[发明专利]水力压裂支撑剂

说明书

技术领域

本发明涉及穿透地下岩层的油井增产措施。更具体地，本发明涉及利用片状材料作为水力压裂中的支撑剂。更具体地，本发明涉及在导流能力(conductivity)极低的裂缝中放置诸如云母的材料作为支撑剂。

背景技术

水力压裂仍然是油藏增产措施的主要方法，可带来显著提高的油气产量。目前很多的努力都集中于油井处理的设计，尤其是压裂和支撑压裂，以实现并保持高的裂缝导流能力。目前被激活的油藏和岩层种类如此之多，为裂缝激活的特殊方法提供了许多空间。虽然现在可获取许多流体和支撑剂，但涉及更新型材料的多个争论限制了其在许多非传统油藏中的应用。

高强度支撑剂的传统方法是产生颗粒，并且使用相对较均匀的粒度分布，这些颗粒通常有接近于球形的形状。一般的推测是该颗粒材料会无规地装填在裂缝中。球形在这类无规装填的各向异性负荷下相对较强，窄的单分散颗粒分布可带来高的导流能力。然而，有些情况下优选为不要使用球形支撑剂和砂粒，因为抗压碎性不足和/或支撑剂会嵌入到岩层中。这两种因素都会降低支撑剂充填物的导流能力，并且两者都可能是球形造成的。而且，高强度支撑剂通常具有高的比重，这会明显降低支撑剂的可输送性。为了合理放置重的支撑剂，要求使用高粘稠性流体，这会影响增产措施的经济性。

支撑剂如果能同时具有高抗压碎性、低嵌入性、和高可输送性的特征，则应该是有利的。

发明内容

本发明的一个实施方案是处理被井眼穿透的地下岩层的方法，所述方法涉及制备支撑剂浆液以及沿井眼向下注入浆液；在该方法中，支撑剂包括约20-约100重量％的厚度为约1-约500微米的片状颗粒。支撑剂可以含有至少约50重量％的片状颗粒，优选至少约75重量％的片状颗粒，最优选至少约90重量％的片状颗粒。片状颗粒可以包括云母、滑石或这些材料的混合物。片状颗粒在浆液中的浓度优选约0.0012-约2.4kg/L，更优选约0.0012-约0.06kg/L。浆液也可以任选含有降滤失剂。片状颗粒可以任选是经涂覆的，例如用树脂或润湿剂。使用之前，片状颗粒可以任选形成为复合材料，然后弄碎该复合材料。

本发明的另一个实施方案是处理被井眼穿透的地下岩层的方法，所述方法包括以下步骤：(a)注入增稠的前置液(pad fluid)，(b)注入含包括片状颗粒的支撑剂的增稠的流体浆液，(c)注入暂堵(diverting)材料，以及(d)至少再次重复步骤(a)-(c)。在该方法中，所述支撑剂包括约20-约100重量％的厚度为约1-约500微米的片状颗粒。支撑剂可以含有至少约50重量％的片状颗粒，优选至少约75重量％的片状颗粒，最优选至少约90重量％的片状颗粒。片状颗粒可以包括云母、滑石或这些材料的混合物。片状颗粒在浆液中的浓度优选约0.0012-约0.12kg/L。浆液也可以任选含有降滤失剂。暂堵材料可以包括纤维。增稠的流体也可以含有减摩剂。任选在步骤(a)-(c)的连续顺序中，步骤(b)中的浆液中的片状支撑剂的浓度是变化的。任选在步骤(a)-(c)的连续顺序中，步骤(b)中的支撑剂中的片状支撑剂的浓度是变化的。任选地，该实施方案的步骤中还包括以下的步骤：注入增稠的前置液，注入含包括片状颗粒的支撑剂的增稠的流体浆液，以及注入含传统支撑剂的增稠的流体。片状颗粒可以任选经涂覆，例如用树脂或润湿剂。使用之前，片状颗粒可以任选形成为复合材料，然后弄碎该复合材料。

本发明还另一个实施方案是一种处理被井眼穿透的地下岩层的方法，所述方法包括以下步骤：(a)注入增稠的前置液，(b)注入含包括片状颗粒的支撑剂的第一增稠的流体浆液，(c)注入第二增稠的流体，以及(d)至少再次重复步骤(a)-(c)。在该方法中，片状颗粒的构成约20-约100重量％的支撑剂，并且该片状颗粒的厚度为约1-约500微米。支撑剂含有至少约50重量％的片状颗粒，优选至少约75重量％的片状颗粒，最优选至少约90重量％的片状颗粒。片状颗粒可以包括云母、滑石或这些材料的混合物。片状颗粒在浆液中的浓度可以为约0.06-约2.4kg/L。任选在步骤(a)-(c)的连续顺序中，步骤(b)中的浆液中的片状支撑剂的浓度是变化的。任选在步骤(a)-(c)的连续顺序中，步骤(b)中的支撑剂中的片状支撑剂的浓度是变化的。任选在某些或全部步骤(c)中，第二增稠的流体还含有传统的支撑剂。片状颗粒可以任选经涂覆，例如用树脂或润湿剂。使用之前，片状颗粒可以任选形成为复合材料，然后弄碎该复合材料。