[发明专利]制备包含薄片形式的转向剂的处理流体的方法和处理井的方法

说明书

处理由井眼穿透的地下地层例如以促进地层的压裂的方法，包括以下步骤：(i)选择包含薄片状形式的转向剂(A)、例如薄片状形式的瓜尔胶的处理流体，(ii)经由井眼将所述处理流体引入所述地下地层以堵塞地层的区域。此后，地层可被压裂或再压裂。

本发明涉及流体和使用它的方法。特别地，尽管不是排他地，本发明涉及处理地下地层的方法、用于该方法的处理流体和制备这种流体的方法。优选的实施方案涉及使用处理流体促进地下地层的压裂。

水力压裂是从非常规储层(如煤床、致密砂岩和页岩)中生产油和气所需的过程。在该过程中，压裂流体在通过诱导地层中的裂缝或裂纹引起地层破坏所必需的速率和压力下注射。这些裂纹通过井眼处的穿孔起源并向地层辐射。穿孔由从穿孔工具射出的射弹产生以穿过井眼钢套管和水泥套管产生孔并进入地层，距套管6至18英寸的距离。非常规储层中的常见实践是通过穿孔引发进入储层，其中在低速下泵送小股(slug)的酸，随后在增加的速率下泵送低粘度水直至达到所需的高速率(通常为每分钟50至100桶)。为了在这些高速率下泵送，通常将少量的减摩剂加入到流体中。这些减摩剂通常为120至1,000ppm聚丙烯酰胺聚合物或共聚物。

一旦达到所需的速率，则向泵送的流体中加入小装载量的支撑试剂或支撑剂。通常，大多数支撑剂包含小尺寸的砂，例如每加仑水0.25磅的100目砂。随着处理进行，例如砂的量被系统地增加，且在某些时候，砂的尺寸可以增加到例如40/70或30/50目。砂的目的是在裂缝中形成砂包，其比地层具有大几个数量级的渗透率。然后，砂包能够保持从储层到井眼的导通通路，以便回收储层流体。而且，预期套管中的穿孔会被侵蚀。在处理中，套管和裂缝之间的穿孔孔道填充有支撑剂以产生进入井眼的可渗透通道。砂浓度将通常为每个压裂阶段200,000磅至500,000磅范围，且水可为2,000至7,000桶水范围。

然而，沿井的水平侧面的横向裂缝的安置经常在井眼附近留下大的储层区域未处理，这些区域压裂不良或支撑不良。因此，它们对整体油和气生产贡献很少或根本没有。这些未处理区域最初被绕开可能是由于阶段井段过长，或在尝试的压裂期间，处理设计可能是不充分的或地层的相关区域可能没有取得处理流体。

一旦井生产一段时间，则可能决定将储层再压裂，特别是最初刺激不良的那些地层区域。可以使用各种形式的测井来识别这些区域。然而，带着刺激储层的先前未处理的区域的期望，压裂流体在没有封闭从储层输送大部分产量的那些穿孔的能力的情况下难以再注射。为了解决这个问题，希望引入一种临时的阻塞或密封材料(“转向剂”)，它可以防止压裂流体再注射到最高产的穿孔中。一旦这样的高产穿孔被密封，就可以通过较低产或无产量的穿孔注射处理流体，努力刺激储层的那些区域。在一些情况下，一旦最高产的穿孔被密封，就可以形成一组新的穿孔，从井的趾部开始并系统地朝向跟部工作，同时采用分区隔离方法，例如滑套或“桥塞射孔( plug and perf)”过程。

在其他情况下，可能需要以较低的泵送速率注射间歇股的转向剂，同时监测压力。每次在转向剂着陆后存在压力突升或增加时，流体上的泵送速率增加以迫使一组新的穿孔被打开，接着是压裂一个或多个区域所需的合适的处理流体体积和支撑剂浓度。通常接着是另一个冲洗阶段，其包含另一股转向剂以封闭最新的一组穿孔。作为刺激从储层的先前未压裂部分生产的手段，压裂阶段和用转向剂冲洗重复多次，直到整个井段(interval)已经压裂。

存在对转向剂需要的几个要求。首先，转向剂应当具有在可以在操作上控制的浓度下阻塞流体流的能力。例如，可以使用每1000加仑处理流体10磅至1,000磅的转向剂，但更通常每1000加仑处理流体20磅至500磅的转向剂，且最通常每1,000加仑处理流体50磅至200磅的转向剂。

转向剂适合地由注射流体从表面携带到接收流体的那些穿孔。通常，存在许多穿孔以不均匀的方式接受流体流；一些穿孔可以接受大体积的流体，而其他穿孔可以接受显著较少的体积。由于转向剂在表面上加到流体，接受最多流体的那些穿孔也将是最初接受最大量转向剂的那些穿孔，直到通过该穿孔的流体流被阻塞。