在地下处理操作期间加固固体材料的方法与流程

文档序号:13742907阅读:221来源:国知局
发明人:Chih-ChauHwang,RajeshK.Saini,LeonidVigderman,DuaneTreybig,andClaytonS.Smith,MathewSamuel,andKernSmith受托者:CLEARWATERINTERNATIONAL,L.L.C.相关申请本发明要求2013年11月18日(11/18/2013)(18.11.2013)提交的美国临时专利申请序列号61/905340以及1/20/2010提交的美国专利申请序列号12/690,292、6/10/2013提交的13/914,513、6/10/2013提交的13/914526、6/18/2014提交的14/308,160和9/28/2011提交的12/247,985的部分延续的临时优先权和权益。发明背景1.发明领域本发明实施方案涉及交联ζ电位改变涂覆支撑剂组合物以及使用交联ζ电位改变涂覆支撑剂的砂填充、压裂填充、压裂、岩层加固和由地下岩层生产流体的方法,和在岩层压裂期间和/或以后在岩层中的裂缝中形成支撑剂柱、集群、柱或岛的网络、支撑剂网络、支撑剂柱、涂层交联组合物、交联涂层和交联涂覆支撑剂而由岩层生产的方法。更特别是,本发明实施方案涉及交联ζ电位改变涂覆支撑剂的组合物,以及使用交联ζ电位改变涂覆支撑剂的砂填充、压裂填充、压裂、岩层加固和由地下岩层生产流体的方法,和通过在岩层压裂期间和/或以后在岩层中的裂缝中形成支撑剂柱、集群、柱或岛的网络、支撑剂网络、支撑剂柱、涂层交联组合物、交联涂层和交联涂覆支撑剂而由地下岩层生产流体的方法,其中方法包括设计用于形成提高裂缝导流能力的支撑剂网络和支撑剂柱的一序列支撑剂阶段。本发明实施方案还涉及支撑剂和细粒控制,其中将岩层或支撑剂填充层用本发明ζ改变材料处理,然后用交联剂加固以提供给支撑剂填充层或岩层强度以及通过改变细粒的ζ电位而防止细粒迁移以产生大得多的下降速率的流体。2.相关技术描述推荐了许多涉及砂控制的技术以降低支撑剂回流以便维持水力压裂以后的高导流能力。一种技术包括在裂缝中的哈里伯顿沉积热固化支撑剂和树脂涂覆的砂粒,例如以产生具有高导流能力的裂缝。这些树脂涂覆的支撑剂设计用于防治支撑剂回流并降低在高温度和压力下固化时的细粒产生和迁移。第二技术包括将支撑剂用包含交联剂的液体树脂涂覆并在压裂期间将涂覆支撑剂泵送到井下并使热固性树脂随着温度而硬化以产生粘合支撑剂填充层。将支撑剂用就地粘结支撑剂的液体热固性树脂注射而就地加固提供差的导流能力并且不太通常使用。多数市售体系使用与通过岩层温度活化的交联剂混合的苯酚、呋喃或环氧树脂。这些技术将岩石颗粒粘合在一起,产生可渗透的加固颗粒的稳定基体。第三技术包括将筛网和有槽衬管预填充,尤其是对于易碎或者完全未加固的岩层,预填充的筛网和有槽衬管提供低成本井下过滤和用于防止支撑剂回流的许多其它技术,由此增强压裂应用期间的生产率。尽管存在支撑剂回流问题的大量解决方法,这些解决方法要求专用支撑剂或者要求将支撑剂粘结在岩层中的树脂。这些技术具有不同的缺点,例如提高的支撑剂费用和由于内部粘结导致的岩层性能的刚性重制。它们还降低支撑剂填充层或未加固岩层的孔隙率和导流能力。这些技术还难以用于由于这些树脂在孔中累积而导致的对岩层的支撑剂填充层的补救处理。因此,本领域中需要应对支撑剂回流的不同技术。此外,先前所述热固性树脂体系不能用于控制细粒迁移,因为树脂可能在孔中凝固并且可能堵塞岩层。它们还不俘获细粒,因为它们凝固成硬涂层,不具有对细粒材料的亲合力。发明概述本发明实施方案提供组合物,包括:(1)能在岩层表面、岩层颗粒表面、井下流体固体表面和/或支撑剂表面上形成可变形部分或完全涂层的聚集组合物,其中涂层提高颗粒和表面的聚集和/或凝聚倾向以形成具有可变形涂层的颗粒集群或柱,和(2)能够改变涂覆集群或柱的性能以形成加固、稳定化和/或增强集群或柱的聚集体稳定和/或增强组合物。稳定化和/或增强支撑剂材料可用于压裂应用、压裂填充应用、滑溜水应用、砂填充应用、用于加固未加固或弱加固岩层的岩层加固应用,或者具有增强的ζ电位改变涂层(部分或完全)的支撑剂适用的任何其它应用中。在所有这些应用中,可将聚集组合物和涂层交联组合物在处理期间的任何时间并且单独或组合地加入处理流体中。一般而言,涂层交联组合物在ζ电位改变组合物以后或者在注入用ζ电位改变组合物处理的支撑剂以后使用。在一些情况下,可将交联组合物与ζ颗粒改变组合物密切混合以作为单组分体系处理。该组合物适于得到由热或时间触发的延迟加固或交联效果。本发明实施方案提供通过(1)将颗粒用聚集组合物处理以形成聚集集群或柱,和(2)将聚集颗粒集群或柱用稳定或增强组合物处理以形成加固、稳定化和/或增强集群或柱而将聚集颗粒集群或柱稳定化的方法。本发明实施方案提供在岩层压裂期间在岩层中形成支撑剂柱的方法,其中方法包括一序列的一种压裂液或多种不同压裂液的注入,其中压裂液选自包含支撑剂和ζ改变或聚集组合物的流体,不包含支撑剂和ζ改变或聚集组合物的流体,包含ζ改变或聚集组合物但不包含支撑剂的流体,和包含支撑剂但不包含ζ改变或聚集组合物的流体。该序列可包括各个流体以任何顺序单一注射或者各个流体以任何顺序多次注射。因此,一个序列可包括注射不包含支撑剂的第一流体,注射包含ζ改变或聚集组合物但不包含支撑剂的第二流体,和包含支撑剂和ζ改变或聚集组合物的第三流体。包含支撑剂的流体可包含未处理支撑剂、含有用ζ改变或聚集组合物涂覆或部分涂覆的颗粒的处理支撑剂或其混合物。另一序列可包括多次第一流体注射、多次第二流体注射和多次第三流体注射。另一序列可包括在压裂操作的支撑剂放置阶段的过程期间重复多次的第一、第二和第三流体的单一注射。另一序列可包括各个流体以任何给定顺序多次注射。该序列还可包括各个注射之间的保持周期。因此,一个序列可包括第一流体注射、第一保持时间、第二流体注射、第二保持时间,和第三流体注射,和第三保持时间,其中第一、第二和第三流体可以为上文列出的流体组合物中的任一种。附图简述本发明可参考以下详细描述以及所附说明性图更好地理解,其中类似的元件编号相同:图1A描述本发明压裂特征的一个实施方案。图1B描述本发明压裂特征的另一实施方案。图1C描述本发明压裂特征的另一实施方案。图1D描述本发明压裂特征的另一实施方案。图2A描述宽裂缝内的支撑剂模式或网络的一个实施方案。图2B描述窄裂缝内的支撑剂模式或网络的一个实施方案。图2C描述说明性正方形裂缝内的支撑剂模式或网络的一个实施方案。图2D描述分支裂缝内的支撑剂模式或网络的一个实施方案。图2E描述压裂填充内的支撑剂模式或网络的一个实施方案。图3A-I描述9种不同的说明性支撑剂集群。图4A-J描述支撑剂集群的10种不同支撑剂组。图5A-D描述4种不同的穿孔模式。图6描述ζ电位和聚集倾向的表以及未处理二氧化硅和煤以及处理二氧化硅和煤的ζ电位的图。图7A描述未处理的200目硅砂的照片。图7B描述用7重量%SandAidTM溶液处理的200目硅砂的照片。图7C描述用7重量%SandAidTM溶液和SandAidTM交联组合物处理的200目硅砂的照片。图8A描述在4盎司瓶中的用SandAidTM处理并用水覆盖的200目砂的照片。图8B描述在4盎司瓶中的用SandAidTM和SandAidTM交联组合物处理并用水覆盖的200目砂的照片。图8C描述颠倒的图8A的瓶的照片,其显示一部分聚集砂落到瓶的盖端。图8D描述颠倒的图8B的瓶的照片,其显示没有砂落到瓶的盖端。图9A描述在竖直4盎司瓶中的用水覆盖的SandAid处理陶瓷支撑剂的照片。图9B描述在竖直4盎司瓶中的在高温(137℃)和压力处理(420psi)以后图9A的瓶的照片。图9C描述在颠倒4盎司瓶中的用水覆盖的交联SandAidTM处理陶瓷支撑剂的照片。图9D描述在颠倒4盎司瓶中的在高温(137℃)和压力处理(420psi)以后图9C的瓶的照片。图10描述在MSFR试验(MSFRT)以后堆叠在彼此之上的SandAidTM处理的200目砂(上部圆柱块)和交联SandAidTM处理的200目砂(下部圆柱块)的照片。图11A描述在恢复渗透性试验以后,SandAidTM处理砂芯的照片。图11B描述在恢复渗透性试验以后,交联SandAidTM处理砂芯的照片。本发明所用术语的定义提供以下定义以帮助本领域技术人员理解本发明的详细描述。术语“约”意指值在所述值的约10%内。在某些实施方案中,值在所述值的约5%内。在某些实施方案中,值在所述值的约2.5%内。在某些实施方案中,值在所述值的约1%内。在某些实施方案中,值在所述值的约0.5%内。术语“基本”意指值在所述值的约10%内。在某些实施方案中,值在所述值的约5%内。在某些实施方案中,值在所述值的约2.5%内。在某些实施方案中,值在所述值的约1%内。在某些实施方案中,值在所述值的约0.5%内。术语“支撑剂柱、支撑剂岛、支撑剂集群、支撑剂聚集体或支撑剂凝聚体”意指多个支撑剂颗粒聚集、丛生、凝聚或者另外粘附在一起以形成离散结构。术语“可移动支撑剂柱、支撑剂岛、支撑剂集群、支撑剂聚集体或支撑剂凝聚体”意指在压裂、生产或注射操作期间能够重新布置的支撑剂柱、支撑剂岛、支撑剂集群、支撑剂聚集体或支撑剂凝聚体。术语“自修复支撑剂柱、支撑剂岛、支撑剂集群、支撑剂聚集体或支撑剂凝聚体”意指在压裂、生产和注射操作期间能够破裂和重组的支撑剂柱、支撑剂岛、支撑剂集群、支撑剂聚集体或支撑剂凝聚体。术语“两性”指带有正和负电荷的表面活性剂。取决于溶液的pH,该表面活性剂的净电荷可以为正、负或中性的。术语“阴离子的”指具有净负电荷的那些粘弹性表面活性剂。术语“压裂”指通过在非常高的压力下泵送流体而使地理岩层,即围绕井身的岩层破裂以提高来自油气藏的生产率的工艺和方法。本发明压裂方法使用本领域中已知的其它常规技术。术语“支撑剂”指在压裂操作期间悬浮于压裂液中的颗粒物质,其用于在压力释放时保持岩层以防自身关闭。本发明预期的支撑剂包括但不限于本领域技术人员熟悉的常规支撑剂,例如砂、20-40目砂、树脂涂覆砂、烧结铝土矿、玻璃珠和类似材料。缩写“RPM”指相对渗透率改性剂。术语“表面活性剂”指通过使其本身在这些界面上聚集和定位而降低液体的表面张力或者降低两种液体或液体与固体之间的界面张力的可溶或者部分可溶化合物。术语“粘弹性”指具有弹性性能的那些粘性液体,即在施加的应力释放时至少部分恢复其原始形式的液体。短语“粘弹性表面活性剂”或“VES”指可在水溶液中在抗衡离子的存在下形成胶束(球粒、不等轴、层状或液晶),由此赋予流体粘度的那类化合物。特别优选不等轴胶束,因为它们在溶液中的行为最接近地类似于聚合物。缩写“VAS”指用于压裂操作和压裂填充的粘弹性阴离子表面活性剂。如本文中所讨论的,它们具有阴离子性质,具有钾、铵、钠、钙或镁的优选抗衡离子。术语“可起泡”意指在与气体混合时形成稳定泡沫的组合物。术语“压裂层”用于表示意欲在单一压裂处理中压裂的一个或多个岩石层。重要的是理解“压裂层”可包括一个或多于一个岩石层或地层,如通常由渗透率的差、岩石类型、孔隙率、粒度、杨氏模量、流体含量或许多其它参数中的任一种限定的。即,“压裂层”为与在给定处理中通过其将流体迫入岩石中的所有穿孔接触的一个或多个岩石层。操作员可选择同时压裂包括水区和烃区和/或高渗透率和低渗透率区(或者甚至不透水区如页岩区)等的“压裂层”。因此,“压裂层”可包含多个区域,通常称为各个层、地层、区、条纹、产油区等,并且我们以其常用方式使用这类术语以描述压裂层的部分。通常,压裂层包含油气藏,但方法还可用于压裂水井、储存井、注入井等。还注意本发明的一些实施方案根据常规圆形穿孔(例如用成型装料产生),其通常具有穿孔隧道。然而,本发明还可以用其它类型的“穿孔”,例如通过喷射而切割成管的开口或槽实践。术语MSFR意指最大无砂生产率,其为在井中不具有砂或岩层颗粒的同时产生而可实现的最大生产率。术语气穴或气蚀意指形成围绕生产管、套管或粘砂套管的空穴,即产生围绕生产管、套管或粘砂套管的无砂体积。术语气蚀岩层为具有围绕生产管、套管或粘砂套管的一个或多个空穴的岩层。术语生产压降意指使岩层或区的内容物,例如但不限于油、气体和/或水移至套管、衬管或管中所需的压力下降。术语临界生产压降意指产生岩层颗粒,例如但不限于二氧化硅、粘土、砂和/或细粒到套管或者沉淀或管中所需的压力下降。术语聚集、凝聚或聚结岩层意指将弱加固、半加固或未加固岩层用聚集、凝聚或聚结组合物处理使得岩层足够稳定以产生低于其临界生产压降而不瓦解。术语相对生产压降意指可生产岩层或区的单位面积的生产压降。术语“gpt”意指加仑/1000加仑。术语“ppt”意指磅/1000加仑。发明详述发明人发现不是基于热固性塑料支撑剂或就地树脂注射的砂控制或支撑剂回流的新且不同解决方法。该新路线涉及在岩层表面、岩层颗粒、支撑剂或其混合物上形成部分或完全涂层以提高其聚集倾向的聚集组合物的金属稳定化。聚集组合物包括:1)胺/磷酸盐反应产物,2)胺组分和胺/磷酸盐反应产物,3)聚合胺;4)聚合胺和胺/磷酸盐反应产物,5)聚合胺、胺组分和胺/磷酸盐反应产物,6)胺组分,或者7)其混合物和组合。发明人认为过渡金属变得络合到聚集组合物涂层中以形成金属稳定化、加固和/或增强聚集组合物涂层。因此,当将金属盐施涂于聚集组合物涂层或涂覆支撑剂上时,处理支撑剂的结构和/或化学/物理性能和特性改变。结构和/或化学/物理性能由于聚集组合物涂层中形成金属络合物的网络结构而加固、稳定化和/或增强。发明人发现将金属盐加入聚集组合物涂层中改进本发明中所用聚集组合物涂层的热和/或机械性能和特性。关于本发明中所用聚集组合物的其它细节,读者参考美国专利Nos.7,392,847;7,956,017;8,466,094;和8,871,694;和美国公开Nos.20100212905和20130075100。本发明实施方案涉及组合物,其包含:(1)能够在岩层表面、岩层颗粒表面、井下流体固体表面和/或支撑剂表面上形成可变形部分或完全涂层的ζ电位改变或聚集组合物,其中涂层提高颗粒和表面的聚集和/或凝聚倾向以形成具有可变形涂层的颗粒集群或柱,和(2)能够改变涂覆集群或柱的性能以形成加固、稳定化和/或增强集群或柱的聚集体稳定和/或增强组合物,其中稳定化和/或增强支撑剂材料可用于压裂应用、压裂填充应用、滑溜水应用、砂填充应用、用于加固未加固或弱加固岩层的岩层加固应用,或者具有增强的ζ电位改变涂层(部分或完全)的支撑剂适用的任何其它应用中,其中可将聚集组合物和涂层交联组合物在处理期间的任何时间并且单独或组合地加入处理流体中,条件是涂层交联组合物在ζ电位改变组合物以后或者在注入用ζ电位改变组合物处理的支撑剂以后使用。水力压裂通过将压裂液以足以使目标区井下压力提高至导致或引发裂缝到岩层的目标区中的速率泵送到井眼中而形成。随着压裂或者在压裂期间注入的压裂支撑剂的小颗粒用于保持压力形成的裂缝开放,防止在注射停止并除去流体的水压时裂缝闭合。然而,弱加固的支撑剂可随时间过去而容易地产生,因此降低裂缝宽度,因此损失导流能力。砂或细粒的产生可导致穿孔以及管和泵的侵蚀,导致昂贵的修补。本发明的目的是通过加固压裂支撑剂以排除支撑剂回流的可能性并使裂缝导流能力最大化而增强砂控制效力。本发明描述使用交联化学以加固压裂支撑剂上的胺-磷酸盐聚集涂层结构而实现高导流能力裂缝。通常,在压裂操作期间将具有胺-磷酸盐聚集组合物处理支撑剂的压裂液泵送到井中以形成凝聚支撑剂集群。通过用过渡金属盐溶液后冲洗凝聚集群,支撑剂集群的结构可急剧改变,从而提高它们的加固程度以形成包含胺-磷酸盐反应产物涂覆支撑剂的金属稳定化聚集体的加固支撑剂集群。胺-磷酸盐反应产物处理支撑剂为柔软触感的集群,意指涂层为可变形且触摸起来柔软的。在用过渡金属盐溶液处理以后,涂层转变成硬且块状支撑剂集群,这消除了支撑剂回流的可能性以及改进随后生产期间的压裂导流能力。该段中的论述仅提供涉及本公开内容的信息并且不能构成现有技术。本发明涉及由地下岩层生产流体。更特别是,它涉及通过水力压裂刺激流过岩层。最特别是,它涉及通过支撑岩层地层中的裂缝使得支撑剂不均匀地分布于裂缝中以及在一些情况下裂缝包含具有很少或不具有支撑剂的显著空隙而使裂缝导流能力最佳化的方法。本发明方法的实施方案提供支撑剂放置步骤,所述步骤涉及将无支撑剂流体和含支撑剂流体的交替栓在压裂压力以上通过大量穿孔组注入压裂层的裂缝中。含支撑剂流体的栓在压裂期间和/或压裂以后在裂缝关闭时在裂缝中形成支撑剂柱、集群或岛。本发明方法的实施方案提供支撑剂放置步骤,所述步骤涉及将无支撑剂流体和含支撑剂流体的交替栓在压裂压力以上通过井眼中的大量穿孔组注入压裂层的裂缝中,并导致通过相邻穿孔组注入的无支撑剂流体和含支撑剂流体的栓序列以不同的速率移动通过裂缝。含支撑剂流体的栓在压裂期间和/或压裂以后在裂缝闭合时再次在裂缝中形成支撑剂柱、集群或岛。本发明方法的实施方案提供支撑剂放置步骤,所述步骤涉及将无支撑剂流体和含支撑剂流体的交替栓在压裂压力以上通过井眼中的大量穿孔组注入压裂层的裂缝中,并导致通过至少一对穿孔组注入的无支撑剂流体和含支撑剂流体的栓序列由注入无支撑剂流体的区域分割。含支撑剂流体的栓在压裂期间和/或压裂以后在裂缝闭合时也在裂缝中形成支撑剂柱、集群或岛。存在这些方法的许多任选变化方案,包括但不限于:(i)改变一些或所有无支撑剂流体栓中的无支撑剂流体,(ii)改变一些或所有含支撑剂流体栓中的含支撑剂流体,(iii)改变一些或所有含支撑剂流体中的支撑剂组成,(iv)改变一些或所有栓的栓性能,(v)改变栓的序列,(vi)改变穿孔组的数目,(vii)改变穿孔组间距,(viii)改变一些或所有组长度的长度,(ix)改变一些或所有组中穿孔的数目,或者(xii)改变其它流体性能、其它栓性能、其它压裂性能等。在其它变化方案中,方法在支撑剂放置步骤以后具有涉及将含支撑剂流体连续引入压裂液中的步骤,其中支撑剂具有基本均匀的粒度。该随后步骤可包括补强材料、支撑剂输送材料、其它材料或其混合物。可将流体用聚合物或者用粘弹性表面活性剂增粘。各穿孔组中孔的数目可以为相同或不同的。所有组中孔的直径可以为相同或不同的。穿孔组的长度和分割该组的跨距可以为相同或不同的。可使用至少两种不同的穿孔组形成方法。一些组可使用欠平衡穿孔技术或过平衡穿孔技术产生。所有组中穿孔相对于优选裂缝平面的取向可以为相同或不同的。在另一变化方案中,岩层中产生栓脉冲的组对可由支撑剂桥联且无支撑剂流体通过其进入岩层的具有足够小穿孔的穿孔组分隔。一般而言,各个组中穿孔的数目为2-300;在某些实施方案中,数目可以为2-100。一般而言,相邻组之间的穿孔组长度为0.15-3.0米;在某些实施方案中,组长度为0.30-30米。一般而言,穿孔射孔密度为0.30个射孔/0.3。一般而言,含支撑剂栓具有80-16,000升的体积。在某些实施方案中,流体注射顺序由数学模型确定;和/或流体注射顺序包括对栓分散体校准;和/或由数学模型确定穿孔模式。在其它实施方案中,参数,包括栓体积、栓组成、支撑剂组成、支撑剂尺寸、支撑剂浓度、每穿孔组的孔数目、穿孔组长度、穿孔组间距、穿孔组取向、穿孔组射孔密度、穿孔组长度、造眼方法中的至少一个在压裂层中沿着井眼是恒定的,或者在压裂层中沿着井眼提高或降低,或者在压裂层中沿着井眼交替。本发明方法设计以容许在裂缝中形成支撑剂柱、集群或岛使得支撑剂柱不会平行于井眼,包括由流动通道间隔的支撑剂柱、集群或岛区域延伸遍及裂缝的整个尺寸,或者柱之间的路径形成通向井眼的路径,即支撑剂柱、集群或岛在裂缝中的分布中是分离的以形成流动通道或路径。在某些实施方案中,设计支撑剂组成和支撑剂放置步骤以降低实现比在不存在裂缝中形成的支撑剂柱、集群或岛下的裂缝导流能力更大的所需裂缝导流能力水平所需的支撑剂的量。根据垂直井中的垂直裂缝描述阐述本发明的一些实施方案,但同样适用于具有任何取向的裂缝和井,例如垂直或倾斜井中的水平裂缝,或者水平或倾斜井中的垂直裂缝。关于一种裂缝描述实施方案,但应当理解同时可形成多于一种裂缝。关于烃生产井描述实施方案,但应当理解本发明可用于生产其它流体如水或二氧化碳的井,例如注射或贮存井。关于常规水力压裂描述实施方案,但应当理解本发明实施方案还可包括水压裂和压裂填充。还应当理解在整个本说明书中,当浓度或量范围描述为有用或合适的等时,意欲认为该范围内的任何和每一个浓度或量,包括端点是规定的。此外,各个数值应当如由术语“约”修饰(除非已经如此修饰)读取一次,然后除非上下文中另外指出,再次读取为不如此修饰。例如,“1-10的范围”应当读取为表示沿着约1至约10之间的连续的各个和每一个可能数字。换言之,当表述一定范围时,即使仅少数具体数据点明确确定或或称为在该范围内,或者即使没有数据点称为在该范围内,应当理解发明人识别和理解该范围内的任何和所有数据点被认为是描述了的,且发明人拥有整个范围和该范围内的所有点。在某些实施方案中,压裂层的压裂中的支撑剂放置为压裂设计,其中压裂设计,包括穿孔模式、流体顺序、流体组成等产生裂缝内支撑剂柱、集群或岛的优越放置以提高、使裂缝中开放(空隙)空间或流动路径的量最佳化或最大化。这又确保裂缝的提高、最佳化或最大化水力传导率和由储层的增强烃产量。裂缝中(a)支撑剂柱、集群或岛,(b)支撑剂柱、集群或岛的区域,(c)流动路径或通道,或者(d)流动路径或通道的区域的产生和放置具有优点:(a)以相同质量的支撑剂产生较长(和/或较高)的裂缝,和(b)由于较大体积的裂缝为流动路径,产生从裂缝中更有效的压裂液的裂缝清洗。关于常规水力压裂描述实施方案,但应当理解本发明实施方案还可包括水压裂和压裂填充。还应当理解在整个本说明书中,当浓度或量范围描述为有用或合适的等时,意欲认为该范围内的任何和每一个浓度或量,包括端点是规定的。此外,各个数值应当如由术语“约”修饰(除非已经如此修饰)读取一次,然后除非上下文中另外指出,再次读取为不如此修饰。例如,“1-10的范围”应当读取为表示沿着约1至约10之间的连续的各个和每一个可能数字。换言之,当表述一定范围时,即使仅少数具体数据点明确确定或或称为在该范围内,或者即使没有数据点称为在该范围内,应当理解发明人识别和理解该范围内的任何和所有数据点被认为是描述了的,且发明人拥有整个范围和该范围内的所有点。当与设计用于使其输送通过水力压裂期间使栓分散最小化的支撑剂栓混合物组合使用时,穿孔设计是特别有效的,其可通过使用本发明支撑剂组合物、聚集组合物和/或涂层交联组合物而实现。一般而言,压裂操作包括第一阶段,包括将填塞液注入岩层中(通常无支撑剂增粘流体),其引发裂缝形成并促进裂缝传播。压裂操作的第二阶段通常包括大量子阶段。在各个子阶段期间,将具有给定(设计或计算)支撑剂组成和浓度的含支撑剂流体栓泵送(所谓的栓子阶段)到岩层中,其后是无支撑剂流体间隔子阶段。含支撑剂流体栓和无支撑剂流体栓的体积显著影响裂缝的水力传导率,因为在裂缝中的形成和放置支撑剂柱、集群或岛。含支撑剂和无支撑剂流体栓的可重复必需的次数以实现裂缝中所需的柱分布和/或放置。可改变或使各子阶段的持续时间、支撑剂组成、支撑剂浓度和各栓中流体的性质最佳化以提高、使支撑剂柱、集群或岛放置最佳化或最大化,产生提高、改进、最佳化或最大化裂缝导流能力。在处理结束时,可在裂缝中形成非均匀支撑剂结构。在裂缝闭合以后,支撑剂柱挤压并在裂缝壁之间形成稳定的支撑剂形成(柱)并防止裂缝完全闭合。在用于压裂地下岩层的本发明水力压裂方法中,压裂序列通常包括第一阶段或者“填塞阶段”,其涉及将压裂液以足够高的流速注入井眼中,使得它在岩层中产生水力裂缝。泵送填塞阶段使得裂缝具有足够的尺寸以容纳包含含支撑剂流体的随后栓。填塞液的体积和粘度可由裂缝设计领域中的技术人员设计(例如参见“ReservoirStimulation”,第3版,M.J.Economides,K.G.Nolte,编者,JohnWileyandSons,NewYork,2000)。水基压裂液为常用的,其中加入天然或合成水溶性聚合物以提高流体粘度,并且用于整个填塞液和随后支撑阶段中。这些聚合物包括但不限于瓜尔胶(包含甘露糖和半乳糖的高分子量多糖)或瓜尔胶衍生物,例如羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶和羧甲基羟丙基瓜尔胶。基于硼、钛、锆或铝络合物的交联剂通常用于提高聚合物的有效分子量,使得它更好地适用于高温井中。压裂操作的第二阶段或“支撑剂阶段”涉及向压裂液中引入固体颗粒或颗粒形式的支撑剂以形成悬浮液或淤浆。支撑阶段可分为不同压裂液,包括未增粘无支撑剂流体、增粘无支撑剂流体、未增粘含支撑剂流体,或者增粘含支撑剂流体的栓序列。该序列可包括两个或更多个定期重复的子阶段,包括涉及注入无支撑剂压裂液的“载体子阶段”和涉及注入含支撑剂压裂液的“支撑剂子阶段”。由于含有颗粒支撑材料的淤浆的定期(但不是连续的)栓,支撑剂不完全填充裂缝。而是,支撑剂形成其间具有岩层或注射流体可通过的通道或流动路径的集群、杆、柱或岛。所泵送的支撑剂子阶段和载体子阶段的体积可以是不同的。即,载体子阶段的体积可以比支撑剂子阶段的体积更大或更小。此外,子阶段的体积可随时间过去而改变。例如,早先在处理中泵送的支撑剂子阶段可具有比稍后在处理中泵送的支撑剂子阶段更小的体积。子阶段的相对体积基于裂缝的多少表面积待由支撑剂集群、柱体、柱或岛支撑以及多少裂缝面积待为岩层流体可自由流过的开放通道而选择。在某些实施方案中,栓中的支撑剂组合物可包含补强和/或加固材料以提高形成的支撑剂集群、柱体、柱或岛的强度并防止它们在裂缝闭合期间坍塌。通常,将补强材料加入一些支撑剂子阶段中。另外,支撑剂和补强材料的浓度可在整个支撑剂阶段中连续、定期或间歇式地改变。作为实例,补强材料和/或支撑剂的浓度在2个随后支撑剂子阶段中可以为不同的。在方法的一些应用中也可以为合适或可行的是将补强材料在整个支撑剂阶段中,在载体和支撑剂子阶段之间以连续方式引入。换言之,补强材料的引入可以不仅限于支撑剂子阶段。在某些实施方案中,补强材料的浓度在整个支撑剂阶段期间不改变;在支撑剂阶段期间单一地提高;或者在支撑剂阶段期间单一地降低。可固化或可部分固化的树脂涂覆支撑剂可用作补强和加固材料以形成支撑剂集群。用于特定井底静态温度(BHST)和特定压裂液的合适树脂涂覆支撑剂的选择是有经验的工作者熟知的。另外,有机和/或无机纤维可用于补强支撑剂集群。这些材料可与树脂涂覆支撑剂组合或分开地使用。可将这些纤维改进以具有单独的粘合剂涂层或者被在它通过裂缝时可溶于压裂液中的非粘合剂物质层涂覆的粘合剂涂层。由粘合剂材料制成的纤维可用作被在它通过裂缝时在地下温度下可溶于压裂液中的非粘合剂物质涂覆的补强材料。金属颗粒为补强材料的另一优选,并且可使用铝、降低腐蚀的含钢专用添加剂以及其它金属和合金生产。可将金属颗粒成型以类似于球并测量为0.1-4mm。在某些实施方案中,所用纤维如金属颗粒具有细长形状,其具有大于5:1的纵横比(长度:宽度或直径),例如长于2mm的长度和10-200μm的直径。另外,有机或无机物质、陶瓷、金属或金属基合金板可用作补强材料。这些板可以为圆盘或矩形形状且具有长度和宽度使得对于所有材料,三个维中任何两个之间的比为大于5:1。支撑剂和流体选择也是本发明方法中的可调节因素。选择支撑剂组合物和流体组合物以提高、使裂缝闭合以后裂缝内支撑剂集群、柱体、柱和岛的强度最佳化或最大化。支撑剂集群应在完全裂缝闭合应力下保持合理的残余厚度。这确保通过在支撑剂集群之间形成的开放通道的流体流提高。在这种情况下,支撑剂填充层渗透性同样对提高井生产率而言不是决定性的。因此,支撑剂集群可成功地使用其颗粒对用于感兴趣岩层中的标准水力压裂中而言太弱的砂产生。支撑剂集群也可由不适于常规压裂的具有非常宽的粒度分布的砂制成。这是重要的优点,因为砂成本实质性小于陶瓷支撑剂。另外,在应用裂缝闭合负载期间砂粒的破坏可改进由砂粒组成的集群的强度。这可能由于砂支撑剂颗粒的裂化/破坏降低集群孔隙率并提高支撑剂紧实度而发生。泵送到裂缝中以产生支撑剂集群的砂不需要良好的颗粒性能,即通常理想的颗粒窄直径分布。例如,为执行该方法,可以为合适的是使用50,000kg砂,其中10,000-15,000kg具有0.002-0.1mm的颗粒直径,15,000-30,000kg具有0.2-0.6mm的颗粒直径,且10,000-15,000kg具有0.005-0.05mm的颗粒直径。应当指出在现有(常规)水力压裂方法中需要约100,000kg的比砂更昂贵的支撑剂以得到产生的裂缝中类似的水力传导率值。在某些实施方案中,一些或所有支撑剂子阶段包括具有包含处理支撑剂的支撑剂组合物的栓,且一些或所有载体子阶段具有聚集组合物和/或导致支撑剂颗粒粘附、聚集或凝聚和/或使支撑剂涂层稳定或交联的本发明涂层交联组合物。在方法的某些实施方案中,压裂操作可包括在第二阶段以后的第三阶段或“收尾阶段”,其涉及连续引入一定量的支撑剂。如果使用的话,压裂操作的收尾阶段类似于常规压裂处理,其中将分选好的常规支撑剂的连续床放入相对接近井眼的裂缝中。在某些实施方案中,收尾阶段与第二阶段不同的是连续放置分选好的支撑剂,即具有基本均匀颗粒尺寸的支撑剂。收尾阶段中的支撑剂强度足以防止在它经受裂缝闭合时发生的应力时支撑剂压碎(粉碎)。支撑剂在该阶段的作用是防止裂缝闭合,因此提供井眼附近良好的裂缝导流能力。该第三阶段中所用支撑剂应具有类似于常规支撑剂的性能。在某些实施方案中,压裂操作设计(穿孔的数目、尺寸和取向以及产油区的穿孔分布)包括充当给定支撑剂栓的“栓分离器”的穿孔模式,即使注入单一均匀岩层中(即,即使压裂层为单一均匀岩层)。穿孔模式导致向下泵送到井眼中的支撑剂栓分离成在特定区的裂缝内的预定数目的分离较小栓。可使支撑剂栓的数目和相应的完井设计最佳化以实现产生的水力裂缝的优秀性能。在某些实施方案中,泵送支撑剂栓以产生水力裂缝的方法,包括支撑剂集群、柱体、柱或岛的网络和流动路径,或者包含集群、柱体、柱或岛的富支撑剂区和贫支撑剂区的网络,其中流动路径隔离支撑剂集群、柱体、柱或岛且贫支撑剂区隔离富支撑剂区。支撑剂填充层内的互连路径或贫支撑剂区形成从其顶点到井眼贯穿裂缝的通道网络。通道网络导致产生的水力裂缝的有效水力传导率显著提高。载体流体组成、支撑剂流体组成、栓的顺序、栓性能、穿孔模式和/或其它压裂操作参数可改变以提高、使水力裂缝导流能力最佳化或最大化,其中穿孔模式如上所述充当“栓分离器”。应当指出尽管关于其中压裂层为单一岩层的情况描述了一些实施方案,它不限于用于单一层中。压裂层可以为由多个可渗透层构成的单一产油区。压裂层也可由多于一个产油区构成,所述产油区由一个或多个不可渗透或几乎不可渗透的岩层如页岩层隔离的多于一个的产油区构成,且各个产油区和各个页岩层又可由多个岩层构成。在一个实施方案中,各个产油区包含多个穿孔集群且本发明方法在单一处理中在多于一个产油区中进行。在其它实施方案中,在单一压裂处理中,将至少一个产油区通过该方法处理,并将至少一个产油区常规处理。结果是多于一个裂缝,其中至少一个包含根据本发明方法不均匀地放置的支撑剂。在另一实施方案中,压裂层由一个或多个不可渗透或几乎不可渗透的岩层如页岩层隔离,且各个产油区和各个页岩层又可由多个岩层构成,且至少一个产油区包含多个穿孔集群且本发明方法在单一处理中在至少一个产油区中进行,但设计工作使得在所有产油区中以及在任何中间不可渗透区中形成单一裂缝。当然,任何实施方案可在一个井中可执行多于一次。进行的模拟显示给定岩层需要的穿孔集群的数目通常可以为1-100,但对一些岩层可以为高达300。柱的合适尺寸取决于大量因素,例如“栓表面体积”(淤浆流速和栓持续时间的乘积)、集群的数目、向岩层中的泄漏速率等。计算显示栓持续时间对产生的不均匀裂缝的总生产率而言的重要性。许多储层可能要求栓持续时间以跨越例如2-60秒的范围(对于3,200-16,000升/分钟(20-100桶/分钟(bpm)的典型压裂工作,给定流速范围,这对应于约80-16,000升(0.5-100桶(bbl))的栓表面体积)。其它储层要求支撑剂栓持续时间(如在表面设备中测量)为至多例如5分钟(给定3,200-16,000升/分钟(20-100bpm)的流速,16,000-79,500升(100-500bbl)压裂液)。最后,对于其中一部分裂缝应被支撑剂均匀覆盖的那些处理,栓可持续10-20分钟和更长。此外,栓持续时间也可在整个处理中改变以改变单一水力裂缝内的特性柱足迹。栓持续时间的典型范围与上文刚刚详述的相同。例如,泵送进度表可以以1分钟长栓开始,并以5秒长支撑剂栓结束泵送,它们之间具有5秒无支撑剂层段。支撑剂回流控制和加固在压裂应用期间,将砂和支撑剂泵送到裂缝中以保持它为开放的。如果未加固,则支撑剂可随产生的流体或气体回流,这可导致支撑剂填充层传导率损失。产生的支撑剂还可侵蚀生产管、井下和表面设备,这可导致昂贵的修补和停机时间。本发明一个实施方案是在压裂操作期间泵送本发明ζ改变材料/化学品(例如SandAidTM、胺组分、聚乙烯基吡啶等)以防止支撑剂回流。ζ改变材料涂覆在砂或支撑剂上并均匀地涂布和使支撑剂凝聚。材料的凝聚强度取决于许多条件,例如温度、支撑剂的矿物学、水组合物、盐离子、液面下降速率等。这些中的一些可不利地影响凝聚强度,并且在那些情况下,我们仍可看到支撑剂回流。为进一步提高ζ改变材料的凝聚强度和加固支撑剂填充层,加入交联剂或交联剂的组合以将涂层和聚集的支撑剂稳定化、增强和/或加固,其中交联剂包括无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。交联剂设计用于形成离子化学键、共价键、其它键合相互作用(氢键结合、静电吸引力等)或其混合物和组合以增强支撑剂填充层、压裂填充层、未加固砂、岛、集群和/或柱中的加固颗粒。支撑剂填充层、压裂填充层、未加固砂、岛、集群和/或柱的增强会降低砂、细粒和/或支撑剂生产,并且由于增强支撑剂填充层、压裂填充层、未加固砂、岛、集群和/或柱的较高加固,它们会支撑较高的液面下降速率和可能的井底压力(BHP)。交联支撑剂填充层、压裂填充层、未加固砂、岛、集群和/或柱容许较高的操作温度并降低ζ改变材料在生产流体中的溶解速率。与未交联支撑剂填充层、压裂填充层、未加固砂、岛、集群和/或柱相比,降低溶解速率更长时间地降低支撑剂回流。交联支撑剂填充层、压裂填充层、未加固砂、岛、集群和/或柱还具有附加优点,因为它们使本发明ζ改变材料的使用温度极限提高至约400°F的温度。基于聚乙烯基吡啶聚集组合物的一些新材料已经具有在凝聚中比胺-磷酸盐反应产物聚集组合物如SandAidTM更好的热稳定性。本发明实施方案涉及支撑剂回流控制和加固的方法,其包括将岩层、弱加固岩层或未加固岩层用聚集有效量的本发明ζ电位改变或聚集组合物和涂层交联有效量的涂层交联剂涂覆处理,其中聚集有效量足以在岩层的表面、岩层细粒、支撑剂或岩层中的其它固体材料的表面上形成部分或完全涂层,其中涂层改变表面的聚集倾向,涂层交联有效量足以通过形成交联涂层而稳定或增强涂层。本发明实施方案还涉及其上具有交联聚集组合物涂层的表面。砂和细粒控制和加固来自井的油气生产期间的砂和细粒产生是全球的大问题。砂和细粒产生导致对井眼的频繁清洗和处理以保持生产。细粒和砂产生还可侵蚀生产管、井下和表面泵和设备,这可导致昂贵的修补和停机时间。本发明第二实施方案为用本发明ζ改变材料/化学品(例如胺-磷酸盐反应产物、聚乙烯基吡啶、聚烯胺等)处理岩层以降低或防止砂和细粒产生。ζ改变材料涂覆细粒、砂和/或支撑剂并均匀涂布在表面上,从而改变细粒、砂和/或支撑剂的凝聚性能。聚集降低或防止细粒迁移以及砂的产生,因此消除或降低对井的频繁清洗或油井维修。ζ改变材料的凝聚强度取决于许多条件,例如温度、支撑剂的矿物学、水组合物、盐离子、液面下降速率等。这些中的一些可不利地影响凝聚强度,并且在那些情况下,可发生砂和/或细粒产生。为进一步提高ζ改变材料的凝聚强度和加固砂或岩层,将有机交联剂、无机交联剂或其混合物和组合加入涂层中以提高强度、硬度、稳定性和加固。改进的强度、硬度、稳定性和加固降低或防止砂和细粒产生并容许较高的液面下降速率。交联还使材料在较高的温度下工作并降低材料在生产流体中的溶解速率。降低溶解速率较长时间地降低或防止砂和细粒产生。该方法可用于开放孔和空穴、套管和穿孔井、筛网、有槽衬管、可膨胀筛网、套管井眼砾石填充层、开孔砾石填充层、高速率水填充层和尖端筛网、压裂外压裂。本发明实施方案涉及砂和细粒控制和加固方法,其包括将岩层、弱加固岩层或未加固岩层用聚集有效量的本发明ζ电位改变或聚集组合物和涂层交联有效量的涂层交联剂处理,其中聚集有效量足以在岩层的表面、岩层细粒、砂或者岩层中的其它固体材料的表面上形成部分或完全涂层,其中涂层改变表面的聚集倾向,涂层交联有效量足以通过形成交联涂层而稳定或增强涂层。本发明实施方案还涉及其上具有交联聚集组合物涂层的表面。通过筛网处理在其它实施方案中,本发明ζ改变组合物可随砂筛使用以改进砂和细粒控制,降低砂和细粒迁移到生产流体中。一般而言,砂筛用于控制砂和细粒共同产生,但随着时间过去,筛网变得被从岩层向生产管迁移的细粒堵塞。当堵塞时,通常将筛用酸或溶剂处理以清洗它们,其中处理可以为频繁的。如果在安装筛网以后,将岩层用本发明ζ改变组合物处理,则筛网具有改进的砂和细粒控制,降低或防止细粒迁移,并且筛网持续更久而不需要清洗操作。还可将近井身区域用交联的本发明ζ改变组合加固以降低或防止砂产生。本发明实施方案是通过筛网处理的方法,包括通过生产筛将岩层、弱加固岩层或未加固岩层用聚集有效量的本发明ζ电位改变或聚集组合物和涂层交联有效量的涂层交联剂处理,其中聚集有效量足以在岩层的表面、岩层细粒、支撑剂砂或者岩层中的其它固体材料的表面上形成部分或完全涂层,其中涂层改变表面的聚集倾向,涂层交联有效量足以通过形成交联涂层而稳定或增强涂层。本发明实施方案还涉及其上具有交联聚集组合物涂层的表面。涂覆支撑剂在压裂期间,树脂涂覆支撑剂可用于:a)降低支撑剂的成岩并防止在在孔中形成沉淀物,所述沉淀物阻塞孔,降低岩层渗透率,从而使导流能力与未涂覆支撑剂相比更缓慢地下降,b)降低岩层压力下的支撑剂压碎和细粒产生,例如树脂涂覆支撑剂保持细粒在填充层中并降低或防止细粒迁移通过支撑剂填充层以及导流能力削弱,c)将涂覆支撑剂在应力和热下聚集或熔合,从而降低或防止生产期间支撑剂回流,和/或d)降低支撑剂与其它流体添加剂的相互作用。然而,树脂涂覆支撑剂通常仅在装置或生产设备中以相当的成本生产。本发明实施方案涉及使用ζ改变组合物产生树脂涂覆支撑剂以部分或完全涂覆支撑剂和交联组合物以加强、增强和/或稳定涂覆支撑剂和/或涂覆支撑剂的聚集体的方法。本发明涂覆支撑剂可以在生产设备中现场和/或井下生产。涂覆支撑剂生产方法本发明实施方案涉及生产涂覆支撑剂的方法,其包括步骤:随着搅拌或混合而使支撑剂和本发明ζ改变组合物接触。搅拌或混合可在搅拌釜反应器、具有螺丝钻的混合罐、滚动罐或生产设备中的其它混合反应器中实现。接触持续足够的时间以使ζ改变组合物部分或完全涂覆支撑剂。ζ改变组合物为液体,并且在用或不用混合助剂而与砂或支撑剂接触时会在支撑剂表面上形成部分或完全薄膜。在其它实施方案中,将ζ改变组合物滴在支撑剂上以涂覆它。涂层为足够软的并且使床混合和搅拌。为使涂层为硬的,可随着搅拌将包含有机交联剂、无机交联剂或其混合物和组合的交联组合物作为金属盐水溶液泵送或注射到涂覆支撑剂中。然后可将材料用水洗涤以得到硬涂覆支撑剂,然后可将其在压裂、压裂填充或砂砾填充操作期间泵送到井下。在其它实施方案中,涂覆支撑剂也可通过在将支撑剂涂覆以前将有机交联剂包含在ζ改变材料中而制备。在涂覆以后,使材料经受热以增强支撑剂上的涂层。在其它实施方案中,也可将软涂覆支撑剂加入压裂、压裂填充或砂砾填充流体中,然后将包含有机交联剂、无机交联剂或其混合物和组合的交联组合物加入流体中以在流体行进到井下时将软涂覆支撑剂交联以便在将支撑剂迫入压裂期间在岩层中产生的裂缝中时以可控速率在井下形成增强的涂覆支撑剂。在其它实施方案中,支撑剂可通过将ζ改变组合物以足以在表面上或者在流体行进到井下时或者在压裂期间将支撑剂迫入岩层中时形成部分和/或完全涂覆支撑剂的量加入包含支撑剂的流体中而产生。在某些实施方案中,可将本发明交联组合物在表面上、在流体行进至井下时或者在流体进入岩层中时、在表面上加入ζ改变组合物以后、在流体行进至井下时或者在流体进入岩层中时和/或在支撑剂放置在岩层中以后与ζ改变组合物并流地加入流体中。增强可在接触时进行或者可在表面上加热以后、在流体行进至井下时、在流体行进至岩层中时或者在支撑剂放入岩层中时进行。在支撑剂填充和压裂中加固近井身本发明其它实施方案涉及包括以下步骤的方法:用本发明ζ改变组合物处理支撑剂以在压裂或补救处理期间形成涂覆支撑剂填充层用于支撑剂回流控制。ζ改变组合物然后通过本发明交联组合物交联以加固井身附近的支撑剂填充层,留下远井身材料未交联。加固部分降低或防止任何砂产生,因为它具有强加固或强度。未加固的ζ改变组合物通过有效地锁定它们而帮助防止形成细粒迁移。交联所有涂层导致细粒控制活性的损失,这对支撑剂填充层而言是有害的。交联的涂覆支撑剂设计具有良好加固强度以及细粒控制能力。在补救砂和细粒控制中加入近井身砂和细粒控制的其它实施方案涉及包括以下步骤的方法:将岩层用本发明ζ改变组合物处理,然后通过将岩层用交联组合物处理而加固近井身部分,留下远井身材料未交联。近井身加固降低或防止开放孔中洞穴的砂产生,而远至岩层中的材料通过与ζ改变组合物聚集而降低或防止细粒迁移。煤床加固以防止煤细粒迁移在煤床甲烷生产期间,来自煤片的细粒迁移并阻塞孔并阻碍气体生产。在另一实施方案中,煤细粒在煤床甲烷生产中通过本发明ζ电位改变化学品凝聚。ζ改变材料可通过将该材料在盐水、水或压裂液中泵送而用于处理煤床(线性或交联)。处理的床可通过加入本发明交联组合物而进一步加固,其中交联组合物为水溶液,其在将处理区域用该溶液洗涤时使本发明ζ改变组合物交联。当将材料泵送到岩层中时,有机交联剂通过热得到活化,并使ζ改变材料交联并将煤床加固。该方法增强虫孔和空穴稳定性,因而增强CBM井。通过形成可降解滤饼并用ζ改变化学品处理而使岩层的渗透率均等本发明还涉及通过将滤饼用本发明聚集交联组合物进一步处理使得滤饼降低或防止细粒和砂产生或者提高细粒和砂控制而进一步加固用聚集组合物处理的岩层。交联可通过在滤饼形成以后以及在用聚集组合物处理以后将交联组合物泵送到水中而进行。在水平或垂直井中处理岩层ζ改变材料随处理流体和支撑剂注入。水或盐水处理流体中的涂层交联组合物可以在末端泵送以将ζ改变材料涂层交联。在随流体和支撑剂泵送以前也可将其它交联剂也与ζ改变材料混合。补救处理用下文提到的流体注射。可在末端泵送在处理流体的水、盐水中的金属交联离子以将ζ改变材料交联。在随流体和支撑剂泵送以前也可将其它交联剂也与ζ改变材料混合。化学砂控制本发明方法和体系的实施方案涉及砂控制,其中将有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物注入可生产岩层或其区中,其中组合物改变岩层和/或岩层颗粒表面的聚集潜势和/或ζ电位以化学增强岩层或其区内的特定聚集、凝聚或聚结,且交联组合物增强处理的颗粒,由此降低,基本消除或者消除岩层颗粒的共同产生。该方法包括将有效量的聚集、凝聚或聚结组合物放入现有井下可生产岩层或区中,导致岩层颗粒粘合在一起和/或粘合在岩层表面上以形成聚结岩层或其区。在聚结以后,聚结岩层可以以较高的基本无砂速率和/或较高的无砂速率生产烃和/或液体,因此使岩层或区的无砂生产速率最大化。可使用现有生产管、衬管或设备或者使用专门设计的工作钻柱将组合物注入岩层或其区中。当然,取决于待实现的所需结果,可将该处理送入可生产岩层的多个区、岩层的长层段或者整个岩层中。增强的砂砾或裂缝填充本发明方法和体系的实施方案涉及砂砾和/或裂缝填充可生产岩层或其中的区,其中方法或体系包括对岩层或其区的预处理、就地处理和/或后处理以增强砂控制或降低经受砂砾填充和/或裂缝填充操作的井的岩层颗粒物伴随生产。该处理涉及向岩层或其区中注入足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致减少、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物。砂砾填充为用于防止产生岩层砂的砂控制方法。在砂砾填充操作中,将钢筛放入井眼中,并将周围环面用制备的具有特殊尺寸的砂砾填充,所述砂砾设计用于防止岩层颗粒通过引入的砂砾填充层。引入制备的砂砾导致岩层或其区稳定化,同时导致对井生产率的最小削弱。裂缝填充为生产率增强操作,其中可生产岩层在压力下压裂。在压裂期间或以后,将包含支撑剂以及通常加固组合物的流体注入岩层中以保持裂缝开放,从而容许增强的生产。尽管传统砂砾填充和裂缝填充降低岩层颗粒伴随生产是有用的,未完全抑制岩层颗粒的迁移,并且仍可发生筛网阻塞和下游设备损坏。然而,该岩层颗粒伴随生产可通过在砂砾填充或裂缝填充以前、期间或以后用本发明聚结组合物处理而降低、基本消除或消除。在裸井中增强可膨胀筛网功能本发明方法和体系的实施方案涉及在涉及在裸井中使用可膨胀筛网的完井操作中增强岩层颗粒伴随生产的方法和体系。该方法涉及将可生产岩层、岩层内的层段或岩层内的区用足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物预处理、就地处理和/或后处理。降低、基本消除或消除岩层颗粒的伴随生产降低筛网阻塞,从而在相同或较高相对生产压降下提高筛网寿命和生产寿命。在套管井中增强可膨胀筛网功能本发明方法和体系的实施方案涉及在涉及在套管井中使用可膨胀筛网的完井操作中增强岩层颗粒伴随生产的方法和体系。该方法涉及将可生产岩层、岩层内的层段或岩层内的区用足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物预处理、就地处理和/或后处理。降低、基本消除或消除岩层颗粒的伴随生产降低筛网阻塞,从而在相同或较高相对生产压降下提高筛网寿命和生产寿命。在裸井中增强独立筛功能本发明方法和体系的实施方案涉及在涉及在裸井中使用独立筛的完井操作中增强岩层颗粒伴随生产的方法和体系。该方法涉及将可生产岩层、岩层内的层段或岩层内的区用足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物预处理、就地处理和/或后处理。降低、基本消除或消除岩层颗粒的伴随生产降低筛网阻塞,从而在相同或较高相对生产压降下提高筛网寿命和生产寿命。在套管井中增强独立筛功能本发明方法和体系的实施方案涉及在涉及在套管井中使用独立筛的完井操作中增强岩层颗粒伴随生产的方法和体系。该方法涉及将可生产岩层、岩层内的层段或岩层内的区用足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物预处理、就地处理和/或后处理。降低、基本消除或消除岩层颗粒的伴随生产降低筛网阻塞,从而在相同或较高相对生产压降下提高筛网寿命和生产寿命。用于完井的体系和方法本发明体系和方法的实施方案涉及使工作钻柱运行至包括可生产岩层或区在内的井中,其中工作钻柱包含接合管的组合和选择打眼枪、注射封隔器和/或循环控制阀以将有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物直接置于岩层中,其中有效量足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致经或者不经预冲洗或后冲洗而降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产。本发明体系和方法的实施方案涉及使旋管运行至包括可生产岩层或区在内的井中,其中旋管包含多个打眼枪、注射封隔器和循环控制阀以将有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物直接置于岩层中,其中有效量足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致经或者不经预冲洗或后冲洗而降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产。本发明体系和方法的实施方案涉及使旋管与一个或多个井下工具组合运行至包括可生产岩层或区在内的井中以将有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物直接置于岩层中,其中有效量足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致经或者不经预冲洗或后冲洗而降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产。本发明体系和方法的实施方案涉及将井用至岩层内的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物处理,其中有效量足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致降低、基本消除或消除通过现有生产管的包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产。本发明体系和方法的实施方案涉及通过在钻探到可生产岩层或区中以前、期间或以后将钻井液用至岩层中的有效量的具有或不具有聚集体稳定和/或增强组合物的聚集、凝聚或聚结组合物置换而使井完善到可生产岩层或区,其中有效量足以改变岩层或区表面和岩层颗粒的聚集潜势和/或ζ电位,导致降低、基本消除或消除包括砂、颗粒和/或细粒在内的岩层颗粒的伴随生产。栓顺序和不均匀支撑剂放置关于作为许可模块或者作为总压裂体系的一部分的裂缝模拟工具的各种软件工具是市售的,例如可以以商品名称FRACCADE由SchlumbergerOilfieldServices得到的水力压裂设计和评估工程应用,其可以以商品名称CADEOFFICE得到的用于井构造、生产和干涉的一组联合工程应用得到。例如,FRACCADE模拟工具可以以以下模块得到:商品名称DATAFRAC的闭合试验/校准模块;PSG模块;APM模块;最佳化子模块;P3D模拟器;酸压裂模拟器;多层裂缝子模块;等等;其可用于不均匀支撑剂放置(HPP)工作或者可以由技术人员适当地改良而用于HPP工作。例如,可将PSG模块用分散运算法则改良以产生波动支撑剂泵送进度表。模型的设计和更新可包括测定输送的支撑剂的量。例如,初始模型可解决最佳化问题以测定待用于实现特定裂缝尺寸的支撑剂的量。然后可使用来自解决问题的结果开发初始支撑剂放置进度表。如本文所用“支撑剂放置进度表”指将支撑剂放入裂缝中的进度表,并且可包括泵送进度表、穿孔策略等或其组合。泵送进度表为准备用于指定在具体处理期间待泵送的流体的顺序、类型、含量和体积的计划。穿孔策略为在井眼套管中输送井处理流体流通过某些穿孔和/或抑制流过其它穿孔的计划,并且可包括例如堵塞和/或打开现有穿孔或者制造新穿孔以增强传导率和控制裂缝生长。支撑剂放置进度表可包括改变处理流体中的支撑剂浓度特征。另外,支撑剂浓度特征可根据分散方法改变。例如模型可包括工艺控制运算法则,其可用于改变表面支撑剂浓度以在穿孔间隔输送特定支撑剂栓浓度特征。在正常泵送方法下,注入井眼中的支撑剂栓经受分散和伸长并放松支撑剂栓的导前和尾部边缘处支撑剂浓度的“锐度”。对于均匀的支撑剂浓度特征,表面浓度特征可通过颠倒栓分散问题的解决方法而解决。分散因此可以为从初始表面值“校正”栓浓度特征至特定井下特征的机制。参考E.L.Cussler,Diffusion:MassTransferinFluidSystems,CambridgeUniversityPress,第89-93页(1984),下文关于泰勒分散问题—管中牛顿流体的层流,显示可解决的方程式体系的实例,其中溶液为稀的,且质量传输仅通过径向扩散和轴向对流。基本上任何流体机械问题可用以上体系取代,包括湍流或层流、牛顿或非牛顿流体和具有或不具有颗粒的流体。在实践中,限定井下浓度特征,并以反相方式解决方程式以测定初始条件,例如支撑剂添加速率,以实现特定井下栓性能。方程式可包括例如:c‾1=MπR024πEzte-(z-v0t)2/4Ezt]]>其中M为脉冲中的总溶质(其浓度待在具体井下位置限定的材料),R0为栓行进通过的管的半径,z为沿着管的距离,v0为流体速度,且t为时间。分散系数Ez可显示为:E=(R0v0)248D]]>其中D为扩散系数。得到该解决方法的方程式体系如下。变量定义可在E.L.Cussler,Diffusion:MassTransferinFluidSystems,CambridgeUniversityPress,第89-93页(1984)中找到。其服从条件:τ=0,allζ,c‾1=MπR02δ(ζ)]]>τ>0,ζ=±∞,c‾1=0]]>τ>0,ζ=0,δc‾1δτ]]>以上方程式体系通常可用于设计栓或连续的任何井下支撑剂浓度特征。可颠倒向下至井眼的流体中颗粒材料流分散体的解决方法以计算压裂液中支撑剂的相应表面浓度。工艺控制技术然后可取得该表面浓度进度表并因此使支撑剂均衡。例如,可将表面浓度进度表代入到模型中,将支撑剂放置进度表对模型调整和根据支撑剂放置进度表输送支撑剂。例如当泵送贫支撑剂流体时,“无栓”的泵送时间为HPP支撑剂放置进度表中的关键参数之一。“无栓”参数可控制裂缝中产生的柱体的柱之间的距离。太高的“无栓”时间可产生收聚点,其中裂缝由于两个柱体的柱之间缺乏支撑而至少部分坍塌的区域。收聚点或收聚可阻断裂缝导流能力以及因此影响生产。适于执行不均匀支撑剂放置的计算机软件的另一实例在2008年11月18日出版的美国专利No.7,451,812中找到,但任何栓注射、栓排序和栓交替协议可用于生产和/或改进支撑剂岛放置。在第一位近似值中,裂缝中两个相邻柱体柱之间的距离L可通过以下依赖关系计算:L=tnoslug·Qrate2·wfrac·Hfrac]]>其中tnoslug为不泵送支撑剂的泵送时间,Qrate为泵流速,wfrac为裂缝宽度,且Hfrac为裂缝高度。分子因此包括无支撑剂栓的总体积。在分母中,2的因子说明2个裂缝翼。收聚可在距离L小于临界值Lcrit的任何时候发生,其中:L=tnoslug·Qrate2·wfrac·Hfrac]]>以上方程式中右侧的分子中的两个参数可在处理期间控制,而分母中的两个参数不控制,并且可在处理期间改变。收聚结果可以为戏剧性的。总裂缝导流能力可被认为是裂缝的不同部分的一连串水力导流能力。因此,总导流能力可由较小传导裂缝部分的导流能力支配。在收聚的情况下,裂缝导流能力可等于发生收聚的区域的导流能力。简化方程式可用于计算裂缝导流能力。裂缝导流能力与裂缝宽度的三次幂成比例。k~w3其中k为裂缝导流能力,且w为裂缝宽度。在收聚区域中,裂缝宽度可以为约0.05mm或更小,该宽度是由于裂缝壁的天然粗糙度。在其中存在很少至不存在壁粗糙度的极端情况下,裂缝宽度基本等于零(0),如为有效裂缝导流能力。预期形成的柱和岩层的机械性能,例如杨氏模量、泊松比、岩层有效应力等可对裂缝模拟和处理设计具有大的影响。例如,可在设计初始模型期间解决根据岩层机械性能的最佳化问题以使裂缝内的开放通道体积最大化。杨氏模量指弹性常数,其为纵向应力与纵向应变的比,且由E表示。它可以以算术如下表示:E=(F/A)/(ΔL/L),其中E=杨氏模量,F=力,A=面积,ΔL=长度变化,且L=初始面积。泊松比为弹性常数,其为垂直于施加的应力的材料的可压缩性的度量,或者为纬度与经度应变的比。泊松比可以根据场中可测量的性能,包括P波和S波速度如下表示:s=1/2(Vp2-2Vs2)/(Vp2-Vs2),其中s=泊松比,Vp=P波速度且Vs=S波速度。也称为“有效压力”或“粒间压力”的有效应力指从岩石或土体量的颗粒至颗粒直接传送的单位面积的平均法向力。HPP水力裂缝处理期间支撑剂的时序安排和放置可不同于传统处理。在HPP处理中,将支撑剂栓可帮助将集群正确地放在裂缝中的各个位置。例如,支撑剂放置进度表可包括与贫支撑剂流体如“无栓”流体交替的支撑剂栓,如图1A-D的HPP实施例中所述,其中支撑剂栓和贫支撑剂流体交替技术分别与连续提高支撑剂注射和逐步改变支撑剂注射对比。贫支撑剂流体可包括具有一些支撑剂浓度的流体,尽管贫支撑剂流体中的支撑剂浓度小于支撑剂栓中的支撑剂浓度。对于支撑剂填充层中的开放通道,不均匀支撑剂放置可通过应用技术如将不均匀性引发剂加入处理流体中,同时泵送而实现。处理流体可包括化学反应物不均匀性引发剂、物理不均匀性引发剂如纤维或其组合。在一些处理中,引发剂可定期加入。本发明实施方案涉及可再修复支撑剂岛,其包含第一量的处理支撑剂和第二量的交联处理支撑剂,其中处理支撑剂包含具有ζ电位改变组合物的部分或完全涂层的支撑剂,且其中交联处理支撑剂包含交联ζ电位改变组合物涂覆支撑剂。第一和第二量足以:(a)在压裂操作期间在岩层或其区中形成的裂缝中形成支撑剂岛,并且如果支撑剂岛和/或支撑剂岛内的颗粒在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间移动的话保持支撑剂岛基本完整,或者(b)在压裂操作期间在岩层或其区中形成的裂缝中形成支撑剂岛,容许支撑剂岛在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间再修复或分裂和重组,从而保持高裂缝导流能力,并在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间俘获岩层细粒。在其它实施方案中,岛可进一步包含第三量的未处理支撑剂、第四量的不可侵蚀纤维,和第五量的包含可侵蚀颗粒、可侵蚀纤维或其混合物和组合的可侵蚀材料。在其它实施方案中,ζ电位改变组合物包含含有胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺-磷酸盐反应产物、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物或其混合物和组合的聚集组合物。在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。本发明实施方案涉及自修复支撑剂岛,其包含第一量的处理支撑剂和第二量的交联处理支撑剂,其中处理支撑剂包含具有ζ电位改变组合物的部分或完全涂层的支撑剂且其中交联处理支撑剂包含交联ζ电位改变组合物涂覆支撑剂,其中第一和第二量足以:(a)容许在岩层或其区中形成的裂缝中形成支撑剂岛并容许岛在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间分裂和重组而不实质性损失支撑剂,或者(b)容许在岩层或其区中形成的裂缝中形成支撑剂岛,容许岛在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间分裂和重组而不实质性损失支撑剂,并在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间俘获岩层颗粒。在某些实施方案中,岛进一步包含第三量的未处理支撑剂、第四量的不可侵蚀纤维,和第五量的包含可侵蚀颗粒、可侵蚀纤维或其混合物和组合的可侵蚀材料,其中选择不同类型的支撑剂材料和纤维的相对量以匹配待压裂岩层的特定特征。在其它实施方案中,ζ电位改变组合物包含含有胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺-磷酸盐反应产物、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物或其混合物和组合的聚集组合物.在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。本发明实施方案涉及用于在岩层或其区内形成支撑剂岛的组合物,其中组合物包含第一量的处理支撑剂和第二量的交联处理支撑剂,其中处理支撑剂包含具有ζ电位改变组合物的部分或完全涂层的支撑剂且其中交联处理支撑剂包含交联ζ电位改变组合物涂覆支撑剂,其中第一和第二量足以:(a)容许组合物在压裂操作期间和/或以后在岩层或其区中形成岛,或者(b)容许组合物在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间在岩层或其区中形成岛并俘获岩层细粒。在某些实施方案中,岛进一步包含第三量的未处理支撑剂、第四量的不可侵蚀纤维,和第五量的包含可侵蚀颗粒、可侵蚀纤维或其混合物和组合的可侵蚀材料。在其它实施方案中,ζ电位改变组合物包含含有胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺-磷酸盐反应产物、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物或其混合物和组合的聚集组合物。在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。本发明实施方案涉及用于在岩层压裂期间在岩层中形成支撑剂柱的体系,其包括一序列注射多种不同压裂液的步骤,其中不同的压裂液选自:(a)包含(i)基液或者(ii)基液和聚集组合物、涂层交联组合物和/或增粘组合物的无支撑剂流体,和(b)包含(i)基液、增粘组合物和支撑剂组合物,或(ii)基液、增粘组合物、支撑剂组合物、聚集组合物和/或涂层交联组合物的含支撑剂流体。在某些实施方案中,该序列可包括各流体以任何顺序单一注射或者各流体以任何顺序多次注射。在其它实施方案中,该序列可包括多个第一流体注射、多个第二流体注射和多个第三流体注射。在其它实施方案中,序列可包括第一、第二和第三流体的单一注射重复多次,其中次数延伸遍及压裂操作的整个支撑剂放置阶段。在其它实施方案中,序列可包括各流体以任何给定顺序多次注射。在其它实施方案中,序列还可包括在各注射之间的保持时间。在其它实施方案中,序列可包括第一流体注射、第一保持时间、第二流体注射、第二保持时间,和第三流体注射,和第三保持时间,其中第一、第二和第三流体可以为上文列出的流体组合物中的任一种。本发明实施方案涉及压裂方法,其包括填塞阶段,所述填塞阶段包括在压裂条件下向岩层中注入填塞液以压裂和/或延长裂缝。方法还包括支撑剂放置阶段,所述支撑剂放置阶段包括根据设计用于在裂缝中形成支撑剂柱或岛的序列注射一系列支撑剂阶段流体。支撑剂阶段流体包括至少一种无支撑剂流体和至少一种含支撑剂流体。无支撑剂流体包括具有或不具有聚集组合物和/或具有或不具有涂层交联组合物的增粘流体,和具有或不具有聚集组合物和/或具有或不具有涂层交联组合物的交联增粘流体。含支撑剂流体包括包含具有或不具有聚集组合物和/或具有或不具有涂层交联组合物的支撑剂组合物的增粘流体,包含具有或不具有聚集组合物和/或具有或不具有涂层交联组合物的支撑剂组合物的交联流体。方法还可包括收尾阶段,所述收尾阶段包括注入收尾流体。支撑剂阶段可包括顺序注射数千无支撑剂和含支撑剂流体栓,其中栓脉冲具有5-30秒的持续时间。本发明实施方案涉及压裂地下岩层的方法,其包括支撑剂放置阶段,所述支撑剂放置阶段包括向井眼穿透的岩层中注入至少两种压裂液,所述压裂液不同的是:(1)至少一种支撑剂组合物性能,或者(2)至少一种压裂液性能,或者(3)这些区别的组合,其中该区别改进裂缝中的支撑剂放置和支撑剂岛形成。在某些实施方案中,压裂液性能包括流体组成、流体压力、流体温度、流体脉冲持续时间、支撑剂沉降速率或其混合物和组合,支撑剂组合物性能包括支撑剂类型、支撑剂尺寸、支撑剂强度、支撑剂形状或其混合物和组合。在其它实施方案中,压裂液选自(a)包含(i)基液或(ii)基液和聚集组合物和/或涂层交联组合物和/或增粘组合物的无支撑剂流体,和(b)包含(i)基液、增粘组合物和支撑剂组合物或(ii)基液、增粘组合物、支撑剂组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物的含支撑剂流体。在其它实施方案中,聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。在其它实施方案中,支撑剂组合物包含未处理支撑剂、处理支撑剂、交联处理支撑剂或其混合物和组合。在其它实施方案中,处理支撑剂包含具有聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,交联处理支撑剂包含具有用包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合的涂层交联组合物交联的聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,支撑剂组合物在至少一个以下性能方面不同:(a)未处理和处理支撑剂的量,(b)未处理和/或处理支撑剂的密度,(c)未处理和/或处理支撑剂的尺寸,(d)未处理和/或处理支撑剂的形状,或者(e)未处理和/或处理支撑剂的强度。在其它实施方案中,支撑剂组合物进一步包含(i)不可侵蚀纤维,(ii)包含可侵蚀颗粒、可侵蚀纤维或其混合物和组合的可侵蚀材料,或者(iii)其混合物或组合。在其它实施方案中,支撑剂沉降速率通过调整泵送速率而控制。在其它实施方案中,增粘压裂液在增粘组合物方面不同。在其它实施方案中,注射步骤包括根据注射顺序注射至少两种不同的压裂液,至少一种流体为无支撑剂的且至少一种流体包含支撑剂组合物。在其它实施方案中,注射顺序包括在压裂操作期间在交替阶段中注射至少两种不同压裂液。在其它实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以前的填塞阶段,所述填塞阶段包括注入包含基液和增粘组合物或者基液、增粘组合物和聚集组合物的填塞液。本发明实施方案涉及压裂地下岩层的方法,其包括支撑剂放置阶段,所述支撑剂放置阶段包括根据注射顺序向井眼穿透的岩层中注入至少两种不同压裂液,其中压裂液在至少一种性能方面不同。在某些实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以前的填塞阶段,所述填塞阶段包括注入包含基液和增粘组合物或者基液、增粘组合物和聚集组合物的填塞液。在某些实施方案中,性能包括流体组成、流体压力、流体温度、流体脉冲持续时间、支撑剂沉降速率、支撑剂类型、支撑剂尺寸、支撑剂强度、支撑剂形状或其混合物和组合。在某些实施方案中,压裂液选自(a)包含(i)基液或(ii)基液和聚集组合物和/或涂层交联组合物和/或增粘组合物的无支撑剂流体,和(b)包含(i)基液、增粘组合物和支撑剂组合物或(ii)基液、增粘组合物、支撑剂组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物的含支撑剂流体。在其它实施方案中,聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,支撑剂组合物包含未处理支撑剂、处理支撑剂或其混合物和组合。在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。在其它实施方案中,处理支撑剂包含具有聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,交联处理支撑剂包含具有用包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合的涂层交联组合物交联的聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,支撑剂组合物在至少一个以下性能方面不同:(a)未处理和处理支撑剂的量,(b)未处理和/或处理支撑剂的密度,(c)未处理和/或处理支撑剂的尺寸,(d)未处理和/或处理支撑剂的形状,或者(e)未处理和/或处理支撑剂的强度。在其它实施方案中,支撑剂组合物进一步包含(i)不可侵蚀纤维,(ii)包含可侵蚀颗粒、可侵蚀纤维或其混合物和组合的可侵蚀材料,或者(iii)其混合物或组合。在其它实施方案中,支撑剂沉降速率通过调整泵送速率而控制。在其它实施方案中,增粘压裂液在增粘组合物方面不同。在其它实施方案中,注射步骤包括根据注射顺序注射至少两种不同压裂液。在其它实施方案中,至少一种流体为无支撑剂,且至少一种流体包含支撑剂组合物。在其它实施方案中,注射顺序包括在压裂操作期间在交替阶段中注入至少两种不同压裂液。在其它实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以后的收尾阶段,所述收尾阶段包括注入收尾流体,所述收尾流体包含(i)基液、增粘组合物和支撑剂组合物或(ii)基液、增粘组合物、支撑剂组合物和聚集组合物。本发明实施方案涉及将支撑剂/流动路径网络放入井眼穿透的压裂层中的裂缝中的方法,该方法包括支撑剂放置阶段,所述支撑剂放置阶段包括在压裂压力以上通过包含由非穿孔跨距隔离的穿孔组的穿孔模式向压裂层中注入选自未增粘无支撑剂流体或增粘无支撑剂流体的至少一种无支撑剂流体和选自未增粘含支撑剂流体或增粘含支撑剂流体的至少一种含支撑剂流体的一序列栓。在某些实施方案中,未增粘无支撑剂流体包含(a)基液或(b)基液和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,增粘无支撑剂流体包含(a)基液和增粘组合物或者(b)基液、增粘组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,未增粘含支撑剂流体包含(a)基液和支撑剂组合物,或者(b)基液、支撑剂组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,增粘含支撑剂流体包含(a)基液、增粘组合物和支撑剂组合物,或者(b)基液、增粘组合物、支撑剂组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。在其它实施方案中,含支撑剂流体在压裂期间和/或压裂以后在裂缝闭合时在裂缝内形成支撑剂柱。在其它实施方案中,方法进一步包括使通过相邻穿孔组注入的栓序列以不同的速率移动通过裂缝。在其它实施方案中,参数栓体积、栓组成、支撑剂组成、支撑剂尺寸、支撑剂形状、支撑剂密度、支撑剂强度、支撑剂浓度、模式长度、穿孔组数目、穿孔组间距、穿孔组取向、各穿孔组中孔的数目、穿孔组射孔密度、穿孔组长度、非穿孔跨距数目、非穿孔跨距长度、造眼方法或其组合中至少一个根据栓序列改变。在其它实施方案中,支撑剂组合物包含第一量的未处理支撑剂、第二量的处理支撑剂、第三量的交联处理支撑剂、第四量的可侵蚀或可溶性支撑剂和第五量的不可侵蚀纤维。在其它实施方案中,处理支撑剂包含具有聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂。在其它实施方案中,交联处理支撑剂包含具有用包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合的涂层交联组合物交联的聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,可侵蚀或可溶性支撑剂包含可侵蚀或可溶性有机颗粒、可侵蚀或可溶性有机纤维、可侵蚀或可溶性无机颗粒和/或可侵蚀或可溶性无机纤维。在其它实施方案中,不可侵蚀纤维包含不可侵蚀有机纤维和/或不可侵蚀无机纤维。在其它实施方案中,第二和第三量的和为100重量%,第一、第四和第五量可以为0重量%至100重量%,且量可合计为大于100%的值。在其它实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以前的填塞阶段,所述填塞阶段包括在压裂条件下将增粘无支撑剂流体连续注入压裂液中以形成或延长裂缝。在其它实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以后的收尾阶段,所述收尾阶段包括将增粘含支撑剂流体连续注入压裂液中。本发明实施方案涉及在压裂层中的裂缝中的不均匀支撑剂放置方法,所述方法包括:a)支撑剂放置阶段,所述支撑剂放置阶段包括在压裂压力以上通过包含由非穿孔跨距隔离的穿孔组的穿孔模式向压裂层中注入选自未增粘无支撑剂流体或增粘无支撑剂流体的至少一种无支撑剂流体和选自未增粘含支撑剂流体或增粘含支撑剂流体的至少一种含支撑剂流体的一序列栓,和b)使通过相邻穿孔组注入的栓序列以不同的速率移动通过裂缝。在某些实施方案中,未增粘无支撑剂流体包含(a)基液,或者(b)基液和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,增粘无支撑剂流体包含(a)基液和增粘组合物,或者(b)基液、增粘组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,未增粘含支撑剂流体包含(a)基液和支撑剂组合物,或者(b)基液、支撑剂组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,增粘含支撑剂流体包含(a)基液、增粘组合物和支撑剂组合物或(b)基液、增粘组合物、支撑剂组合物和聚集组合物和/或涂层交联组合物。在其它实施方案中,聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,涂层交联组合物包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合。在其它实施方案中,含支撑剂流体在压裂期间和/或压裂以后在裂缝闭合时在裂缝内形成支撑剂柱。在其它实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以前的填塞阶段,所述填塞阶段包括在压裂条件下将增粘无支撑剂流体连续注入压裂液中以形成或延长裂缝。在其它实施方案中,方法进一步包括在支撑剂放置步骤以后的收尾阶段,所述收尾阶段包括将增粘含支撑剂流体连续注入压裂液中。在其它实施方案中,参数栓体积、栓组成、支撑剂组成、支撑剂尺寸、支撑剂形状、支撑剂密度、支撑剂强度、支撑剂浓度、模式长度、穿孔组数目、穿孔组间距、穿孔组取向、各穿孔组中孔的数目、穿孔组射孔密度、穿孔组长度、非穿孔跨距数目、非穿孔跨距长度、造眼方法或其组合中至少一个根据栓序列改变。在其它实施方案中,含支撑剂流体的体积小于无支撑剂流体的体积。在其它实施方案中,穿孔组各自中的孔数目是相同或不同的。在其它实施方案中,所有穿孔组的取向是相同或不同的。在其它实施方案中,所有穿孔组中孔的直径是相同或不同的。在其它实施方案中,所有穿孔组的穿孔组长度是相同或不同的。在其它实施方案中,使用至少两种不同的形成穿孔组的打眼方法。在其它实施方案中,一些组使用欠平衡打眼技术产生,且一些组使用过平衡打眼技术产生。在其它实施方案中,至少两个穿孔组容许无支撑剂流体和含支撑剂流体的一序列栓流由具有足够小以使支撑剂桥联且无支撑剂流体通过那里进入岩层中的穿孔的穿孔组隔离。在其它实施方案中,产生无支撑剂流体和含支撑剂流体的一序列栓的每对穿孔组由具有足够小以使支撑剂桥联且无支撑剂流体通过那里进入岩层中的穿孔的穿孔组隔离。在其它实施方案中,穿孔组的数目为2-300。在其它实施方案中,穿孔组的数目为2-100。在其它实施方案中,穿孔组长度为0.15-3.0米。在其它实施方案中,穿孔组间距为0.30-30米。在其它实施方案中,穿孔射孔密度为1-30个射孔每0.3米。在其它实施方案中,流体注射设计由数学模型确定。在其它实施方案中,穿孔模式设计由数学模型确定。在其它实施方案中,支撑剂柱为裂缝中的支撑剂/流动路径网络使得柱不延伸遍布平行于井眼的裂缝的整个尺寸,而是由通向井眼的流动路径中断。在其它实施方案中,支撑剂栓具有80-16,000升的体积。在其它实施方案中,穿孔为切成衬套井眼的管的狭缝。本发明实施方案设计包含井眼穿透的地下岩层的组合物,其中岩层包含具有支撑剂/流动路径网络的裂缝,其中网络包含多个形成柱的支撑剂集群和延伸通过该网络至井眼的多个流动路径,从而改进进入或离开裂缝的流体流动。在某些实施方案中,支撑剂集群包含第一量的未处理支撑剂、第二量的处理支撑剂、第三量的交联处理支撑剂,和第四量的不可侵蚀纤维。在其它实施方案中,处理支撑剂包含具有聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,交联处理支撑剂包含具有用包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合的涂层交联组合物交联的聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,第二和第三量足以:(a)在裂缝中形成网络,(b)如果集群在压裂操作期间和/或以后在裂缝中移动或者分裂和重组的话,保持集群是基本完整的,(c)能够以及增强通过裂缝进入和离开岩层的流体流,(d)在压裂操作期间和/或以后,或者在注射操作期间,或者在生产操作期间俘获岩层细粒,或者(e)其混合物和组合。在其它实施方案中,网络包含富支撑剂区域和贫支撑剂区域,其中贫支撑剂区域不包含或者包含少于10的富支撑剂区域中的集群。在其它实施方案中,未处理支撑剂选自砂、坚果壳、陶瓷、铝土矿、玻璃、天然材料、塑料珠、颗粒金属、钻屑及其组合。在其它实施方案中,处理支撑剂包含含有聚集组合物的部分或完全涂层的未处理支撑剂。在其它实施方案中,第二量为100重量%,第一和第三量可以为0重量%至100重量%,且量可合计为大于100%的值。在其它实施方案中,支撑剂集群进一步包含第五量的可侵蚀或可溶性支撑剂颗粒和/或纤维,可侵蚀或可溶性支撑剂颗粒和/或纤维在网络内形成多个可侵蚀或可溶性集群,其侵蚀或溶解以形成网络中的其它流动路径。在其它实施方案中,第二和第三量的和为100重量%,第一、第四和第五量可以为0重量%至100重量%,且量可合计为大于100%的值。本发明实施方案涉及包含井眼穿透的地下岩层的组合物,其中岩层包含具有支撑剂/流动路径网络的裂缝,其中网络包含多个形成柱的支撑剂集群、多个可侵蚀或可溶性集群和延伸通过该网络至井眼的多个流动路径,从而改进进入或离开裂缝的流体流动。在某些实施方案中,支撑剂集群包含支撑剂组合物,所述支撑剂组合物包含第一量的未处理支撑剂、第二量的处理支撑剂、第三量的交联处理支撑剂、第四量的可侵蚀或可溶性支撑剂颗粒和/或纤维和第五量的不可侵蚀纤维。在其它实施方案中,处理支撑剂包含具有聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分和胺-磷酸盐反应产物、胺聚合物聚集组合物、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,交联处理支撑剂包含具有用包含无机交联剂、有机交联剂或其混合物和组合的涂层交联组合物交联的聚集组合物的部分或完全涂层的支撑剂,所述聚集组合物包含胺-磷酸盐反应产物、胺组分、凝聚层聚集组合物,或其混合物和组合。在其它实施方案中,第二和第三量足以:(a)在裂缝中形成集群,(b)如果可移动支撑剂岛在压裂操作期间在岩层内移动的话,保持集群是基本完整的,(c)能够以及增强通过裂缝由岩层流向井眼的流体流,(d)在压裂操作、注射操作或生产操作期间俘获岩层细粒,或者(e)其混合物和组合。在其它实施方案中,网络包含富支撑剂区域和贫支撑剂区域,其中贫支撑剂区域不包含或者包含少于10的富支撑剂区域中的集群。在其它实施方案中,未处理支撑剂选自砂、坚果壳、陶瓷、铝土矿、玻璃、天然材料、塑料珠、颗粒金属、钻屑及其组合。在其它实施方案中,处理支撑剂包含含有聚集组合物的部分或完全涂层的未处理支撑剂。在其它实施方案中,第二和第三量的和为100重量%,第一、第四和第五量可以为0重量%至100重量%,且量可合计为大于100%的值。用于本发明中的组成范围压裂液都基于100重量%基液和各重量%的其它组分使得最终压裂液重量百分数可合计为大于100%,因此,其它组分表示相对量。这些配制剂因此类似于基于100份橡胶表示相对量的橡胶组合物。记住这一点,压裂液可包含100重量%基液和变化量的:聚集组合物、聚集涂层交联组合物、增粘组合物、支撑剂组合物和其它添加剂。表1以组分的范围制表了容许的无支撑剂压裂液组成。表1无支撑剂流体—所有量为重量%a基液,b聚集组合物,c涂层交联组合物,d增粘组合物,e其它添加剂,和f支撑剂组合物–()较窄范围,{
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1