0006近来的提高水力裂缝导流率的方法已经试图在裂缝中构造支撑剂团块,这与构造连续的支撑剂充填层相反。美国专利号6776235(ENGLAND)公开了一种用于水力压裂地下地层的方法,其包括交替使用支撑剂沉降速率差异大的含有支撑剂的水力压裂流体的阶段以形成支撑剂团块作为防止裂缝闭合的柱。该方法交替使用携带支撑剂的压裂流体和不含支撑剂的压裂流体的阶段以在。
14、裂缝中产生支撑剂团块或岛、以及它们之间的用于地层流体流动的通道。在每一个阶段期间沉积在裂缝中的支撑剂的量是通过改变流体输送特性(如粘度和弹性),支撑剂密度、直径和浓度,以及压裂流体注入速率来调整的。但是,含有支撑剂的流体很难控制其位置。例如,含支撑剂的流体可以具有高于不含支撑剂的流体的密度,并且可以因此沉积于不含支撑剂的流体之下。这种沉积可导致支撑剂团块的不一致分布,这种不一致的分布又会导致支撑剂不足处的过分的裂缝闭合和支撑剂过多处的受限的流动通道。发明内容说明书CN103781991A2/23页60007该发明内容介绍了一些概念,这些概念在下面的具体实施方式中有进一步的描述。该发明内容不希望。
15、识别请求主题的关键或本质特征,也不希望作为限制请求主题的范围的辅助使用。0008根据一些实施例,一种压裂处理包括注入支撑剂和可去除的材料,该材料可充当填充剂以在裂缝中放置期间以合适的距离物理地分离支撑剂团块,而且随后可以被去除以形成通道。支撑剂和可去除的材料以这样的方式设置在裂缝内可去除的材料与支撑剂分离,以充当压缩在裂缝中的形成柱的支撑剂的团块或岛之间的空间中的临时的填充剂材料,以保持该裂缝开放。然后,填充材料被去除,以在支撑剂柱周围留下的空间中形成用于流体无障碍地流过裂缝的开放通道。申请人在本文中将该可去除的度量外EXTRAMETRICAL材料,即,形成通道的填充材料称为“制道剂CHANN。
16、ELANT”。在可替换的实施例中,该度量外材料可以不必一定充当制道剂。0009在一个方面中,实施例涉及通过将井处理流体通过井眼注入地下地层中的裂缝中来实现在地下裂缝中不均匀地放置支撑剂的方法。该处理流体可以含有支撑剂和支撑剂间隔开的度量外材料。支撑剂可以多个支撑剂团块的形式被放置在裂缝中,从而形成被度量外材料分隔开的柱。然后,度量外材料可被去除,以在柱周围形成用于使流体从地层通过裂缝流向井眼的开放通道。0010在另一个方面中,实施例涉及处理被井眼穿透的地下地层的方法,其中,通过如下方式在地层中形成裂缝以等于或大于地层的裂缝初始形成压力的压力将流体注入井眼中,接着将携带支撑剂的井处理流体和携带度。
17、量外材料的流体中的每一种以一个或多个阶段注入,这些流体被分开和/或同时被注入。然后,度量外材料可被去除,以在支撑剂的柱周围形成用于使流体从地层通过裂缝流向井眼的开放通道。度量外材料的去除可能受到例如以下因素的影响地层流体的侵入,暴露于水,通过时间,在度量外材料颗粒中或者与其混合的早期或延迟反应物的存在,活性流体的后注入引入等或以上因素的任何组合。0011在一个实施例中,度量外材料可以包括可合并于支撑剂岛或柱之间的固体颗粒。在一个实施例中,在井处理流体的注入期间,支撑剂和度量外材料颗粒可以被分离。在另一个实施例中,度量外材料颗粒可以以固态的形式被保持在裂缝内。0012注入可以包括注入支撑剂贫瘠载。
18、体阶段以生成裂缝;以及其后注入裂缝支撑剂和度量外材料。0013在一个实施例中,注入还可以包括注入收尾阶段(TAILINSTAGE),以在开放通道和井眼之间的裂缝中形成可渗透的支撑剂充填层。0014在一个实施例中,处理流体可以具有混合的相,其包括支撑剂富集相和度量外材料富集相。在实施例中,支撑剂富集相可以是不连续的。可替换地或者附加地,度量外材料富集相可以是连续的。在另一个实施例中,处理流体可以交替地使用通过包含度量外材料的体积分离的支撑剂富集流体的体积。0015处理流体可以在注入期间可替换地或附加地包括支撑剂和度量外材料的混合物,并且,该方法可以包括分离支撑剂和度量外材料以便裂缝放置的步骤。在。
19、一个实施例中,可以通过支撑剂和度量外材料之间的密度差来促进分离。可替换地或者附加地,可以通过支撑剂和度量外材料之间的差异来促进分离。0016一个实施例中的度量外材料可以包括固体酸前体,以在裂缝中产生酸。产生的酸说明书CN103781991A3/23页7可以用于在压裂流体中破坏凝胶。在另一个实施例中,产生的酸可以腐蚀地层的表面,以放大通道。可替换地或者附加地,产生的酸可以促进支撑剂团块的合并。0017支撑剂可以是砂、坚果壳、陶瓷、铝土、玻璃等和它们的组合。在一个实施例中,支撑剂包括具有窄的颗粒尺寸分布的陶瓷颗粒和具有宽的颗粒尺寸分布的砂。根据该实施例,可以使用具有诸如砂、陶瓷、铝土、坚果壳等的前。
20、面列出的支撑材料中的任何材料的基体的被涂有树脂的支撑剂(各种树脂和塑料涂层)。此外,可以使用其它的支撑剂,比如,诸如苯乙烯二乙烯苯的塑料珠和颗粒金属。本申请中使用的支撑剂可以不必一定要求与常规处理中通常要求的相同的渗透性,因为整个裂缝渗透性将至少部分地由通道的地层形成。其它支撑剂可以是诸如在井外循环的钻屑和/或诸如页岩、云母等的其它地面矿物的材料,或者,甚至任何类型的地面废物,例如,炉渣、矿渣、熔渣、灰、地面塑料、碎玻璃、地面金属等,并且,如果被适当地合并,则废物柱可以提供足够的强度,尤其是在低闭合应力下;以及前述材料类型中的任何类型的任何组合。在一个实施例中,支撑剂可以为球体、棒、板状物、无。
21、规则形状等和其组合的形式。很多其它的有机材料可以被涂敷树脂且可能被施加,例如,木片或各种种子等。实质上,支撑剂可以是将会保持裂缝的支撑部分开放的任何材料。0018度量外材料可以是在放置于裂缝内之后可降解或可溶解的任何材料。度量外材料可以是,例如,聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、多元醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙6、尼龙6,6、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、多糖、蜡、盐、碳酸钙、苯甲酸、萘系材料、氧化镁、碳酸氢钠、碳酸氢水溶性树脂、氯化钠、氯化钙、硫酸铵等,或者它们的组合。度量外材料可以具有与支撑剂的尺寸和形状匹配的尺寸和形状,以促进分离。在一个实施例中,制道剂可以为球体、纤维、棒、板状。
22、物、带状物等和它们的组合的形式。0019在一些实施例中,度量外材料可以是,例如,玻璃、陶瓷、碳(包括碳基化合物)、金属(包括金属合金)等或它们的组合,或者,可以是聚合材料,例如,PLA、PGA、PET、多元醇、聚酰胺、聚酰亚胺等或它们的组合。在一个实施例中,度量外材料可以为基于度量外材料的网络的形式。在一个实施例中,度量外材料可以提供对支撑剂的加强和合并。在另一个实施例中,度量外材料可以抑制处理流体中的支撑剂的差异沉降。0020在另一实施例中,处理流体可以包括第一和第二度量外材料类型的混合物,第一度量外材料类型提供对支撑剂的加强和合并,第二度量外材料类型抑制处理流体中的支撑剂的沉降。第一度量外。
23、材料类型可以是玻璃、陶瓷、碳和碳基化合物、金属和金属合金等和它们的组合中的一种,第二度量外材料类型可以是PLA、PGA、PET、多元醇、聚酰胺、聚酰亚胺等或它们的组合。0021可替换地或者附加地,支撑剂可以对度量外材料具有自粘结性和/或不具有粘结性。例如,支撑剂可以具有自粘连涂层。类似地,另一个实施例的度量外材料可以对支撑剂具有自粘结性和/或不具有粘结性。例如,度量外材料可以具有自粘连涂层。0022在另一实施例中,支撑剂可以具有疏水性表面,而度量外材料可以具有亲水性表面。可替换地,支撑剂可以具有亲水性表面,度量外材料可以具有疏水性表面。0023在另一方面中,方法实施例包括将多阶段的井处理流体通。
24、过井眼注入地下地层中的裂缝中,各阶段的流体包含支撑剂和度量外材料中的至少一种。度量外材料包括在裂缝中产生酸的固体酸前体和在裂缝中产生碱的固体碱前体中的至少一种(在任一种情况中,合适的酸或碱分别是在降低或提高方向上改变水介质的PH值的材料)。支撑剂以多个支撑说明书CN103781991A4/23页8剂团块的形式放置在裂缝中,以形成柱。然后,度量外材料被溶解在裂缝中,这样可以进一步使得流体从地层能够通过裂缝流向井眼(本申请中的术语“溶解”是指度量外材料使占据的裂缝空间为空的任何合适的过程,例如,化学或机械过程)。0024在另一实施例中,方法还包括将多阶段的井处理流体通过井眼注入地下地层中的裂缝中,。
25、其中,各阶段的流体包括支撑剂和度量外材料中的至少一种;以及将支撑剂以多个支撑剂团块的形式放置在裂缝中以形成柱。度量外材料随后溶解。地层中被处理流体接触的区域包括通过将粘土和粉砂级颗粒合并成薄的相对不可渗透层而形成的细粒沉积岩。0025另一个方面包括这样的方法,其中,将多阶段的井处理流体通过偏斜的井眼注入地下地层中的裂缝中,并且,各阶段的流体包含支撑剂和度量外材料中的至少一种。支撑剂以多个支撑剂段塞的形式被放置在裂缝中;并且,允许放置的度量外材料溶解。处理流体阶段是由度量外材料富集的流体的体积分离的支撑剂富集的流体的交替的体积。0026在一些实施例中,脉冲压裂处理编排(SCHEDULE)在处理结。
26、束时与均质的阶段组合。这种方法可以提供通过将不均匀的支撑剂充填层(支撑剂柱的组合)载入裂缝中来实现的裂缝导流率的显著提高。0027一些实施例是通过在水力裂缝中不均匀地放置支撑剂来实现的提高裂缝导流率的储层增产的方法。该方法用基于储层地质力学特性优化的参数提供处理泵送编排。可以在处理之前或者实时地执行设计优化。公开了设计优化的不同的实施例。0028这些方法中的任何方法还包括通过开放的通道和井眼从地层开采流体如碳氢化合物或者任何其它合适的流体的步骤。0029一些其它的实施例包括使用发泡流体,使用合适的气体,例如,但是不限于空气、氮气、二氧化碳等,或上述的任何混合物。可以使用任何合适的气相与液相的比。
27、例。在一种情况中,实施例是一种方法,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和度量外材料的第二处理流体通过井眼注入地下地层的裂缝中,其中,在泵送编排中以变化的和脉冲式的支撑剂浓度来实现引入,所述泵送编排是基于流体和地层性质而优化的,并且/或者其中通过在脉冲期间改变泵送速率来实现引入;以及在裂缝中形成包括支撑剂和度量外材料的多个支撑剂团块;其中度量外材料使支撑剂合并为团块,度量外材料是可降解的。0030在另一方面,方法包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和度。
28、量外材料的第二处理流体通过井眼注入地下地层的裂缝中,其中在泵送编排中以变化的和脉冲式的支撑剂浓度来实现注入,所述泵送编排是基于流体和地层性质而优化的,并且/或者其中引入通过在脉冲期间改变泵送速率来实现;以及将支撑剂以多个支撑剂团块的形式放置在裂缝中,其中度量外材料加强支撑剂团块,并且度量外材料是可去除材料。0031另一个方法包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和纤维的第二井处理流体通过井眼注入地下地层的裂缝中,并且在裂缝中形成包括支撑剂和纤维的多个支撑剂团块,其中纤维将支撑剂合并为团块,并且纤维降解。0032另一个实施例包。
29、括一种方法,包括通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;将包括支撑剂和纤维的第二处说明书CN103781991A5/23页9理流体通过井眼注入地下地层的裂缝中;并且在裂缝中以多个支撑剂团块的形式放置支撑剂,其中纤维加强支撑剂成团块,并且纤维是可去除材料。0033此外,另一个方法还包括在被井眼穿透的地下地层中构建系统,其中构建包括00341通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;00352将包括支撑剂和纤维的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,其中纤维是可降解材料;00363将支撑剂以多个支撑剂团。
30、块的形式放置在裂缝中。0037然后通过所构建的系统从地层开采地层流体。0038另一个方法还包括在被井眼穿透的地下地层中构建系统,其中构建包括00391、通过井眼在足以在地下地层中生成裂缝的压力下注入包括气体并且基本上不含宏观颗粒的第一处理流体;00402将包括支撑剂和纤维的第二处理流体通过井眼注入裂缝中,其中纤维是可去除材料;00413、将支撑剂以多个支撑剂团块的形式放置在裂缝中。0042然后通过A)所构建的系统从地层开采地层流体。0043凭借下面的说明书、说明书附图和权利要求书,其它的或替代的特征将会变得明显。附图说明0044后面将结合附图描述特定的实施例,其中,相同的附图标记指代相同的部分。
31、。然而应理解,说明书附图只示出了在本文中描述的多种实施方式,并且不认为是限定在本文中描述的多种技术的范围。附图如下0045图1以截面示意性地示出根据本公开的一个实施例的水力裂缝操作中的支撑剂和可去除的度量外材料的放置。0046图2以截面示意性地示出在从图1的裂缝中去除度量外材料之后的井眼、穿孔和裂缝中的支撑剂柱的布置。0047图3示意性地示出根据本公开的一个实施例的碳酸盐地层中的被填充有分离的支撑剂和作为度量外材料的可降解的固体酸前体的裂缝的侧视截面图。0048图4示意性地示出在固体酸前体的水解之后且在由此形成的酸附近的裂缝的面处腐蚀的图3的裂缝的侧视截面图。0049图5示意性地示出根据一个实。
32、施例的脉动编排的例子,其中,时间在X轴上,并且,支撑剂浓度在Y轴上。0050图6示意性地示出被填充有柱的系统的裂缝,使得在柱之间保留有开放的通道。0051图7示出通道导流率可以如何取决于不同比L/L0的支撑的裂缝区域。0052图8描述对水平横向裂缝(具有表示支撑剂的黑色区域)中的支撑剂输送的数值模拟的结果。其中注释1井眼,2水力裂缝的边界(位于具有限制的高度生长的应力屏障之间,横向的),3在裂缝的中心处径向地输送的支撑剂脉冲,4在裂缝的翼部中水平地输送的支撑剂脉冲。以及说明书CN103781991A6/23页100053图9描述表示水平井中的支撑剂输送的示意性模型。其中注释1井眼,2水力裂缝的。
33、边界(位于具有限制的高度生长的应力屏障之间,横向的),3在裂缝的中心处径向地输送的支撑剂脉冲,4在裂缝的翼部中水平地输送的支撑剂脉冲,5靠近近井眼区域的支撑剂充填层,6如果由5标注的支撑剂充填层被不正确地放置,潜在的收缩区域。具体实施方式0054首先,应该注意到,在任何这样的实际的实施例的开发中,为了实现开发者的将根据不同的实施方式而变化的特定目标,例如,遵从系统相关和商业相关的约束,必须做出大量的特定于实施方式的决定。而且,将会认识到,这种开发努力可能是复杂的且费时的,然而,对于受益于本公开的本领域的技术人员来说仍然是一种例行任务。0055本描述和例子仅仅为了示出本公开的多个实施例中的一些实。
34、施例而被呈示,并且,不应该被解释为对本公开的范围和应用的限制。虽然本公开的组合物在本文中被描述为包括特定材料,但是应该理解,可选地,该组合物可以包括两种或更多种化学上不同的材料。另外,该组合物还可以包括除已经引用的组分以外的一些组分。在本公开的发明内容和该具体实施方式中,每一个数值应该被术语“约”修饰的那样被读一次(除非已经另有明确说明以外),然后再不这样修饰被读一次,除非在上下文中另有指明。此外,在本公开的发明内容和该具体实施方式中,应该理解,被列出或描述为有用的、合适等的浓度范围意指,该范围内的包括端点的任一种和每一种浓度都被视为所述的那样。例如,“1至10的范围”将被读为在约1和约10之。
35、间的连续的每一个数值和每一种可能的数值。因此,即使在范围内的特定数据点,或者甚至范围内的无数据点,都明确地识别或指只有几个特定,也将要理解,发明人认识和理解,该范围内的任何和全部数据点都被视为指定了,并且,发明者拥有整个范围以及该范围内的所有点。0056一些实施例使用包含气相和液相的流体。如在本文中所使用的,术语“液相”被认为包括除气相外流体的所有组分。术语“气体”在本文中用于描述处于气态状态或超临界状态的任何流体,其中气态状态指的是流体的温度低于其临界温度并且流体的压力低于其蒸汽压力的任何状态,超临界状态指的是流体的温度高于其临界温度的任何状态。当与气体组分结合时,术语“被激励(ENERGI。
36、ZED)流体”、“泡沫”和“流体”可以通用,用于描述气相和液相的任何稳定的混合物。在本文中描述的流体根据使用情境也可以指代不包括气体组分的液体。发泡流体和被激励的压裂流体通常包括“发泡剂”,最常用表面活性剂或表面活性剂的共混物,其有助于气体以小气泡或水滴形式分散到基质流体中,并通过延缓小气泡或水滴的聚合或重组使分散具有稳定性。发泡和被激励的压裂流体通常由它们的泡沫质量被描述,即气体体积与泡沫体积的比例。如果泡沫质量在52到95之间,流体通常被称作泡沫,如果低于52,被称作被激励流体。然而,在本文中所使用的术语“被激励流体”被定义为气体和液体的任何稳定的混合物,不论泡沫的质量值如何。0057本方。
37、法的示例中的压裂流体可包括支撑剂和可去除的支撑剂间隔材料,该材料可以起到在支撑剂柱的周围形成开放通道的作用。在一些实施例中,这些形成通道的度量外材料,包括支撑剂间隔材料,在本文被称为“制道剂”。在其它实施例中,度量外材料不必一定充当制道剂,但是在地层条件下可以至少部分地或者甚至全部可去除,然而,在一些情况中,度量外材料可能不是可去除的。说明书CN103781991A107/23页110058如本文所使用的,术语“开放通道”指的是形成在所述支撑剂裂缝结构中的相互连接的通道。开放通道与支撑剂基质中的各个支撑剂颗粒之间的间隙通路不同之处在于,通道完全在相对的裂缝面之间延伸,不受支撑剂或其它流动阻碍结。
38、构的阻碍,并且存在于支撑剂基质之外,在一些情况下侧面由支撑剂柱限制。这样的开放通道通常具有水力半径,并因此具有水力导流率,这比通过支撑剂基质的间隙流动通路至少大一个数量级。0059开放通道可以通过以形成柱的支撑剂岛与形成通道的可去除的材料最终分离的方式在裂缝中放置支撑剂和度量外材料来形成。该分离可发生于或开始于以下过程制备、混合或泵送处理流体,在裂缝中注入处理流体,在支撑剂放置中或之后,裂缝中充填或沉降,这通过如下来实现在裂缝中的初始放置之后,支撑剂/度量外材料的化学和/或机械操作或处理的不同的后注入步骤,或者在度量外材料去除期间中对支撑剂的聚集和合并。0060如本文所用的,术语“分离”及其近。
39、义词是指支撑剂富集的形成柱的岛或区域和支撑剂贫瘠的度量外材料区域之间的任何不均匀的支撑剂/度量外材料分布。可能不必一定保持支撑剂富集的区域完全不含有度量外材料,因为度量外材料的存在,尤其是低浓度的度量外材料,这可能不会超过防止支撑剂形成或合并为强度足以防止裂缝闭合的柱的任何水平。在一个实施例中,度量外材料可在支撑剂或支撑剂区域中起到合并或加强支撑剂岛和/或增强支撑剂柱的作用。相反地,度量外材料区域可以包含支撑剂颗粒(尤其是相对少量),其保持未合并状态或者不会以其它方式防止度量外材料的去除以形成开放的通道,并且不会导致支撑剂阻碍或过度地阻塞开放通道。0061参照图1至2示出方法的一个简化实施例,。
40、其中,度量外材料颗粒可以通常在注入流体中不可溶而在地层流体中可溶。在图1中,具有穿孔12的井眼10可以在地层14中被完成。所述井眼被示出,作为仅为了说明用的垂直的井眼。所述井眼可以以相对于垂直的井眼的任意角度偏斜,或垂直和偏斜部分的任意组合。分离的支撑剂颗粒16和度量外材料颗粒18可以在压裂流体中通过井眼10注入裂缝20中,其中,它们可以被不均匀地放置在由度量外材料富集区域24间隔开的相应的支撑剂富集岛22中。裂缝20可以被允许闭合,并且支撑剂岛22被压缩形成柱来支撑裂缝20,并且防止相对的裂缝面彼此接触。同时,度量外材料可以被充填在支撑剂贫瘠区域24中,并且可以帮助约束由于地层的重量引起的压。
41、缩而导致的岛22的横向蔓延或扩展,从而促进所得到的支撑的裂缝的更大的高度或开放尺寸和更大的水力导流率。0062在另一个操作步骤期间,度量外材料可以在各种实施例中通过以下方式去除通过合适的活化机制,全部或部分地冲洗、溶解、软化、熔化、破裂或降解度量外材料,所述活化机制例如但不限于温度、时间、PH、盐度、溶剂引入、催化剂引入、水解等或它们的任意组合。该活化机制可以通过如下方式来触发地层的环境条件,地层流体的侵入,暴露于水,时间的流逝,在度量外材料颗粒中或者与其混合的早期或延迟反应物的存在,活性流体的后注入引入等,或这些触发的任何组合。0063然后,参照图2,地层流体可以被允许侵入裂缝20来从支撑剂。
42、贫瘠区域置换任何度量外材料、度量外材料溶液、度量外材料的降解产物、以及任何未合并的支撑剂或其它颗粒。在一个实施例中,度量外材料可以简单地未合并,使得它可以被水力地去除,或者可以包括未合并的颗粒,例如,它们可以通过使用地层流体冲洗裂缝和/或注入冲洗或反冲洗流体来被水力地去除。由此,可以在柱28的周围形成互相连接的开放通道26的网络,以提说明书CN103781991A118/23页12供具有用于流体流动的高的导流率的裂缝20。现在,流体可从地层14开采,进入裂缝20,通过开放通道26和穿孔12,进入井眼10。0064在一些情况下,度量外材料可以被机械地去除,例如,用流体推动度量外材料离开地层。在这。
43、种情况下,通过从裂缝去除,自从注入的时间起度量外材料可保持在固体状态。可以抵制降解和破碎的一些合适的材料包括玻璃、陶瓷、碳和碳基化合物、金属和金属合金、天然存在的和合成的矿物、以及耐油的结晶度大于约10的高密度塑料。一些其它合适的高密度塑料材料包括尼龙、丙烯酸树脂、苯乙烯、聚酯、聚乙烯、耐油性的热固性树脂、以及它们的组合。0065可替换地,度量外材料可以被软化、溶解、反应或以其它方式降解。适合于可溶解的度量外材料的材料包括,例如,但不限于,聚乙烯醇(PVOH)度量外材料、盐、蜡、碳酸钙等,以及它们的组合。可以选择可油降解的度量外材料,使得它将会被开采的流体降解。可替换地,可以选择由通过注入有意。
44、地放置在地层中的试剂来降解的度量外材料,其中,将度量外材料与该试剂混合诱导度量外材料的延迟的降解反应。0066在压裂操作的一些实施例中,固体酸前体可被用作可降解的度量外材料。适合的产生酸的可溶解度量外材料可包括,例如,但不限于,PLA、PGA、羧酸、丙交酯、乙交酯、PLA或PGA的共聚物等,以及它们的组合。假设地层岩石是碳酸盐、白云石、砂岩,或以其它方式与酸反应的,那么度量外材料的水解产物,即,反应性液体酸,可以在支撑剂柱之间的暴露的表面处腐蚀地层。该腐蚀作用可以扩大开放通道,从而进一步增强了柱之间的导流率。产生的酸性流体的其它用途可以包括促进残余凝胶的破裂,促进支撑剂团块的合并,固化或软化树。
45、脂涂层和提高支撑剂渗透率。0067在本公开的一些实施例中,度量外材料可以由能够在释放氟和足够的质子时产生氢氟酸的氟化物源形成,或者包含该氟化物源。有效用于产生氢氟酸的氟化物源的一些非限制性的例子包括但不限于氟硼酸、氟化铵、氟化钠等,或者它们的任意混合物。0068图34示出了用于更大的裂缝导流率的酸腐蚀过程。参照图3,支撑剂岛30与度量外材料富集区域34中的可降解的固体酸前体不均匀地放置在裂缝32中。参照图4,在地层条件下的酸前体度量外材料的延迟水解形成了切入碳酸盐地层面的酸,导致局部腐蚀36,从而扩大通道38。支撑剂柱30保持不变,以支撑开裂缝。0069在本公开的实施例的一些方面中实施不均匀的。
46、支撑剂放置(HPP)的方法。不均匀支撑剂充填层,以下被称为支撑剂柱,可以防止裂缝闭合,并且在柱周围提供充当用于碳氢化合物的流路的高度导流的通道。与常规的刺激处理相比,HPP可以产生许多好处,例如但是不限于提高裂缝导流率,改善裂缝清洁,更长的有效裂缝长度,减少支撑剂的消耗等。0070根据一些实施例的HPP的方法依赖于产生HPP的压裂处理期间的支撑剂浓度的脉冲化。处理编排的参数可以包括例如支撑剂浆液和清洁流体脉冲的持续时间、支撑剂浓度,载体流体设计。至少部分基于处理储层的地质力学特性对上述和其它设计参数的优化可以显著提高裂缝导流率和有效长度,最终导致碳氢化合物开采量增加。0071在一些实施例中,处。
47、理编排利用支撑剂脉冲编排,如图5所示。第一阶段是无支撑剂的阶段,称为PAD前置液阶段,其目的是生成裂缝,并帮助定义其几何形状。之后,多个支撑剂阶段可以通过提高支撑剂浓度来被泵送。全部或一些支撑剂阶段可按照周期被泵送,其中,每个周期包括相同或不同的持续时间的清洁流体脉冲和支撑剂浆液脉冲。对于每说明书CN103781991A129/23页13一个阶段,支撑剂浆液脉冲中的支撑剂浓度保持相似或相同。在最后一个支撑剂阶段,或以其它方式被称为“收尾阶段,该编排以无脉冲的方式泵送进行,并且充当带通道的裂缝和井眼之间的连接。0072在一些方法中,脉冲持续时间和支撑剂浓度可以改变和优化。泵送速率可以是一种工具,。
48、因为具有相同的脉冲持续时间可以提供不同的脉冲体积和柱之间的相应地不同的间距。在一些情况下,在一些情况下,可以进行多个脉冲/段塞体积和/或持续时间的优化和/或改变脉冲期间的泵送速率。0073带通道的裂缝的导流率可取决于柱宽度、柱之间的距离、由柱施加的应力、地层的地质特性及其它因素。柱宽度可能取决于支撑剂脉冲中的支撑剂的浓度和水力裂缝宽度。柱之间的距离可能与清洁流体脉冲持续时间有关。柱上的应力可与地层中的最小原地应力和柱覆盖的裂缝壁面积百分率有关。0074一些实施例涉及这样的方法,即,优化处理泵送编排,特别是各阶段的持续时间,脉冲中的支撑剂浓度和清洁流体/支撑剂浆液的脉冲持续时间,从而可以提供最佳。
49、可实现的裂缝导流率。逆方法允许进一步定义编排参数,以通过较少的支撑剂和/或压裂流体来提供预定的裂缝几何性质和导流率。0075例如,在处理期间,压裂流体的一部分可能泄露到地层中。这可能会导致压裂流体的效率降低,也可能会减小裂缝中的支撑剂柱之间的距离且增大支撑剂浓度。另外,压裂流体(有效粘度)的摩擦性可能会对水力裂缝宽度有影响。基于对流体的泄露和摩擦性的模拟,可以计算浆液脉冲中的支撑剂浓度以及支撑剂浆液和清洁流体脉冲的持续时间,并且,可以进一步优化裂缝导流率。在处理期间可以进一步改变编排参数,以沿着裂缝长度最佳地分布柱。可能的实施方式之一被示出为如下0076被填充有柱的系统的裂缝,使得在柱之间保留有开放的通道(参见图6)。柱边缘之间的距离L小于通道开始闭合的距离L0。柱面积与所指示的正方形(图6)的面积之比SPILLAR/SCELL确定支撑的裂缝面的面积与总裂缝面积之比。该比值与TPROP/TPROPTCLEAN有关,其中,TPROP是脏脉冲的时间,TCLEAN是清洁脉冲的时间。柱之间的通道的导流率K取决于SPILLAR/SCELL和L/L0。在一些参数上,导流率到达理论的最大值KMAX。图7示出通道导流率可以如何取决于不同比L/L0的支撑的裂缝区域。0077在另一个例子中,当压裂流体在井眼中和在裂缝中流动时,支撑剂浆液段塞可能会受由于在界面处与清洁流体两者之间的混合而引起的分散的。