提高酸裂缝导流能力制造技术

提供了用于提高对地下地层的酸压裂处理的酸裂缝导流能力的方法和系统。酸压裂处理的一个示例方法包括引发其中形成井眼(106)的地下地层(202)的压裂以产生地层裂缝(104)，在引发压裂一段时间之后，将酸性流体注入井眼中以侵蚀地层裂缝的壁从而产生裂缝导流能力(204)，将气体引入井眼中以使在井眼(206)中的流体发泡，和在处理(208)期间随时间提高流体的泡沫特征值。泡沫特征值基于所引入的气体的体积和在井眼中的流体的总体积。

Improving the conductivity of acid fracture

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提高酸裂缝导流能力优先权要求本申请要求2017年5月15日提交的美国专利申请号15/595,108的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本说明书涉及用于地下地层的压裂方法，具体涉及酸压裂处理。背景包括支撑剂压裂和酸压裂的多种方法可以用于将地下地层压裂以增加总体渗透性或导流能力(conductivity)并且提高流体从其中的采出。在支撑剂压裂中，支撑剂用于在压裂处理之后保持裂缝开放。在酸压裂中，酸用于在形成裂缝的壁的地层岩石中侵蚀通道，并且岩石可以部分溶于酸中，使得可以在压裂的壁中侵蚀通道。概述本说明书描述了用于提高对地下地层的酸压裂处理的酸裂缝导流能力的方法和系统。本公开的一个方面的特征在于一种酸压裂处理的方法，所述方法包括：引发其中形成井眼的地下地层的压裂以产生地层裂缝；在引发压裂一段时间之后，将酸性流体注入井眼中以侵蚀地层裂缝的壁，从而产生裂缝导流能力；将气体引入井眼中以使在井眼中的流体发泡；和在处理期间随时间提高流体的泡沫特征值(foamquality)，其中泡沫特征值基于所引入的气体的体积和在井眼中的流体的体积。在一些实施方式中，所述方法还包括：在处理期间监测裂缝对酸性流体的反应；和基于所监测的反应通过调节下列各项中的至少一种来控制泡沫特征值的提高：酸性流体的注入速率、酸性流体的注入体积、气体的引入速率或气体的引入体积。在一些情况中，监测裂缝的反应可以包括监测包括下列各项的参数中的至少一种：处理压力、井口压力、井底压力、流体泵送速率、气体泵送速率和浆料速率；和基于所监测的参数确定裂缝的反应。在一些实施方式中，所述方法还包括：基于所引入的气体的体积和在井眼中的流体的体积计算泡沫特征值；和使用计算的井口泡沫特征值、预测的井底泡沫特征值或计算的实际井底泡沫特征值中的至少一个校正计算的泡沫特征值。所述方法还可以包括：基于实际井口压力和温度计算所述计算的井口泡沫特征值；基于预测的井底内相(internalphase)预测所述预测的井底泡沫特征值；和基于计算的井底内相计算所述计算的实际井底泡沫特征值，所述计算的井底内相基于井底压力和温度计算。所述方法还可以包括确定所产生的地层裂缝的尺寸达到某一个值，并且作为回应，将酸性流体注入井眼中。引入气体可以包括在产生地层裂缝之后引入气体，直到处理完成。将气体引入井眼中可以包括在井眼中的流体中原位产生气体。所述方法还可以包括在处理期间随时间降低酸性流体的注入速率。在一些实施方式中，注入酸性流体包括以比能够使地层裂缝闭合的裂缝闭合压力低的压力注入酸性流体。在一些情况中，注入酸性流体包括在处理期间随时间保持酸性流体的注入速率恒定。在一些情况中，注入酸性流体包括在处理期间随时间提高酸性流体的注入速率。在一些实施方式中，引发压裂包括使压裂前置液(fracturingpadfluid)流入井眼中以使地层破裂，从而产生地层裂缝。所述方法可以包括交替进行注入压裂前置液和酸性流体的步骤，同时在这些步骤期间保持引入气体。在一些情况中，用于当前步骤的所引入的气体的体积不小于用于先前步骤的所引入的气体的体积。在一些情况中，用于当前步骤的所引入的气体的体积小于用于先前步骤的所引入的气体的体积。在一些情况中，用于当前步骤的所引入的气体的注入速率不小于用于先前步骤的所引入的气体的注入速率。压裂前置液可以包括稠化水或交联凝胶液中的至少一种。在一些实例中，酸性流体被配置成溶解地层并且可以包含下列各项中的至少一种：浓度为0.1重量％至32重量％的盐酸(HCl)，浓度为0.1重量％至12重量％的甲酸，浓度为0.1重量％至20重量％的乙酸，浓度为0.1重量％至92重量％的甲亚硒酸(MSA)，浓度为0.1重量％至40重量％的螯合剂，或羧酸体系。酸性流体可以被配置成通过直链聚合物凝胶化，通过交联聚合物体系凝胶化，通过粘弹性表面活性剂(VES)体系凝胶化，通过柴油或油乳化，或通过特定气体发泡。在一些实例中，所引入的气体具有低密度和低粘度并且包括下列各项中的至少一种：氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、空气、甲烷或天然气。所述方法还可以包括将导流液(diversionfluid)加入至酸性流体中，并且导流液可以包含交联聚合物、表面活性剂类材料或交联非反应性流体中的至少一种。所述方法还可以包括在地层裂缝闭合之后清洁井眼。本公开的另一个方面的特征在于一种酸压裂处理的方法，所述方法包括：引发其中形成井眼的地下地层的压裂以产生地层裂缝；在引发压裂一段时间之后，将酸性流体注入井眼中以侵蚀地层裂缝的壁，从而产生裂缝导流能力；将酸性延缓体系引入井眼中，所述酸性延缓体系被配置成降低在井眼中的酸性流体的反应性；在处理期间监测裂缝对酸性流体和酸性延缓体系的反应；和基于所监测的反应控制在井眼中的流体的泡沫特征值，其中泡沫特征值基于所引入的酸性延缓体系。控制在井眼中的流体的泡沫特征值可以包括在处理期间随时间提高泡沫特征值。在一些情况中，控制在井眼中的流体的泡沫特征值包括调节下列各项中的至少一种：酸性流体的注入速率、酸性流体的注入体积、酸性延缓体系的引入速率、酸性延缓体系的引入体积或在酸性延缓体系中的酸性延缓剂的引入浓度。酸性延缓体系可以包含酸性延缓剂，所述酸性延缓剂包括下列各项中的至少一种：具有低密度和低粘度的气体，直链聚合物，交联聚合物体系，粘弹性表面活性剂(VES)体系，或者柴油或油。本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和相关描述中给出。根据说明书、附图和权利要求书，该主题的其他特征、方面和优点将会变得明显。附图说明图1是示出在酸压裂处理中被井眼穿透的地层的截面图的示意图。图2是使用气体发泡的酸压裂处理的一个示例过程的流程图。图3是使用酸性延缓体系的酸压裂处理的另一个示例过程的流程图。图4A示出了不使用气体发泡的酸压裂处理的示例时间图。图4B示出了使用气体发泡的酸压裂处理的示例时间图。详述图1是示出在酸压裂处理(或酸压裂)中被井眼106穿透的地下地层102的截面图100的示意图。地层102可以是含碳酸盐的地层。井眼106可以包括延伸到地层102中的射孔108。可以将流体120注入(或泵送)到井眼106中并且使其通过射孔108流入地层102中。在酸压裂处理中，可以首先将压裂前置液注入井眼106中以使地层102破裂，从而产生一个或多个地层裂缝104。之后，可以将酸性流体注入井眼106中以侵蚀裂缝104的壁，例如地层岩石的表面，以产生裂缝导流能力，例如，从而在裂缝104的裂缝部分110之间产生导通路径112。岩石可以包括方解石、石灰石或白云石。在一些实施方式中，还可以将气体130如氮气(N2)引入(泵送或原位生成)到井眼106中以在酸压裂处理期间使在井眼106中的流体发泡。酸压裂处理的成功可以取决于在裂缝闭合压力(或应力)下保留的所产生的裂缝导流能力。裂缝导流能力可以是以下两个现象之间的竞争：在地层中的岩石表面的侵蚀和岩石强度被酸减弱。在裂缝闭合压力下，除了不均匀侵蚀以外，裂缝导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸压裂处理的方法，所述方法包括：/n引发其中形成井眼的地下地层的压裂以产生地层裂缝；/n在引发所述压裂一段时间之后，将酸性流体注入所述井眼中以侵蚀所述地层裂缝的壁，从而产生裂缝导流能力；/n将气体引入所述井眼中以使在所述井眼中的流体发泡；和/n在所述处理期间随时间提高所述流体的泡沫特征值，其中所述泡沫特征值基于所引入的气体的体积和在所述井眼中的所述流体的体积。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 US 15/595,1081.一种酸压裂处理的方法，所述方法包括：
引发其中形成井眼的地下地层的压裂以产生地层裂缝；
在引发所述压裂一段时间之后，将酸性流体注入所述井眼中以侵蚀所述地层裂缝的壁，从而产生裂缝导流能力；
将气体引入所述井眼中以使在所述井眼中的流体发泡；和
在所述处理期间随时间提高所述流体的泡沫特征值，其中所述泡沫特征值基于所引入的气体的体积和在所述井眼中的所述流体的体积。


2.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在所述处理期间监测所述裂缝对所述酸性流体的反应；和
基于所监测的反应通过调节下列各项中的至少一种来控制所述泡沫特征值的提高：所述酸性流体的注入速率、所述酸性流体的注入体积、所述气体的引入速率或所述气体的引入体积。


3.权利要求2所述的方法，其中监测所述裂缝的反应包括：
监测包括下列各项的参数中的至少一种：处理压力、井口压力、井底压力、流体泵送速率、气体泵送速率和浆料速率；和
基于所监测的参数确定所述裂缝的所述反应。


4.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
基于所引入的气体的体积和在所述井眼中的所述流体的体积计算所述泡沫特征值；和
使用计算的井口泡沫特征值、预测的井底泡沫特征值或计算的实际井底泡沫特征值中的至少一个校正所计算的泡沫特征值。


5.权利要求4所述的方法，所述方法还包括：
基于实际井口压力和温度计算所述计算的井口泡沫特征值；
基于预测的井底内相预测所述预测的井底泡沫特征值；和
基于计算的井底内相计算所述计算的实际井底泡沫特征值，所述计算的井底内相基于井底压力和温度计算。


6.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
确定所产生的地层裂缝的尺寸达到某一个值，并且作为回应，将所述酸性流体注入所述井眼中。


7.权利要求1所述的方法，其中引入所述气体包括：
在产生所述地层裂缝之后引入所述气体，直到所述处理完成。


8.权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在所述处理期间随时间降低所述酸性流体的注入速率。


9.权利要求1所述的方法，其中注入所述酸性流体包括：
以比能够使所述地层裂缝闭合的裂缝闭合压力低的压力注入所述酸性流体。


10.权利要求9所述的方法，其中注入所述酸性流体包括：
在所述处理期间随时间保持所述酸性流体的注入速率恒定。


11.权利要求9所述的方法，其中注入所述酸性流体包括：
在所述处理期间随时间提高所述酸性流体的注入速率。


12.权利要求1所述的方法，其中引发所述压裂包括：
使压裂前置液流入所述井眼中以使所述地层破裂，从而产生所述地层裂缝。


13.权利要求12所述的方法，所述方法包括交替进行注入所述压裂前置液和所述酸性流体的步骤，同时在所述步骤期间保持引入所述气体。


14.权利要求13所述的方法，其中用于当前步骤的所引入的气体的体积不小于用于先前步骤的所引入的气体的体积。

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【专利技术属性】
技术研发人员：阿斯兰·布莱克贝，艾哈迈德·M·戈马，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA