[发明专利]受控的不均匀支撑剂团聚体形成

说明书

背景技术

使用压裂以提高地下地层的渗透性。将压裂流体注入穿过地下地层的井眼中。将支撑剂注入裂缝中以避免裂缝闭合，并从而提供对可提取的流体(即石油、气体或水)的改善的提取。

支撑剂维持裂缝壁之间的距离，以在地层中产生有传导性的通道。不均匀支撑剂的布置进一步增加了地层传导性并提高了流体产量。

致密地层(如页岩或致密砂层)可用低粘度流体(如滑溜水(slickwater))处理。在低粘度压裂流体处理中，支撑剂易于沉淀，从而降低流体产量。此外，就致密地层而言，在深裂缝中和在地层的高垂直覆盖范围内布置支撑剂仍然是个挑战。

发明内容

在至少一个方面中，本发明提供改善水力裂缝中流体流动的方法，其包括以下步骤：(1)配制包含(a)支撑剂颗粒、(b)携带流体和(c)低密度颗粒的浆料，其中所述携带流体能够发生使两种或更多种支撑剂颗粒和/或低密度颗粒凝结(coagulation)或聚集(aggregation)或积聚(accumulation)或团聚(agglomeration)的转化；(2)将所述浆料注入地层；和(3)引发支撑剂颗粒和/或低密度颗粒的团聚。所述引发可在将浆料注入地层之前、期间或之后实施。

在另一个方面中，本发明提供诱发水力裂缝中支撑剂聚集或积聚的方法，其包括以下步骤：(1)配制包含(i)至少一种阴离子型聚电解质或至少一种阴离子型聚电解质前体、和(ii)至少一种阳离子型聚电解质或至少一种阳离子型聚电解质前体的支撑剂携带流体；(2)注入包含所述支撑剂携带流体、支撑剂和低密度颗粒的浆料；和(3)引发聚电解质络合物的形成。

在还有另一个方面中，本发明提供改善水力裂缝中流体流动的方法。该方法包括：(1)配制浆料，所述浆料包含(a)支撑剂颗粒、(b)携带流体、(c)低密度颗粒、以及(d)第一聚电解质络合物组分和(e)第二聚电解质络合物组分，所述(d)第一聚电解质络合物组分和(e)第二聚电解质络合物组分容纳于由在适合的井下条件下可降解的材料制成的容器内和/或经受压力/剪切降解的任何类型的容器内，其中所述携带流体能够发生使两种或更多种支撑剂颗粒和/或低密度颗粒团聚的转化；(2)将所述浆料注入地层中；和(3)引发两种或更多种支撑剂颗粒和/或低密度颗粒的凝结或聚集或积聚或团聚。所述引发可在将浆料注入地层之前、期间或之后实施。

提供本发明内容部分以引入一系列在以下具体实施方式部分中进一步描述的概念。本发明内容部分不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于辅助限制所要求保护的主题的范围。

具体实施方式

为了促进理解本发明的原理，现参照本申请的一些示例性实施方案进行说明。

虽然以下重点论述压裂，但是所公开主题的聚合物冻胶相变和聚合物冻胶化学转化可用于压裂、砾石充填、以及在单个操作中组合的压裂和砾石充填中。所公开主题的一些实施方案可从直井的处理方面进行描述，但是可同样适用于任何定向的井。可描述用于油气生产井的实施方案，但是应理解，实施方案可用于生产其它流体(如水或二氧化碳)的井，或者用于例如注入井或储存井。还应当理解在整个说明书中，当描述一个浓度或数量范围是有用的、或适合的等时，其旨在表明应当考虑在该范围内包括端点的任一个浓度或数量和每一个浓度或数量，如已经描述了所述包括端点的任一个浓度或数量和每一个浓度或数量一样。此外，每个数值应该如被术语“约”修饰的那样解读一次(除非已经明确被这样修饰)，然后再不被如此修饰地解读一次，除非在上下文中另有说明。例如，“1-10的范围”应解读为表明在约1和约10之间的连续的每一个数值和每一种可能的数值。还应理解，裂缝闭合包括部分裂缝闭合。

如在本文所使用的，术语“水力压裂处理”意指将流体泵入闭合的井眼中以产生足以破裂或压裂地层的井下压力的方法。这可将携带支撑剂的流体注入地层，从而产生高渗透性砂的区域，其中流体可流动通过该区域。一旦除去液压压力，支撑剂残留在原地，因此撑开裂缝并提高流入井眼的流量或从井眼流出的流量。

在所公开的主题中，可使用使两种或更多种颗粒凝结或聚集或积聚的任何一种或更多种方法；这些方法被统称为溶解或分布于流体中的一种以上添加剂的脱水收缩。在本文中，“脱水收缩”被定义为从冻胶(或者在水或水/有机溶剂/超临界溶剂的混合物中的聚合物的溶液)中排出水。脱水收缩可导致冻胶的相分离、沉淀、相变或坍塌(collapse)。例如，瓜尔胶冻胶的过交联是脱水收缩；由两种带相反电荷的长链聚合物的相互作用所产生的含油物质的沉淀是脱水收缩；聚合物因在升高的温度下溶解度降低而从溶液中沉淀出来是脱水收缩。