用于在压裂处理中提供支撑剂段塞的方法技术

通过不同方法实现在从形成在地下岩层中的井眼开始延伸的裂缝中形成支撑剂充填层。所述方法涉及在高于所述地层的压裂压力的压力下在引入所述井眼的水力压裂流体内提供多个隔开的支撑剂段塞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本节内容中的说明仅提供与本公开内容有关的背景信息并且不可以等同于现有 技术。在建造和开发形成在地下岩层中的井(诸如用于开采石油和天然气的井)时，执 行需要将不同类型流体引入井眼和/或井眼周围的地层的各种操作。水力压裂是一种这样的操作，其是在井中进行且用来增大来自地下岩层的流体产 量。水力压裂涉及在极高流速和压力下将流体引入井眼以促进周围地层的破裂和压裂。压 裂流体注入速度超过进入地层的渗滤速度使得岩壁处的压力增大。一旦压力超过岩石的压 裂压力阈值，所述地层立即破裂并且随着压裂流体继续注入裂缝开始蔓延。在水力压裂中，支撑剂通常是在压裂操作的特定阶段与压裂流体一起引入地层。 通常，在处理期间支撑剂与压裂流体不断掺和。支撑剂(例如，砂)沉积在地层的成形裂缝 中，因此支撑剂防止裂缝在压力减小时闭合。这允许储层流体从地层穿过裂缝流至井眼使 得其可被开采。存在用于压裂这些地层的不同方法。最近，已开发用于在裂缝中提供非均质支撑剂分布的技术。虽然在水力压裂中的 非均质支撑剂分布是已知的，但是仍需要开发在压裂流体中提供支撑剂段塞以在地层裂缝 内提供非均质支撑剂分布的方法。
技术实现思路
支撑剂充填层是分布到从形成在地下岩层中的井眼开始延伸的裂缝中。这是通过 执行促进在高于所述地层的压裂压力的压力下引入所述井眼的水力压裂流体内提供多个 隔开的支撑剂段塞的不同操作而实现。在一个操作中，提供包含支撑剂的漏斗，其具有可在闭合位置与可变打开位置之 间开启和闭合的可控制计量单元。所述计量单元选择性地计量以不连续隔开的支撑剂组从 所述漏斗到变速输送机的支撑剂。所述支撑剂组被所述输送机递送到混合槽，其中所述支 撑剂与水力压裂流体组合。所述支撑剂组的大小和间隔是受所述计量单元和所述变速输送 机的速度的组合控制。在另一操作中，将支撑剂提供给变速旋转螺旋输送机。所述螺旋输送机具有将输 送的支撑剂排放到混合槽的排放口。所述螺旋输送机间断地旋转和停止以提供排放到所述 混合槽的不连续支撑剂组。还可以通过提供形成压裂流体的预混合支撑剂浆体和清洁流体和至少以下一项 而产生多个隔开的支撑剂段塞a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和 b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。所述预混合支撑剂 浆体和所述清洁流体可以各通过不同泵或通过相同泵抽吸。还可以通过使用可以包括背压调节阀的一个或多个控制阀而实现至少以下一项 a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所 述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。所述背压调节阀可以与每个所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体一起使用以促进至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁 流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。 所述背压调节阀可以与所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一一起使用，并且非背压 调节阀可以与所述另一流体一起使用以促进至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体 和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到 另一个中。在其它实施方案中，可以通过使用三通阀而实现至少以下一项a)使预混合支撑 剂浆体和清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送 到另一个中。所述三通阀可以包括具有至少两个流动通道的阀壳，每个流动通道允许所述 支撑剂浆体和所述清洁流体之一通过。所述三通阀的阀闭合件可以围绕基本上平行于通过 所述通道的流体流动的轴旋转以选择性地闭合所述流体通道。在其它实施方案中，稀释的支撑剂浆体引入水力旋流分离器的进口。所述水力旋 流分离器具有底流出口和溢流出口，其中预混合支撑剂浆体提供自所述底流出口和所述溢 流出口的至少一个。清洁流体可以由所述稀释的支撑剂浆体形成并且通过控制穿过所述底 流出口和所述溢流出口的至少一个的流体流动而提供多个隔开的支撑剂段塞。在另一实施 方案中，所述预混合支撑剂浆体可以由活塞泵递送。在一个实施方案中，支撑剂充填层是通过在形成压裂流体的预混合支撑剂浆体和 清洁流体中提供支撑剂而分布到从形成在地下岩层中的井眼开始延伸的裂缝中。所述方法 需要至少以下一项以促进在高于所述地层的压裂压力的压力下引入所述井眼的水力压裂 流体内提供多个隔开的支撑剂段塞a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流 动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。在另一实施方案中，提出一种压裂地下岩层的方法，其涉及在足够压力下抽吸水 力压裂流体以压裂所述地下岩层，所述压裂流体包括多个隔开的支撑剂段塞。可以通过提 供包含支撑剂的漏斗而生成所述支撑剂段塞，所述漏斗具有选择性地计量从所述漏斗到输 送机并以不连续隔开的支撑剂组递送到混合槽的支撑剂的计量单元，其中所述支撑剂与所 述水力压裂流体组合。可以由旋转螺旋输送机生成所述支撑剂段塞，所述螺旋输送机具有 将输送的支撑剂排放到混合槽的排放口，所述螺旋输送机间断地旋转和完全停止以提供排 放到所述混合槽的不连续支撑剂组。所述支撑剂段塞可以通过使预混合支撑剂浆体和清洁 流体交替流动或将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中而提 供。附图说明为了更彻底了解本专利技术和其优点，现参考结合附图进行的下文描述，其中图1是对照根据给定抽吸进度的理想目标支撑剂段塞浓度的实际支撑剂段塞浓 度的曲线图2是结合用于在压裂流体中以脉冲方式递送支撑剂的输送机利用支撑剂漏斗 和计量系统的支撑剂送进系统的示意图3是用于在压裂流体中以脉冲方式递送支撑剂的螺旋输送机支撑剂送进系统 的不意图4是用于使用控制阀而将交替的支撑剂携带流体和清洁流体抽吸到井口以形 成支撑剂段塞的抽吸系统的示意图5是用于使用多个单独泵而将交替的支撑剂携带流体和清洁流体抽吸到井口 以形成支撑剂段塞的抽吸系统的示意图6是用于使用结合支撑剂携带流体和清洁流体两者的背压调节控制阀将交替 的支撑剂携带流体和清洁流体抽吸到井口而形成支撑剂段塞的抽吸系统的示意图7是用于使用结合支撑剂携带流体和清洁流体之一的背压调节控制阀以及与 所述另一流体一起使用的止回阀而将交替的支撑剂携带流体和清洁流体抽吸到井口以形 成支撑剂段塞的抽吸系统的示意图8是用于使用结合支撑剂携带流体和清洁流体之一的三通阀以及与所述另一 流体一起使用的止回阀而将交替的支撑剂携带流体和清洁流体抽吸到井口以形成支撑剂 段塞的抽吸系统的示意图9是可以与图8的抽吸系统一起使用的三通阀的示意图10是被构造来与图8的抽吸系统一起使用的三通阀的透视图；和图11是供在提供支撑剂携带流体时使用的水力旋流分离器的示意图。具体实施方式描述和实施例是仅仅为了说明本专利技术的不同实施方案而提出并且不应理解成限 制本专利技术的范畴和应用性。虽然本专利技术的任何成分可以在本文中描述成包括特定材料，但 是应了解所述成分可视需要包括两种或更多种不同化学材料。此外，所述成分还可包括除 已提出的组分外的某些组分。虽然本专利技术可结合垂直井处理描述，但是其同样适用于任何 定向的井。本专利技术将描述油气开采井，但是应了解本专利技术可以用于开采其它流体(诸如水 或二氧化碳)的井或例如用于注入或存储井。还应了解在本说明书各处，当描述浓度或量 范围是有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种将支撑剂充填层置于从形成在地下岩层中的井眼开始延伸的裂缝中的方法，所述方法包括 执行至少以下一项以促进在高于所述地层的压裂压力的压力下在引入所述井眼的水力压裂流体内提供多个隔开的支撑剂段塞 (1)提供包含支撑剂的漏斗，其具有可在闭合位置与可变打开位置之间开启和闭合的可控制计量单元，所述计量单元选择性地计量以不连续隔开的支撑剂组从所述漏斗到输送机的支撑剂，所述支撑剂组被所述输送机递送到混合槽，其中所述支撑剂与所述水力压裂流体组合，且其中所述支撑剂组的大小和间隔受所述计量单元和所述输送机的速度的组合控制； (2)将支撑剂提供给变速旋转螺旋输送机，所述螺旋输送机具有将输送的支撑剂排放到混合槽的排放口，所述螺旋输送机间断地旋转和完全停止以提供排放到所述混合槽的不连续支撑剂组；和 (3)在形成所述压裂流体的预混合支撑剂浆体和清洁流体中提供支撑剂和至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。2.根据权利要求1所述的方法，其中 所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体各通过不同泵抽吸。3.根据权利要求1所述的方法，其中 所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体各通过相同泵抽吸。4.根据权利要求3所述的方法，其中 通过使用一个或多个控制阀而实现至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。5.根据权利要求4所述的方法，其中 一个或多个所述控制阀是背压调节阀。6.根据权利要求5所述的方法，其中 背压调节阀与每个所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体一起使用以促进至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。7.根据权利要求5所述的方法，其中 背压调节阀与所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一一起使用，并且非背压调节阀与所述另一流体一起使用以促进至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。8.根据权利要求1所述的方法，其中 通过使用三通阀而实现至少以下一项a)使所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体交替流动和b)将所述预混合支撑剂浆体和所述清洁流体之一脉冲输送到另一个中。9.根据权利要求8所述的方法，其中 其中所述三通阀包括阀壳，其具有至少两个流动通道，每个流动通道允许所述支撑剂浆体和所述清洁流体之一通过；和 阀闭合件，其围绕基本上平行于穿过所述通道的所述流体流动的轴旋转以选择性地闭合所述流体通道。10.根据权利要求1所述的方法，其中 将稀释的支撑剂浆体引入水力旋流分离器的进口，所述水力旋流分离器具有底流出口和溢流出口，其中所述预混合支撑剂浆体提供自所述底流出口和所述溢流出口的至少一个。11.根据权利要求10所述的方法，其中 所述清洁流体由所述稀释的支撑剂浆体形成并且通过控制穿过所述底流出口和所述溢流出口的至少一个的流体流动而提供所述多个隔开的支撑剂段塞。12.根据权利要求1所述的方法，其中 所述预混合支撑剂浆体由活塞泵递送。13.一种将支撑剂充填层分布到从形成在地下岩层中的井眼开始延伸的裂缝中的方法，所述方法包括 在形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：安纳托里·弗拉基米洛维奇·梅德维杰夫，奥列格·奥列格维奇·梅德维杰夫，亚历山大·瓦切斯拉沃维奇·米哈伊洛沃，克里斯托弗·弗里德，科瑞苏·库瑞特·布图拉，约翰·拉塞克，厄尼·布朗，克鲁普斯基·米凯络维奇·利雅普诺夫，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：
国别省市：