[發明專利]可降解材料輔助的導流或隔離

無效

• 申請號: 200680045890.1
• 申請日: 2006-11-27
• 公開（公告）號: CN101351523A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 迪安·維爾貝格;瑪麗娜·布洛瓦;克里斯托弗·N·弗雷德;阿列克謝·沃斯特魯霍夫;柯蒂斯·L·邦尼;約翰·拉塞克;安·M·W·霍弗;菲利普·F·沙利文
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: C09K8/50
• 分類號: C09K8/50;C09K8/508;C09K8/80;C09K8/42;C09K8/467
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳平

發明背景

本發明涉及穿透地下地層的井的增產。更具體而言，它涉及壓裂和水 力壓裂的作業后保護。

烴(油、凝析油和氣體)典型地是從鉆入含有它們的地層中的井中開采 的。由于各種原因，如儲層固有的低滲透性或由鉆井和完井所導致的地層 損壞，流入井中的烴的流量不理想地低。在這種情況下，例如，使用水力 壓裂、化學(通常為酸)增產或這兩種的組合(稱為酸壓裂或壓裂酸化)使井 “增產”。

水力壓裂包括將流體在高的壓力和速率下注入地層中使得儲集巖損 壞并且形成裂縫(或裂縫網絡)。在釋放壓力之后，通常將支撐劑注入前置 液之后的壓裂液中以使裂縫保持張開。在化學(酸)增產處理中，通過將材 料溶解于地層中來提高產能系數。

在水力和酸壓裂中，典型地將稱為“前置液”的第一粘性流體注入到地 層中，以啟動并且傳播裂縫。隨后是含有支撐劑的第二流體以在釋放泵送 壓力之后使裂縫保持張開。粒狀支撐劑材料可以包含砂粒、陶瓷小球或其 它材料。在“酸”壓裂中，第二流體含有可以溶解部分巖石的酸或其它化學 品，如螯合劑，導致裂縫面的不均勻溶蝕和一些礦物質的除去，從而在停 止泵送時導致不完全閉合的裂縫。有時候，水力壓裂在沒有高度稠化的流 體(即滑水(slick?water))的情況下進行，以將由聚合物引起的損害或其它稠 化劑的成本最小化。

當通過水力壓裂或化學增產使多個含烴層增產時，需要處理在多個階 段中的多個層。在多層壓裂中，將第一生產層壓裂。然后，將壓裂液導流 到下一個階段中以將下一個生產層壓裂。重復該過程直至將所有生產層壓 裂。作為選擇，如果幾個生產層位置接近具有類似的性質，可以將它們同 時壓裂。導流可以使用各種手段實現。在多個壓裂階段中的應力/壓力導流 的常用方法如下。

第一種方法是橋塞技術。例如，操作員射孔，然后壓裂，然后放置橋 塞，然后在必要時重復該過程。這種方法通過在壓裂層和目標層之間設置 封隔器確保100％可靠的層間隔離。然而，這種方法是非常昂貴的。成本 來自大量的鋼纜使用的介入，這需要在壓裂處理之前和之后另外的時間來 射孔并且放置，然后從每一個生產層中取回封隔器。另外，封隔器的取回 有時是危險的。

第二種方法是流通型復合橋塞(FTCBP)方法，這是橋塞的一種改進。 FTCBP在其上面有更高的壓力時，如在隨后的壓裂處理過程中起著橋塞的 作用。然而，當在塞子下面的壓力更高時，例如當井反向排液時，FTCBP 讓流體從下面流過所述塞子。使用FTCBP技術允許在完井過程中所有在 前的壓裂層排液。這種方法具有兩個優點。首先，通過使每一條裂縫較早 地反向排液，它顯著降低關井時間。其次，所有預先處理的層有助于在每 一次新的處理清井(clean?up)。在完井之后，可以將FTCBP容易地鉆出， 或者可以留在井內。這種技術已經被證明是一種增產的可靠工具。主要的 缺點是放置塞子所需的成本和時間。

第三種方法是砂塞(sand?plug)技術。這類似于橋塞技術，不同之處在 于使用砂塞代替工具。主要的想法是通過不同的射孔裝置將幾個生產層依 次壓裂，并且將砂塞放置在每一個處理段的末端以防止流出塞子，因此使 連續段的應力場導流。這種方法顯著降低時間和成本，因為它無需取回封 隔器。然而，由于最初的原位應力變化，并不是所有的層均可以被壓裂。 而且，支撐劑的放置需要使用支撐劑裝填井眼，從而可能導致處理的低效 率。

第四種方法是限制進入方法，這是無需使用砂裝填井眼的簡化技術。 這使得該方法更加經濟。該方法是例如以與封堵所述段的堵塞球組合的形 式使用的，或者通過具有對不同段不同的數量的射孔使用的。限制進入方 法基本上依賴于跨過計算數量的射孔產生人為壓降。由射孔數量、射孔的 尺寸和注入速率，計算壓降。然后通過射孔的數量來調節這種壓差以在射 孔的地層側上產生等于壓裂壓力的指定壓力。知道每一個砂層的精確壓裂 壓力是限制進入技術的一個基本部分。在地層的生產層內的加密鉆井程序 中，任何給定的砂的壓力可以顯著變化。取得可靠的壓力數據涉及測試每 一層，從而增加完井的時間和成本。在不知道精確的數據的情況下，處理 可能導致某組射孔很少或沒有產量。