通过将水性流体，可水合聚合物，交联剂和支撑剂的压裂流体注入地层，使例如气密性储层的地下地层经历水力压裂。在混合器中制备压裂流体并且然后将其从混合器泵送至穿入地层的井眼。流体经由入口处进入储层。流体的表观粘度由入口处向远侧降低，使得至少一种下列条件在现场条件下是普遍的：(a)距入口处100英尺的压裂流体的表观粘度小于在入口处的压裂流体的表观粘度的10％；(b)在注入入口处后15分钟的压裂流体的表观粘度小于在入口处的压裂流体的表观粘度的15％；或(c)在通过入口处被注入后的15分钟内的压裂流体的表观粘度小于10cP。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用含有可水合聚合物和交联剂的水性流体压裂地下地层的方法，其中流体的表观粘度从储层入口处向远侧降低。
技术介绍
水力压裂通常需要使用能够从低渗透性的地层中提高流体和天然气的产量的钻井处理材料。在典型的水力压力处理中，将含有固体支撑剂的压裂处理液在足够高的压力下注入到地层中，从而在储层中造成裂缝或者裂缝的扩大。裂缝从井眼向外辐射，通常从数米至数百米，并且扩大了油或气排入到井的表面积。支撑剂沉积在裂缝中，在处理结束后留在那里。沉积之后，支撑剂用于防止裂缝闭合以及形成从井眼到待被处理的地层延伸的传导性通道。这样，支撑剂提高了流体或天然气通过裂缝从地层到井眼迁移的能力。已使用许多不同的材料作为支撑剂，包括砂子，玻璃珠，胡桃壳，金属球，以及树脂涂覆的砂子，中等强度陶瓷和烧结矾土 ；采用的每一种都具有有效地承受相应的储层闭合应力环境的能力。这些材料的表观比重(ASG)标志相对强度；砂子的ASG为2. 65且烧结矾土的ASG为3.4。当升高的ASG提供较大的强度时，它也增加了支撑剂运输的难度以及降低了支撑的裂缝体积。因此，使用具有高ASG值的材料通常使裂缝传导性降低。最近以来，人们开始将注意力转移到使用超轻(ULW)材料作为支撑剂材料。这类材料具有小于或等于2. 45的表观比重(ASG)。通常期望压裂流体在进入裂缝时粘度达到最大。大多数压裂流体的粘度可归因于流体中例如粘弹性表面活性剂或增粘性聚合物的增粘剂的存在。常规的增粘性聚合物包括如半乳糖甘露聚糖和纤维素衍生物这样的水溶性多糖。在压裂流体中交联剂，例如一种含有硼酸盐(或者产生硼酸盐)，钛酸盐，或锆离子的交联剂的存在，可以进一步增加粘度。凝胶状压裂流体增加的粘度同时影响裂缝的长度和宽度，并且使得支撑剂置于产生的裂缝中。近来，在低渗透性地层的增产中，人们开始使用不含有粘弹性表面活性剂或增粘性聚合物的低粘度流体(例如水，盐水和减阻水)。这类地层也已知为致密地层(包括呈现 出复杂天然裂缝网络的气密性页岩储层)。为了有效接近致密地层，钻井通常是水平钻入，并且随后使其经历一次或更多次压裂处理以增加产量。使用低粘度流体延伸形成的裂缝比经历较高粘度流体的裂缝呈现出较小的裂缝宽度，这导致形成从中烃可流入高传导性裂缝通路的较大裂缝面积。在低渗透性储层中，通常认为裂缝面积与裂缝增产的有效性成比例。因此，通常优选低粘度流体用于气密性页岩储层的增产。减阻水流体主要为淡水或盐水，其具有足够减阻剂以减小管束摩擦压力。通常，这类流体的粘度仅仅比未掺杂的淡水或盐水略高；典型地，减阻水中存在的减阻剂使压裂流体粘度的增加不超过I至2CP。这类流体比含有增粘剂的常规压裂流体便宜许多。另外，它们的低粘度特性促进了增产过程中储层内降低的裂缝高度增长。此外，鉴于流体中不存在增粘性聚合物和/或粘弹性表面活性剂，这类流体对地层造成的破坏较小。尽管在低渗透性地层增产中需要使用低粘度流体，但是由于支撑剂在流体到达井口之前始终沉降在歧管(manifold)管线内，因此，已经证明泵送含有支撑剂的减阻水流体成本高昂。当压裂流体中含有较高浓度的支撑剂和/或使用的支撑剂具有超过2. 45的ASG时，这种情形特别明显。这类材料在流体到达井口前非常可能沉降在歧管内。由于支撑剂沉降受到处理液粘度的影响，需要高的泵送速度以阻止沉降。然而，在某些条件下，由于沉降也取决于支撑剂的尺寸和比重，仅依靠速度不足以阻止沉降。另外，由于管线具有不同的尺寸，仅修正一个区域的流体泵送速度可能并不能解决另一区域的问题。除了支撑剂在歧管管线中的沉降，还存在支撑剂沉降在泵的流体端内的实际危险。在泵内，活塞在正弦波模式下运动。这样，活塞运动慢，然后较快，然后慢，且然后瞬间停止。所述过程对每个活塞重复。支撑剂在泵的壳体内的沉降，可能在活塞试图运动时损害活塞，或者挤碎支撑剂。当支撑剂由高抗压强度的材料例如陶瓷组成时，这尤其是个问题。在井眼水平部分内来自低粘度处理流体的支撑剂沉降也是关注的。由于淤浆流速不足和/或粘度不够，无法悬浮支撑剂，可发生这样的沉降。在水平井眼内过量的支撑剂沉降可能需要在达到设置的所需体积之前中止压裂处理。为了缓解沉降问题，通常采用高泵送速度以使在水平井眼部分内传输的支撑剂有效悬浮。然而，高泵送速率可能导致比所需 处理压力较高的压力和过度的裂缝高度增加。因此，需要寻找替代的含有支撑剂的压裂流体，其可以提供减阻水在气密性储层的优势，但不会对泵送装置造成损害，或者不允许支撑剂在水平井眼内沉降。专利技术概述一种在气密性储层具有特殊应用的压裂方法，所述方法包括将水和增粘聚合物，交联剂以及支撑剂在混合器中混合；且将粘性流体注入井口。在从约80T至约125T的温度范围内，典型地，在混合期间压裂流体的粘度介于约10至约120cP。在将悬浮的支撑剂泵送至井口时，地面增加的粘度(在混合期间)保护了地面的装置。另外，压裂流体的粘性性能使得流体能够将支撑剂运送至井眼中的穿孔点，并且将沉降降至最小。压裂流体中的可水合聚合物的负载量从约6至约18pptg，优选从约6至约12pptg。压裂流体中低的增粘聚合物的负载量造成流体粘度一进入穿孔点入口后迅速降低。即使设有破碎剂，流体是热敏性的并且快速分解，因此从穿孔点起100英尺内流体粘度不高于约5cP，通常不高于约3cP。优选增粘性聚合物是可水合聚合物，其包括半乳糖甘露聚糖胶，瓜尔胶，衍生的瓜尔胶，纤维素和纤维素衍生物，淀粉，淀粉衍生物，黄原胶，黄原胶衍生物以及它们的混合物。特别优选的增粘性聚合物是特性粘度大于约14dL/g，更典型大于16dL/g的衍生和未衍生的瓜尔胶。所述方法在低渗透性储层具有特殊应用，例如渗透率介于约10纳达西(nanodarcies)至约I. OmD,包括页岩和石灰岩的那些储层。附图概述为了更充分理解本专利技术详述部分所指的附图，每个附图简要说明如下，其中附图I是本专利技术的示意代表图，其是压裂流体从流体混合开始一直到流体从储层穿孔点向远侧传输1，000英尺时的粘度分布图。附图2至附图6是此处定义的水性压裂流体的粘度和温度随时间的分布图。优选实施方案详述本专利技术定义的压裂方法，使用将水性流体，可水合聚合物，交联剂以及支撑剂(和缓冲剂，如果需要)在混合器中一起混合制备的压裂流体。混合通常在不工作时(on-the-fly)发生。当流体从混合器中泵送至井口时，形成足够大的粘度而使得支撑剂不趋向于从流体中沉降。这样，支撑剂在歧管管线和泵壳体内的沉降减少至最小(至任意沉降发生到的程度)。因此，与减阻水流体不同，此处所述的压裂流体使得泵送失败最小或对活塞和/或泵的歧管造成的损害最小。与减阻水流体不同，为了将支撑剂从混合器传输至井口，要求此处限定的压裂流体是具有粘性的。由于在压裂流体中聚合物的负载量低，流体的表观粘度在其进入储层后迅速降低。例如，在现场条件下，在距储层穿孔点(或入口处)100英尺的压裂流体的表观粘度可小于压裂流体在储层入口处表观粘度的10%。优选地，在距入口处100英尺的压裂流体的表观粘度可小于压裂流体在入口处粘度的5 %。更优选地，在距入口处200英尺的压裂流体的表观粘度可小于压裂流体在入口处粘度的1%。 可替代地，压裂流体在注入入口处后15分钟的表观粘度可以小于在储层入口处压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.18 US 12/642,6621.一种压裂被井眼穿入的地下地层的方法，所述方法包括下列步骤 通过在混合器中一起混合水性流体，可水合聚合物，交联剂以及支撑剂配制粘性压裂流体；以及 将粘性压裂流体从混合器泵送至井眼并且经过入ロ处泵注入储层， 其中流体的表观粘度由入口处向远侧降低，使得至少ー种下列条件在现场条件下是普遍的 (a)距入口处100英尺的压裂流体的表观粘度小于在入口处压裂流体的表观粘度的10% ； (b)在注入入口处后15分钟压裂流体的表观粘度小于在入口处压裂流体的表观粘度的15% ;或 (c)在通过入口处被注入后15分钟内压裂流体的表观粘度小于10cP。2.权利要求I的方法，其中在距入口处100英尺的压裂流体的表观粘度小于在入口处压裂流体的表观粘度的10%。3.权利要求2的方法，其中在距入口处100英尺的压裂流体的表观粘度小于在入口处压裂流体的粘度的5%。4.权利要求I的方法，其中在距入口处200英尺的流体的表观粘度小于在入口处压裂流体的粘度的1%。5.权利要求I的方法，其中地下地层为页岩。6.权利要求I的方法，其中地下地层为气密性地层。7.权利要求I的方法，其中水性流体中可水合聚合物的特性粘度大于约14g/dL。8.权利要求7的方法，其中水性流体中可水合聚合物的特性粘度大于约16g/dL。9.权利要求I的方法，其中压裂流体中可水合聚合物的负载量从约6至约18pptg。10.权利要求9的方法，其中压裂流体中可水合聚合物的负载量从约8至约12pptg。11.权利要求9的方法，其中压裂流体中可水合聚合物的负载量从约6至约lOpptg。12.权利要求I的方法，其中可水合聚合物是瓜尔胶，衍生的瓜尔胶或衍生的纤维素。13.权利要求I的方法，其中交联剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·贝尔，H·D·布拉农，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：
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