[发明专利]用于远场增产处理的微支撑剂

说明书

背景技术

在某些低渗透性地层(如页岩)中，对于从地层中有效地产出流体而言，液力压裂增产处理(hydraulic fracturing stimulation)是必要的。在页岩和类似的地层中实施的液力压裂增产处理不仅在井筒周围的近场中形成初级裂隙，而且还在远场中形成从初级裂隙延伸成的诱发型树枝状裂隙。这些诱发型树枝状裂隙通常形成在初级裂隙的尖端和边缘，且以类似分叉的树的方式从初级裂隙向外延伸。

附图说明

图1是用于井的压裂系统的示意图。

图2是在压裂处理期间井系统的示意性侧视图。

不同附图中相同的附图标记指代相同的元件。

具体实施方式

如上文所述，在某些低渗透性地层中，液力压裂增产处理在井筒周围的近场中形成初级裂隙，在远场形成诱发型树枝状裂隙。这些树枝状裂隙通常形成在初级裂隙的尖端和边缘，且以类似分叉的树木的方式向外延伸。由于这些次级的树枝状裂隙能够相对于初级裂隙的轨迹(trajectory)横向延伸，因此它们到达并连接于这些初级裂隙的轨迹中的天然裂隙和邻近该轨迹的天然裂隙。如此，这些次级的树枝状裂隙到达天然产生的裂隙网的较大部分，并将这些天然裂隙连回到初级裂隙和井。已知的是，页岩、炭和很多其它低渗透性地层，例如具有近似为1毫达西(mD)或更小的渗透率的地层均以这种方式断裂。

本文的设计思想包括支撑诱发型的树枝状裂隙和(在某些情况下)所连接的天然裂隙，以潜在地提高来自地层的采收率。诱发型的树枝状裂隙较小。在液力压裂增产处理中使用的典型的支撑剂(介于100到12目 (149-1680μm)的范围内)不能浸入到这些树枝状裂隙，因此当来自裂隙处理的液压撤回时将不会支撑或保持树枝状裂隙的打开。由此，使用小于100目(149μm)、某些情况下等于或小于200目(74μm)、230目(63μm)或者甚至325目(44μm)的微支撑剂(micro proppant)来撑开这些诱发型的树枝状裂隙。在某些情况下，可根据待支撑的树枝状裂隙的尺寸来选择微支撑剂的尺寸(粒度)，使颗粒尺寸小于当树枝状裂隙在压裂压力下保持打开时该树枝状裂隙的横向尺寸。

图1是根据本文的设计思想的压裂增产处理系统10的一个示例。在某些情况下，系统10包括压裂凝胶生产设备20、流体源30、支撑剂源40以及泵和搅拌器系统50，该系统设于地面井60的位置。在某些情况下，凝胶生产设备20将凝胶前体(gel pre-cursor)与来自流体源30的流体(例如液体或近似于液体)结合，来生产用作压裂流体的水合压裂凝胶。这种水合压裂凝胶可以是一种准备用于井60的压裂增产处理的凝胶，或一种在用于井60的压裂增产处理之前需在其中添加附加流体的凝胶浓缩物。在其它情况下，可省略压裂凝胶生产设备20，而直接从流体源30获得压裂流体。在某些情况下，压裂流体可包括水、烃流体、聚合物凝胶、泡沫、空气、潮湿气体和/或其它流体。

支撑剂源40可包括用以与压裂流体结合的预制支撑剂，并且/或者如下文中将更详细论述的，支撑剂源40可包括支撑剂前体的源。支撑剂前体是在与压裂流体结合之后并且/或者在井下时(例如，在井筒中和/或在地下区域的裂隙中)能生成支撑剂的一种组分。在某些情况下，支撑剂源40可另外包括用于支撑剂前体的活化剂的源，该活化剂激活支撑剂前体以生成支撑剂。

该系统还可包括其它多种添加剂70以改变混合物的性质。例如，可(在混合物中)包括其它添加剂70以减少泵送摩擦、减少或消除混合物对形成该井的地质构造的反应、用作表面活性剂和/或服务于其它功能。

泵和搅拌器系统50接纳压裂流体并将其与其它组分结合，上述其它组分包括来自支撑剂源40的支撑剂或支撑剂前体(以及在一些情况下，活化剂)和/或来自添加剂70的附加流体。所得到的混合物可在压力下被向下泵送到井60以对地下区域进行压裂增产处理(例如产生裂隙)，例如提高该 区域中的资源产量。在使用活化剂的情况下，活化剂可在泵和搅拌器系统50处与支撑剂前体结合以及/或者在其它时间注入井60。特别地，在某些情况下，多个不同源的流体通过阀连接到泵和搅拌器系统50，从而泵和搅拌器系统50可在给定时间从一个、某些或所有不同的流体源供给流体。因此，例如泵和搅拌器系统50在某些时间可仅向井提供压裂流体，在另一些时间仅提供支撑剂前体和/或活化剂，而在又一些时间提供这些流体的组合。

图2示出了在围绕井筒104的目标地下区域102的压裂处理期间的井60。地下区域102可包括一个或多个地层或者一个地层的一部分。