[发明专利]用于地层的水力压裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用地层的水力压裂刺激烃类产生的领域。

现有技术

现有技术的解决方案WO2014/042548提出了一种使用可成形颗粒对地层进行水力压裂的方法。纤维、条带、薄膜、薄板、薄片可用作可成形颗粒；这些颗粒也可以是可收缩的颗粒。可成形颗粒被泵送到井中作为用于杆的固结材料以增加支撑剂包(支撑剂)的异质性，此允许额外的通道形成并增大了孔隙率，并因此增大了支撑剂包的渗透性。

现有技术的解决方案WO2013/095173提出了一种使用水泥浆料，使用水泥颗粒来形成高度传导性裂缝的方法。

这种方法的主要想法是将水泥浆料与特殊添加剂一起注入井中。在一个实施方案中，选择这些添加剂来提供水泥屏障的裂化。在另一个实施方案中，选择添加剂来提供水泥颗粒的凝聚或形成不均匀分布的杆。在这两种情况下，硬化后所形成的水泥屏障形成具有空通道的高度传导性介质，这为烃类从地层流入井中提供了一条高度传导性的路径。

解决方案US7,717,176提出了一种可渗透的水泥组合物，其包含基于水不混溶的分散流体相和中空颗粒的水力水泥的水性浆料。结果，这些组合物的混合减少起泡。在中空颗粒降解后，泡沫的体积占起泡浆料的最终体积的40％加上15％的孔隙率。在这种方法中，水泥浆料在中空固体颗粒因化学和热环境的影响在水泥中发生分解而留下空隙的温度下凝固，这与分散相一起导致形成具有至少1达西的渗透性的凝固的水泥。

解决方案US7,424,913和WO2007/110591公开了一种方法，其中当水合水泥颗粒作为支撑剂包括在水力压裂流体的组合物中时可为有用的。在一些现有技术的实施方案中，在粉碎水合团块以产生水合水泥颗粒之后，水合水泥颗粒可以涂覆有至少一种混合物。可以使用任何合适的涂覆方法将混合物涂覆在水合水泥颗粒上。

在现有技术的解决方案中，主要目的是提供异质支撑剂包，而不考虑通过减少含支撑剂的水力压裂流体对支撑剂杆的逆流效应来延长井的寿命，以及以将支撑剂以固结状态维持在凝聚体、杆和塞等内部，并防止支撑剂杆在裂缝闭合期间塌陷。

因此，在本领域中，需要形成通过降低含支撑剂的水力压裂流体对支撑剂杆的逆流效应来延长井的寿命的方法，并且目的是将支撑剂以固结状态维持在凝聚体、杆和塞等内部，并且防止支撑剂杆在裂缝闭合期间塌陷。

发明概要

本公开描述了一种产生高渗透性通道、将支撑剂固结在杆中和硬化这些杆的新方法。

所要求保护的发明公开了一种用于对由井眼贯穿的地层进行水力压裂的方法。根据所要求保护的方法，提供井眼，进行以下步骤，其中将无支撑剂的水力压裂流体泵送到井眼中，以在地层中形成裂缝。然后，进行以下步骤，其中将含有细颗粒和可收缩的聚合物纤维的混合物的水力压裂流体泵送到井中。提供激活机构，其使可收缩的聚合物纤维收缩，并且提供了用于对地层进行水力压裂的流体的逆流；并且清洁裂缝。

附图简述

现在将参考附图更详细地描述所要求保护的发明的实施方案，其中：

图1A、图1B和图1C示出了实现本发明的步骤。

图2A说明了在80℃下加热30分钟后含有纤维+水泥+砂的混合物的实验单元。

图2B说明了在80℃下加热30分钟后含有纤维+水泥的混合物的实验单元。

图3说明了组分的使用浓度和其比率的实例。

对实施方案的描述

水力压裂是一种广泛使用的刺激烃类产生的方法。这种方法的本质在于将水力压裂流体(例如稠化油、直链/交联聚合物溶液、水溶液、酸)注入井眼，直到井压超过岩石的破裂梯度为止。使用支撑剂(例如砂或铝土矿颗粒)来维持裂缝打开。水力压裂的有效性取决于所形成的裂缝的渗透性，这可以通过在支撑剂包屏障中形成高渗透性通道来改善。所要求保护的发明的以下主要目的与这些通道有关：

1.如何组合支撑剂颗粒来形成凝聚体(或塞或杆等)，从而提供支撑剂包的异质性。

2.如何将支撑剂以固结状态维持在凝聚体、杆和塞等内部，并防止支撑剂杆在裂缝闭合期间塌陷。

可能影响裂缝的渗透性的另一个常见问题是支撑剂的逆流。支撑剂的逆流通常在井清洁期间立即发生，或在地层水力压裂后数天或数周内发生，但是也可能在井的经济寿命期间的任何时间发生。由于逆流的强烈影响导致生产减少、设备损坏、停机时间以及最终减少收入，另一目标产生：

3.如何阻止支撑剂杆被流体流动侵蚀。

本公开描述了一种用于产生高渗透性通道、使支撑剂在杆中固结以及硬化这些杆的新方法。