Y级液态天然气增产流体、系统和方法技术方案

Y级NGL断裂系统和使用Y级NGL增产流体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Y级液态天然气增产流体、系统和方法
本公开的实施方案大体上涉及增产流体。
技术介绍
断裂处理用于增产并提高井筒与目的岩层之间的流体传导性以增加流体生产率和相关储量。水力致裂处理典型地用于低渗透性岩层中，用于常规储层中以避免井筒附近的渗透性受损，并且用于非常规储层中以使诱发的裂缝与天然裂缝网络交叉。水力增产流体已被分类为不同的流体类型，包括：·常规型，由胶凝剂和(一种或多种)交联剂组成；·水断裂型(有时被称为“减阻水”)，由减摩剂、胶凝剂和/或粘弹性表面活性剂组成；·混合型，由减摩剂、胶凝剂和(一种或多种)交联剂的组合组成；·增能型，将二氧化碳或氮气掺入流体中；·酸断裂型，由胶凝的酸基质组成；和·气体断裂型，由气体、通常是丙烷作为基础流体组成。典型的处理注射粘性增产流体以创建期望的几何形状的裂缝，并且所述粘性增产流体将支撑剂带入创建的裂缝中以在处理完成后维持裂缝中的传导性。粘性增产流体可能具有损害支撑剂充填层和/或裂缝附近的岩层的渗透率的特征。举例来说，水基增产流体可被吸收入岩层面中并降低渗透率(例如通过毛细管力)，可以使水垢沉淀，并且可以在井返排和清理的过程中引起微粒运移。最新数据表明在美国有大约98％的水力致裂增产都利用水基技术。减少或消除基础流体中的水和相关水基化学物(例如酸、杀生物剂、腐蚀抑制剂、除氧剂、减摩剂、交联剂、破碎剂和某些胶凝剂)将会帮助减少环境足迹和与断裂有关的某些化学成本。水基断裂流体也具有相关的处置和/或清理问题并且可能存在使用冲突。在水力致裂中使用水会从河流、城市和工业(例如发电)供水以及休闲生活和水生生物分流水。在断裂处理后，返排回地面的断裂流体必须被处置或补救，并且在处理中用的流体越多，处置风险和花费就越大。最常用的水力致裂方法需要大量的水，这已经在干旱地区、尤其在容易干旱的德克萨斯引发关注。通过注入深层地下井而进行的断裂水处置已经和奥克拉荷马州中部的地震活动最近的增加产生关联。大型水力致裂在传统上每口井使用120万到350万美制加仑的水，大型项目则使用超过500万美制加仑。每次处理由一系列阶段组成。某些非常规的水平井可能具有高达40个或更多个阶段。每个阶段可能利用超过300,000加仑的水和超过550万磅的支撑剂。因为较小的足迹和增加的运作效率，多井场钻井或在单个井场上钻井并完成多口井的能力在工业上正变得流行。这种技术影响着水力致裂工业，因为从单个井场可以连续进行6个或更多个单独的井增产。补充这种技术的是一种被称为“拉链断裂”的方法，其包括在井口位于同一个井场的两个补偿井之间的交替断裂增产。当组合时，这些技术对断裂操作人员提出额外的物流需求。酸断裂处理用于消除损害和/或在岩层中创建通道。酸对理论上在水压被释放并且岩层松弛恢复成天然压力状态后保持开放的通道进行蚀刻。酸流入并蚀刻在处理前不能很好流动的岩层区域或消除这些岩层区域的损坏是可取的。然而，岩层的高渗透性且自然断裂的区域倾向于更好地接受流体，从而获得比所期望的更多的酸。因此，流体损失和分流添加剂可以被添加到酸断裂处理中以封闭高渗透性通道并将处理重新引导到更低渗透性的通道中。泡沫断裂也是北美使用的一种标准方法，其用于对包括非常规页岩和煤层的低渗透性或局部压力衰竭储层增产。基于泡沫的断裂流体因其较低的水含量而具有吸引力，这是因为泡沫典型地由高百分比的气体(典型地是二氧化碳或氮气)作为内相和较低百分比的液体作为外相而组成，所述液体包括被称为起泡剂的稳定的表面活性剂。氮气质量为70％到90％的泡沫已被有效地应用于以上提及的岩层类型。高品质泡沫需要更少的水，但可能会缺乏用于支撑必要支撑剂负载的足够粘度。主要是丙烷凝胶的液化石油气(“LPG”)已被用作对岩层无害的烃类断裂流体。其特性包括：低表面张力、低粘度、低密度、以及与天然存在的储层烃的混溶性。这种无水方法增加初始生产率，从而有助于比传统断裂方法快得多地实现生产。其还能够在几个增产日内回收大部分的断裂流体，这产生经济效益和环境效益，实现快速清理和最少的废物和处理废品。然而，多阶段井场增产所需要的大量丙烷的成本和可用性有时候阻碍这种技术的使用。因此，需要新型的增产流体，其对岩层无害，具有最小的水含量和化学添加物，是天然存在且在当地可获得的组分，可快速清理，节省成本，并且可以完全回收且具有最小支的撑剂返排。
技术实现思路
本公开的一个实施方案包括一种基于起泡Y级NGL的增产流体。泡沫可以用氮气或二氧化碳产生并且包括(一种或多种)表面活性剂。泡沫的质量可以是约55％到约95％。Y级NGL的起泡可以使用(一种或多种)起泡剂，例如离子性或非离子性表面活性剂或其混合物实现。所述(一种或多种)起泡剂可以包括磺酸、甜菜碱化合物、含氟表面活性剂、烃溶剂、铝皂、磷酸酯和/或其它类似产品。起泡剂可以包括纯表面活性剂或表面活性剂混合物，可以与助表面活性剂混合，或者可以是表面活性剂和/或助表面活性剂和任选地共溶剂的水溶液。助表面活性剂可以包括iC90-二醇和/或iC10-二醇。共溶剂可以包括1-丙醇、异丙醇、2-丁醇和/或丁二醇。起泡剂可以包括表面活性剂，阴离子性表面活性剂和阳离子性表面活性剂，和/或非离子性结构和两性结构，优选阴离子性、非离子性和两性结构。起泡剂的实例包括醇醚硫酸酯、醇硫酸酯、脂环基硫酸酯、羟乙基磺酸酯、肌氨酸酯、酰基肌氨酸酯、烯属磺酸酯、脂环基醚羧酸酯、脂环基醇酰胺、氧化胺、烷基苯磺酸酯、烷基萘磺酸酯、脂肪醇乙氧基化物、含氧基醇乙氧基化物、烷基乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、脂肪胺乙氧基化物和脂肪酰胺乙氧基化物、烷基聚葡萄糖苷、含氧基醇乙氧基化物、和/或格尔伯特醇烷氧基化物。其它实例包括烷基醚磺酸酯、EO/PO嵌段聚合物和/或甜菜碱，例如椰油酰胺丙基甜菜碱和C8-C10烷基酰胺丙基甜菜碱。其它实例包括磺基甜菜碱、烯基磺酸酯、烷基二醇、醇烷氧基化物、磺基琥珀酸酯、烷基醚磷酸酯、酯季铵盐和/或二脂环基铵和三脂环基铵衍生物。本公开的一个实施方案包括添加泡沫稳定剂以形成基于起泡Y级NGL的增产流体。泡沫稳定剂可以是微粒或纳米粒子，例如已知通过所谓的“pickering”可稳定泡沫和乳液的二氧化硅或二氧化硅衍生物。泡沫稳定剂也可以是蛋白质。另一种类别的泡沫稳定剂可以是增加增产流体的粘度且构成薄层例如聚合物结构的添加剂，例如聚丙烯酰胺和/或其衍生物。本公开的一个实施方案包括使用磷酸酯和有机金属络合物交联剂的胶凝Y级NGL增产流体。胶凝剂可以包括磷酸酯、有机金属络合物交联剂、胺的氨基甲酸酯、铝皂、椰油胺(C12-C14)、癸二酰氯、油(C18)胺、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯和其任何组合。本公开的一个实施方案包括使用(一种或多种)乳化剂用Y级NGL和最多达约10％水、海水、地层水和/或盐水形成的乳液。所述(一种或多种)乳化剂可以包括表面活性剂、助表面活性剂和/或共溶剂。本公开的一个实施方案包括通过利用、回收和再销售Y级NGL而降低与增产流体的现场运送相关的高运作成本的有经济价值的方法。本公开的一个实施方案包括用二氧化碳或氮气惰化支撑剂以避免当将支撑剂注入储存设施时被氧气、氧探测器和/或二氧化碳或氮气逆流污染。本公开的一个实施方案包括使用高频超声波振动和/或文氏喷管使Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Y级NGL增产流体，其包含：支撑剂；乙烷，其中所述乙烷构成约30％到80％的所述流体；丙烷，其中所述丙烷构成约15％到50％的所述流体；丁烷，其中所述丁烷构成约15％到45％的所述流体；异丁烷，其中所述异丁烷构成约15％到40％的所述流体；和戊烷以上的烃，其中所述戊烷以上的烃构成约5％到25％的所述流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.22 US 62/067,142;2015.10.08 US 14/878,1961.一种Y级NGL增产流体，其包含：支撑剂；乙烷，其中所述乙烷构成约30％到80％的所述流体；丙烷，其中所述丙烷构成约15％到50％的所述流体；丁烷，其中所述丁烷构成约15％到45％的所述流体；异丁烷，其中所述异丁烷构成约15％到40％的所述流体；和戊烷以上的烃，其中所述戊烷以上的烃构成约5％到25％的所述流体。2.根据权利要求1所述的流体，其还包含二氧化碳和氮气中的至少一种。3.根据权利要求1所述的流体，其还包含起泡剂，所述起泡剂包括表面活性剂、助表面活性剂和共溶剂中的至少一种且任选地包括泡沫稳定剂。4.根据权利要求1所述的流体，其还包含胶凝剂，所述胶凝剂包括磷酸酯和有机金属络合物交联剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的流体，其还包含乳化剂，所述乳化剂包括表面活性剂、助表面活性剂和/或共溶剂以形成具有最多达约10％水、海水、地层水和/或盐水的Y级NGL乳液。6.一种Y级增产流体，其包含：约30％-55％的至少一种具有两个碳元素(C2)的烃化合物；约15％-50％的至少一种具有三个碳元素(C3)的烃化合物；约15％-50％的至少一种具有四个碳元素(C4)的烃化合物；和约5％-20％的至少一种具有五个碳元素(C5)或更多个碳元素的烃化合物。7.根据权利要求6所述的流体，其还包含支撑剂，以及二氧化碳和氮气中的至少一种。8.根据权利要求7所述的流体，其还包含起泡剂，所述起泡剂包括表面活性剂、助表面活性剂和共溶剂中的至少一种且任选地包括泡沫稳定剂。9.根据权利要求7所述的流体，其还包含胶凝剂，所述胶凝剂包括磷酸酯和有机金属络合物交联剂中的至少一种。10.根据权利要求7所述的流体，其还包含乳化剂，所述乳化剂包括表面活性剂、助表面活性剂和/或共溶剂以形成具有最多达约10％水、海水、地层水和/或盐水的Y级NGL乳液。11.一种Y级NGL系统，其包括：氮气和/或二氧化碳源；与所述氮气和/或二氧化碳源流体连通的Y级NGL源；与所述氮气和/或二氧化碳源流体连通的支撑剂源；与所述Y级NGL源和所述支撑剂源流体连通的接收器-混合器；和被配置成用于将流体从所述接收器-混合器泵送入井口的泵，其中所述流体包含来自所述支撑剂源的支撑剂、来自所述Y级NGL源的Y级NGL、以及来自所述氮气和/或二氧化碳源的氮气和二氧化碳中的至少一种。12.根据权利要求11所述的系统，其还包括起泡剂源和与所述Y级NGL源和所述接收器-混合器流体连通的起泡单元，其中所述起泡剂源包含起泡剂，所述起泡剂包括表面活性剂、助表面活性剂和共溶剂中的至少一种。13.根据权利要求11所述的系统，其中所述起泡单元包括文氏喷管、高频超声波探头和/或微孔筛。14.根据权利要求11所述的系统，其还包括与所述接收器-混合器流体连通的胶凝剂源，其中所述胶凝剂源包含胶凝剂，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·巴布科克，M·居兹曼，
申请(专利权)人：林德股份公司，J·A·巴布科克，
类型：发明
国别省市：德国,DE