[发明专利]利用纳米二氧化硅携带液的脉冲水力压裂

说明书

将储层压裂包括：通过在井中的井眼向储层提供前置液以在储层中产生裂缝，通过井眼向裂缝提供压裂液，通过井眼向裂缝提供纳米二氧化硅携带液，利用活化剂将纳米二氧化硅粒子活化以得到纳米二氧化硅凝胶，和在井眼压力下对井眼进行关井，从而使纳米二氧化硅凝胶在裂缝中形成支撑剂柱。纳米二氧化硅携带液包含纳米二氧化硅粒子，并且向裂缝提供纳米二氧化硅携带液包括将一定量的纳米二氧化硅携带液脉冲加入到压裂液的连续流中，或交替地脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液和压裂液。在脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液之间经过的时间为2秒至10分钟。

优先权要求

本申请要求2017年9月21日提交的美国专利申请号15/711,955的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及利用纳米二氧化硅携带液将储层脉冲水力压裂以得到在储层中的分离的支撑剂柱(pillar)。

背景技术

压裂增产处理的成功至少部分地取决于用于防止所产生的裂缝在处理之后闭合的支撑剂的强度和分布。即使是对于在整个裂缝几何结构上具有高支撑剂布置效率的简单且普遍的特征来说，当前的数学和工程概念仍将裂缝的流动能力高估了几个数量级。支撑剂填充层(pack)渗透率可能由于多种因素的组合而降低，如来自差的凝胶回收的残留损害、细粒迁移、多相流、流体动量损失、曳力、毛细管力以及支撑剂破碎和嵌入。在一些情况下，常规支撑剂填充层由于凝胶损害、细粒迁移、多相流和非达西渗流而损失多达99％的初始导通性。

发明内容

在第一总体方面，将储层压裂包括：通过在井中的井眼向储层提供前置液以在储层中产生裂缝，通过井眼向裂缝提供压裂液，通过井眼向裂缝提供纳米二氧化硅携带液，利用活化剂将纳米二氧化硅粒子活化以得到纳米二氧化硅凝胶，和在井眼压力下对井眼进行关井，从而使纳米二氧化硅凝胶在裂缝中形成支撑剂柱。纳米二氧化硅携带液包含纳米二氧化硅粒子，并且向裂缝提供纳米二氧化硅携带液包括将一定量的纳米二氧化硅携带液脉冲加入(pulsing)到压裂液的连续流中，或交替地脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液和压裂液。在脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液之间经过的时间为2秒至10分钟。

第一总体方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。

前置液一般包括以下各项中的至少一种：反应液、滑溜水(slickwater)、线性凝胶、交联凝胶、粘弹性表面活性剂液和泡沫凝胶。压裂液一般包括以下各项中的至少一种：反应液、滑溜水、线性凝胶、交联凝胶、粘弹性表面活性剂液和泡沫凝胶。在一些情况下，压裂液包括最大约12磅/加入加仑的支撑剂负荷。在一些情况下，压裂流体基本上不含支撑剂。

在一些实施方案中，纳米二氧化硅携带液包括最大约12磅/加入加仑的支撑剂负荷。纳米二氧化硅携带液可以包含胶体纳米二氧化硅粒子。在一些情况下，在150°F至400°F范围内的储层温度，纳米二氧化硅凝胶的粘度为至少1000cP。纳米二氧化硅携带液可以包含以下各项中的至少一种：活化剂、增渗剂、促进剂和缓凝剂。增渗剂可以包括聚乳酸。聚乳酸可以是珠、纤维或织物的形式。增渗剂可以包括以下各项中的至少一种：树脂、盐、苯甲酸和蜡珠。盐可以是酸式盐。

在一些实施方案中，在脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液之间经过的时间为10秒至1分钟。脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液可以包括将离散量的纳米二氧化硅携带液脉冲加入到压裂液的连续流中，或交替地脉冲加入离散量的纳米二氧化硅携带液和离散量的压裂液。离散量的纳米二氧化硅携带液通常彼此间隔开。脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液可以包括以1桶/分钟至120桶/分钟的速率注入纳米二氧化硅携带液。在一些情况下，脉冲加入一定量的纳米二氧化硅携带液包括以5桶/分钟至50桶/分钟的速率注入纳米二氧化硅携带液。