[发明专利]可降解材料辅助转向

说明书

发明背景

本发明涉及使穿透地层的井增产。具体地，本发明涉及用于实施多段 顺次井处理和采用转向技术临时保护在先处理不受后继处理影响的方法和 组合物。

烃类(油、凝析液和气)通常自钻入含烃地层的井中产出。出于各种原因， 例如储层固有的低渗透性或钻井和完井对地层造成的破坏，流入井中的烃 流量可能较低。在这种情况下，例如采用水力压裂、化学增产(通常为酸化 增产)或所述两者的组合(称为酸化压裂或压裂酸化)，使井增产。

水力压裂包括以高的压力和速度将流体注入地层，以使储集岩受损并 形成裂缝(或裂纹网络)。通常在缓冲液之后将支撑剂注入压裂液，以使一条 或多条裂缝在泄压之后保持张开。在化学(酸化)增产处理中，通过将物料溶 于地层，来改善流动能力。

在水力和酸化压裂中，通常将称为缓冲液的第一粘性流体注入地层， 以引发裂缝并使裂缝扩展。随后注入包含支撑剂的第二粘性流体，以使裂 缝在泵送压力释放之后保持张开。粒状支撑剂材料可包括砂砾、陶瓷珠或 其它材料。在酸化压裂中，第二流体包含可溶解部分岩石的酸性物质或其 它化学物质如螯合剂，造成裂缝面的不规则腐蚀并除去一些矿物质，使得 裂缝在泵送停止时未完全闭合。当需要限制裂缝的几何形状时，推荐使用 表面活性剂类流体，例如粘弹性表面活性剂(VES)。有时，通过以极高的速 度泵送包含降阻聚合物的低粘度流体(即减水阻处理)，来进行水力压裂，以 减少高度浓缩的聚合物造成的破坏或其它增稠剂的费用。另外，为进一步 减少破坏，可使用低粘度表面活性剂类流体进行减水阻处理。

当通过水力压裂或化学增产使多个含烃层段增产时，期望分段处理多 个层段。在多层段压裂中，压裂第一生产层(pay zone)。然后，将压裂液导 入下一段来压裂下一生产层。重复该过程直至压裂所有生产层。或者，如 果数个生产层位置紧邻且具有类似的性质，则可一次压裂数个生产层。转 向可通过多种方式实现。例如，在桥堵技术(bridge plug technique)(BPT)中， 作业人员首先射孔，接着进行压裂，然后安装桥堵工具，并根据需要重复 该过程。该方法通过在压裂层段和目标层段之间安装封隔器确保100％可靠 的层间隔离。然而，该方法费用极高。费用源于电缆设施的广泛介入，这 在压裂处理前后需要额外的时间进行射孔和安装并随后从井筒中收回每个 生产层的封隔器。另外，封隔器收回有时存在危险。

在流通复合桥堵(FTCBP)法(flow through composite bridge plug approach)(BPT的改进方法)中，FTCBP工具在其上方存在较高压力时例如 在随后的压裂处理过程中发挥BPT封堵的作用。然而，当封堵下方压力较 高时，例如当井回流时，FTCBP使流体从下方流动通过封堵。采用FTCBP 技术允许所有在先压裂层段在完井过程中流通。该方法具有两种优势。第 一，该方法通过及早使各裂缝回流明显缩短了关井时间。第二，所有在先 处理层段有助于净化新的各处理液。在完井之后，FTCBP可容易地钻碎或 留于井中。已证实该方法为增产的可靠手段。主要缺点在于安装封堵所需 的费用和时间。

砂堵技术(sand plug technique)(SPT)与BPT类似，不同之处在于使用砂 堵代替工具。主要构思如下：经由不同的射孔组(perforation set)顺次压裂数 个生产层，在每一处理阶段结束时安装砂堵以防止流到封堵之外，从而使 应力场转向以进行后续各段。该方法由于不要求收回封隔器而明显减少了 时间和费用。然而，由于初始原地应力的差异，可能不能够压裂所有层段。 此外，支撑剂布置要求将支撑剂填入井筒，这可能导致处理效率低。

限流(limited entry)(LE)法是不要求将砂砾填入井筒的简化方法，这使该 方法更加实用。该方法例如结合使用封堵球来堵塞各段或使不同段具有不 同数量的射孔。LE法主要依赖于在计算量的射孔之间建立人为的压降。根 据射孔的数量、射孔的尺寸和注入速度，计算压降。然后通过射孔的数量 调整压差，以在射孔的地层侧形成等于压裂压力(fracturing pressure)的选定 压力。获知各含砂层的确切压裂压力是限流法的本质部分。在生产层内的 加密钻井过程中，任意给定砂砾的压力可显著变化。获取可靠的压力数据 需要检测各层段、增加完井的时间和费用。在未获知准确数据的情况下进 行处理可能导致从一些射孔组获得的产量极小或没有产出。