[其他]用二氧化碳基液体压裂法以刺激油井

说明书

本发明是关于一种用二氧化碳基液体，在被钻井钻洞穿透过的地下储层施行压裂法，尤其是关于用一种基本上不含水的两相流体压裂地下储层。

处理被钻井钻洞穿透过的地下储层以刺激其生产烃基或增加接受注入液体的能力是已知甚久的工艺，一种最通用的使含烃储层增加产量的方法是压裂处理该储层。处理方法是以足够的压力及流速注入一液体，气体或两相流体（一般称为压裂液）进入钻井洞，压裂地下贮层。可用的支撑物质有沙、细砾石、烧结铝土，玻璃珠等等，均可注入压裂缝中将其撑开。撑开了的裂缝提供较大的流通孔道，可供较大量的烃流通，由此增加了井的生产力。

传统的压裂技术是利用一种水基或油基流体来压裂一含烃的贮层。

另一成功的压裂技术被人称为“泡沫    压裂法”。例如美国专利第3，980，136描述的，就是这过程。概括地说，这过程包括生产出合乎要求的“密切尔（Mitchell）质量”泡沫，再通过钻井洞，将之注入要压裂的贮层。泡沫成份要使钻井底部的Mitchell泡沫质量为大约0.53至0.99之间。可以用各种气体和液体来产生泡沫，但这工艺常用的泡沫都是由氮气和水所产生，亦加了一适合的表面活性剂。将泡沫泵入钻井的压力是需要能够在含烃贮层产生压裂缝。此外，由于减少压力会令泡沫膨胀，当在井顶宣泄压力后，泡沫很容易从井内逸出。

另一压裂技术是用一种液化（通常是气体的）流体。例如美国第3，195，634号专利，透露一种用二氧化碳和水的液体-液体混合物处理被钻井洞穿过的地下贮层。二氧化碳存在的份量是相等于每42加仑水内有300至1500标准立方呎（于80°F及14.7psia压力）。这成份以足够压力注入，以压裂贮层。配方可以包括胶凝剂和支撑物质。井顶减压后，液态二氧化碳会气化并由贮层内流出。

美国第3，310，112号专利透露一压裂被钻井洞穿过的地下贮层的方法，以足够压裂贮层的压力注入已在适当装置中混成淤浆状的液态二氧化碳与支撑物质的混合体。二氧化碳存在的份量至少足够对每份（体积）淤浆支撑物质供应五份（体积）二氧化碳。在注入含有支撑物质的液态二氧化碳后，于井顶减压。通常贮层都充份地将二氧化碳加热。使得在减压后，液态二氧化碳回复为气相。接着，相当部份的二氧化碳离开钻井，带走或驱走不少运输支撑物质的油或液态载体。

美国第3，368，627号专利透露一处理被钻井洞穿过的贮层的方法，基本上是注入钻井洞内的一恒沸点混合物，它的临界温度足够高，或是临界压力足够低，因此在注入及处理时的温度和压力下，都能保持液态。这流体混合物的临界特性是，当注入贮层的压力一旦被减去时，相当部分的注入流体便会变成气体。这流体混合物基本上是由二氧化碳及至少一种C₂至C₆的碳氢化合物所组成。

美国专利第3，664，422号透露一种被钻井洞穿过的地下贮层的处理方法，是于足够压裂贮层的压力下，注入一种液化气体及一种胶凝了的醇进入贮层内。钻井洞减压后，液化气体气化，离开贮层。随后的油井生产则以气化方法，除去胶凝的醇，遗留下破坏的胶凝剂于贮层内。

如能提供一个方法，由二氧化碳产生粘滞流体，并在宽温度范围内稳定，而又能携带高浓度的支撑物质进入地下贮层的大致上不含水的流体，将是很理想的事。

本发明是关于压裂钻井洞穿过的贮层的方法和所用流体，及输送更高浓度的支撑物质进入其内。这方法及所用流体可增加流体透入贮层的深度，减少流体向贮层的漏失，又能携带高浓度的支撑物质而不令支撑物在压裂液内沉降。本发明的压裂液是稳定了的液化二氧化碳和一在地面上是基本无水的流体的液体-液体乳状液，又当贮层热力将乳状液加温至高于二氧化碳的临界温度时，这乳状液将变成液包气的泡沫。这些压裂液包含约30%至超过95%体积的二氧化碳。这压裂液含有一种可稳定乳状液及泡沫和防止其被破坏的表面活性剂，又可包括支撑物质等等。

用本发明的方法产生的乳状液及泡沫性质优良：就是二氧化碳体积对流体中的二氧化碳加上基本无水液体的体积的比率很高，而乳状液和泡沫的粘度都足够运输相当浓度的支撑物质。用本发明方法产生的乳状液，有一个精细的基本单元尺度分布或组织，其稳定性足够将支撑物质的浓度维持于每加仑乳状液十五磅或以上的水平。

在实用本发明时，压裂液是在适合的温度和压力下，将液化的二氧化碳，基本无水的液体及一表面活性剂混成一稳定的液体-液体乳状液而得。