[發(fā)明專利]用于傳輸處理流體的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380024407.1
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN104271877B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·沙姆派茵;E·洛伊格莫斯;T·M·列斯科
• 申請（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 周家新,蔡洪貴

背景技術(shù)

本部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

在從地下地層開采碳?xì)浠衔飼r(shí)，經(jīng)常需對井施加多種處理工藝，以提高井的開采期和/或產(chǎn)量。所述處理工藝的例子包括但不限于固井、礫石填充、水力壓裂以及酸化。特別地，在低滲透率的地層中，經(jīng)常壓裂含碳?xì)浠衔锏貙右蕴峁┝鞯馈＿@些流道有助于碳?xì)浠衔镆浦辆蹆?nèi)，以便可從所述井內(nèi)采收所述碳?xì)浠衔铩?/p>

壓裂歷來是在當(dāng)?shù)販?zhǔn)備將要被泵送的物料的操作。在此項(xiàng)工作開始之前，流體、支撐劑以及化學(xué)制劑的傳輸全部被完成。經(jīng)常使用特制的存儲設(shè)備來處理所述大量物料，例如由Besser制作的砂倉。類似地，為液體使用特制的罐，例如水罐、壓裂罐。這些罐典型地是法律上不需要許可證而能夠在路上運(yùn)輸?shù)淖畲罂赡荏w積。一旦所有方面準(zhǔn)備好，更特制的設(shè)備被用于準(zhǔn)備凝膠、在支撐劑中混合、給送化學(xué)制劑，以及將產(chǎn)生的流體在正壓下傳輸至壓裂泵。所有這些特制的井場車輛及單元是昂貴的，并且導(dǎo)致現(xiàn)場很大的場地。

圖1A示出了典型地用于當(dāng)前陸上壓裂操作的井場結(jié)構(gòu)9。支撐劑被容納于砂拖車10和11中。水罐12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24和25沿操作地點(diǎn)的一側(cè)設(shè)置。漏斗30從砂拖車10、11中接收砂石，并分配入混合器26、28。提供摻合器33、36用于摻合載體介質(zhì)(例如鹽水、增粘流體等)與支撐劑，并且然后傳輸至歧管31、32。最后混合及摻合的漿液或壓裂流體然后被傳輸至泵車27、29，并在高壓下途經(jīng)處理管線34到達(dá)鉆機(jī)35，然后被泵送至井下。

參考圖1B，示意性地示出了一個(gè)傳統(tǒng)的壓裂操作100。所述操作100包括水罐102和聚合物供應(yīng)器104。所述水罐是任何基液，例如鹽水。所述操作100可以包括精密連續(xù)混合器106。在某些實(shí)施例中，精密連續(xù)混合器106被聚合物于水罐102內(nèi)完全混合及水合的操作100代替。可以看出，當(dāng)所述聚合物被預(yù)先配料時(shí)，所述壓裂操作規(guī)模的靈活性很小。例如，如果發(fā)生早期砂堵，大量的壓裂流體就被浪費(fèi)，并且必須被處置。所述操作100進(jìn)一步包括操作108，以緩慢攪動(dòng)及水合所述壓裂流體，此操作可以發(fā)生于停留容器或合適尺寸的精密連續(xù)混合器106中。所述操作100進(jìn)一步包括與水合流體在例如高速摻合器112混合的支撐劑110，所述摻合器向所述壓裂泵提供帶有支撐劑的漿液。所述操作100進(jìn)一步包括操作114，以將所述漿液泵送至井下。

從操作100中可以看出，在所述地點(diǎn)需要不同的設(shè)備，包括水罐、化工車或其他裝載聚合物和/或其他添加劑的車輛、連續(xù)混合器、支撐劑車輛(砂車、砂倉等)、摻合器(例如POD摻合器)以及各種壓裂泵。替代性地，使用設(shè)備和時(shí)間提前將壓裂流體批量混合至水罐中來代替連續(xù)混合器，這增加了操作成本，減少了壓裂處理的靈活性，并且增加了所述壓裂操作的物理場地需求。而且，壓裂操作需要大量的水，這導(dǎo)致大量回流流體的產(chǎn)生。所述回流流體的存儲、管理及處理是昂貴的，且對環(huán)境造成了挑戰(zhàn)。

本申請應(yīng)對一個(gè)或多個(gè)與傳統(tǒng)壓裂操作相關(guān)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

在某些實(shí)施例中，公開了一種方法，其包括制備準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體，將所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體傳輸至可操作地耦接至井場的位置，以及將所述壓裂流體泵送至井下以壓裂地下地層。所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體可以是可直接提供給用于高壓傳輸?shù)谋玫牧黧w。隨著可以在地層處理操作之前或之中向所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體中加入額外的添加劑、液體等，所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體可以被進(jìn)一步調(diào)節(jié)。所述方法可以進(jìn)一步包括向正排量泵入口提供所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體，并將所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體泵送至井眼內(nèi)。所述方法可以進(jìn)一步包括在歧管內(nèi)組合準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體源，向所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體增壓，和/或在所述正排量泵入口上游提供剪切或滯留時(shí)間條件。在某些實(shí)施例中，所述方法包括在將所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體提供給所述正排量泵入口之前，水合、剪切或調(diào)節(jié)所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體。在某些實(shí)施例中，所述方法包括在泵送期間再循環(huán)所述正排量泵的泵井側(cè)。在某些實(shí)施例中，所述方法包括在泵送期間泵送交替的防漏失處理液(fluid pill)應(yīng)急泥漿，例如先替換為所述防漏失處理液，然后換回所述準(zhǔn)備好泵送的壓裂流體。