[发明专利]采用微能粒子的液压压裂应用

说明书

发明人：GUPTA,D.V.,LAFOLLETTE,Randal F.

发明背景

1.技术领域

本发明涉及一种生产原油或天然气的方法。本发明具体地涉及一种使用液压压裂生产原油或天然气的方法。

2.背景技术

来自载烃地球岩层的油或天然气通常首先由载烃地球岩层的固有岩层压力生产。然而，在一些情形中，载烃岩层可能会变得堵塞且然后该岩层缺乏足够的固有压力来迫使原油或天然气从岩层向上至地面。在其它情形中，在当场存在足够的压力的同时，岩层可能会过慢地生产烃，以致不经济。

在后一情形的极端型式中，通过简单的钻孔和穿孔方法可生产页岩岩层，甚至不生产天然气。例如，页岩储存器的特征可通常被描述成具有极低的可渗透性(100-600纳米-达西(nano-darcys))、低孔隙度(2-10％)以及中等气体吸附性(气体含量50-150scf/ton)。

在所有这些情况中，会期望借助液压压裂来刺激生产。在井已变得堵塞但岩层和储存器则仍处于良好状况中的情形下，会期望仅仅隔离井的生产区域或多个生产区域并且执行液压压裂。在岩层和/或储存器并非处于使得经济生产能简单地得以存储或形成的状况中的情形下，为了实现经济生产并增大产量，可能需要大量水平井和大规模多级液压压裂处理(HFT)作业。这实际上通常利用岩层储存器。

在生产原油和天然气的技术领域中，会期望通过在用于液压压裂的支撑剂内包括微能粒子来更有效地采用液压压裂。

发明内容

在一个方面中，本发明在于一种用于在油或气井上执行液压压裂的方法，其包括使得在油或气井的液压压裂期间注入到井下的流体和固体包含微能粒子。

在另一方面中，本发明在于一种可用于执行油或气井的液压压裂的组合物，其包括选自支撑剂、凝胶化合物、凝胶破胶剂及其组合的组分以及高能粒子，该高能粒子所具有的浓度足以改进利用其执行油或气井的液压压裂的至少一个方面。

在又一个方面中，本发明在于一种用于在油或气井上执行液压压裂的方法，其包括使得微能粒子与在油或气井的液压压裂期间注入到井下的流体和固体混合，且然后激励这些微能粒子以使得至少一些粒子释放能量。粒子的激励可在液压压裂过程期间发生或者其可有所延迟。

附图说明

本发明的特征和优点通过参照附图详细地描述本发明的实施例而变得更为显而易见，附图中：

图1是示出本申请的方法的第一实施例的流程图；

图2是示出本申请的方法的第二实施例的流程图；

图3是示出本申请的方法的第三实施例的流程图；以及

图4是已经受根据本申请的方法的一个实施例的液压压裂的油或气储存器的截段的图示。

具体实施方式

在一个实施例中，本发明在于一种用于在油或气井上执行液压压裂的方法，其包括使得在油或气井的液压压裂期间注入到井下的流体和固体包含微能粒子。出于本申请的目的，微能粒子(MEP)是那些具有以下特性的粒子。MEP具有充足的势能，一旦设置在井下，它们就可被激励以释放它们的势能，并且一旦被释放，该势能就具有足以改进液压压裂的至少一个特征的种类和量值。此外，可部署MEP，而不会在可能导致压裂过程不安全的程度释放它们的能量。最后，MEP具有这样的特性：即能够从地面直接地激励这些MEP或者通过在井眼中部署化学试剂或力来激励这些MEP。示例性的力包括但不限于正经受液压压裂的油或气井的井眼中的电磁力或压力波。

在至少一个实施例中，使用转移至正压裂的地质岩层的液压压裂压力的力来激励这些MEP。一旦MEP在裂缝内就位，这些MEP就由在液压压裂停止时闭合在其上的岩层压力所激励。

虽然在一些实施例中，MEP可用作爆破剂或推进剂的纯净粒子，但在其它期望的实施例中，有利地是封装爆破剂或推进剂或者将爆破剂或推进剂应用于载体。当纯粹或纯净的爆破剂或推进剂会过小以致无法与在液压压裂过程期间所采用的压裂材料的其它成分容易地混合或否则不兼容时，用于MEP的载体会是尤其有用的。

载体可包括能与所使用的爆破剂或推进剂兼容的任何物质。例如，如果爆破剂或推进剂包括与氧化铝形成配体的基团，则可使用氧化铝。也可使用能形成此种配体的任何金属或其它材料。用于承载此种化合物的过程是众所周知的。