离子化流体在水力压裂中的使用的制作方法

本申请是在2013年12月3日提交的美国申请序号14/095,346的部分继续申请，该美国申请号14/095,346是2013年3月15日提交的美国申请序号13/832,759的继续申请，该美国申请序号13/832,759是2012年8月24日提交的美国申请序号13/594,497的部分继续申请，该美国申请序号13/594,497要求2012年7月27日提交的美国临时申请号61/676,628的优先权。本申请要求所有先前列出的申请的优先权，并且还要求2013年1月29日提交的美国临时申请序号13/753,310的优先权。

背景技术：

油井的水力压裂开始于十九世纪四十年代后期，作为当试图延长衰减期油井的经济寿命时的油井增产方法。那时候很多油井是竖直驱动的。成形炸药在薄壁套管中的放置受限于被放置在预定烃生产层的这些炸药，其主要为沙的形式。这些成形的炸药被点火以在这些区域中产生裂纹或通道。加压水和沙的混合物被泵浦到井眼中用于井增产。

这种井增产实践至今为止仍在竖直驱动井中继续。直到十九世纪九十年代中期，Mitchell能源使用两种新开发的技术将方法改变为非传统的，在位油页岩才能被经济地开采。使用的第一种新技术为可转向和可控钻井技术的开发，其可以改变沿竖直方向行进的钻头的方向，并且将其旋转进入水平方向。该旋转可以在相当短的弯曲半径下实现，且钻头于是可以继续水平钻进可观的距离，进入油页岩。

需要的第二种技术涉及高压压裂泵的开发，其能够在地表实现在九千到一万磅每平方英寸范围的水压。答案是可以在正排量下实现这些压力水平的压裂泵的开发。两种技术对于在硬和软的页岩层中经济地开采烃类气体和液体而言是关键的。当前各公司开采气体和液体烃化物并且主要使用化学产品来控制微生物的生长。这些最终会进入到饮用水层中。

当前，通常作法是通过化学或其他类型的抗微生物剂一开始或现场杀死在水混合物中的微生物，使得被保持在油页岩基层中的气体和液体烃化物可以自由流动到通过回流的水混合物而空出的通道和裂隙中。此外，由压裂过程产生的通道必须通过最初通过注入的水混合物输送到压裂区域的裂隙中支撑剂来保持打开。如果微生物没有被杀死，它们将快速地繁殖，且如果它们保持在裂隙中，它们将成长并减小或者完全堵住从这些裂隙流动的烃化物。微生物的另一个显著问题是可能存在这样的微生物株，其具有亲和性，用于寻找和消化人任何自由硫或硫化物，且产生硫化氢，而硫化氢必须从任何开采的气体中移除，因为它是高度危险且致癌的物质。这些类型的微生物必须被全部摧毁，如果要避免这样的问题。

除了微生物繁殖和堵塞烃化物产品的流动的可能性之外，溶解的固体在水溶液中的存在也是注射水混合物中的一个问题。它们会在同一流动通道和裂隙中沉积为鳞或结壳。这些结壳如果被允许沉积在这些通道中，也将减小或堵塞烃化物到地表的流动。为了避免这些情况，当前工业作法中已尝试使得溶解的固体联结并将其附着到存在于水混合物中的悬浮或其它胶状物，其在注射到井中之前被移除；然而，这些努力仅部分有效。例如参见，Denny,Dennis.(2012March).Fracturing-Fluid Effects on Shale and Proppant Embedment.JPT.pp.59-61.Kealser,Vic.(2012April).Real-Time Field Monitoring to Optimize Microbe Control.JPT.pp.30,32-33.Lowry,Jeff,et al.(2011December).Haynesville trial well applies environmentally focused shale technologies.World Oil.pp.39-40,42.Rassenfoss,Stephen.(2012April).Companies Strive to Better Understand Shale Wells.JPT.pp.44-48.Ditoro,Lori K.(2011).The Haynesville Shale.Upstream Pumping Solutions.pp.31-33.Walser,Doug.(2011).Hydraulic Fracturing in the Haynesville Shale:What’s Different？Upstream Pumping Solutions.pp.34-36.Denney,Dennis.(2012March).Stimulation Influence on Production in the Haynesville Shale:A Playwide Examination.JPT.pp.62-66.Denney,Dennis.(2011January).Technology Applications.JPT.pp.20,22,26。上述全部通过参考被并入到本文中，用于全部目的。

近年来，石油工业尝试开发一系列方法来处理这些问题。使用紫外光结合减少量的化学抗微生物剂已经被证明在杀死水里携带的微生物方面仅部分有效。当试图使用超高频率声波来杀死微生物时也是如此。然而，这两个系统都缺乏密度和强度来在仅一个弱、短时间的局部曝光和实际上没有残余效应的情况下有效地杀死所有水中携带的微生物。两系统需要一些抗微生物剂来有效地杀死水中携带的全部微生物。此外，一些公司使用低频或低强度的电磁波发生器为抗微生物剂/聚结器；然而，这也被证明仅轻微有效。

由此，进一步实例的目的是经济地处理和满意地解决工业领域重要的主要环境问题中的一些。其它实例的目的是消除对盐水处置井的需要，消除有毒化学物品作为抗微生物剂来破坏微生物的使用；且回收所有回流或产出的水用于在随后的水力压裂操作中再使用。本发明的实例提供了工业上对水力压裂考虑的很多公共安全问题的技术上合理且经济上可行的方案。

技术实现要素：

本发明的各种实施例的益处包括需要更少(或不)废弃盐水，因为基本所有不溶解的盐被合并并且转换为悬浮颗粒，其是独立的且与回收的支撑剂和细颗粒结合用于包含在馈送材料中，用于在回转炉中通过高温分解而熔化。类似的，本发明的实例消除了对化学抗微生物剂的需要，因为高强度、可变、超高频率的电磁波发生器在水被注入到地层之前杀死了存在于水中的微生物。电磁波还防止地层的结垢，由此不需要在压裂水混合物中加入结垢抑制剂。结果，来自于压裂操作的基本所有回流水被再次使用，其中所有保留的固体材料被回收且重构为适当构造且具有适当尺寸的支撑剂，用于随后的压裂操作中。此外，由于不稳定有机组分被燃烧和蒸发，不需要泥浆或其他类型的固体废弃物处理设施。

根据本发明的一个方面，用于井压裂操作的系统被提供，包括：第一分离器，包括泥浆入口和具有第一水含量的泥浆出口；第二分离器，具有泥浆入口，定位为接收来自第一分离器的泥浆出口的泥浆，和具有第二较低水含量的泥浆出口；烧炉，定位为接收来自第二分离器的泥浆出口的泥浆，且具有出口；淬火装置，定位为接收从烧炉出口的炉渣；破碎机，定位为接收来自于淬火装置的经淬火的炉渣；磨机，定位为从破碎机接收被压碎的材料；第一筛网，定位为从磨机接收经研磨的材料，该筛网的尺寸为第一筛网的尺寸确定支撑剂尺寸的上边界；以及第二筛网，定位为接收穿过第一筛网的材料，其中第二筛网的尺寸确定支撑剂尺寸的下边界。在一个实例中，系统还包括定位为接收来自第一和第二筛网之间的支撑剂的支撑剂存储仓。在另一实施例中，系统还包括混合器，定位为接收来自仓的支撑剂。在更特别的实施例中，第一分离器包括水出口，系统还包括：水存储箱，定位为接收来自第一分离器的水，抗微生物聚结器，定位为接收来自水存储箱的水，该聚结器具有出口，其馈送到混合器，以及至少一个压裂泵，从混合器接收至少支撑剂和水，其中压裂泵产生用于井压裂操作的水流。

根据本发明的另一实施例，一方法被提供用于从提取自压裂烃化物井的泥浆生产特定尺寸的支撑剂，该方法包括：将水从泥浆分离，得到泥浆流和液体流；将泥浆流与颗粒混合，得到馈送材料；将馈送材料中的支撑剂材料熔化；淬火熔化的支撑剂材料；破碎熔化的支撑剂材料；设置破碎的材料的尺寸为特定尺寸；以及将不是特定尺寸的破碎的材料与馈送材料混合。在本发明的一些实例中，本方法还包括从源自烃化物井的开采流体提取泥浆，其中开采流体包括水和泥浆，其中泥浆的分离导致至少两股流体，其中所述至少两股流体中的一股包括基本液体的水流且所述至少两股流体中的另一股包括泥浆。用于将泥浆从开采流体流分离的可接受器件的实例包括传统的三相分离器。

在至少一个实例中，混合包括：将固体流注入到烧炉中；以及将颗粒注入到烧炉中，其中颗粒的注入改变了造渣材料的粘度，其中造渣材料包括固体流和注入的颗粒。在另一实例中，注射颗粒进入烧炉依赖于烧炉中造渣材料的粘度，其中当造渣材料过粘抑制不能在烧炉中均匀流动时，增加颗粒的注入。在一些实例中，当造渣材料的粘度太低以致穿过烧炉的流动速率太快而不能熔化支撑剂材料时，颗粒的注入减少。

在另一实例中，淬火包括以液体流喷淋熔化的支撑剂材料，且破碎包括压碎经淬火的支撑剂材料且研磨压碎的支撑剂材料。

在另一实例中，设置尺寸包括筛选和/或重量分离。

在一些实例中，熔化包括加热造渣材料，其中造渣材料中的不稳定成分被以气相释放且造渣材料中的支撑剂材料被熔化。在一些这样的实例中，熔化材料离开烧炉的流动速率被测量，且烧炉中的加热被基于测量结果调整。

在再一实例中，本方法还包括从源自烃化物井的开采流体分离泥浆，其中开采流体包括水和固体，其中泥浆的分离导致至少两股流体，其中所述至少两股流体中的一股包括基本液体的水流且所述至少两股流体中的另一股包括泥浆。在至少一个这样的实例中，该方法还包括施加电磁场脉冲到基本液态的水流，其中支撑剂在该施加之前或之后与基本液态的水流混合。

根据本发明的另一方面，一系统被提供用于从提取自压裂烃化物井的泥浆生产特定尺寸范围的支撑剂，该系统包括：用于将水从泥浆分离的器件，得到泥浆流和液体流；用于将泥浆流与颗粒混合的器件，得到馈送材料；用于将馈送材料中的支撑剂材料熔化的器件；用于淬火熔化的支撑剂材料的器件；用于破碎熔化的支撑剂材料的器件；用于设置破碎的材料的尺寸为特定尺寸的器件；以及用于将不是特定尺寸的破碎的材料与馈送材料混合的器件。在至少一个实例中，用于混合不是特定尺寸的破碎材料的器件包括用于熔化的器件。

用于分离的器件的一个实例包括至少两相分离箱，其在下端具有漏斗，其具有一个管道，引导到螺旋推运器的入口。两相分离箱使用重力沉积单元的原理(有或没有挡板)。作为对重力沉积单元的替代是来自虹吸系统的压力箱，通过螺旋推运器迫使泥浆到馈送斗。

在另一实例中，用于将泥浆和颗粒混合的器件包括：用于将泥浆流注入到烧炉中的器件；以及用于将颗粒注入到烧炉中的器件，其中颗粒的注入改变了造渣材料的粘度，其中造渣材料包括泥浆流和注入的颗粒。有用的用于注入泥浆流到烧炉中的器件的一个实例包括：从用于分离的器件到烧炉的螺旋推运器。当螺旋推运器朝向料斗输送泥浆流时，更多的水离开。替代方式包括刮板输送带，桶输送系统和其它本领域技术人员认识到的装置。用于将沙注射到烧炉中的具体实例包括：具有可变驱动的桶提升输送器，其携带来自仓的颗粒(例如沙)，其中特定的沙位于仓中。可变驱动允许根据在烧炉出口处测得的温度值改变沙的量。温度与粘度相关。例如，当温度在约2200F的一些设定点周围改变时，沙的馈送随着温度降低而增大。它将随着温度升高而降低。在更具体的实例中，对于约5％的变化则不进行改变，而高于5％时，变化量将导致增加或减少一依赖于特定烧炉、支撑剂固体馈送和其它本领域技术人员理解的情形的量。用于注入的器件的其他实例包括带输送机或刮板输送机或本领域技术人员理解的其它等价物。

在另一实例中，用于淬火的器件包括用于以独立于泥浆的液体流体喷淋熔化的支撑剂材料的器件(例如通过喷嘴和/或水壁)。用于冷却材料的另一替代方式可以为空气骤冷。在至少一个实例中，来自烧炉的热固体混合物被沉积到移动穿孔的钢输送带上，其被放置在水收集盘上方。当在带上时，水被施加到混合物。

在又一实例中，用于破碎的器件包括：用于将经淬火的支撑剂材料压碎的器件；以及用于研磨压碎的支撑剂材料的器件。在一个这样的实例中，用于压碎的器件包括破碎机，其具有下列细节：偏心圆锥破碎机(锥形)，使得破碎空间可以被改变以获得各种尺寸。替代的破碎机包括：颚式破碎机、滚筒式破碎机、球式破碎机和本领域技术人员将理解的其它等价物。在一些实例中，破碎机将固化结块的混合物减小为具有在约1/4英寸到约1/2英寸的尺寸范围的块。

在一些实例中，用于研磨的器件包括下列类型的研磨器：棒磨机、球磨机、自磨机、盆式磨机和本领域技术人员将理解的其它等价物。在至少一些这样的实例中，破碎的材料被输送机移动并排放到混合/研磨单元，在该处材料的尺寸被减小；在至少一个实例中，材料的98-99％穿过约590微米的#30筛网开口，且穿过的材料具有与尖锐的细沙相似的尺寸和强度。

在一些实例中，用于设置尺寸的器件包括具有至少一个筛网的筛选器。可接受的筛选器的一个实例为振动筛网。如果材料穿过筛网，则它被分类为“特定尺寸”。如果太小，则它会掉到尺寸过低的馈送流，其被馈送回到烧炉的料斗的入口。如果太大，则它会被分离到尺寸过高的馈送流，其被提供到烧炉的入口处的料斗。在至少一个实例中，尺寸过大和过小的流在被注入到烧炉之前被混合。其它用于设置尺寸的可接受的器件包括固定筛网、旋转筛网和用于重量分离的器件(例如旋风器，破碎的材料穿过它和/或在液体溶液中的比重分离)。可接受旋风器的实例将由本领域技术人员构想到。另一用于分离的可接受器件包括液体溶液中的比重分离装置。该类型的可接受分离系统的实例将呈现给本领域技术人员。

根据另一实例，用于熔化的器件包括用于加热造渣材料的器件，其中造渣材料中的不稳定成分被以气相释放且造渣材料中的支撑剂材料被熔化。这样的用于加热造渣材料的器件的一个实例包括造渣回转炉、倾斜回转炉和水平炉，其具有直接或间接烘烤的能力。用于熔化馈送材料中的推进剂材料的替代器件包括：非造渣炉，立式炉(例如赫尔肖夫炉、多层立式炉)，水平行程烧结炉，以及本领域技术人员理解的其它等价物。在一些实例中，烧炉操作涉及馈送泥浆材料到烧炉中，以及添加支撑剂以开始将泥浆材料和支撑剂一起熔化为流动的烧结材料团的过程。当混合物向下运动到烧炉的排放口时，混合物的温度由于烧炉的燃烧器产生的热量而增加。同时，混合物的粘度随着温度升高而降低。在相同时段，混合物中携带的有机材料被燃烧、蒸发并且排放到排气烟囱，留下流动的固体材料混合物。该流动的混合物的粘度通过增加或减少由烧炉的燃烧器释放的热量来调整，或通过增加或较少添加到混合物的支撑剂来调整，或通过两者来调整。

本发明的一些实例还包括用于测量从烧炉输出的熔化材料的流动速率的器件。用于测量从烧炉输出的熔化材料的流动的器件的实例包括提供信号的温度传感器。替代等价器件将由本领域技术人员构想到。用于基于该测量调整烧炉中的热量的器件在又一实施例中被提供。用于基于该测量调整烧炉中的热量的器件的实例包括：基于温度测量值改变输入到烧炉的支撑剂流，以及改变到烧炉燃烧器的燃料流的速率，以增加或减少由烧炉释放的热量的量。

如上所述，泥浆从来自井的流体的分离导致至少两股流体，其中所述至少两股流体中的一股包括基本液态的水流。且，在更详细的实例中，用于施加电磁脉冲到基本液态的水流中的器件被提供。用于施加电磁脉冲到基本液态的水流的器件的至少一个实例在美国专利号6063267中公开，其通过引用在此并入用于全部目的。对于该专利中所述的设备在本发明的各个实例中使用的替代方式包括：传统的抗微生物/聚结器(化学、电子和机械)，如本领域技术人员将理解的。

在至少一个实例中，施加的特定脉冲具有下列特性：在约10到80kHz之间范围内的可变、超高频率。具有足以杀死水中存在的微生物并使得不溶解的固体结垢的频率的其它脉冲将由本领域技术人员构想到并且取决于在特定井中的水的特定特性。脉冲将通常破坏微生物的细胞。

在本发明的又一实例中，用于将支撑剂与基本液态的水流混合的器件被提供(用于在上述施加之前或之后混合)。用于将支撑剂与水混合的器件的实例包括混合器，如本领域技术人员将理解的(例如带筛网或开口格栅的箱。在一些实例中，表面张力降低剂也被添加到混合器中，如本领域技术人员理解的其它组分一样。该混合物然后被提供到增加混合物压力的器件(例如压裂泵-又称“增压装置”-如本领域技术人员理解的)且加压的混合物被注入到井中。

在又一实例中，支撑剂由开采和/或回流的水以及其它源使用烧炉、破碎机、磨机和筛网的组合而制成为特定尺寸，以产生本领域技术人员认识到在压裂操作中所需的各种尺寸。参见例如Mining Engineering,“Industrial Materials”,pp.59-61,June 2012(www.miningengineering magazine.com)，其全部内容在此通过引用并入。各种尺寸通过使用的磨机和筛网来调整。

在又一实例中，方法被提供用于处理来自烃化物井的烃化物井压裂水(其包括“回流”和“开采”水两者)，其中该方法包括：将固体从压裂水分离，其中得到具有悬浮固体的水流；将水流分离为多股水流；在多股水流总产生正电荷，得到多股带正电荷的水流；在所述产生之后将多股带正电荷的水流混合。在另一实例中，该方法还包括：监控油/水界面水平；和控制在分离器中的油/水界面水平。

在更特别的实例中，方法还包括减慢多股水流的流动速率，到低于具有悬浮颗粒的水流的流动速率。减慢流动速率允许在产生正电荷的步骤期间的更大的停留时间。这增加了水中的正电荷的数量，其被认为有益于杀死在水中的微生物以及在水已经被注射入地层中时在一时段内提供残余正电荷，其中烃化物要从该地层中开采。地层中的水中的正电荷的存在确信有益于减少地层中各种流动降低结构的存在。

在另一特定实例中，用于在水流中产生正电荷的方法包括利用电磁通量处理多股水流中的每股的器件。

在又一实例中，悬浮固体大部分小于约100微米。在一些这样的实例中，悬浮固体基本全部小于约100微米。在更限制性的实例组中，悬浮固体大部分小于约10微米。在进一步限制性的实例组中，悬浮固体基本全部小于约10微米。通过减小悬浮颗粒的尺寸，使得当悬浮固体接近100微米且作为固体的更软的材料(例如PVC)接近10微米或更小时能够通过使用例如不锈钢管道让水穿过实用于以合理成本在水中产生正电荷的设备。

且在一些其它实例中，分离包括两级分离。在至少一个这样的实例中，两级分离包括：使得压裂水穿过三相分离器，其中得到从三相分离器输出的水；且使得从三相分离器输出的水穿过两相分离器。在至少一个这样的方法中，三相分离器包括具有至少四个出口的四材料分离器，包括：泥浆、具有悬浮固体于其中的水、烃化物液体、和烃化物气体。

根据本发明的又一实例，系统被提供用于处理来自烃化物井的烃化物井压裂水，其中该系统包括：用于将固体从压裂水分离的器件，其中得到具有悬浮固体的水流；用于将水流分离为多股水流的器件；用于在多股水流总产生正电荷的器件，得到多股带正电荷的水流；以及用于将多股带正电荷的水流混合的器件。

在至少一个这样的系统中，用于分离的器件包括三相、四材料分离器。例如，在更具体的实例中，用于分离的器件还包括第二两相分离器，该两相分离器包括入口，用于从三相油气分离器的水流，和出口，用于具有悬浮固体的水流。在另一实例中，还提供了：用于监控油/水界面水平的器件；和用于控制在第一和第二分离器中油/水界面水平的器件。在一个这样的实例中，用于监控的器件包括油/水界面水平指示器和控制阀传感器(例如级联控制系统)。

在一些实例中，用于将水流分离为多股水流的器件包括集管，其具有入口端口，用于接收具有悬浮固体的水流，和多个出口端口，每个具有比集管的入口的横截面面积小的横截面面积；且其中出口端口的横截面面积之和大于入口端口的横截面面积，由此离开集管的流动速率小于进入集管的流动速率。在至少一个实例中，集管包括1：12集管(例如在出口端口中具有4英寸的横截面直径，且在入口端口中具有更大的截面直径)。在替代实例中，用于分离水流为多股水流的器件包括水车，其具有多个舱室，每个舱室接收水流的一部分。

在另一实例中，用于产生正电荷的器件包括用于利用电磁通量处理多股水流中的每股的器件。至少一个这样的实例中，用于利用电磁通量处理多股水流中的每一股的器件包括：管道和至少一个电磁线圈，其具有基本与管道同轴的轴线。在一些这样的实例中，管道基本包含非导电材料。在一些这样的实例中，管道基本包含不锈钢材料。在各种实例中，还提供了一种连接到线圈的铃流切换电路。在一些这样的实例中，铃流切换电路在约10kHz到约80kHz之间的频率下以全波形模式操作。

在又一实例中，用于混合的器件包括集管，其具有用于多股带正电荷的水流的入口端口(多个)以及出口端口。在一个这样的实例中，用于混合的器件还包括井压裂水和支撑剂混合器。在各个实例中，悬浮固体大部分小于约100微米。在一些这样的实例中，悬浮固体基本全部小于约100微米。在更限制性的实例组中，悬浮固体大部分小于约10微米。在进一步限制性的实例组中，悬浮固体基本全部小于约10微米。

在一个更具体实例中，用于分离的器件包括两级分离器。在一个这样的实例中，该两级分离器包括：三相分离器，其具有连接到两相分离器的入口的水出口。在又一实例中，三相分离器包括具有至少四个出口的四材料分离器，包括：泥浆、具有悬浮固体于其中的水、烃化物液体、和烃化物气体。

在本发明的另一实例中，系统被提供用于处理烃化物井压裂水，该系统包括：多相分离器；集管，具有连接到多相分离器出口的入口端口，和多个出口端口；多个管道，每个具有线圈缠绕在管道上，其中每个管道具有入口端部，其连接到集管的出口端口，且每个管道具有出口端部；混合集管，具有连接到所述多个管道的出口端部的入口端口。

在至少一个这样的系统中，支撑剂-水混合器还被提供，其连接到混合集管的出口。

在至少一个这样的系统中，多相分离器包括多级分离器。在更具体的实例中，多级分离器包括两级分离器，其中：两级分离器中的第一级包括三相分离器且两级分离器中的第二级包括两相分离器。在更具体的实例中，三相分离器包括四材料分离器，其包括油水界面控制系统。

在本发明的又一实例中，提供了用于控制在三相分离器总的水/液态烃化物界面的方法，其中该方法包括：在三相分离器中建立水/液态烃化物界面；测量三相分离器中水/液态烃化物界面，其中得到水/液态烃化物界面测量信号；将水/液态烃化物界面测量信号与设定点比较，得到比较信号；在比较信号指示水/液态烃化物界面高于设定点时减少烃化物井压裂水进入三相分离器的流动，以及在比较信号指示水/液态烃化物界面低于设定点时增加进入三相分离器的流动，其中增加流动包括来自井的烃化物井压裂水和来自存储箱或水池的补充水。

在又一实例中，方法还包括：当进入三相分离器的流动减小时以相同速率减小离开三相分离器的流动来平衡它；以及用于在进入三相分离器的流动增加时以相同的平衡速率增加离开三相分离器的流动。

在另一实例中，提供了用于控制在三相分离器总的水/液态烃化物界面的系统，其中该系统包括：用于在三相分离器中建立水/液态烃化物界面的器件；用于测量三相分离器中水/液态烃化物界面的器件，其中得到水/液态烃化物界面测量信号；用于将水/液态烃化物界面测量信号与设定点比较的器件，获得比较信号；一器件，用于在比较信号指示水/液态烃化物界面高于设定点时减少烃化物井压裂水进入三相分离器的流动，以及用于在比较信号指示水/液态烃化物界面低于设定点时增加进入三相分离器的流动，其中增加流动包括烃化物井压裂水和补充水。

在至少一个实例中，用于建立水/液态烃化物界面的器件包括隔膜堰。在另一实例中，用于测量水/液态烃化物界面的器件包括液体水平指示器控制器型传感器。在另一实例中，将水/液态烃化物界面测量信号与设定点比较包括连续电容水平变送器。

在一些实例中，用于减少和增加到三相分离器中的流动的器件包括涡轮类型流量计和与三相分离器入口对齐的入口型控制阀。

在又一实例中，还提供了：一器件，用于当进入三相分离器的流动减小时用于以相同速率减小和平衡离开三相分离器的流动；以及用于在进入三相分离器的流动增加时以相同的平衡速率增加离开三相分离器的流动。

在至少一个这样的实例中，用于增加和减少离开三相分离器的流动的器件包括连接到三相分离器的水出口的流量计。在另一实例中，用于增加和减少离开三相分离器的流动的器件包括控制三相分离器的水出口的孔式流量控制器。

本发明的实例进一步在附图中示出，其为示意性且不意图为工程或组装图且不是按比例的。各种部件被符号性地示出；此外，在各个位置，进入各个部件的“窗”示出了材料从一个位置到另一个位置的流动。然而，本领域技术人员将理解部件通常是闭合的。附图和说明中任何内容不应被理解为限制任何权利要求术语到本说明书涉及的各种技术的技术人员的一般意思之外的其它含义。

在至少一个实例中，用于增加从地下地层的烃化物产量的方法包括：产生离子化流体，从地表位置泵浦离子化流体到烃化物井中的至少一个地下位置；在所述至少一个地下位置处加压离子化流体；在穿孔位置处减压离子化流体，其中离子化流体的至少一部分在包含悬浮材料的情况下返回到地表位置。在其他实例中，该方法还包括对至少一个地下位置进行穿孔。

在至少一个其他实例中，该方法还包括对至少一个地下位置进行压裂。在又一实例中，该方法还包括将所述至少一个地下位置从烃化物井的至少一部分隔离。

在又一实例中，该方法中所述离子化流体阻止烃化物井的腐蚀。在又一实例中，该方法中所述离子化流体成分包括至少百分之五十体积的水。

在另一实例中，离子化流体包括带正电荷的水。在又一实例中，该方法还包括将离子化流体与支撑剂混合。

根据另一实例，该方法中离子化流体由将水暴露到电磁场的影响而产生。在又一实例中，该方法中电磁场的影响以高至三百六十次每秒的全波脉动。在又一实例中，该方法中电磁场的影响以高于八十次每秒的全波脉动。

在又一实例中，该方法中悬浮颗粒包括钙基悬浮颗粒。

在又一实例中，该方法还包括将回收从井回流的流体的一部分。在又一实例中，该方法还包括将回收从井开采的流体的一部分。在又一实例中，该方法还包括将离子化开采的流体的被回收的部分。在又一实例中，该方法中被产生的离子化流体包括回收流体、开采流体、和补充流体。

在更特别的实例中，用于增加从地下地层的烃化物产量的系统包括：用于产生离子化流体的器件；用于从地表输送离子化流体到地下地层的至少一个压裂区域的器件；用于在所述至少一个压裂区域处加压离子化流体的器件；用于在所述至少一个压裂区域处保持压力的器件；用于在所述至少一个压裂区域处减压离子化流体的器件，其中离子化流体的一部分在包含地层的悬浮颗粒的情况下返回到地表。在又一实例中，用于产生离子化流体的器件还包括用于利用电磁场影响处理水的器件。

在又一实例中，该系统中用于产生电磁场影响的器件包括：管道，以及至少一个电磁线圈，其具有与管道基本同轴的轴线。在又一实例中，该系统中电磁场的影响以高于八十次每秒的全波频率产生。

在又一实例中，该系统中所述离子化流体包括至少百分之五十体积的水。

在又一实例中，该系统中电磁场的影响以高至三百六十次个脉冲每秒的全波频率产生。在又一实例中，该系统中电磁场影响消除离子化流体中的大部分微生物。

在又一实例中，该系统还包括添加支撑剂到离子化流体的器件。在又一实例中，该系统中所述添加支撑剂到离子化流体的器件包括混合器。

在另一实例中，系统中用于从地表传输离子化流体到地下地层的压裂区域的器件包括连续油管。

在又一实例中，系统中用于在压裂区域处加压离子化流体的器件包括至少一个压裂泵。

在又一实例中，系统中用于在压裂区域处保持压力的器件包括至少一个封隔器。

在又一实例中，系统中用于在压裂区域处减压离子化流体的器件包括连续油管。在另一实例中，系统还包括钻入机构，附接到适于平衡至少一个封隔器的连续油管。

在另一实例中，系统还包括用于再循环回流流体的器件，其中再循环的回流流体的一部分被用于产生离子化流体。在另一实例中，系统还包括用于将回流分离为水和至少一种其它物质的器件。

在另一实例中，系统中离子化流体包括带正电荷的水。在另一实例中，系统还包括用于再循环开采流体的器件，其中再循环的开采流体的一部分被用于产生离子化流体。在另一实例中，系统还包括用于将开采流体分离为水和至少一种其它物质的器件。

在更具体的实例中，用于增加从地下地层的烃化物产量的方法包括：产生离子化流体；再进入地层；接近烃化物井中的至少一个选择的位置；从地表位置泵浦离子化流体到烃化物井中的至少一个选择的位置处的地下地层；在所述至少一个选择的位置处加压离子化流体；在至少一个选择的位置处减压离子化流体，其中离子化流体的至少一部分在包含悬浮材料的情况下返回到地表位置。在又一实例中，该方法还包括消除离子化流体中的大部分微生物。在又一实例中，该方法中所述离子化流体成分包括至少百分之五十体积的水。

在另一实例中，方法中离子化流体包括带正电荷的水。

在另一实例中，该方法中离子化流体由使得流体经受电磁场的影响而产生。在又一实例中，该方法中电磁场的影响以高于八十次每秒的全波脉动。在又一实例中，该方法中电磁场的影响以高至三百六十次每秒的全波脉动。

在又一实例中，该方法中悬浮颗粒包括钙基悬浮颗粒。在又一实例中，该方法还包括将所述至少一个选择的位置从烃化物井的至少一部分隔离。

在其他实例中，该方法还包括对至少一个选择的位置进行穿孔。

在其他实例中，该方法还包括对至少一个选择的位置进行压裂。

在又一实例中，该方法还包括将离子化流体与支撑剂混合。在又一实例中，该方法还包括将所述至少一个选择的位置从第二选择的位置隔离。

在又一实例中，该方法还包括安装至少一个封隔器以将所述至少一个选择的位置从烃化物井的至少一部分隔离。

在其他实例中，该方法还包括钻出所述至少一个封隔器。

在更具体的实例中，增加从地下页岩层的产量的方法包括：利用电磁场影响产生离子化流体；泵浦离子化流体到地下页岩层；以及将先前穿孔的区域暴露到加压的离子化流体；其中从地下页岩的产量在离子化流体被降压之后增大，其中先前穿孔的区域已经被先前压裂，还包括压裂先前穿孔的区域，且还包括选择区域以暴露到离子化流体。

在其他实例中，该方法还包括对选择的区域进行穿孔。在另一实例中，该方法还包括压裂选择的区域并且将选择的区域隔离。在又一实例中，该方法还包括以离子化流体加压选择的区域。在又一实例中，该方法还包括保持选择的区域中的压力预定时间段。在又一实例中，该方法还包括将释放选择的区域中的压力。在又一实例中，该方法还包括将离子化流体与支撑剂混合。

在更具体的实例中，用于烃化物井压裂操作的设备包括：电磁场发生器，具有第一流体入口端口和第一流体出口端口；至少一个压裂泵，具有连接到电磁场发生器的第一流体出口端口的第二流体入口端口；以及连续油管设备，具有连接到第二流体出口端口的连续油管入口，且该设备还包括附接到连续油管的至少一个井压裂工具。在又一实施例中，设备还包括至少一个井穿孔工具，其附接到连续油管。在又一实例中，设备还包括至少一个管道，位于电磁场发生器中，定位在第一流体入口端口和第一流体出口端口之间。

在又一实施例中，设备还包括至少一个电磁线圈，其围绕至少一个管道。在又一实施例中，设备还包括至少一个完井工具，其附接到连续油管的端部。

在又一实例中，设备还包括在烃化物井地表处的井口，其中连续油管通过井口与烃化物井相接。在又一实例中，设备还包括从进口的回流管线，其具有出口端口。在又一实例中，设备还包括连接到分离器的回流管线出口端口，分离器具有入口端口和至少一个出口端口。在又一实例中，设备还包括至少一个分离器出口端口，其连接到电磁场发生器上的第二入口端口。

附图说明

图1是井场的视图，示出了用于本发明的各个实例的各种材料的流动；

图2A和2B，当沿它们相应的虚线连接时，是本发明的实例的侧视图；

图2A1是图2A的实施例的替代方式；

图2C是本发明的至少一个实例中使用的控制系统的示意图；

图3A和3B，当通过在它们的虚线旁边的重叠部件连接时，是图2A和2B的实例的平面图；

图3C和3D分别是图2A-2B和图3A-3B的实例的一面的立视图和侧视图；

图4是本发明的另一实例的平面图；

图5是图4的实例的俯视图；

图6是井场的视图，示出了用于本发明的各个实例的各种材料的流动；

图7是井场的视图，示出了用于本发明的各个实例的各种材料的流动；

图8是本发明的实例的顶视图；

图9是本发明的实例的侧视图；

图10A是图8的支撑腿100的侧视图；

图10B是图10A的底座101的顶视图；

图11是穿过图9的线A截取的截面视图；

图12是穿过图8的线C截取的截面视图；

图13是穿过图8的线B截取的截面视图；

图14A是本发明的实例的部件的顶视图；

图14B是图14A的部件的截面视图；

图15是本发明的实例中使用的控制系统的示意图；

图16是本发明的实例中使用的系统的示意图示；

图17是根据本发明的实例使用的控制系统的示意图；

图18是本发明的实例的透视图；

图19是实施本发明的装置的透视图；

图20是图19的装置的管道单元的分解视图；

图21是穿过图19的管道单元截取的纵向截面视图；

图22是图19的管道单元的简化线路图；

图23是图19的管道单元的电路的详细示意图；

图24是示出了在运行期间由图19的管道单元产生的特定波形形状的图示；

图25是类似于图4但是示出了本发明的修改实施例的线路图；

图26是类似于图21但是示出了本发明的修改实施例的视图，其中管道单元仅具有一个围绕液体流动管道的线圈；

图27为类似于图23但是示出了用于图27的管道单元的电路的详细线路图；

图28为列举图19至24的装置的某些参数的当前优选值的图表；

图29是井场的视图，示出了用于本发明的各个实例的各种材料的流动，包括泵浦离子化水到地层中；

图30是暴露到离子化流体的穿孔区域的示图；

图31是ζ(zeta)原理的图示并且示出了场和力的位置。

具体实施方式

现在参考图1，本发明在烃化物井中的使用的流程图，该烃化物井具有井眼1，其具有穿过由封隔器隔离的压裂区域的灌注水泥的套管3。油管9通过钻架11插入，用于本领域技术人员已知的压裂操作。

回流(和/或产生的)水被引导到三相固体/液体/气体/烃化物/水分离器10，所有烃化物液体或气体从其产生，且来自分离器10的水被引导到压裂水存储箱17，其还可以包括来自其他源的水(也称为“补充”水)。湿的固体从三相分离器10行进到二相分离器14，其产生水，该水行进到淬火系统32且泥浆化，然后行进到干燥器24。矿渣从干燥器24行进通过淬火系统32到破碎机40且然后到研磨器46。研磨材料然后在筛网50处被分离为特定尺寸，其然后被输送到支撑剂存储仓26，该支撑剂存储仓还可以包括来自其他源的支撑剂(例如沙供应器)。水被提供到抗微生物剂/聚结器单元13。支撑剂从仓26被提供到混合器15，水从抗微生物剂/聚结器单元13被提供到混合器15；混合的水和支撑剂于是被提供到压裂泵19，其将混合物泵浦到井中，在那里它压裂油页岩层21。其他添加剂可以按期望被提供到混合器15。此外，在替代实例中，支撑剂可以在抗微生物剂/聚结器单元13之前被添加到水。

本发明的实例从泥浆产生各种特定尺寸的一系列支撑剂，所述泥浆抽取自水力压裂的烃化物井。

在图2A和2C以及图3A-3D中，可以看到更多的具体实例。在实例中，泥浆抽取自累积在常规三相分离箱10(其为对于本领域技术人员的常规设计)底部的重力沉淀泥浆。在图2A的特定实例中，如本领域技术人员构想到的，水/液体烃化物界面水平有助于任何液体烃化物产物从回流或开采水流(其在进入分离器10时处于压力之下)的分离和回收(通过内部或外部安装的水位指示器)。该指示器发送水位测量信号到预编程低水平/高水平水流控制数据积分器(未示出)。当分离器10中的水位抵达高水平设定点时，数据积分器促动控制阀(未示出)，其控制通过水馈送管道10a的流动(标识为“进入水”)以减少进入三相分离器的水量，且流动速率继续减小直到进入水量与被从三相分离器抽取的水量相等或平衡的点被达到。相反地，如果在三相分离器10中的水位落到低水平设定点之下，数据积分器将促动并进一步打开入口管道10a中的控制阀，以便于增加水流的流量或速率，使其足以稳定界面水平。如果该附加量的水不足以稳定水平面在界面水平处，则积分器促动泵(未示出)并且打开另一个控制阀(未示出)，其定位在水箱17(图1)的排放管道(未示出)。该排放管道被连接到入口管道10a；由此来自压裂水存储箱17的水与回流或开采水一起继续流入到三相分离器，直到分离器10中的水位达到适当的界面水平。然后，补充水控制阀关闭并且补充水泵被关闭。该控制顺序是必须的，以便于实现任何液态烃化物产物的分离和回收的稳定状态和持续操作稳定性，所述烃化物产物通过回流或开采水馈送流输送到三相分离器。

堰和挡板构造(通常被称为气/油分离单元)通过使用界面水平作为在分离器中的水的最大高度，且允许较轻的液态烃化物在水层顶上浮动且然后在其流动越过液态烃化物产物的堰并且在烃化物液态产物出口法兰连接部处被抽吸之后，被抽吸作为液态烃化物产物，而有助于液态烃化物产物(如果有的话)的分离和回收。在堰之下的水平挡板限制可能携带的水的量，其会与液态烃化物产物流混合。当回流或开采水流进入三相分离器10时，泄压将较轻的烃化物气体释放，且它们的释放有助于液体烃化物产物的漂浮，以及气态烃化物产物通过出口10c的释放。水通过管道10b流动离开分离器10，到调节箱(未示出)且然后被泵浦回到水箱17(图1)。

从分离器10，电机驱动正排量隔膜型污泥泵12将泥浆向上运动到两相水/固体分离箱14的入口开口，得到固体流16和液体流18，其被泵19泵浦到淬火器(标志为“Q”)。从两相水/固体分离箱14的底部，斗式提升机输送器20将沉淀的泥浆材料从水/固体分离箱14的下部部分从水位向上输送，且将它们排放到馈送料斗22(图2B)。该排放在图2A中可见，当沿着虚线行进，其将虚线连接到图2B的左侧，在该处可观察到泥浆累积在造渣旋转烧炉24的馈送料斗22中，使得泥浆的水被保持在水/固体分离箱14和提升器20中。结果，所有分离在大气压下执行而不是在压力容器中(如当前实践)。

在馈送料斗22中，来自水/泥浆分离箱的泥浆材料与来自仓26的特定支撑剂(图1)以及来自最终筛选单元50(下文描述)的过小或过大的固体材料混合。

当用于支撑剂材料的熔化步骤进行时，无机支撑剂材料被熔化为均匀物质，且可能已经存在于来自水/固体分离箱14的馈送流中的不稳定的有机材料被燃烧并且蒸发，然后气体被最终排放到排气口30。

当它出现于炉24的出口时，从旋转炉24离开的支撑剂材料被水流淬火，以降低材料的温度。在一些实例中，排放的材料流动到穿孔的电机驱动不锈钢输送带35上，且水通过喷洒喷嘴34冲下到运动的带35上，由此固化和冷却支撑剂材料。用于淬火支撑剂材料的水来自于水/固体分离箱14(参见图2A)，通过使用例如电机驱动离心泵19以将水推送到图3B的淬火喷嘴34。多余水收集盘36被定位在输送带35下方，已收集和回收任何多余的淬火水且通过电机驱动离心泵21和图2A的流动到返回“R”的管线将其输送回到水/固体分离箱14。

当其从炉24排出时淬火热的支撑剂材料，由于支撑剂材料的不均匀收缩和快速淬火导致的高内部应力导致大量随机、温差裂隙或裂纹。不同尺寸的支撑材料被直接排放到材料破碎机40。

在一些实施例中，压碎或破碎大的不规则支撑剂材料且降低他们的尺寸通过本领域技术人员已知的电机驱动，竖直轴，偏心锥或颚式破碎机被实现。尺寸降低的程度通过改变间隔或破碎机间隙来调整，由此允许一范围的不同材料尺寸被产生，如本领域技术人员已知的。

支撑剂材料的尺寸设置是在支撑剂材料在破碎机底部排放之后通过研磨被破碎的支撑剂材料实现的。在所示实例中，材料通过斗式提升输送机44向上输送到球式磨机46。在至少一个替代实例中，杆式磨机被使用。磨机46通过改变磨机46中的杆或球的旋转、尺寸和间隔来调整以研磨支撑剂为不同特定尺寸范围。

被研磨的支撑剂材料通过重力向下流动穿过磨机的研磨区，且被排放到振动筛50上，在那里网眼开口被选择性地设置尺寸到特定筛网值。例如，对于软的矿物页岩，网眼开口为590微米范围或#30筛网。例如，对于硬的矿物页岩，网眼开口将为150微米范围或#100筛网。适当尺寸的支撑剂材料在重力作用下向下流动穿过选定尺寸筛网，在“A”处离开。太大而不能穿过倾斜的振动筛网53的支撑剂材料离开到带51a上(参见图3B)，且其余的材料掉落到筛网55。在筛网53和55的尺寸之间的支撑剂材料作为正确尺寸的支撑剂在“A”处离开，且被输送到仓26(图1)。过小尺寸的支撑剂掉落到带51a上，其输送尺寸过小和过大的支撑剂到带51b，其然后通过提升机25将支撑剂输送回到炉24。图3A和3B示出了本发明的实例的顶视图，其中部件被安装在拖车或滑架上，所述拖车或滑架在井场处与抗微生物剂和其它部件组合(例如图4和5)。这样的拖车或滑架在一些实施例中通过调平千斤顶81来调平。

如图3C和3D所示，提升机25将材料放到馈送料斗22的顶部，且提升机23将材料从仓从较低水平通过馈送料斗22中的开口放到馈送料斗22中。

适当尺寸的支撑剂材料流通过重力被馈送到特定支撑剂容器(未示出)，用于输送到特定支撑剂仓26(图1)，其也可以包含来自于另一个源的特定支撑剂。

现在参考图2B，期望控制支撑剂馈送混合物的粘度，以获得支持最优熔化温度的稳定性(在一些实例中为约华氏温度2200度。当支撑剂馈送混合物温度由于炉24中热量而升高时，熔化各种无机材料为均匀粘性物质的过程在支撑剂混合物中的温度抵达二氧化硅或沙的熔化温度时实现。支撑剂材料的粘性是材料本身的温度的函数。这样的控制通过各种方式实现。

在至少一个实例中，在离开炉时熔化材料的温度被测量，通过本领域技术人员已知的方式，例如在淬火系统32中的光学温度传感器。如果温度高于材料的熔点，则材料过于液态，则到炉的燃料被减少。同时，更多特定支撑剂可以被添加到馈送料斗22。这影响该温度，因为来自泥浆材料并不是均匀的且不是干燥的；添加来自仓的支撑剂平衡这种多变性。

现在参考图2C，可以看到示意图，其中传感器67将炉24出口的温度信号发送到积分器69。积分器69于是控制调速电机90(图3A)，其操作提升机23(还参见图3B)，该提升机23从支撑剂仓26的底部输送支撑剂并将其排放到造渣旋转炉馈送料斗22中。不同材料流在馈送料斗22中混合，然后它们进入炉24的旋转辊。需要被添加到来自水/固体分离箱14的材料流的特定支撑剂的比例和量根据来自水/固体分离箱14的材料的组分的变化而调整。这增加炉24在熔化过程中使用的支撑剂材料馈送混合物的不均匀性。在至少一个实例中，如果温度过高，到燃烧器的燃料被减少；如果这也没能校正这个问题，被炉的支撑剂的量将被增大。类似地，如果温度过低，到燃烧器的燃料被减少，且如果这没用的话，支撑剂的量被减少。替代布置将由本领域技术人员构想到。

回头参考图2C，积分器69还控制阀63，以增加或减少燃料61到炉燃烧器65的供应。

再次参考图1，本发明的一个实例在其中示出，其中可以看到分离器10馈送泥浆到分离器14，且来自分离器10的水与新的“补充”(箱17中)结合，以在新的压裂工作中用于注射。该组合流被美国专利号6,063,267中描述的那种类型的电池抗微生物/聚结器13处理，其通过参考合并于此用于任何目的(商业上作为Dolphin model 2000出售)，其在至少一个实例中被设置为赋予具有以下特性的电磁脉冲：可选择的、可变的、和在约10-80KHz之间的范围内可调频的。这样的脉冲足以杀死微生物，且使得正电荷被施加到水，使得溶解的固体能够在井中聚结或沉淀。

图4和5分别为包括一组抗微生物/聚结器70a-70l的安装在拖车或滑架上的系统的实例的侧视图和顶视图，其被组织为以通常页岩压裂操作中使用的流动速率的类型来接收压裂箱的水。这样的单元由电控制面板72运行，该电控制面板连接到头上电源并控制连接到头上电源馈送部件71a-71l的分布轨73。电力由发动机75供应，其转动发电机77，该发电机连接到电力馈送件79，用于以本领域技术人员已知的方式供应电力。

现在参考图2A1，其如所示为图2A的实施例的替代方式，其中二相分离器14的水平与三相分离器10的水平相同。在这样的实施例中，存在通过隔膜泵12的流体连通，且箱处于大气压力下，使得气液界面处于相同水平。

现在参考图6，根据本发明的另一个实例，提供了一种用于处理来自烃化物井的烃化物井压裂水的系统，该系统包括用于将固体从压裂水分离的器件，包括三相、四材料分离器10，其中最终得到具有悬浮固体的水流最后被输送到压裂水存储箱17。从该处，所谓“补充水”可以被添加到压裂水存储箱17，且水流穿过用于分离水流为多股水流的器件(下文详述)；行进到用于在多股水流中产生正电荷的器件(例如如上所述的一组抗微生物聚结器或单元)，其中最后得到多股带正电荷的水流。用于混合多股带正电荷的水流的器件更均匀地分布在水中的正电荷，然后水流行进到混合器14，用于供随后的井压裂操作中使用。

图7示出了实例，其中用于分离的器件进一步包括第二级、二相分离器14，该二相分离器包括用于接收来自三相油气分离器的水流的入口。来自三相分离器的水流在分离器的中间区段被取得，同时大部分固体在底部掉出，如上所述。然而，来自三相分离器的水包括悬浮固体，其会损坏抗微生物聚结器或单元。因此，在一个示例性实施例中，来自三相分离器10的水流被输送到二相分离器14的入口，该二相分离器14还包括出口，用于具有较小悬浮固体的水流。二相分离器14还在形成泥浆过程中使得固体从其下部区段掉出。来自三相分离器10和二相分离器14的泥浆被进一步处理(例如如上所述)或以一些其它方式解决。

现在参考图8和9，可以看到根据本发明的一些实施例有用的三相、四材料分离器90的实例和三相分离器10的位置。分离器90包括入口92、泥浆出口94、液态烃化物出口98和气体出口80。还参见图10A，分离器90由腿100支撑(腿包括底座101，如图10B所示)，其被焊接到分离器90的侧部。

现在再次参考图9，以及图11(其为沿图9的线A截取的截面视图)和图13(其为沿图8的线B截取的截面视图)，挡板111允许具有一些悬浮固体的水离开分离器90，而较大的固体作为泥浆在底部排出口94处离开。图12示出了入口92的截面(沿图8的线C截取)，在该处输入管道被支撑件120支撑，该支撑件120连接到分离器90的底部并且保持输入管道92和座。

在另一实例中，还提供了：用于监控油/水界面水平的器件；和用于控制在第一和第二分离器中油/水界面水平的器件。在一个这样的实例中，用于监控的器件包括油/水界面水平指示器和控制阀传感器(例如级联控制系统)。

如图18所示，在一些实施例中，用于将水流分离为多股水流的器件包括集管181，其具有入口端口阀183，以从用于分离的器件接收具有悬浮固体的水流，以及多个出口端口，附接到抗微生物聚结器单元184，每个出口端口具有横截面面积，其小于集管的入口的横截面面积。在一些实例中，出口端口的横截面面积之和大于入口端口的横截面面积，由此离开集管的流动速率低于进入集管的流动速率。在至少一个实例中，集管181包括1:12集管(例如在出口端口中具有4英寸的横截面直径，且在入口端口中具有更大的截面直径)。在替代实例中，用于分离水流为多股水流的器件包括水车(未示出，本领域已知)，其具有多个舱室，每个舱室接收水流的一部分。在操作中，水穿过阀183进入集管181，且流动在通过多个并联连接的抗微生物聚结器单元184分离并联流动的同时变慢，以增加停留时间，用于赋予电磁通量，以便于最大化电磁通量赋予水的正电荷。单元184的输出在集管186中混合，集管186的输出受到阀188的控制。集管和抗微生物聚结器单元在一些实施例中，安装在框架184上，该框架可以通过挽具186升起到井场处的垫上，或到卡车的车床上，用于运输。

在另一实例中，用于产生正电荷的器件包括用于利用电磁通量处理多股水流中的每股的器件。至少一个这样的实例在图19至28中可见，其中用于利用电磁通量处理多股水流中的每一股的器件包括：管道和至少一个电磁线圈，其具有基本与管道同轴的轴线。在一些这样的实例中，管道基本包含非导电材料。在一些这样的实例中，管道基本包含不锈钢材料。在各种实例中，还提供了一种连接到线圈的铃流切换电路。在一些这样的实例中，铃流切换电路在约10kHz到约80kHz之间的频率下以全波形模式操作。

特别地，仍参考图19-28，首先转到图19，实施本发明的装置示出在910处，且主要包括管道单元912和交流电源914。管道单元912包括管道916，要被处理的液体穿过它，其流动方向如箭头A所示。管道916可以由各种材料制成，但是由于由管道单元执行的液体的处理涉及穿过管道壁以及穿过管道进入液体的电磁通量的传播，管道优选由非导电材料制成，以避免由于在管道材料中导致涡流而消耗一些通量而导致抵达液体的通量的量减少。管道单元912的其他部分被包含在围绕管道916的大体圆柱形壳体918中或安装在其上。

管道单元912优选地，且如后所述，是一种用于通过相对低压电源(例如具有911V(rms)到37V(rms)的电压以及60Hz频率的电源)来操作的设计，且由此所示电源914为降压变压器，其具有主侧连接到输入线920，其采用连接到市电(例如120V60Hz或240V60Hz)的插头922，且具有输出线924连接到变压器的副侧，且供应低压电力到管道单元912。管道单元912可以设计为用于不同直径的管道916，且由电源914提供的特定输出电压是被选择以最适应管道的直径和管道单元的相关部件的尺寸和设计。

管道单元912，除了壳体912和管道916之外，还包括围绕管道的线圈器件和用于控制电流通过线圈器件的流动的切换电路，其方式是使得产生穿过线圈器件的相继周期的铃流和穿过管道916中的液体的最终相继铃流周期的电磁通量。形成线圈器件的线圈的数量、设计和布置可以改变，且如图20和21中的实例所示，线圈器件被显示为包括四个线圈，L₁，L₂外，L₂内和L₃，其布置为类似于美国专利号5,702,600的方式，其通过引用在此并入用于所有目的。线圈，如图20和21所示，与管916的三个不同的纵向区段926、928、930相关联。也就是说，线圈L₁沿着线轴932缠绕，进而沿着管道区段926延伸，线圈L₃沿着线轴934缠绕，该线轴自身延伸管道区段930延伸，而两个线圈L₂内和L₂外缠绕在线轴926上，该线轴926自身沿着管道区段928延伸，其中线圈L₂外缠绕在线圈L₂内顶部。两个彼此重叠(或以其他方式彼此紧密关联)的两个线圈L₂内和L₂外的绕组产生在这两个线圈之间的绕组电容，其形成后文所述一些列谐振电路的电容的全部或部分。

参考图20，管道单元912的壳体918由圆柱形壳938和两个端部件940、942制成。形成切换电路的部件由端部件940承载，其中它们中的至少一部分安装在散热器944上，该散热器944通过螺钉946固定到端部件940。在管道单元912的组装中，端部件940首先从管道当沿图20观察时的右端滑动到管道916上，到从管道右端间隔开一些距离的位置处，且然后通过螺钉948紧固到管道。三个线轴932、936和934以及它们的线圈，于是依次从管道的左端移动到管道916上，直到它邻接彼此以及端部件940，其中粘接剂施加在线轴和管道之间以将线轴粘结到管道。环形轴环950于是从管道的左端滑动到管道上，与线圈L3邻接，且通过螺钉组960、960被紧固到管道。该壳938然后滑动到管道上并且在其右端通过螺钉962、962紧固到端部件940。最后，端部件942从管道的左端滑动到管道916上，且然后通过螺钉964紧固到壳938且通过螺钉组966紧固到管道。

用于管道单元912的基本线路图在图22中示出。连接到电源914的输入端被示出在968和970处。包括所示导体的连接器件将这些输入端子968和970连接到线圈和连接到切换电路972，以如所示的方式，其中连接器件包括热过载开关974。箭头B指示线圈绕组的顺时针方向，且以此为准，线圈L₃和线圈L₂外沿顺时针方向缠绕管道916，且线圈L₁和线圈L₂内沿逆时针方向缠绕管道。考虑这些绕组方向和所示的电连接，将理解当电流i_c沿箭头C所示方向流过线圈时，穿过每个线圈中心的磁通量的方向以及由此穿过管道中的液体的方向，如图22中的箭头E、F、G和H所示。也就是说，穿过线圈L₁、L₂内和L₃的中心的磁通量沿管道的一个纵向方向行进，且穿过线圈L₂外的中心的磁通量沿相反方向行进。取决于切换电路972的设计，可能必须或期望为切换电路972提供局部接地，且当在这种情况，切换电路可以通过隔离变压器与输入端子968和970连接，如图22所示。

图23为显示图22的连接器件和切换电路972的更详细的线路图。参考图23，切换电路972包括12V电源子电路976，比较器子电路978，计时器子电路980、开关982和指示器子电路984。

部件D2、R5、C5、R6和Z1包括12VDC电源子电路976，其为触发器电路的其他部件提供电力。电阻器R1和R2和操作放大器U1形成比较器电路978。电阻器R1和R2形成分压器，其发送正比于施加的AC电压的信号到操作放大器U1。电容器C1用于过滤出可能存在于AC输入电压中的任何“噪声”电压，以防止放大器U1抖动。放大器U1被连接以只要施加的AC电压为正就在线986上产生“低”(零)输出电压，且在AC电压为负时，产生“高”(+12V)输出电压。

当AC电压过零且开始变正时，放大器U1切换到低输出。这触发555计时器芯片U2，以在其管脚93产生高输出。电容器C2和R3用作高通滤波器，以使得是瞬时的而不是稳态的。在U2的管脚92处的电压对于大约半毫秒保持低。该瞬时低触发电压使得U2在管脚93上保持持续高(+12V)。

开关982可以采用多种不同的形式，且可以为由一系列独立部件组成的子电路，且在所有情况下它为具有第一、第二和第三端子988、990和992的三端子或三极管开关，其中第三端子992为门端子，且开关设置为使得通过施加电信号到门端子992，开关可以在ON状态和OFF状态之间切换，其中在ON状态第一和第二端子相对彼此闭合，而在OFF状态第一和第二端子相对彼此断开。在图23的优选和所示的情形下，开关982具有单个MOSFET(Q1)。MOSFET(Q1)运行为一旦施加到门端子992的电压变正(作为跨输入端子968和970的输入AC电压变正的结果)，设置端子988和990为相对彼此闭合的状态。这进而允许电流产生在线圈L₁、L₂内、L₂外和L₃中。当由电阻器R4和电容器C3的乘积形成的时间常数逝去之时，555芯片U2在管脚93处颠倒为低输出，将MOSFET(Q1)转变为其OFF状态。当该(Q1)的关闭发生时，仍在线圈中流动的任何电流被释放到电容器，其显示为跨(Q1)的端子988和990。如图23所示，该电容器由主要由两个线圈L₂内和L₂外的紧密关联形成的布线电容C_c形成。该绕组电容可本身足以与线圈产生一些列有用的谐振电路，但是如果需要额外的电容，可以通过独立的另外的调谐电容器(C_t)来供应。

当开关(Q1)转到OFF或断开状态时，仍在线圈内流动的任何电路将被释放到电容(C_c和/或C_t)，且该电容接合线圈和电源形成一系列谐振电路，其使得穿过线圈的电流采用铃波的形式，且由此产生穿过管道916中的液体的铃流电池通量。通过调整可变电阻器R4，开关(Q1)断开的定时可以被调整为在AC输入电压的每个操作半周期中更早或更晚发生。优选地，电路通过以R4的最大电阻值开始调整，然后逐渐将其调整到较低的电阻值，直到指示器子电路的LED指示器994照亮。这在跨电容(C_c和C_t)产生的峰值电压达到150V时发生，在该电压下两个齐纳二极管Z2可导通。齐纳二极管给电容器962充电，且得到的电压打开LED994。当该指示器LED点亮时，电阻器R4的调整于是沿相反方向转动，直到LED刚好熄灭，且这相应地设置开关(Q1)到150V铃流信号。

图24通过在电路运行期间出现的波形示出了图23的电路的功能。参考该图，波形996为跨输入端子968和970施加的AC电源电压的波形，该电压为交流的，其具有正电压第一组半周期998，以及与其交替的负电压的第二组半周期900。图23的电路为以半波模式操作的一种电路，其中仅响应于每个正半周期998，在管道单元的线圈中产生铃流时段。波形902表示开关(Q1)的断开和闭合持续时间，且从这个可以注意到在电源电压的每个正半周期998，开关(Q1)在半周期的初始部分是闭合的，且在该半周期终点之前相当一段距离是断开的(这出现的确切时间可以通过可调整变阻器R4来调整)。

开关(Q1)的断开和闭合产生指示在图24的904处的电流波形，其对于电源电压的每个正半周期使得穿过线圈的电流在该半周期的初始部分从零开始增大，在该部分期间开关(Q1)闭合，且然后一旦开关(Q1)断开，电流振荡给定时间段。跨管道单元的线圈的电压为如图24的波形906所示，其中一旦开关(Q1)断开则电压采取振荡波形，其多次具有大于由电源914提供的电压的最大电压。

线圈中产生的铃流和跨线圈产生的铃压的频率可以通过改变跨开关(Q1)的电容(C_c和C_t)来改变，且优选地设置为在10kHz到80kHz范围内的频率。

图19-24的装置的参数，包括标称管道尺寸、线圈在匝数、规格和长度方面的布置、调谐电容器电容和相关标称电源电压在图28的表中给出。

如上所述，参考图22、23和24示出和描述的切换电路为能操作以在施加的电源电压的每个交替半周期产生一时段的铃流和铃压的电路。然而，如果需要，切换电路也可以被设计为在全波模式下运行，其中在电源电压的每个半周期上都产生一时段的铃流和铃压。如图25所示，这可以通过修改图22的电路以增加第二切换电路908来实现，该第二切换电路908与第一切换电路972相同，除了电流方向和电压方向与第一电路972相反。也就是说，在图25中第一电路972在施加电压的每个正半周期期间如上所述操作，而第二电路908在施加电压的负半周期期间以相同的方式操作，且结果在给定时间段上电流和电压振荡的次数被加倍(与图22的电路在相同时间段上产生的时段数量相比)。

此外，如上所述，在管道单元912中使用的线圈的数量可以改变，且如果期望，管道单元912可以制造有仅一个线圈，而不会背离本发明。图26和27涉及这样一种构造，其中图26显示了管道单元具有单个线圈绕在线轴912上，且围绕管道916。在图26的单线圈管道单元上使用的切换电路在图27中示出，且大体类似于图23的切换电路，除了由于单个线圈910不会产生显著的布线电容，需要提供跨开关(Q1)的第一和第二端子988和990的调谐电容器(C_t)。此外，由于线圈器件由单个线圈910形成且完全定位在开关(Q1)的一侧上，不需要提供图23的隔离变压器976来建立用于切换电路的部件的局部接地。

在另一实例中，参见图18，用于混合的器件包括集管186，其具有用于来自多个用于产生正电荷184的器件的多股带正电荷的水流的入口端口，以及出口端口，其连接到阀188，其引导其中具有正电荷的输出水流到混合器，用于在井压裂操作中使用。在各个实例中，悬浮固体大部分小于约100微米。在一些这样的实例中，悬浮固体基本全部小于约100微米。在更限制性的实例组中，悬浮固体大部分小于约10微米。在进一步限制性的实例组中，悬浮固体基本全部小于约10微米。

现在参考图16和17，显示了用于控制在三相分离器总的水/液态烃化物界面的系统，其中该系统包括：用于在三相分离器中建立水/液态烃化物界面的器件；用于测量三相分离器中水/液态烃化物界面的器件，其中得到水/液态烃化物界面测量信号；用于将水/液态烃化物界面测量信号与设定点比较的器件；一器件，用于在比较信号指示水/液态烃化物界面高于设定点时减少烃化物井压裂水进入三相分离器的流动，以及用于在比较信号指示水/液态烃化物界面低于设定点时增加进入三相分离器的流动，其中增加流动包括烃化物井压裂水和补充水。

在至少一个实例中，参考图14A和14B，用于建立水/液态烃化物界面的器件包括隔膜堰140，且理想地油水界面建立在堰的底部140b。由流量计和控制阀实现的控制在图15和16中可见。

现在参见图17，更详细的实例描述了三相四材料分离器的界面水平控制。如图所示，到分离器的回流水的进入流被涡轮流量计(FE-101)/传感器(FT-101)测量，且经由流动控制器(FIC-101)受到流动控制阀(FV-101)的控制。补充水进入流被穿孔板(FE-103)/dP变送器(FT-103)测量，且经由流动控制器(FIC-103)受到流动控制阀(FV-103)的控制。水流出流被穿孔板(FE-102)/dP变送器(FT-102)测量，且经由流动控制器(FIC-102)受到流动控制阀(FV-102)的控制。在分离器中的油水界面水平由磁性水平测量仪(LG-100)以及还通过连续电容水平变送器(LT-100)来测量。两个水平设备都被安装在由2英寸直径管道构成的外部水平悬挂器上。该悬挂器包括手动阀(HV-1，HV-2，HV-3，HV-4，HV-5，HV-6，HV-9和HV-10)用于在悬挂器和附接设备上的维护，如本领域技术人员将发现的。HV-1和HV-2被用于将悬挂器从过程隔离。HV-3和HV-4被分别用于排干和排空悬挂器。HV-5和HV-6被用于将水平测量仪从过程隔离。HV-9和HV-10被用于将水平变送器腔室从过程隔离。悬挂器上的每个设备都被配备有阀用于维护。HV-7和HV-8为水平测量仪的一部分，且被分别用于排干和排空水平测量仪。HV-11是水平变送器腔室的一部分，且被用于排干该腔室。

分离器中的水/液态烃化物界面(也称为“油/水界面”)水平水平控制器(LIC-100)(具有到回流进入流控制器(FIC-101)、补充水进入流控制器(FIC-103)和水流出流控制器(FIC-102)的级联控制)保持。级联控制通过水平控制器发送远程设定点(RSP)到相关联的流动控制器且重置它们的设定点以保持界面水平来实现。

所有的控制器被设置为在稳态条件下保持一般液体水位(NLL＝50％)。每个控制器的设定点由期望的容量和分离器尺寸来确定。

在一个操作实例中，当界面水平升高时，水平控制器重置水流出流控制器到节流阀完全打开，同时设置回流进入流控制器到收节流阀，以保持正常液体水平。在高液体水平(HLL＝80％)下，警告从界面水平变送器模拟信号发送给操作者，允许操作者采取释放措施来再次控制界面水平或操作条件。

当界面水平降低时，水平控制器重置水流出流控制器到收节流阀，同时设置回流进入流控制器到节流阀打开，以保持正常液体水平。如果界面水平降低到低液体水平(LLL＝10％)，系统将通过软件切换LX-100将补充水流控制器设置到界面水平控制器的级联控制上。

现在参考图29，本发明的实例在烃化物井中的使用的流程图，该烃化物井具有井眼301，其具有穿过由封隔器341隔离的压裂区域340的灌注水泥的井眼套管303。油管309通过钻架311插入，用于本领域技术人员已知的压裂操作。穿孔356被形成到页岩层321。作为穿孔和封堵操作的一部分，封隔器341被放置在井眼中以隔离不同的压裂区域340。连续油管309被插入到期望压裂的目标区域。液体，在本情况下大部分包括水，被泵浦通过离子发生器313。离子发生器313使用本文所述的电磁场影响来在流体中产生离子化。则现在是离子化流体353经由压裂泵319被泵浦到压裂区域340中。

离子化流体353被泵浦到裂隙351中，如图30所示。离子化流体353被充分加压以生长和扩大裂隙351。离子化流体353被保持在压力下预定时间量。当在压力下时，离子化流体353与页岩层321相互作用，在该实施例中为层状的方解石350，以产生文石晶体层352。压裂区域340在该实例中被连续油管309减压。压裂过程可以根据服务提供商和油井的环境而改变。例如，在裸眼应用中，碎点系统可以被用于代替穿孔和封堵系统。这些在页岩地层中可能的破碎工艺的变化对于本领域技术人员是已知的。

在压裂操作中，在页岩层321中的裂隙被建立和/或扩大。裂隙可以通过穿孔、高压磨损技术或其它现有技术中已知的方法来建立。这些裂隙351定位在压裂区域340中，将层状的方解石晶体350暴露到井眼301。当层状的方解石350斜方晶体被暴露到离子化流体353时，层状方解石350的晶体不可溶解的颗粒结构被转变为层状的文石352，其具有斜方晶体队列形状。该层状的文石352为悬浮的。

离子化流体353具有避免生垢结壳的能力，因为导致生垢的颗粒现在是悬浮的而不是溶解的。通过将层状的方解石350暴露到离子化流体353，颗粒比不存在离子的情形更快速地形成。该现象减少了颗粒的尺寸，防止它们变得过大，以导致在裂隙351的暴露表面上结壳或生垢。

离子化流体353，在该实例中为离子化水，还消除了非微生物悬浮颗粒成长的问题，因为它能避免表面成核沉淀的效果。此外，离子化水的效果阻止腐蚀。碳酸钙(CaCO3)的对胶质颗粒通过例子吸附而带电荷，导致它们尺寸降低使得它们不能溶解并保持悬浮。它们被转变为碳酸钙的斜方文石的悬浮晶芽，且保持悬浮。

当在目标压裂区域340处的裂隙351中的离子化流体353被连续油管降压，在该实例中，碳酸钙悬浮颗粒352，在该实例中为文石晶体，被回流水从裂隙351移除或通过从地层开采的流体移除。

离子化水具有避免非生物物质在裂隙351中累积的能力。该水经由电磁场的作用而被离子化，使用例如Dolphin单元作为离子发生器313，其使用周期性的低频波形，由此导致信号的电穿孔和通过谐振对振荡信号的放大。低功率、高频EM波最终杀死或破坏在被离子化流体中的微生物的隔膜。由于这些作用的结果，生物碎屑的结壳也会出现。微生物不能再生它们自身来形成堵住裂隙351的生物膜。在该实例中，离子化流体，其主要包括水，由离子发生器313通过将流体暴露到全波电磁场的影响之下而产生，该波形的频率范围在80KHz到360kHz之间。在其它实施例中，频率可简单地高于80kHz。在该实例中，360kHz的频率可以在主要包括水的流体中产生振荡。换句话说，流体的自然频率被激励。具有与水不同的自然频率的其它流体可以在它们这些其它自然频率下被激励。流体的组成将确定离子发生器应该在何种频率之下操作电磁场。大于在80kHz全波的频率可以具有离子化流体和最小化在流体中微生物的存在的有意效果。

当过多的水中携带的正离子进入裂隙351时，正电荷离子对于页岩的层状方解石350沉淀物具有物理化学效果。该矿化改变了已经沉淀在基质总的结壳的晶体结构。碳酸钙的优选晶型是所谓的层状方解石350(斜方六面体)，而其他晶型被称为文石(斜方晶型)和球文石(六边形)。离子化水经由在高频下脉冲能量结合了特定中到高频率范围的周期性脉冲信号和特定低频AC波形驱动的连续改变的感生电场。

低频AC波形影响固体沉淀物结核方法和固体沉淀物晶体生长的方式。以这样的方式，这样的成长导致沉淀但是并不形成在表面上，而是形成在本体溶液中，使用微观悬浮颗粒(有机和无机两者)作为用于结核和颗粒生长的种子表面。在压裂水中，碳酸钙为水中沉淀的主要结晶固体，且通常为表面结核水垢。当暴露裂隙351到离子化流体353时，碳酸钙沉淀物将包括镁、硅、铝和铁的溶液中的其它阳离子结合到自身，且与其它组分一起被转换为悬浮颗粒。

晶体结合动力学的改变，以及导致的文石结构避免了表面结垢的形成，且将晶体结构放到悬浮物中，作为单个或聚结的颗粒。在较高的相对正的钙值和较低的基值之间的电动力的相对值的差异驱动从结垢到悬浮颗粒的转变。被强制带电荷的离子化水使得当在地下页岩地层中层状方解石表面被成形的炸药暴露时，这种选择性的改变能在层状方解石表面上实现。该效果对于硬和软页岩两者都相同。

在另一实例中，在携带正离子的加压水被迫入裂隙351之前，碳酸钙垢层被在井眼中爆炸的成形炸药物理地打开。裂隙351被离子化流体加压，由此输送正离子到暴露的裂隙351。离子化水353被允许在压裂区域340中保持几天。在一段时间之后，离子化水被连续油管309降压，且释放的烃化物、悬浮颗粒352、支撑剂以及本领域技术人员可预期的其它材料通过回流和从井眼开采的水输送离开裂隙351。当在裂隙351中时，在例如本实例中的水中的正离子选择性地与层状方解石相互作用，且将其晶体结构从方解石(斜方六面体)改变为悬浮颗粒的优选的文石(斜方晶型)的晶体形式，其被回流水从裂隙351移除。

降压以分层的方式移除裂隙中的结壳或垢层，此处描述为悬浮颗粒层352，且通过允许更快速率的气态和液态烃化物被上流到地表的水输送而打开通道。这以分层的方式移除了裂隙的井底压力，允许更大速率的烃化物流体在最初被实现并实现比其它情况下可能的时间更长的时间段。溶液中的碳酸钙作为通常在0.01-100μm范围内的胶状颗粒存在，每一个具有称为ζ电位的总电荷。该电位的大小是每个颗粒排斥相似电荷的力。该力必须足够大以克服颗粒靠近彼此使得范德华力将颗粒带到一起或结垢的力。

阳离子伴随着电场和磁场被携带在水中，且相互作用，产生沿垂直于由磁场和电场向量形成的平面的方向的ζ力。这被称为在图31中描述的ζ原理。该ζ力作用在携带主体，离子的电流上，且通过相互作用减慢悬浮颗粒。带正电荷的颗粒将沿着按照右手法则的方向运动，其中电场和磁场由四指表示且ζ力由拇指表示。带负电荷的颗粒将沿相反方向运动。

在离子上的这些ζ力的结果是通常带正电荷的离子如钙和镁，以及带负电荷的离子例如碳酸盐和硫酸盐被以增加的速度引导向彼此。该增加的速度导致在颗粒之间的增加的碰撞，结果是不可溶解的颗粒物质的形成。一旦沉淀物形成，它用作晶体结构或文石的多晶型或斜方晶型的进一步生长的基础，由此建立悬浮颗粒。图31示出了ζ原理且示出了悬浮颗粒上的ζ电位效应。图31显示了场和力的定位。

该ζ电位的大小限定每个颗粒排斥带相似电荷的颗粒的力。该ζ电位力被用于克服靠近彼此使得范德华力将颗粒带到一起并且实现继续生长的颗粒。由脉冲发生器313产生的感生共振电磁场由此减少ζ电位，并允许范德华力促进颗粒生长。

通过脉冲功率信号实现期望ζ电位效果在图31中示出。ζ电位是相比另一种多晶型更优选一种多晶型的颗粒效应。这是通过防止一种多晶型生长，直到另一种多晶型低到饱和极限为止来实现的。使用悬浮颗粒作为本体溶液中的成核种子的晶型生长还促进微生物合并为悬浮的析出物。该效应被称为包裹。

从离子发生器313到被离子化的水的周期性脉冲信号对细胞膜具有微/物理和化学效应，其被称为细胞的电穿孔或化学穿刺或破裂，其将微生物杀死。脉冲信号使用谐振频率的物理原理，其也被称为共振频率或振铃频率，以放大能量，其在以相对低的功率水平离子化流体时是需要的。

离子化流体353还具有防止裂隙351被颗粒的絮结而堵塞。离子化水进而还由于避免表面结核沉积而减少堵塞问题。作为这些相互作用的结构，烃化物流的速率将由于井底压力而更快。这将还延长烃化物井的寿命到更长的时间段，且增加给定页岩地层的可采储量的百分比。该方法允许更大量的烃化物以更快的气体和液体流动速率被开采。

在另一实例中，上述技术可以被用于井的再进入。先前已经被打孔和压裂的井场可以在随后的时间重新进入，以增加其出产水平。在该情况下，离子化流体353将被通过连续油管309在典型压裂再进入操作中引入到页岩层。穿孔枪可以被运行进入到井中，在新的位置形成穿孔356。封隔器341将被放入到位以便于密封新的压裂区域340。然后，包括离子化水和支撑剂的离子化流体353将被经由压裂泵319泵浦下入到地层中。离子化流体353然后被加压，以便于建立和扩大源自穿孔356的裂隙351。悬浮颗粒352的层将导致离子化流体353暴露到裂隙351。在保持感兴趣的压裂区域340中的压力之后，压力将被释放，在本情形中使用连续油管释放，以平衡一个或多个封隔器341。压力的释放将迫使悬浮颗粒352离开裂隙351。这样的再进入工作将增加已经开采的井的产量，并且增加井的总寿命。

应该注意先前描述的实施例仅通过举例的方式示出，且不应被解释为限制本发明的范围到任何具体的物理配置。本领域技术人员可以从本说明书进行一些改变而不会背离本发明的精神和范围。权利要求中记载的每个元件或步骤应该被理解为包括所有等同元件或步骤。权利要求合法地尽可能宽地以可以被实现的任何方式覆盖本发明。权利要求中描述的本发明的等同方式也意图落入权利要求的合理范围内。本文中标出的所有专利、专利申请和其它文件通过参考在此并入用于任何目的。