用于传输处理流体的系统和方法技术方案

本申请公开了方法和系统，用于制备准备好泵送的处理流体，将所述准备好泵送的处理流体从掺合设施(202)传输(206)至可操作地耦接至井场的位置(208)，将所述准备好泵送的处理流体提供给泵；以及将所述准备好泵送的处理流体泵送到井眼(208)内。在一些实施例中，所述处理流体是用于在被井眼(208)穿透的地下地层上执行液压压裂操作的压裂流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于传输处理流体的系统和方法
技术介绍
本部分的内容仅提供与本专利技术相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。在从地下地层开采碳氢化合物时，经常需对井施加多种处理工艺，以提高井的开采期和/或产量。所述处理工艺的例子包括但不限于固井、砾石填充、水力压裂以及酸化。特别地，在低渗透率的地层中，经常压裂含碳氢化合物地层以提供流道。这些流道有助于碳氢化合物移至井眼内，以便可从所述井内采收所述碳氢化合物。压裂历来是在当地准备将要被泵送的物料的操作。在此项工作开始之前，流体、支撑剂以及化学制剂的传输全部被完成。经常使用特制的存储设备来处理所述大量物料，例如由Besser制作的砂仓。类似地，为液体使用特制的罐，例如水罐、压裂罐。这些罐典型地是法律上不需要许可证而能够在路上运输的最大可能体积。一旦所有方面准备好，更特制的设备被用于准备凝胶、在支撑剂中混合、给送化学制剂，以及将产生的流体在正压下传输至压裂泵。所有这些特制的井场车辆及单元是昂贵的，并且导致现场很大的场地。图1A示出了典型地用于当前陆上压裂操作的井场结构9。支撑剂被容纳于砂拖车10和11中。水罐12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24和25沿操作地点的一侧设置。漏斗30从砂拖车10、11中接收砂石，并分配入混合器26、28。提供掺合器33、36用于掺合载体介质(例如盐水、增粘流体等)与支撑剂，并且然后传输至歧管31、32。最后混合及掺合的浆液或压裂流体然后被传输至泵车27、29，并在高压下途经处理管线34到达钻机35，然后被泵送至井下。参考图1B，示意性地示出了一个传统的压裂操作100。所述操作100包括水罐102和聚合物供应器104。所述水罐是任何基液，例如盐水。所述操作100可以包括精密连续混合器106。在某些实施例中，精密连续混合器106被聚合物于水罐102内完全混合及水合的操作100代替。可以看出，当所述聚合物被预先配料时，所述压裂操作规模的灵活性很小。例如，如果发生早期砂堵，大量的压裂流体就被浪费，并且必须被处置。所述操作100进一步包括操作108，以缓慢搅动及水合所述压裂流体，此操作可以发生于停留容器或合适尺寸的精密连续混合器106中。所述操作100进一步包括与水合流体在例如高速掺合器112混合的支撑剂110，所述掺合器向所述压裂泵提供带有支撑剂的浆液。所述操作100进一步包括操作114，以将所述浆液泵送至井下。从操作100中可以看出，在所述地点需要不同的设备，包括水罐、化工车或其他装载聚合物和/或其他添加剂的车辆、连续混合器、支撑剂车辆(砂车、砂仓等)、掺合器(例如POD掺合器)以及各种压裂泵。替代性地，使用设备和时间提前将压裂流体批量混合至水罐中来代替连续混合器，这增加了操作成本，减少了压裂处理的灵活性，并且增加了所述压裂操作的物理场地需求。而且，压裂操作需要大量的水，这导致大量回流流体的产生。所述回流流体的存储、管理及处理是昂贵的，且对环境造成了挑战。本申请应对一个或多个与传统压裂操作相关的问题。
技术实现思路
在某些实施例中，公开了一种方法，其包括制备准备好泵送的压裂流体，将所述准备好泵送的压裂流体传输至可操作地耦接至井场的位置，以及将所述压裂流体泵送至井下以压裂地下地层。所述准备好泵送的压裂流体可以是可直接提供给用于高压传输的泵的流体。随着可以在地层处理操作之前或之中向所述准备好泵送的压裂流体中加入额外的添加剂、液体等，所述准备好泵送的压裂流体可以被进一步调节。所述方法可以进一步包括向正排量泵入口提供所述准备好泵送的压裂流体，并将所述准备好泵送的压裂流体泵送至井眼内。所述方法可以进一步包括在歧管内组合准备好泵送的压裂流体源，向所述准备好泵送的压裂流体增压，和/或在所述正排量泵入口上游提供剪切或滞留时间条件。在某些实施例中，所述方法包括在将所述准备好泵送的压裂流体提供给所述正排量泵入口之前，水合、剪切或调节所述准备好泵送的压裂流体。在某些实施例中，所述方法包括在泵送期间再循环所述正排量泵的泵井侧。在某些实施例中，所述方法包括在泵送期间泵送交替的防漏失处理液(fluidpill)应急泥浆，例如先替换为所述防漏失处理液，然后换回所述准备好泵送的压裂流体。在某些实施例中，公开了一种系统，其包括制备在井场使用的准备好泵送的处理流体的区域掺合设施。所述区域掺合设施可以包括散货接收设施，其接收并存储多种颗粒类型，所述多种颗粒类型中的每一种分别具有不同的尺寸形态。所述设施可以包括配料容器以及用于在散货接收设施与配料容器之间转移颗粒类型的散货移动装置。所述设施可以进一步包括从所述配料容器接收配料物料并提供混合的产品流体的混合器，存储所述混合的产品的产品存储器，以及向所述井场传输制备好的流体供使用的运输装置。在某些实施例中，所述散货接收设施可以包括设于散货物料搬运器下方的移动接收机，允许散货物料搬运器设于其上的地下接收机，气动接收散货物料的减压接收机，和/或整体接收及存储散货物料搬运器的接收区域。在某些实施例中，所述散货移动装置可以包括利用加热气体的气动系统和/或机械散货转移装置。在某些实施例中，所述配料容器包括配料装置的一部分，其中，所述配料装置包括累加配料测量装置，渐减(decumulative)配料测量装置，和/或尺寸比配料尺寸大的中间容器，其中，所述配料装置包括用于在所述中间容器中累积比配料尺寸大的量并从所述中间容器渐减所述配料尺寸的结构。一个示例性的配料装置可以附加地或替换地包括多个配料容器，每一个接收多个不同的产品形态中的一个，或者每一个接收不同的混合产品形态。一个示例性混合装置包括将配料容器可操作地耦接至产品存储器的进料螺杆。所述进料螺杆可以包括混合特征，其中，所述混合特征包括凸片、槽和孔中的至少一种。附加地或替换地，所述混合装置可以包括滚筒混合器、螺条掺合器、双轴桨式混合器、行星混合器、搅拌机、掺合器(例如，POD掺合器)和/或胶质浆料混合器。在某些实施例中，产品存储器可以包括具有横截面区域缩小的部分的罐，定位成依靠重力为井场运输装置加料的容器，具有高位罐的容器，可加压存储容器，和/或搅拌装置。在某些实施例中，所述井场运输装置的尺寸响应于所述混合处理流体的密度。一个示例性井场运输装置可以被部署为立筒仓，具有抬高部分的拖车，具有耦接部分的多个拖车，和/或展开的拖车。在某些实施例中，公开了一种方法，用于制备准备好泵送的流体。一个示例性方法包括提供载体流体部分，提供包括多个颗粒的不相溶物质部分，使得所述颗粒的填料体积分数(PVF)超过64％，将所述载体流体部分和所述不相溶物质部分混合成处理浆液，以及将所述处理浆液提供给存储容器。所述不相溶物质部分超过所述处理浆液的体积的59％。所述方法可以进一步包括在井场处定位所述存储容器，和/或竖直定位所述存储容器，例如其中所述存储容器是立筒仓。所述方法可以进一步包括将所述存储容器流体耦接至泵入口，以及使用所述处理浆液处理井眼。在某些实施例中，所述方法进一步包括在所述处理浆液内提供用于处理井眼的全部支撑剂量。在某些实施例中的所述示例性方法包括将所述处理浆液传送至运输装置。在某些进一步的实施例中，所述方法包括在远离井场的设施处执行下列操作：提供载体流体部分，提供不相溶物质部分，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：制备准备好泵送的处理流体；将所述准备好泵送的处理流体传输至可操作地耦接至井场的位置；向泵提供所述准备好泵送的处理流体；以及将所述准备好泵送的处理流体泵送到地下地层中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.08 US 13/415,0251.一种用于传输压裂流体的方法，包括：制备准备好泵送的压裂流体，所述压裂流体包括载体介质及不相溶物质，其中，所述不相溶物质在所述准备好泵送的压裂流体中的体积分数是40％或更多；将所述准备好泵送的压裂流体传输至可操作地耦接至井场的位置；向泵提供所述准备好泵送的压裂流体；将所述准备好泵送的压裂流体泵送到地下地层中；以及压裂地下地层；其中，所述不相溶物质包括多个颗粒，使得所述颗粒的填料体积分数(PVF)超过64％。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述准备好泵送的压裂流体在不经过掺合器的情况下被提供至所述泵。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述准备好泵送的压裂流体在不经过混合器的情况下被提供至所述泵。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括在泵送过程中再循环所述泵的泵井侧。5.如权利要求1所述的方法，进一步包括在泵送过程中泵送交替的防漏失处理液。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述不相溶物质在所述准备好泵送的压裂流体中的体积分数是50％或更多。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述不相溶物质在所述准备好泵送的压裂流体中的体积分数是60％或更多。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述不相溶物质在所述准备好泵送的压裂流体中的体积分数是70％或更多。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述不相溶物质在所述准备好泵送的压裂流体中的体积分数是80％或更多。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述颗粒的填料体积分数(PVF)超过74％。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述颗粒的填料体积分数(PVF)超过87％。12.一种用于传输处理流体的系统，包括：处理流体制备设施，包括：多个散货接收设施，每一个被构造为接收并存储一种颗粒类型；配料容器；散货移动装置，其在所述散货接收设施与所述配料容器之间传输颗粒；载体介质容器；混合器，其从所述配料容器接收配料颗粒，从所述载体介质容器接收载体介质，将所述配料颗粒与所述载体介质混合，并且提供混合的处理流体；以及产品存储器，其存储所述混合的处理流体；运输装置，其从所述产品存储器接收所述混合的处理流体并将所述混合的处理流体传输至井场；以及泵，其将所述混合的处理流体泵送至井下地下地层中。13.如权利要求12所述的系统，进一步包括控制单元，其控制所述处理流体制备设施的操作。14.如权利要求12所述的系统，其中，所述处理流体制备设施距离所述井场大于50英里。15.如权利要求14所述的系统，其中，所述处理流体制备设施距离所述井场大于250英里。16.如权利要求12所述的系统，其中，所述处理流体制备设施以轮轴-轮辐的方式位于多个井场中间。17.如权利要求12所述的系统，其中，所述处理流体制备设施位于适配多个井场的固定物上。18.如权利要求12所述的系统，其中，所述处理流体是用...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·沙姆派茵，E·洛伊格莫斯，T·M·列斯科，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB