[发明专利]用于增产的可降解纤维体系

说明书

背景技术

本发明涉及微粒运送；更具体地涉及在油田增产处理中的微粒运送；甚至更具体地涉及浆化在粘度不足以防止微粒沉积的粘性携带液中的支撑剂(proppant)和砾石运送(gravel transport)；甚至更具体地涉及在这样的流体中包含有助于运送并抑制沉降的纤维；最具体地涉及在处理后降解成降解产物的这种纤维，该降解产物在水中的离子例如钙和镁存在时不会沉淀，并涉及交联聚合物携带液的选择，该携带液不会被存在于纤维或降解产物中由纤维的过早降解释放的污染物而损害。

烃(油、凝析油和气)典型地从钻入包含它们的地层的井中生产。通常，因为各种原因，例如包含资源的地层的固有的低渗透率或由于钻井和完井导致的地层的损害，烃进入井中并从而流到地面的流动低，而不满足需要。当存在这种情况时，通常对井“增产(stimulate)”。增产的最通常形式之一是水力压裂(hydraulicfracturing)，其中将流体注入井中，然后在超过地层“压裂”压力的压力下将其注入地层。形成裂缝并在地层内发展，大大地增加了流体可以流过进入井内的表面面积。当释放注入压力时，裂缝闭合；因此，一种叫作“支撑剂”的微粒被包括在压裂流体中，以便当压力释放后裂缝不能完全闭合，而是在支撑剂上闭合，因此压裂表面由一层支撑剂保持分离，流体可以通过其流到井内。压裂流体通常必须具有用于两个目的的最小粘度。第一，流体的粘性越大，裂缝越容易通过注入更多的流体而变宽，第二，越粘的流体将越容易运送支撑剂，因此称作“携带”液。但是，当流体通常情况下通过聚合物增加粘度，尤其是通过交联聚合物增加粘度时，至少一些聚合物或交联聚合物在处理后留在裂缝中。这种留在裂缝中的增粘剂抑制了期望开采的流体流出地层、通过裂缝、进入井筒到达地面的流动。在一定程度上，对粘性的需要可以通过以更高的速度注入流体而补偿，但是因为各种原因，例如设备和成本的限制，这并不总是理想的方法。也可以通过非聚合物方法提供粘度，例如使用泡沫、乳状液和粘弹性表面活性剂流体体系，但是有时这些不是解决方案的选择。操作人员也可以选择使用可获得的最不具有损害性的聚合物，但是这些聚合物可能是昂贵的。

一些操作人员已经选择的使成本和聚合物损害最小化的解决方案是使用尽可能少的聚合物。一种这样的方法是平滑水处理(slickwater treatment)(也称作水基液压裂处理)(其中最小支撑剂和流体粘度，例如仅为约3cP，这与利用典型地具有至少100cP(通常比这高得多)的粘度的交联聚合物携带液的常规作业相反)。为了弥补低的粘度，这样的作业通常以高的速度泵入以有助于产生裂缝和运送支撑剂，但是裂缝高度的增加可能过多，很少的支撑剂被置入，并且支撑剂可能沉降在裂缝底部。这种沉降随着流体分解发生或者简单地作为初始设计粘度不够的结果而发生。有时，操作人员尝试折衷平滑水混合与常规作业的组合，这可能导致出现每一种作业的缺点。

典型地，当操作人员选择借助于基于聚合物的携带液使用更加常规的压裂方法时，他们尝试使用最低可能的聚合物浓度，以使聚合物导致的损害降到最小。最近发现，倘若选择合适长度、直径和硬度的纤维并在正确的浓度下使用，包括支撑剂在携带液中的浆液中的纤维可以用于帮助在较低粘度和/或较低浆液流速下运送支撑剂(参见SPE68854和SPE91434)。这样的纤维也具有这样的优点，它们改善了支撑剂充填层的性质，例如其流体导流能力、其帮助防砂的能力，和对支撑剂颗粒流回井筒的阻力。但是，尽管增产处理已经非常成功，仍然还有改进的空间；以前典型地用于纤维的材料或者(玻璃或诺沃洛伊德(novoloid))在地层条件下不降解或者不具有用于支撑剂运送的最优硬度或(聚对苯二甲酸乙二醇酯)降解成能够减少压裂最终效果的产品。

发明内容

给出一种处理井筒和井筒穿透的地层的方法，其中该方法包括注入纤维和支撑剂在粘性携带液中的浆液的步骤。在没有纤维情况下的携带液的粘度不足以防止支撑剂在运送过程中沉降。在处理后纤维降解成在存在钙或镁离子的情况下不会沉淀的产品。注入步骤可以任选地在地层破裂压力以上进行，其中在没有纤维情况下携带液的粘度可任选地在注入停止后不足以防止支撑剂在裂缝闭合之前在裂缝的沉降。

合适的纤维选自取代和非取代的丙交酯、乙交酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸和聚乙醇酸的共聚物，乙醇酸与其它包含羟基、羧酸基或羟基羧酸基部分的共聚物，乳酸与其它包含羟基、羧酸基或羟基羧酸基部分的共聚物，及其混合物。