[發明專利]熱誘發低流動速率壓裂

在審

• 申請號: 201680030129.4
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN108076649A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: F·J·桑塔蕾麗
• 申請（專利權）人: 地質力工程有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/06;E21B47/07
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

一種通過在頁巖地層中進行水力壓裂來增加烴產量的方法，所述方法通過使用在關井期間以低速率循環噴射冷卻水性流體的地震性方法以誘發所述地層拉伸斷裂，并且在完井中形成具有足夠的側向延伸部分的高和極高導流性裂縫的裂縫網絡。使用水性流體和支撐劑的最終單次循環，其中支撐劑的體積已根據井下壓力的測量結果得到測定。在每一噴射循環之后測定和分析其它裂縫參數和所述整體裂縫網絡形狀的評估結果，所述其它裂縫參數是：所述極高導流性裂縫的體積、所述極高導流性裂縫的側向延伸部分、所述極高導流性裂縫的表面。

本發明涉及通過在頁巖地層中進行水力壓裂來提取烴，并且更具體地說，主要涉及在關井期間以低速率循環噴射冷卻流體的地震性方法，其誘發所述地層拉伸斷裂并且在完井中形成高和極高導流性裂縫的裂縫網絡。

為了滿足我們的能源需求，如今所謂的非常規資源越來越受關注。因此，已研發出技術以對來自低滲透率次表面地層，諸如頁巖、泥灰巖、粉砂巖等的烴產量進行增產。在典型配置中，提供水平支腳來使井鉆穿蓋巖下的已知頁巖地層。隨后沿排管長度在井段處對井進行打孔并且在堵住每一井段的情況下加以增產，之后對下一個井進行打孔并且通過進行壓裂作業來增產。30到40個井段通常間隔100m，這是井段之間的典型分隔距離。在所述過程結束時，隨后打開整個井以進行開采。壓裂作業中所用的泵送流體會被回采，之后是烴流。

在典型的壓裂作業中，以相對較高初始速率，比如10bpm噴射水或呈凝膠形式的稠化水。以約20bpm的梯級斜升泵送速率以獲得100到200bpm的最大泵送速率。這一階梯式方法用于震動地層并且打開地層中預先存在的天然裂縫。在這一高泵送速率下，隨后將支撐劑添加到水中以填充裂縫，保持其打開以進行開采。支撐劑是砂石或工程陶瓷顆粒，其經大小設定而提供支撐同時還允許烴，即頁巖油和/或頁巖氣流動。當泵壓力用完時繼續泵送直到供給的支撐劑耗盡或發生脫砂(screen out)為止。

在增產過程中，如果經烴填充的天然存在的裂縫存在于井段處，那么可以對這些裂縫進行開采。然而，每一井段的產量可大不相同。這部分歸因于以下事實：盡管可以通過測井在井筒壁處鑒別到裂縫跡線，但此類測井并未表明裂縫的側向延伸部分，并且側向延伸部分會決定烴的開采量。目前估算出約50％的經增產的井段開采不出任何烴，主要是因為所述井段處缺乏具有足夠的側向延伸部分的經烴填充的天然存在的裂縫。

Dusseault和Bilak的US 2013/0284438涉及一種在巖層中生成裂縫網絡以從地層提取烴或其它資源的方法。所述方法包括以下步驟：i)通過在適于促進天然裂縫膨脹、剪切和/或水力連通的條件下將非漿水溶液噴射于井中來強化地層中的天然裂縫和初期裂縫的網絡，并且之后ii)通過在一系列噴射事件中將包含載流體的多種漿液和較大粒度的顆粒狀支撐劑依次噴射于所述井中來誘發大裂縫網絡，其與強化后的天然裂縫網絡水力連通。這一方法是基于引起地層中天然和初期裂縫的網絡發生剪切斷裂。還要求將非漿水溶液進一步噴射于井中將延伸自支撐裂縫的區域。

本發明的目標在于提供一種在完井中井段處的地層中產生具有足夠的側向延伸部分的極高導流性裂縫的裂縫網絡的方法，所述方法用于改進增產效率并且因此改進烴產量。

根據本發明的第一方面，提供一種通過在井中進行水力壓裂來增加烴產量的方法，所述井具有至少一個暴露地層中的巖石的打孔井段，并且在井段處，所述方法包含以下步驟：將水性流體噴射于地層中，隨后將水性流體和支撐劑噴射于地層中，其特征在于：

存在噴射水性流體的多次循環，隨后以單次循環噴射水性流體和一定體積的支撐劑，其中每一循環在關井期內終止；

支撐劑的體積根據井下壓力的測量結果得到測定；

并且所述方法是地震性的，其中噴射速率較低而防止震動地層，并且噴射的水性流體的溫度不高而誘發巖石拉伸斷裂，并且因此提供針對烴開采的具有足夠的側向延伸部分的極高導流性裂縫和高導流性裂縫的裂縫網絡。