[發(fā)明專利]單次進入壓裂方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780017810.X
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN108779666A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·R·風(fēng)塞卡奧坎波斯;J·J·卡萊爾;B·莫厄德
• 申請（專利權(quán)）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14;E21B43/26;E21B43/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 趙培訓(xùn)

提供了一種在地下地層中提供裂縫的方法，所述方法利用一組第一線繩可控閥(108)來打開套管(107)內(nèi)部與套管外部之間的連通，所述套管已固定到井筒(101)中。與所述第一閥中的每個相關(guān)聯(lián)的線繩可控閥隔離所述第一閥下游的所述套管內(nèi)部。兩個閥由線繩致動器操作。在形成每個連續(xù)的裂縫之后，所述線繩致動器移動經(jīng)過下一組閥，改變它們的位置，并且然后形成下一個裂縫。隔離所述套管的下游部分的閥在操作完成之后打開、銑出或由可降解材料制成，以便能夠從所述地層通過所述裂縫進入所述井筒中來開采。

背景技術(shù)

水力壓裂用于增加與井筒連通的地層的面積，并因此增加流體的產(chǎn)量，或增加可從井筒注入地層中的流體的量。水力壓裂已經(jīng)商業(yè)化使用了數(shù)十年，但是可產(chǎn)生的裂縫尺寸的逐漸改進和裂縫的成本效益，以及比如改進的水平鉆井和定向鉆井等的發(fā)展導(dǎo)致水力壓裂使得能夠從如烴源巖或以前不被認為是經(jīng)濟上可開采的其它極低滲透性地層的地層中開采烴。

通常，通過在地層中提供一英里或更長距離的水平井，從如烴源巖的低滲透性地層中開采氣體和/或油。然后地層從井筒中被壓裂多達二十到五十個位置，沿水平井筒每15至150米放置裂縫。通過將壓裂液泵送到井筒的隔離區(qū)段中來提供裂縫，所述隔離區(qū)段在超過導(dǎo)致地層破裂和打開的壓力的壓力下與地層連通。這允許壓裂液進入地層到裂縫中并進一步傳播裂縫，直到流體經(jīng)由裂縫的巖石面進入地層中的速率等于流體可泵送到裂縫中的速率。

在裂縫形成之后，裂縫可通過在壓裂液中包含如細沙或陶瓷顆粒的材料被支撐開，或在碳酸鹽巖地層中，可通過在壓裂中包含酸來形成通過裂縫的滲透性，所述酸溶解在裂縫面處的一些礦物質(zhì)以沿裂縫巖石表面形成蟲洞。通過包含添加劑以增加壓裂液的粘度，支撐劑可在壓裂液內(nèi)保持懸浮，以降低支撐劑的沉降速率。替代地，或另外，可使用具有較低密度的支撐劑以降低它們在壓裂流體中沉降的速率，用于增加壓裂液粘度的聚合物可能對裂縫附近的地層滲透性有害，因此已經(jīng)開發(fā)了稱為滑溜水壓裂的技術(shù)。這些技術(shù)不使用增稠聚合物，而是依賴于快速注入壓裂液。

壓裂方法公開在例如美國專利8,183,179和7,451,820中，其公開內(nèi)容以引用的方式并入本文中。

已知方法是通過在套管中提供一簇穿孔并且隔離含穿孔簇的區(qū)段與封隔器或復(fù)合可鉆孔塞，并且然后在足夠高以通過穿孔簇壓裂地層的壓力下將壓裂液泵送到所述區(qū)段中，一次一個地提供裂縫。然后將封隔器移動到井筒的另一區(qū)段，從該區(qū)段井中提供另一簇穿孔或添加更多的復(fù)合可鉆孔塞，并重復(fù)所述過程。當總水平井被刺激以允許所有裂縫流動時，復(fù)合可鉆孔塞被銑削。

一次提供一個裂縫是緩慢的過程，并且設(shè)備有很多機會有故障，導(dǎo)致進一步的延遲。一種改進是通過隔離多個穿孔簇，并將高壓壓裂液提供給所有隔離的簇，一次提供一組裂縫。這節(jié)省了相當多的鉆機時間，但導(dǎo)致裂縫尺寸變化。例如，當一組四個簇一次被破碎時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，典型的是一個或兩個穿孔簇通常根本不會被壓裂，并且支撐劑顯著更多地僅進入一個裂縫。因此，裂縫不是最佳尺寸。一次穿孔的簇的數(shù)量通常是有限的，以便減少不提供有效裂縫的簇的數(shù)量。

提供更均等尺寸的裂縫的技術(shù)包含間隔地將分流器材料提供到壓裂液中以堵塞生長的裂縫并迫使壓裂液進入其它穿孔中。例如，在美國專利申請公開US2015/0233226中公開了這類方法。