在地層中提供多個(gè)裂縫的方法
【專利摘要】提供在地下地層中提供支撐的水力裂縫的系統(tǒng)和技術(shù)，包括如下步驟：在足以引發(fā)和擴(kuò)展至少一個(gè)水力裂縫的壓力下向地下地層中注入壓裂流體，其中所述壓裂流體包含支撐劑；當(dāng)所述至少一個(gè)水力裂縫已達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，向壓裂流體中加入預(yù)定量的導(dǎo)流材料，其中所述導(dǎo)流材料主要包含10?30wt％粒度大于2000微米的顆粒、1?15wt％粒度為1000?2000微米的顆粒、10?40wt％直徑為500?1000微米的顆粒、40?70wt％小于500微米的顆粒，和所述導(dǎo)流材料包含在地下地層條件下降解的材料，所述導(dǎo)流材料有效地基本阻止壓裂流體流入所述至少一個(gè)裂縫；和在地下地層內(nèi)有效引發(fā)至少一個(gè)附加裂縫的壓力下繼續(xù)注入壓裂流體。
【專利說明】在地層中提供多個(gè)裂縫的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年2月19日提交的美國臨時(shí)專利申請61/941,583的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在這里作為參考引入。
【背景技術(shù)】
[0003]地層的水力裂縫技術(shù)近年來發(fā)展迅速，已經(jīng)能夠經(jīng)濟(jì)地開發(fā)以前認(rèn)為不能經(jīng)濟(jì)開發(fā)的烴資源。通常，在目標(biāo)地層中提供長的水平井，并沿水平井孔的長度每隔二百到五百英尺提供裂縫。經(jīng)常通過例如US 7，775，287和US 7，703，525或美國專利申請公開US 2011/0209868中建議的那些方法提供裂縫。這些方法包括在高壓和高速率下向地層中注入粘性流體，從而使儲層巖石破壞并形成通常垂直(取決于最小應(yīng)力的方向)的平面?？梢栽诤笠徊糠謮毫蚜黧w中注入支撐劑材料如砂子、陶瓷珠或其它材料，以在壓裂流體上的壓力降低后保持裂縫開放。
[0004]可以壓裂帶套管或不帶套管的井孔，但目標(biāo)地層內(nèi)的井孔通常帶有套管，所述套管用水泥固定，和然后沿井孔長度以預(yù)定間隔在水泥固定的套管上打孔。
[0005]在碳酸鹽地層中，壓裂流體可以包含與碳酸鹽反應(yīng)的酸或酸前體，以改變裂縫表面處巖石的形狀，從而在釋放壓裂流體的壓力后，裂縫封閉，巖石的各面不再貼合。因此提供從裂縫表面到井孔的流體流道。
[0006]可獲得用于隔離水平井孔區(qū)域以在隔離區(qū)段內(nèi)壓裂孔的工具。進(jìn)一步改進(jìn)是隔離多個(gè)孔，和試圖同時(shí)形成多個(gè)裂縫，從而減少重新定位封隔器和設(shè)置栗送壓裂流體的鉆井時(shí)間。但由井孔的單個(gè)隔離區(qū)提供多個(gè)裂縫可能存在問題，因?yàn)榱芽p將于隔離區(qū)內(nèi)的最弱點(diǎn)開始，還因?yàn)榱芽p擴(kuò)展需要的壓力比裂縫引發(fā)壓力小，將不會引發(fā)隨后的裂縫，直到第一個(gè)裂縫非常大，初始較大的裂縫將增加地層的應(yīng)力，并因此隨后的每個(gè)裂縫都會比前面的裂縫小且不夠有效。
[0007]US 7，644，761建議一種方法，其中將多個(gè)支撐劑段塞注入酸壓裂流體中，從而可以封堵已存在的裂縫，允許井孔內(nèi)的壓力增加至高于裂縫引發(fā)壓力，并因而引發(fā)第二或隨后的裂縫。支撐劑可以是US7，004，255中建議的組合物，其可以是兩種或三種不同粒度的組合物，從而支撐劑的最終空隙體積可以低至17%。
[0008]在US 7，644，761中也建議支撐劑可以包括如US 7，275，596中建議的可降解纖維。建議所述纖維在地層溫度下在約4小時(shí)至100天的時(shí)間內(nèi)降解，從而在每個(gè)裂縫處留下更多的多孔屏障。US 7，275，596建議了一種對于處理井孔來說最小化所需金屬交聯(lián)稠化劑量的方法，其中給出了支撐劑或砂礫。所述方法包括利用纖維輔助在粘性載體流體中輸送、懸浮和放置支撐劑或砂礫，否則的話粘度不足以阻止顆粒沉降。所建議纖維的特性被優(yōu)化用于支撐劑輸送，但在處理后可以降解為在水中離子如鈣和鎂的存在下不沉淀的降解產(chǎn)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，提供在地下地層中提供支撐的水力裂縫的系統(tǒng)和技術(shù)，包括如下步驟:在足以引發(fā)和擴(kuò)展至少一個(gè)水力裂縫的壓力下向地下地層中注入壓裂流體，其中所述壓裂流體包含支撐劑；當(dāng)所述至少一個(gè)水力裂縫已達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，向壓裂流體中加入預(yù)定量的導(dǎo)流材料，其中所述導(dǎo)流材料主要包含10-30wt%S度大于2000微米的顆粒、l-15wt%粒度為1000-2000微米的顆粒、10-40wt%直徑為500-1000微米的顆粒、40-70wt %小于500微米的顆粒，和所述導(dǎo)流材料包含在地下地層條件下降解的材料，所述導(dǎo)流材料有效地基本阻止壓裂流體流入所述至少一個(gè)裂縫;和在地下地層內(nèi)有效引發(fā)至少一個(gè)附加裂縫的壓力下繼續(xù)注入壓裂流體。
[0010]所述導(dǎo)流材料可以為例如聚乳酸酯、聚乙醇酸酯或油溶性樹脂?？梢栽谒⑷雺毫蚜黧w批次之間注入導(dǎo)流材料段塞，每批次導(dǎo)流材料防止壓裂流體流入已有裂縫。進(jìn)入特定裂縫的壓裂流體流量越大，初始進(jìn)入所述裂縫的導(dǎo)流材料量越大，因此迅速生長的裂縫將主要受限于注入導(dǎo)流材料時(shí)裂縫的尺寸。這使得隨后的裂縫變得更大，而不是主要為含大量壓裂流體和支撐劑的裂縫。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，選擇導(dǎo)流材料的粒度范圍從而能夠在孔處橋接，并因此在孔處阻止流體的流動(dòng)。通過基本阻止壓裂流體在孔處的流動(dòng)，所需導(dǎo)流材料量是可預(yù)測的，和如果確定所述導(dǎo)流材料的尺寸用來阻止流體在裂縫中或在裂縫內(nèi)已放置的支撐劑內(nèi)的流動(dòng)，則所述導(dǎo)流材料量也相當(dāng)少。最小化所需的導(dǎo)流材料量降低了導(dǎo)流材料成本、添加導(dǎo)流材料所需的設(shè)備和成本，和減少了導(dǎo)流材料降解后留在地層中的殘余導(dǎo)流材料造成的損害。
【附圖說明】
[0012]參考如下附圖以更詳細(xì)地理解本發(fā)明，其中:
[0013]圖1是按照本發(fā)明方法壓裂的井孔的示意圖。
[0014]圖2和圖3中的圖線給出應(yīng)用和不用本發(fā)明時(shí)迫使進(jìn)入井孔各區(qū)段孔中的壓裂流體量。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面參考圖1，其中給出了穿透地下地層102的井孔101。所述地下地層可以為例如含烴地層如輕的致密油儲層或致密氣儲層或者向其中隔離二氧化碳的地層。通常具有有限滲透性的地層需要如本發(fā)明所提供的水力裂縫，以產(chǎn)出流體或?qū)⒘黧w注入地層。低滲透性地層可以為滲透率小于10毫達(dá)西的地層。所述井孔可以是垂直、水平或傾斜的。一般地，長的水平井孔通常用于輕致密油和致密氣生產(chǎn)，從而可以由各個(gè)井孔提供多個(gè)水力裂縫。井孔通過已知的鉆探和完井方法提供。所述井孔可以是在待開采地層內(nèi)的裸眼完井，但提供多個(gè)裂縫不必移動(dòng)封隔器、套有套管103和用水泥104固定入地層的井孔。水泥通常向下栗送入套管，和隨后是刮刀105，后者可以將水泥與水泥后的井孔流體分隔開來。通過套管端部的制動(dòng)環(huán)106可以使刮刀停下來。已知的水泥組合物和方法均可用于本發(fā)明。
[0016]以前壓裂的井孔區(qū)段107顯示已為地下地層提供三個(gè)裂縫108。所述套管顯示已提供有穿透套管進(jìn)入地下地層的孔109。提供外側(cè)封隔器110和內(nèi)側(cè)封隔器111，通過它們可以通過管件112提供壓裂流體，從而隔離井孔區(qū)段114，之后可以由此提供進(jìn)一步的裂縫。圖中顯示管件112連接于兩個(gè)封隔器上，和可以提供可以通過獨(dú)立的液壓控制管線(圖中未示出)釋放和移動(dòng)或者定位以在兩個(gè)封隔器之間提供隔離的井孔區(qū)段的封隔器。圖中只顯示了兩個(gè)包含裂縫的井孔區(qū)段，但應(yīng)該理解的是通常有多個(gè)區(qū)段被分隔并提供多組裂縫。例如，水平區(qū)段長1828.8米的水平井孔可以每隔15-200米提供水力裂縫，從而提供具有10-120個(gè)裂縫的井孔。所述裂縫可以按組提供，例如每次提供2-10個(gè)裂縫。一次提供多個(gè)裂縫意味著在不改變井孔內(nèi)向其中注入壓裂流體的區(qū)域的條件下提供裂縫。
[0017]當(dāng)設(shè)置封隔器或者井孔區(qū)段以其它方式被隔離以準(zhǔn)備提供水力裂縫時(shí)，可以將壓裂流體113注入井孔隔離區(qū)段114內(nèi)，并在足夠高以引發(fā)至少一個(gè)新裂縫的壓力下通過孔109進(jìn)入地下地層102。
[0018]可以使壓裂流體113增稠以降低支撐劑從流體中沉降的速率，從而使流體能夠載帶支撐劑更深入到裂縫內(nèi)。增稠劑可以為增粘聚合物如可溶解(或可水合)的聚糖，如半乳甘露聚糖膠、葡甘露聚糖膠或纖維素衍生物。這種聚合物的實(shí)例包括瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠、羧甲基羥乙基瓜爾膠、羥乙基纖維素、羧甲基-羥乙基纖維素、羥基丙基纖維素、黃原膠、聚丙烯酰胺和其它合成聚合物。其中，基于可商購性和成本/性能，瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠和羧甲基羥乙基瓜爾膠通常是優(yōu)選的。
[0019]替代地，壓裂流體可以為所謂的減阻水組合物。減阻水包含水和低濃度減摩擦劑以及支撐劑如砂子。通常減阻水包含99.5?丨％水和砂子、和0.5wt%添加劑，例如包括:減摩擦的聚合物如聚丙烯酰胺;殺生物劑如溴、甲醇或萘;表面活性劑如丁醇或乙二醇單丁醚；和防垢劑如鹽酸或乙二醇。減阻水壓裂流體不含增稠劑。在支撐劑從流體中沉降之前應(yīng)用較高栗送速率將壓裂流體置入地層內(nèi)。因此減阻水組合物對于淺井、帶有較短水平段的井、或者接近長水平井的端部更加有用。當(dāng)可以應(yīng)用減阻水組合物時(shí)，它們通常是優(yōu)選的，因?yàn)樵龀韯┰黾恿怂δΣ翂毫p失并造成至少一些地層損壞。
[0020]水力裂縫可以用不含支撐劑的流體引發(fā)，但然后隨著裂縫擴(kuò)展可以加入支撐劑。支撐劑可以是砂子或陶瓷顆粒、聚合物小球或玻璃顆粒。如果支撐劑具有相對窄的粒度范圍時(shí)，它們?yōu)樗α芽p提供了更具滲透性的填料。在US 7,913,762,US 7，836，952或US 8，327,940中公開的支撐劑可以在本發(fā)明中應(yīng)用。具有相對窄粒度分布的支撐劑因?yàn)榭障度莘e最大化而提供高滲透率的支撐裂縫。有用的支撐劑的典型平均體積粒度為100-2000微米，和其分布優(yōu)選較窄。
[0021]壓裂支撐劑的粒度規(guī)定為砂子穿過的篩網(wǎng)尺寸和支撐劑不能穿過的第二篩網(wǎng)尺寸。在本發(fā)明中有用的支撐劑粒度包括例如8/12、10/20、20/40和70/140。這些篩網(wǎng)分別對應(yīng)于1.68-2.38,0.84-2.00,0.42-0.84毫米和105-210微米的粒度范圍。最常用的是20/40的砂子。
[0022]壓裂砂子也按Krumbe in和Sloss設(shè)計(jì)的圖表的球形度和正圓度規(guī)定，和按Krumbein和Sloss的圖表所述球形度和正圓度通常都大于0.6。
[0023]當(dāng)井孔內(nèi)的一組孔暴露于壓力超過地層裂縫引發(fā)壓力的流體時(shí)，將會引發(fā)一個(gè)或兩個(gè)主裂縫，并且它們將開始擴(kuò)展。所注入的支撐劑大多數(shù)將流入這些主裂縫中，直到支撐劑的注入中止或者不能迫使更多的支撐劑再進(jìn)入裂縫。如果在裂縫基本上被支撐劑填充后繼續(xù)注入支撐劑，則支撐劑可能在井孔中脫砂。通常，在已注入預(yù)定量支撐劑后停止支撐劑注入，以防止支撐劑填充井孔。支撐劑預(yù)定量可以按沒有支撐劑"脫砂"時(shí)可以在裂縫中置入的支撐劑量估計(jì)，或者按裂縫內(nèi)相互橋連并阻止支撐劑進(jìn)一步移動(dòng)入所述裂縫的支撐量估計(jì)。
[0024]終止支撐劑注入后，注入不含支撐劑的沖洗壓裂流體，以使支撐劑從井孔內(nèi)移動(dòng)入裂縫內(nèi)。在本發(fā)明中，將導(dǎo)流材料段塞栗送入井孔中，優(yōu)選在不含支撐劑的沖洗壓裂流體之后。所述導(dǎo)流材料段塞包含水或壓裂流體和導(dǎo)流材料。支撐劑和流體的預(yù)定量以可能給出裂縫目標(biāo)尺寸的壓裂工作設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。
[0025]替代地，裂縫面積大小可以由微地震數(shù)據(jù)推出，或者可以僅僅由已經(jīng)注入的含支撐劑的壓裂流體體積或支撐劑體積推出。
[0026]替代地，可以基于包括裂縫成本和邊際較大裂縫價(jià)值在內(nèi)的通?？紤]針對待壓裂的一組孔確定壓裂流體量以優(yōu)化壓裂，和然后將該壓裂流體量以基本等分的份注入，各份之間被包含導(dǎo)流材料的壓裂流體段塞隔開。例如壓裂流體可以被分成二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)基本等分的份，各份之間被一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)導(dǎo)流材料段塞分隔。
[0027]被導(dǎo)流段塞分隔的壓裂流體和支撐劑的份基于壓裂設(shè)計(jì)優(yōu)化可能并不相等。
[0028]在注入導(dǎo)流材料段塞之前，注入壓裂流體的壓力通常是穩(wěn)定的。在含導(dǎo)流材料的流體注入后，導(dǎo)流材料穿過待壓裂區(qū)域的管道，因?yàn)閷?dǎo)流材料阻止了進(jìn)入已有裂縫的流體流量，可以看到井口處的壓力會升高。最后，更多的裂縫開放。在注入導(dǎo)流材料段塞后，觀察到50-3000psi的壓力升高。因?yàn)槌跏剂芽p增加了地層應(yīng)力，每個(gè)后續(xù)裂縫將需要增加的壓力來引發(fā)和擴(kuò)展。可接受的導(dǎo)流材料可以為例如聚乳酸酯、聚乙醇酸酯或油溶性樹脂。這些材料的生產(chǎn)能夠提供具有規(guī)定粒度范圍和分布的這些材料的顆粒，和它們以可預(yù)測的速率在地層條件下降解。
[0029]本發(fā)明的導(dǎo)流材料在地層條件下降解，其降解時(shí)間段允許在合理時(shí)間內(nèi)從井孔生產(chǎn)烴。例如，所述導(dǎo)流材料可以設(shè)計(jì)為在地層條件下在6-90天內(nèi)降解。降解意味著聚合物失去其一半以上的拉伸強(qiáng)度。降解也可以通過提供在地層流體如油中至少部分可溶的導(dǎo)流材料實(shí)現(xiàn)。降解也可以通過例如將酸性組分沖入所述孔中而實(shí)現(xiàn)、加速或引發(fā)。替代地，可以應(yīng)用與氧化劑反應(yīng)的導(dǎo)流材料，和可以通過用氧化劑沖洗所述孔而實(shí)現(xiàn)、加速或引發(fā)降解。
[0030]導(dǎo)流材料的最大粒度和封堵每個(gè)孔的預(yù)期量可以由例如使導(dǎo)流材料流過帶孔巖石的實(shí)驗(yàn)室測試確定。
[0031 ] 導(dǎo)流材料可以在注入時(shí)添加到壓裂流體中，例如通過螺桿栗注入混合容器或直接手動(dòng)進(jìn)料至混合容器中，然后進(jìn)料至壓裂流體注入栗。導(dǎo)流材料可以以足夠大的有效濃度添加。如果濃度不足，則導(dǎo)流材料不足以阻止進(jìn)入裂縫的流動(dòng)。導(dǎo)流材料的濃度過高將不夠經(jīng)濟(jì)，且很難添加和混合入壓裂流體中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流材料的濃度為每升壓裂流體約25-200克是有效且成本有效的。濃度為約50_100g/l可能是可接受的。
[0032]為了成為有效的導(dǎo)流材料，導(dǎo)流材料的粒度分布必須足夠?qū)挕？山邮艿膶捔６确秶梢允侨缦骂w粒的組合，其中10-30wt%S度大于2000微米的顆粒、l-15wt %粒度為1000-2000微米的顆粒、10-40wt%直徑為500-1000微米的顆粒、40-70￥七％小于500微米的顆粒。最大顆粒需要足夠大以在空隙處橋連孔，和需要足夠量的約1/3所述粒度的顆粒以橋連最大顆粒間的空隙，和然后有足夠量的足夠小以橋連較小顆粒間空隙的顆粒，以此類推，直到顆粒粒度小于500微米。不同粒度范圍的顆?？梢酝瑫r(shí)注入，或者可以依次注入，其中先注入較大粒度的顆粒。
[0033]最大導(dǎo)流材料顆粒的粒度或者例如1vol%材料直徑超出的直徑值取決于導(dǎo)流材料打算在何處阻止進(jìn)入地層的流動(dòng)。如果打算在裂縫內(nèi)支撐劑表面處阻止進(jìn)入地層的流動(dòng)，則導(dǎo)流材料的最大直徑可以約為支撐劑平均直徑的一半。如果導(dǎo)流材料打算在裂縫內(nèi)阻止流動(dòng)，則導(dǎo)流材料的最大直徑可以約為預(yù)期裂縫空隙寬度的一半。如果打算在孔本身處阻止流動(dòng)，則所述導(dǎo)流材料的最大直徑應(yīng)該約為所述孔直徑的一半。提供這種粒度的導(dǎo)流材料最小化了阻止進(jìn)入所述孔的流動(dòng)所需的導(dǎo)流材料量。例如US 7,004,255建議將顆粒粒度進(jìn)行組合以有效阻止流體通過支撐劑填充的裂縫的流動(dòng)?？梢詰?yīng)用雙峰分布或三峰分布，但寬范圍的分布也是有效的。
[0034]優(yōu)選選擇導(dǎo)流材料的粒度分布以封堵孔。對于每個(gè)孔來說，封堵孔例如可以利用3-30公斤合適粒度的材料實(shí)現(xiàn)。封堵孔所需的導(dǎo)流材料量比封堵裂縫所需的材料量或者在裂縫內(nèi)置入的支撐劑量更可預(yù)測，因?yàn)閷?shí)際孔的尺寸是已知的并且不會被壓裂過程明顯改變。
[0035]例如，導(dǎo)流材料的量可以為每個(gè)待封堵孔1-30公斤。
[0036]可以應(yīng)用本發(fā)明在井孔的隔離區(qū)段內(nèi)提供多個(gè)裂縫，或者可以應(yīng)用本發(fā)明在沒有隔離區(qū)段的井孔內(nèi)提供裂縫。例如，待提供裂縫的井孔的整個(gè)區(qū)段可以重復(fù)地經(jīng)受含支撐劑的壓裂流體及之后的導(dǎo)流材料段塞的序列，直到在沒有隔離井孔區(qū)段的情況下為井孔中的每個(gè)孔提供裂縫。
[0037]也可以對之前已經(jīng)提供裂縫的井應(yīng)用本發(fā)明。在這種實(shí)施方案中，可以在可能承受注入導(dǎo)流材料之前迫使支撐劑進(jìn)入已有的裂縫中，以重新打開或擴(kuò)大已有裂縫。替代地，在為井孔設(shè)置新裂縫之前，可以通過注入導(dǎo)流材料抑制進(jìn)入已有裂縫的流動(dòng)。
[0038]在已經(jīng)按本發(fā)明為地層提供水力裂縫后，可以取道水力裂縫由地層生產(chǎn)烴。所述烴可以為例如天然氣、原油和/或輕密致油。
[0039]實(shí)施例1
[0040]導(dǎo)流材料由位于AkronOh1的ICO Polymers North America, Inc公司獲得。所述材料為粒徑分布為1-2830微米的聚乳酸酯可生物降解聚合物。在已經(jīng)鉆好、裝有套管和完成的水平井孔中，最后三個(gè)階段通過常規(guī)程序?qū)嵤?。在井孔端部，后三個(gè)階段組合為一個(gè)階段以測試本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的有效性。所述井孔的這一段約800英尺長。該區(qū)段打有9組孔，各組孔之間間隔約84英尺。所應(yīng)用的壓裂流體和支撐劑的量對于三個(gè)階段來說是正常量，或者為之前各階段用量的三倍。所栗送的支撐劑的總量為約900,000鎊。以大致相等的三個(gè)批次注入支撐劑和流體，每一批次用流體中的導(dǎo)流材料段塞分隔。對于每一批次導(dǎo)流材料來說，將約450鎊導(dǎo)流材料加入600加侖內(nèi)襯凝膠溶液中。在栗入第一批次支撐劑和第一批次導(dǎo)流材料后，導(dǎo)流材料造成的背壓累積至約700psi。在栗送入導(dǎo)流材料第一段塞后，栗送入第二批次支撐劑。第二批次支撐劑需要比第一批次高約200psi的壓力。這表明新孔打開。在栗送入第二批次支撐劑后，栗送第二批次導(dǎo)流材料。再一次，將約450鎊導(dǎo)流材料在約600加侖內(nèi)襯凝膠流體中栗送。這一次，當(dāng)栗送導(dǎo)流材料時(shí)，壓力累積約400psi。然后栗送第三和最后批次的支撐劑，壓裂壓力再次增加約200psi，這表明支撐劑進(jìn)入了新的裂縫中。[0041 ] 實(shí)施例2
[0042] 對于本實(shí)施例，導(dǎo)流材料為獲自Houston Texas的Ha 11 i bur ton EnergyServices, Inc.公司的商購材料B1vert。所述井已配有能夠測量井內(nèi)完整溫度和聲波分布的光纖傳感器。利用作為時(shí)間函數(shù)的完整的聲波和溫度分布，可以計(jì)算進(jìn)入每組內(nèi)不同孔中的壓裂流體分配。如果不用本發(fā)明，通常觀察到的是當(dāng)壓裂一組6個(gè)孔時(shí)，將有1-3個(gè)主裂縫，其中3-5個(gè)裂縫接收到相對較少的支撐劑。因此，正常的程序是在每個(gè)階段不嘗試壓裂3組以上的孔。這樣在井孔內(nèi)形成更多有效裂縫，和裂縫的位置更加可預(yù)測，但增加了完井成本。為了證實(shí)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的有效性，分兩個(gè)批次栗送支撐劑，并用一個(gè)批次含B1Vert材料的流體分隔。圖1給出了對于六組孔中每一組來說兩個(gè)批次支撐劑的支撐劑材料的相對分布。栗送的支撐劑首先大部分進(jìn)入前三組孔。可以看到超過90%的支撐劑進(jìn)入這些孔。在注入導(dǎo)流材料后，更多第二批次支撐劑進(jìn)入其它三個(gè)孔，約50%進(jìn)入第四孔和小于10%的進(jìn)入前三個(gè)孔的每一個(gè)中。在這個(gè)實(shí)施例中，盡管沒有迫使足夠的支撐劑進(jìn)入第五和第六個(gè)孔，但通過導(dǎo)流材料段塞明顯改進(jìn)了支撐劑的分配。
[0043]實(shí)施例3
[0044]另一個(gè)試驗(yàn)用來確定在EagleFord地層內(nèi)水平井中打開的孔組是否可以被封堵，以將壓裂流體導(dǎo)流至未打開的孔組中。所應(yīng)用的導(dǎo)流材料為由Hal Iiburton商購的B1Vert。下面參考圖2，x軸為第一階段中的孔組數(shù)。Y軸為每組孔吸收的壓裂流體和漿液的百分?jǐn)?shù)。工作期間，將流體和漿液的總體積分成兩部分。第一部分按常規(guī)壓裂程序栗送。實(shí)線表示在第一部分處理過程中由光纖溫度傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算的每組孔吸收的流體和漿液的百分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明在第一部分處理過程中，有四組孔吸收了流體和漿液，其中一組孔比其它組孔吸收得多。有兩組孔沒有吸收到任何流體。在第一部分處理后栗送入導(dǎo)流流體段塞。然后栗送入第二部分處理。虛線表示在第二部分栗送過程中每組孔吸收的流體和漿液的百分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明第二部分處理打開了第6組孔并提高了壓裂效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.在地下地層中提供支撐的水力裂縫的方法，包括: 在足以引發(fā)和擴(kuò)展至少一個(gè)水力裂縫的壓力下向地下地層中注入壓裂流體，其中所述壓裂流體包含支撐劑； 當(dāng)所述至少一個(gè)水力裂縫已達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，向壓裂流體中加入預(yù)定量的導(dǎo)流材料，其中所述導(dǎo)流材料包含10-30wt%S度大于2000微米的顆粒、l-15wt%粒度為1000-2000微米的顆粒、10_40wt%直徑為500-1000微米的顆粒、40_7(^1:%小于500微米的顆粒，和所述導(dǎo)流材料包含在地下地層條件下降解的材料，所述導(dǎo)流材料有效地基本阻止壓裂流體流入所述至少一個(gè)裂縫;和 在地下地層內(nèi)有效引發(fā)至少一個(gè)附加裂縫的壓力下繼續(xù)注入壓裂流體。2.權(quán)利要求1的方法，還包括在地下地層中提供井孔和在井孔中提供套管的步驟。3.權(quán)利要求2的方法，還包括在地下地層內(nèi)在所述套管上打孔，其中確定導(dǎo)流材料的尺寸以橋連所述孔。4.權(quán)利要求3的方法，其中確定導(dǎo)流材料的尺寸以橋連所述孔。5.權(quán)利要求1的方法，其中通過注入壓裂流體的體積確定所述裂縫達(dá)到目標(biāo)尺寸的時(shí)間。6.權(quán)利要求1的方法，其中通過在小于裂縫引發(fā)壓力的壓力下可以向地層中注入壓裂流體的速率確定所述裂縫達(dá)到目標(biāo)尺寸的時(shí)間。7.權(quán)利要求1的方法，其中通過微地震數(shù)據(jù)確定所述裂縫達(dá)到目標(biāo)尺寸的時(shí)間。8.權(quán)利要求1的方法，其中在地下地層條件下降解的材料包括聚乳酸酯。9.權(quán)利要求1的方法，其中在地下地層條件下降解的材料包括聚乙醇酸酯。10.權(quán)利要求1的方法，其中在地下地層條件下降解的材料包括油溶性樹脂。11.權(quán)利要求1的方法，其中在地下地層的環(huán)境條件下降解的材料在6小時(shí)至90天的時(shí)間段內(nèi)降解。12.權(quán)利要求1的方法，其中重復(fù)所述步驟多次。13.權(quán)利要求1的方法，還包括通過所述裂縫由地下地層生產(chǎn)烴的步驟。14.權(quán)利要求1的方法，其中對于地下地層內(nèi)的至少部分井孔來說所述井孔基本上是水平的。15.權(quán)利要求1的方法，其中對于地下地層內(nèi)的至少部分井孔來說所述井孔相對于水平方向傾斜。16.權(quán)利要求1的方法，其中對于地下地層內(nèi)的至少部分井孔來說所述井孔基本上是垂直的。17.權(quán)利要求1的方法，其中在壓裂流體中導(dǎo)流材料的濃度為25-200g/l。18.一種在地下地層中提供支撐的水力裂縫的方法，包括: 在足以引發(fā)和擴(kuò)展至少一個(gè)水力裂縫的壓力下向地下地層中注入壓裂流體，其中所述壓裂流體包含支撐劑； 當(dāng)所述至少一個(gè)水力裂縫已達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，向壓裂流體中加入預(yù)定量的導(dǎo)流材料，其中所述導(dǎo)流材料包含10-30?〖％粒度大于2000微米的顆粒、l-15wt%粒度為1000-2000微米的顆粒、10_40wt%直徑為500-1000微米的顆粒、40_7(^1:%小于500微米的顆粒，和所述導(dǎo)流材料包含在地下地層的環(huán)境條件下降解的材料，所述導(dǎo)流材料有效地基本阻止壓裂流體流入所述至少一個(gè)裂縫;和 在地下地層內(nèi)有效引發(fā)至少一個(gè)附加裂縫的壓力下繼續(xù)注入壓裂流體。19.一種在地下地層中提供酸或反應(yīng)性化學(xué)品浸蝕的裂縫的方法，包括: 在足以引發(fā)和擴(kuò)展至少一個(gè)水力裂縫的壓力下向地下地層中注入壓裂流體，其中所述壓裂流體包含能浸蝕裂縫表面的反應(yīng)性化學(xué)品； 當(dāng)所述至少一個(gè)水力裂縫已達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，向壓裂流體中加入預(yù)定量的導(dǎo)流材料，其中所述導(dǎo)流材料包含10-30?〖％粒度大于2000微米的顆粒、l-15wt%粒度為1000-2000微米的顆粒、10_40wt%直徑為500-1000微米的顆粒、40_7(^1:%小于500微米的顆粒，和所述導(dǎo)流材料包含在地下地層的環(huán)境條件下降解的材料，所述導(dǎo)流材料有效地基本阻止壓裂流體流入所述至少一個(gè)裂縫;和 在地下地層內(nèi)有效引發(fā)至少一個(gè)附加裂縫的壓力下繼續(xù)注入壓裂流體。
【文檔編號】C09K8/80GK106030030SQ201580009372
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月17日
【發(fā)明人】S·P·霍爾茲霍塞爾, V·X·丘
【申請人】國際殼牌研究有限公司