最小化压裂处理中支撑剂的过度驱替的方法
【专利说明】最小化压裂处理中支撑剂的过度驱替的方法
【背景技术】
[0001] 诸如石油、凝析液和气体之类的碳氨化合物常常产自被钻入到包含它们的地层内 的井。时常地，进入到井内的碳氨化合物流量可能是低的，至少因为储层固有的低渗透率或 由钻井和完井所造成的对地层的损害。为得到期望的碳氨化合物流量，可W执行诸如水力 压裂或酸化压裂之类的各种处理。
[0002] 水力压裂设及W高压和高速率将处理流体注入到地层内，使得储油气层断裂并形 成裂缝（或裂缝网络）。可W在填充之后将支撑剂注入到处理流体中，W在压力被释放之后 使（多个）裂缝开着。水平井与多层地层的水力压裂（W及酸化压裂）常常设及使用转向 技术，W使不同带之间的裂缝能够改变方向。
[0003] 使用微粒的转向方法可W基于使套管后的转向材料的颗粒建立桥并且通过在所 形成的桥处积聚剩余颗粒W形成塞。在该些处理中，当引起的裂缝张开时，具有用于转向的 固体颗粒实际上将不在裂缝上形成桥的风险。相反，可W将该种颗粒从希望高传导率的井 眼附近的区域驱替，并且最终消失在裂缝内（过度驱替）。
【发明内容】
[0004] 提供本
【发明内容】
W介绍一组下面详细描述中所进一步描述的概念。该概要既不 旨在确定所要求主题的关键或必要的特征，也不旨在用作帮助限定所要求保护的主题的范 围。
[0005] 所作的陈述仅提供与本公开相关的信息，并且可W描述一些说明本申请主题的实 施例。
[0006] 在第一方面，公开了一种用于处理被井眼穿透的地下地层的方法。该方法包括：在 所述地下地层中形成裂缝。该方法还包括；W大于或等于所述地下地层的裂缝诱发压力的 流体压力将处理流体注入到所述井眼内，使得所述处理流体被用于将预定量的支撑剂运送 到所述井眼内。该方法进一步包括：通过在全部预定量的支撑剂到达裂缝之前将封堵剂引 入到处理流体内而不降低流体压力来在裂缝中形成塞。
[0007] 在第二方面，公开了一种最小化支撑剂从被井眼穿透的地下地层的过度驱替的方 法。所述方法包括：将包含一定量的支撑剂的浆液引入到形成在所述地下地层中的裂缝内； 通过与最后百分之一的支撑剂同时或在最后百分之一的支撑剂之后将封堵剂引入到所述 浆液内而不降低正用于将所述一定量的支撑剂引入到所述裂缝内的流体压力来形成塞。
【附图说明】
[000引在下面的描述与附图中解释了可W获得本公开目的与其他可取特征的方式，其 中：
[0009] 图1是根据于此所描述的一个或多个实施例的用于在井上执行水力压裂作业的 累系统的示意图。
[0010] 图2示出了根据于此所描述的一个或多个实施例的地面压力图的曲线图示。
【具体实施方式】
[0011] 在下面的描述中，阐述了多个细节W提供对本公开的理解。然而，本领域技术人员 可W理解，在没有该些细节的情况下仍可W实施本公开的方法，并且由所描述的实施例而 来的许多变形或改变是可能的。
[0012] 在最开始，应当注意，在任何该种实际实施例的开发过程中，都可W作出许多实施 特有的决策，W实现开发者的特有目的，诸如从一个实现到另一实现不同的对与系统相关 和与商业相关的限制的遵从。此外，将意识到该种开发工作量可能是复杂的且耗时的，但 对于受益于本公开的本领域技术人员来说仍将是常规任务。此外，于此所使用/所公开的 组分还可能包括除那些所引用的之外的一些组分。在概要和该详细描述中，每个数值应当 作被术语"大约"修饰时再读一次（除非已经明确指出不是如此），并且然后当不是如此修 饰时再读一次，除非在上下文中W别的方式指出。同样地，在概要和该详细描述中，应当理 解，所列或所描述为有用的、适合的等范围旨在包括针对该范围内的任意可想到子范围的 支持，至少因为该范围内的每个点，包括端点，都被认为是已经被声明了。例如，"从1至10 的范围"将被读作指示沿大约1与大约10之间的连续统的每个可能的数字。此外，本实例 中的一个或多个数据点可W被结合在一起，或可W与说明书中的多个数据点中的一个相结 合，W创建范围，并且包括该范围内的每个可能的值或数字。因此，即使该范围内的特定数 据点，或该范围内甚至没有数据点被明确地识别或指一些特定的值，但应理解，发明人意识 并理解该范围内的任何可想到的数据点将被认为是已经被指定的，并且发明人拥有整个范 围和该范围内的每个可想到的点与子范围方面的知识。
[0013] 提供下述定义W帮助本领域技术人员理解详细描述。
[0014] 在将水力压裂应用于碳氨化合物储层W增加来自储层的碳氨化合物的生产率时， 井处理的主要目标是为增大地层的生产面区域。必须使传导率高于地层的流道位于该增加 的表面区域与生产井之间。为了增大表面区域，高压被使用，其压裂岩石。在本公开的方法 中，通过在地下地层中形成裂缝、将预定量的支撑剂引入到处理流体内W及随后在全部预 定量的支撑剂到达裂缝之前将封堵剂引入到处理流体内来最小化支撑剂的过度驱替来创 建高传导率通道。
[0015] 可W使用本公开的方法来处理至少一部分地下地层。术语"处理"并不意味流体 的任何特殊动作。例如，被放置或被引入到地下地层内的处理流体可W是，例如，水力压裂 流体、酸化流体（酸化压裂流体、酸转向流体）、增产流体、防沙流体、完井流体、井眼胶结流 体、修复处理流体、固井流体、钻井流体、压裂充填流体或碱石充填流体。
[0016] 如于此所使用的，术语"处理流体"指的是用在结合所期望的功能和/或针对所期 望的目的的地下作业中的任何已知的可累送的和/或可流动的流体。如于此所使用的，"小 塞"或"封堵流体"是放置或循环于井眼内的一类相对小体积的专口准备的处理流体。
[0017] 术语"地下地层"指的是至少部分地位于地球表面之下的任何物理地层。
[0018] 术语"压裂"指的是通过非常高的压力（压力高于所确定的地层的闭合压力）累 送处理流体来破裂诸如井眼周围的岩层之类的地质构造并产生裂缝的过程和方法，W增大 来自碳氨化合物储层的生产率或增大至碳氨化合物储层的注入速率。本公开的压裂方法可 W包括通过在全部预定量的支撑剂到达裂缝之前将封堵剂引入到处理流体内而不降低流 体压力来在裂缝中形成塞，除此之外使用本领域已知的传统组分和技术。
[0019] 术语"微粒"或"颗粒"指的是具有小于大约20mm、例如小于大约15mm的最大尺寸 的固体3D物体。进一步地，如于此所使用的术语"微粒"或"颗粒"包括密封球。该里物体 的"尺寸"指的是两个任意平行平面之间的距离，每个平面接触物体表面的至少一个点。最 大尺寸指的是存在于任意两个平行平面之间的物体的最大距离，W及最小尺寸指的是存在 于任意两个平行平面之间的物体的最小距离。在一些实施例中，所使用的微粒的最大尺寸 与最小尺寸之间的比率（颗粒纵横比最大/最小）是5或低于5,例如3或低于3,或者在 从大约0. 01至大约5的范围内，例如在从大约0. 2至大约4的范围内。适合于用在本公开 的方法中的颗粒包括适合于压裂作业的任意已知的颗粒，诸如那些在例如第2012/0285692 号的美国专利申请公开中所描述的，该公开内容通过引用完整结合于此。
[0020] "井眼"可W是任何类型的井，包括生产井、非生产井、注入井、流体处置井、实验 井、勘探深井等。井眼可W是垂直的、水平的、在垂直与水平之间偏斜某一角度的、W及它们 的组合，例如，具有非垂直分量的垂直井。
[0021] 术语"实时"指的是过程或事件发生期间的实际时间。实时监测数据指的是实况地 监测数据，例如，与裂缝的大小或方位相关的数据，该可W基于监测考虑将要采取的动作， 例如，封堵应用。在例如美国专利第7, 302, 849号和第4, 802, 144号中讨论了适合于监测 地下地层中的数据的技术、传感器W及方法，通过引用将该些公开内容完整结合于此。
[0022] 可W在储层、田或油田的生命周期中的任意时刻将本公开的方法用于任何所期望 的井下应用（诸如，例如，水力压裂和/或增产）中。术语"田"包括基于陆地（地面和地 下）的应用和海床下的应用。术语"油田"，如于此所使用的，包括碳氨化合物油气储层，但 是，期望碳氨化合物油和气的地层或部分地层可W另外包含诸如水、盐水或一些其他组分 的其他物质。
[0023] 术语"薄片"指的是如上所定义的特定类型的微粒。薄片是具有厚度比例如其长 度和宽度的其他尺寸更小的固体3D物体。
[0024] 为了公开的目的，颗粒和薄片可W具有均匀的结构，或者还可W是诸如多孔的或 由复合材料制成之类的不均匀的。
[0025] 术语"颗粒大小"、"微粒大小"或"薄片大小"指的是包括该种微粒或薄片的最小 虚构外接球的直径。
[0026] 术语"过度驱替"指的是支撑剂远离期望高传导率的井眼附近的裂缝地带向其不 再提供支撑来保持裂缝壁彼此足够地分开的裂缝内的较深地带的运动。因此，过度驱替通 过在裂缝入口处引起阻塞或者在最坏情况下通过在裂缝壁彼此直接接触处引起夹点来引 致井眼附近地带内的传导率的部分损失。因此，可接受的过度驱替的量是岩石的岩±力学 特性（杨氏模量、泊松比、屈服应力）的函数，W致岩石的硬度足W使裂缝在遭受压力时在 未支撑的区域中保持张开。
[0027] 术语"桥接"指的是有意地或无意地封堵岩层中的孔隙或流道，或指在井眼或环空 中做出限制。桥可W是部分地或全部的，并且能够由一起卡在井眼中的窄点或几何形变中 的固体（钻出的固体、岩屑、巧塌的落石或落物）所引起。
[002引术语"井眼"指的是所钻出的孔或钻孔，包括井的地面开口或无套管的部分。
[0029] 术语"塞"指的是阻塞可渗透带W防止漏失的流体进入那些可渗透带或者防止该 些带受破坏的结构。术语"可去除塞"指的是裂缝内的临时塞。可去除塞可w由可降解的材 料或可分解的材料制成，使得塞经过一段时间至少部分地降解、