專利名稱：可降解材料輔助的導流或隔離的制作方法
可降解材料輔助的導流或隔離
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及穿透地下地層的井的增產(chǎn)。更具體而言，它涉及壓裂和水
力壓裂的作業(yè)后保護。
烴(油、凝析油和氣體)典型地是從鉆入含有它們的地層中的井中開釆
的。由于各種原因，如儲層固有的低滲透性或由鉆井和完井所導致的地層
損壞，流入井中的烴的流量不理想地低。在這種情況下，例如，使用水力
壓裂、化學(通常為酸)增產(chǎn)或這兩種的組合(稱為酸壓裂或壓裂酸化)使井 "土曾jiz:，，
水力壓裂包括將流體在高的壓力和速率下注入地層中使得儲集巖損 壞并且形成裂縫(或裂縫網(wǎng)絡(luò))。在釋放壓力之后，通常將支撐劑注入前置 液之后的壓裂液中以使裂縫保持張開。在化學(酸)增產(chǎn)處理中，通過將材 料溶解于地層中來提高產(chǎn)能系數(shù)。
在水力和酸壓裂中，典型地將稱為"前置液"的第一粘性流體注入到地 層中，以啟動并且傳播裂縫。隨后是含有支撐劑的第二流體以在釋放泵送 壓力之后使裂縫保持張幵。粒狀支撐劑材料可以包含砂粒、陶瓷小球或其 它材料。在"酸"壓裂中，第二流體含有可以溶解部分巖石的酸或其它化學 品，如螯合劑，導致裂縫面的不均勻溶蝕和一些礦物質(zhì)的除去，從而在停 止泵送時導致不完全閉合的裂縫。有時候，水力壓裂在沒有高度稠化的流
體(即滑水(slick water))的情況下進行，以將由聚合物引起的損害或其它稠 化劑的成本最小化。
當通過水力壓裂或化學增產(chǎn)使多個含烴層增產(chǎn)時，需要處理在多個階 段中的多個層。在多層壓裂中，將第一生產(chǎn)層壓裂。然后，將壓裂液導流 到下一個階段中以將下一個生產(chǎn)層壓裂。重復該過程直至將所有生產(chǎn)層壓 裂。作為選擇，如果幾個生產(chǎn)層位置接近具有類似的性質(zhì)，可以將它們同 時壓裂。導流可以使用各種手段實現(xiàn)。在多個壓裂階段中的應(yīng)力/壓力導流 的常用方法如下。
第一種方法是橋塞技術(shù)。例如，操作員射孔，然后壓裂，然后放置橋 塞，然后在必要時重復該過程。這種方法通過在壓裂層和目標層之間設(shè)置 封隔器確保100%可靠的層間隔離。然而，這種方法是非常昂貴的。成本 來自大量的鋼纜使用的介入，這需要在壓裂處理之前和之后另外的時間來 射孔并且放置，然后從每一個生產(chǎn)層中取回封隔器。另外，封隔器的取回 有時是危險的。
第二種方法是流通型復合橋塞(FTCBP)方法，這是橋塞的一種改進。 FTCBP在其上面有更高的壓力時，如在隨后的壓裂處理過程中起著橋塞的 作用。然而，當在塞子下面的壓力更高時，例如當井反向排液時，F(xiàn)TCBP 讓流體從下面流過所述塞子。使用FTCBP技術(shù)允許在完井過程中所有在 前的壓裂層排液。這種方法具有兩個優(yōu)點。首先，通過使每一條裂縫較早 地反向排液，它顯著降低關(guān)井時間。其次，所有預(yù)先處理的層有助于在每 一次新的處理清井(clean up)。在完井之后，可以將FTCBP容易地鉆出， 或者可以留在井內(nèi)。這種技術(shù)已經(jīng)被證明是一種增產(chǎn)的可靠工具。主要的 缺點是放置塞子所需的成本和時間。
第三種方法是砂塞(sand plug)技術(shù)。這類似于橋塞技術(shù)，不同之處在 于使用砂塞代替工具。主要的想法是通過不同的射孔裝置將幾個生產(chǎn)層依 次壓裂，并且將砂塞放置在每一個處理段的末端以防止流出塞子，因此使 連續(xù)段的應(yīng)力場導流。這種方法顯著降低時間和成本，因為它無需取回封 隔器。然而，由于最初的原位應(yīng)力變化，并不是所有的層均可以被壓裂。 而且，支撐劑的放置需要使用支撐劑裝填井眼，從而可能導致處理的低效 率。
第四種方法是限制進入方法，這是無需使用砂裝填井眼的簡化技術(shù)。 這使得該方法更加經(jīng)濟。該方法是例如以與封堵所述段的堵塞球組合的形 式使用的，或者通過具有對不同段不同的數(shù)量的射孔使用的。限制進入方 法基本上依賴于跨過計算數(shù)量的射孔產(chǎn)生人為壓降。由射孔數(shù)量、射孔的 尺寸和注入速率，計算壓降。然后通過射孔的數(shù)量來調(diào)節(jié)這種壓差以在射 孔的地層側(cè)上產(chǎn)生等于壓裂壓力的指定壓力。知道每一個砂層的精確壓裂 壓力是限制進入技術(shù)的一個基本部分。在地層的生產(chǎn)層內(nèi)的加密鉆井程序 中，任何給定的砂的壓力可以顯著變化。取得可靠的壓力數(shù)據(jù)涉及測試每
一層，從而增加完井的時間和成本。在不知道精確的數(shù)據(jù)的情況下，處理 可能導致某組射孔很少或沒有產(chǎn)量。
堵塞球通常包括懸浮在處理流體中并且與處理流體一起被泵送到井 中的橡膠涂覆的小球。將球向下輸運至與高滲透性地層連通的射孔。堵塞 球位于這些射孔上，并且將處理流體導流到具有較低滲透性的地層。在一 些情況下，在處理之后存在于井眼中的這些堵塞球在取回它們的過程中出
現(xiàn)作業(yè)問題。如授予Ischy等的美國專利6,380,138中所報道，可降解的球 的使用可以幫助消除這些問題。由聚酯聚合物制成的球隨時間降解，從而 形成可溶解的低聚物并且使射孔重新張開。
第五種方法是誘導應(yīng)力導流技術(shù)(Induced Stress Diversion Technique)。 這只是分段水力壓裂處理的使用，而不使用任何可靠的隔離，如橋塞、壓 裂折流板、砂塞或堵塞球。ISD技術(shù)結(jié)合了限制進入技術(shù)和多級壓裂技術(shù) 的優(yōu)點。該技術(shù)包括將多個壓裂液泵送到井中并且依賴于由較早的壓裂增 產(chǎn)所賦予的誘導應(yīng)力以將在后的裂縫轉(zhuǎn)到需要的層中，而沒有可靠的層間 隔離。在這種方法中，由在前的階段的水力壓裂產(chǎn)生的誘導應(yīng)力起著輸入 能的作用，以將裂縫有效地轉(zhuǎn)移至后續(xù)階段?？梢允褂肐SD方法以根據(jù)需 要通過將該過程重復多次對多個不連續(xù)的產(chǎn)油區(qū)間射孔并且壓裂(參見圖 1)。 一些ISD技術(shù)可以包括促使脫砂來幫助導流的方法。
然而，ISDT需要對儲集層性質(zhì)的充分了解。這使得ISDT在具有變化 性質(zhì)的層中不容易重復。為了實現(xiàn)最大應(yīng)力導流，基于地層的機械性質(zhì)需 要優(yōu)化的壓裂處理。這通常需要使用設(shè)計工具如DataFRAC (Schlumberger Technology Corp.的商品名)獲得數(shù)據(jù)以及方法的后續(xù)重新設(shè) 計。這是費時的。另外，重新設(shè)計強烈依賴于關(guān)于地層性質(zhì)的臨界假設(shè)。 作為結(jié)果，目前沒有證明ISDT在致密氣層中的應(yīng)用的可靠方法。因此， 仍然存在的需要是在井眼環(huán)境下的導流、多段壓裂或臨時密封的容易而可 靠的方法。
發(fā)明實施方案概述
本發(fā)明提供通過在裂縫、射孔或穿透地下地層的井眼(或多個這樣的位 置)中形成臨時塞子而處理井的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的井處理
方法包括注入包含可降解材料的漿液，使所述可降解材料在射孔、裂縫
或穿透地層的井眼中形成塞子；進行井下作業(yè)；以及使所述可降解材料在
所選擇的持續(xù)時間之后至少部分降解，以使塞子消失。所述可降解材料可 以是酯、酰胺的聚合物或共聚物或其它材料。在所選擇的持續(xù)時間之后， 可降解材料在井眼條件下降解，使得除去塞子無需另外的介入。
塞子形成所提供的臨時堵塞允許在不損壞現(xiàn)存的裂縫或沒有來自現(xiàn) 存的裂縫的介入的情況下進行其它井作業(yè)。這些其它井作業(yè)可以包括將其 它層壓裂、修井或井眼設(shè)備的安裝。作為一個實例，將地層壓裂，進行本 發(fā)明的處理，并且將另一個層壓裂。然后可以再次重復這些步驟。優(yōu)選地， 不使用砂塞、橋塞或任何隔離裝置。優(yōu)選地，使用產(chǎn)生的流體產(chǎn)生任何未 降解的材料，而沒有幫助將其除去的任何需要。處理可以進行使得在塞子 和井頭之間的井眼充滿流體，并且在塞子的井眼側(cè)上的水力壓力大于在塞 子的另一側(cè)上的水力壓力。
在其它實施方案中，漿液含有其它微粒(如支撐劑)或吸收劑。而且， 可以加入其它添加劑以增加或降低可降解材料的降解速率?？梢詫⒈绢I(lǐng)域 中已知的模擬技術(shù)與本發(fā)明的實施方案一起使用以優(yōu)化井處理的參數(shù)。例 如，可以使用模擬確定進行的操作所需的持續(xù)時間，然后相應(yīng)地選擇可降
解材料、其濃度和泵送速率。ISD的主要限制在于誘導應(yīng)力場限于它可以 產(chǎn)生的應(yīng)力的量，典型在約500 psi (3.44 MPa)的范圍內(nèi)。如果該層的壓裂 壓力大于約500psi(3.44 MPa)，則產(chǎn)生的應(yīng)力差將不足以防止最初的裂縫 接受隨后的注入。
從下列描述和后附權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得明顯。
附圖簡述


圖1顯示了說明如在現(xiàn)有技術(shù)中使用的誘導應(yīng)力導流技術(shù)的示意圖。 圖2顯示了說明將生產(chǎn)層壓裂所需的過度壓力作為生產(chǎn)層之間的深度 和間隔的函數(shù)的圖。
圖3顯示了說明對于在生產(chǎn)層和頁巖之間的1500 psi (10.34 MPa)原位
應(yīng)力差的過度壓力的圖。
圖4顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，由具有不同的分子量聚
乳酸纖維制成的塞子在250 °F (121 。C)以及1000和2500 psi (6.89和17.24 MPa)下的分解(如由穿過塞子的流體的快速增加所證明)的圖。
圖5顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，由分子量為 128，000的 聚乳酸制成的塞子在煤油的存在下、在250。F(121 。C)以及1000和2500 psi (6.89和17.24 MPa)下的分解的圖，所述分解是由穿過塞子的流體的快速增 加所證明的。
圖6顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，由可降解材料和支撐劑 聚乳酸制成的塞子在煤油的存在下、在250。F(12rC)以及1000和2500 psi (6.89和17.24 MPa)下分解的圖，所述分解是由穿過塞子的流體的快速增加 所證明的。
圖7顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，支撐劑在裂縫中架橋和 封堵的示意圖。
圖8顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的封堵射孔的示意圖。 圖9顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的封堵井眼的示意圖。 圖10顯示了說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，通過使用可降解材料 和其它材料(例如砂)封堵井眼的示意圖。
發(fā)明具體實施方案詳述
本發(fā)明的實施方案涉及用于臨時堵塞井眼、射孔或地層裂縫使得可以 更有效地或者在不損壞現(xiàn)存的裂縫的情況下進行其它作業(yè)(例如，其它層的 壓裂、修理、修井、井下設(shè)備的安裝等)的方法。臨時堵塞是通過使用在需 要的時間內(nèi)降解的可降解材料實現(xiàn)的。如在壓裂中所用，本發(fā)明的技術(shù)類 似于目前在美國大陸上使用的ISDT技術(shù)。
在過去，可降解材料已經(jīng)用于濾失控制和導流。實例包括巖鹽、分段 的巖鹽、苯甲酸薄片、蠟球、蠟鈕扣、油溶性樹脂材料等。然而，這些材 料是以被設(shè)計成在井眼或裂縫面上構(gòu)建濾餅的尺寸和形狀的形式使用的； 它們還沒有被用于封堵井眼、射孔或裂縫。
在本發(fā)明的實施方案的情況下，使用各種可降解材料。這些材料包括 例如石灰石或玻璃的無機纖維，但是更普通的是酯、酰胺的聚合物或共聚 物或其它類似的材料。它們可以在非主鏈位置上部分水解。實例包括聚羥 基鏈垸酸酯、聚酰胺、聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、 聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、部分水解的聚乙酸乙烯酯和這些材料的共聚物。 例如，酯的聚合物或共聚物包括取代和未取代的丙交酯、乙交酯、聚乳酸 和聚乙醇酸。例如，酰胺的聚合物或共聚物可以包括聚丙烯酰胺。還使用 在碰撞的條件下在適合的時間溶解的材料，例如，含有三個以上羥基的多 元醇?？捎糜诒景l(fā)明的多元醇是通過加熱、脫鹽或其組合可溶解的聚合物 多元醇，并且基本上由在聚合物鏈中的羥基取代的碳原子組成，在聚合物 鏈中相鄰的羥基取代碳原子相隔至少一個碳原子。換句話說，有用的多元 醇優(yōu)選基本上沒有相鄰的羥基取代基。在一個實施方案中，多元醇具有大
于5000至500,000以上的重均分子量，并且在另一個實施方案中具有 10,000至200,000的重均分子量。在需要時，例如通過包含烴基取代基， 如烷基、芳基或烷芳基部分和/或含2至30個碳原子的側(cè)鏈，可以將多元 醇進行疏水性改性，以進一步抑制或延遲增溶。還可以將多元醇改性成包 含羧酸、硫醇、鏈垸烴(paraffm)、硅烷、硫酸、乙酰乙?；?、聚環(huán)氧乙 烷、季胺或陽離子單體。在一個實施方案中，多元醇是取代或未取代的聚 乙烯醇，所述聚乙烯醇可以通過具有酯取代基的前體聚乙烯基材料的至少 部分水解而制備。盡管通常不是必要的，但是可以通過含有適合的溶解劑 或改變pH或鹽度的洗滌劑幫助或加速降解。例如，在蒸汽驅(qū)(steamflooding:) 之前進行處理時，還可以通過升高溫度幫助降解。下面，當我們使用術(shù)語 可降解時，我們是指包括所有這些可適當溶解的材料。
這些材料典型地在高濃度(例如，> 60 lbm/1,000 gal (> 7.2 g/L))下使 用，以形成臨時塞子或橋。如果纖維漿液可以失去水，從而使纖維濃縮， 則濃度可以更低?？梢允褂玫倪@些材料的最大濃度可能受到表面狀態(tài)或可 獲得的共混設(shè)備的限制。
這些可降解或可溶解的材料可以處于任何形狀例如，粉末、微粒、
小球、碎片或纖維。優(yōu)選的實施方案可以使用處于纖維形狀的這些材料。 所述纖維可以具有約2至約25mm，優(yōu)選約3至約18mm的長度。典型地， 纖維具有約0.1至約20，優(yōu)選約0.15至約6的旦尼爾。所述纖維優(yōu)選在井 眼條件下，在適合于所選擇的作業(yè)的持續(xù)時間內(nèi)降解。
盡管本發(fā)明的方法可以用于壓裂、修理或其它類型的作業(yè)，但是為清 楚起見，下列描述將使用水力壓裂作為實例以說明本發(fā)明的實施方案。作 為實例，還假定連續(xù)壓裂在垂直井的底部或水平井的遠端開始，并且朝井 頭進行。當然，根據(jù)應(yīng)力分布，其它的順序是可以的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員應(yīng)當理解這不意在將本發(fā)明的范圍限制為水力壓裂。相反，本發(fā)明的方
法還可以用于其它作業(yè)，'如裂縫或井眼的臨時封堵。
本發(fā)明的一些實施方案涉及已經(jīng)形成的裂縫的臨時堵塞，使得可以將 其它層壓裂。當用于多段壓裂時，在壓裂處理結(jié)束時，泵送可降解或可溶 解的材料以臨時封堵完成的裂縫。臨時塞子將支撐劑封閉在裂縫中，從而 使它們固定，并且在較低的層中，借助于由支撐劑與可降解材料架橋的高 度可能性引起的顯著凈壓升高，導致顯著的應(yīng)力增大和導流。根據(jù)本發(fā)明 的一種選擇性方法，在支撐劑段后面泵送可以形成臨時封隔器的可降解材 料以通過密封射孔而臨時密封裂縫。在另一種選擇中，在井眼中形成塞子 以密封通向裂縫的射孔。在又一個實施方案中，在多個這樣的位置形成塞 子。使用這種系統(tǒng)，保護裂縫，并且可以在無需鋼纜介入的情況下進行通 常進一步上達孔的連續(xù)壓裂處理?？山到獠牧蠈㈦S著時間溶解并且不封堵 裂縫?？山到獠牧峡梢跃哂懈鞣N性能，形狀和內(nèi)含物。材料衰變或解體可 以是化學、溫度或機械驅(qū)動的。這些方法可以使用在本領(lǐng)域中已知的任何
適合的設(shè)備，包括已經(jīng)被安裝在井內(nèi)噴射出新的射孔的連續(xù)油管(CT)進 行。這些本發(fā)明的方法類似于目前在美國大陸上使用的ISDT技術(shù)。然而， 根據(jù)本發(fā)明的實施方案的可降解材料輔助的導流(DMAD)可以提供高得多 并且更可靠的應(yīng)力導流。
如Willberg等在2005年6月20日提交的美國專利申請11/156,966， 名稱為"用于增產(chǎn)的可降解纖維系統(tǒng)"中所公開，已經(jīng)將可降解材料用于其 它的井下作業(yè)。此申請轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。根據(jù)本發(fā)明的實施方案可 以使用的可降解材料可以包含各種化學組合物，只要它們可以在需要的時 間內(nèi)，在井眼條件下降解即可，所述井眼條件可以包括高達350 。F(約180 。C)以上的溫度以及高達20,000 psi (137.9 MPa)以上的壓力。如上所指出， 本發(fā)明的一些實施方案涉及可降解材料輔助的導流，并且其它實施方案涉 及現(xiàn)存的裂縫、射孔或井眼的密封。下面將根據(jù)下列這些目的描述可降解
材料的需要的性能作為應(yīng)力導流劑或作為射孔、裂縫或井眼的密封劑。
作為導流劑的可降解材料
在應(yīng)力導流多段壓裂中，應(yīng)力應(yīng)當超過破裂壓力，和在后續(xù)階段中的 凈壓升高。用于導流到后續(xù)壓裂段的應(yīng)力或壓力可能起因于四種機制(1) 應(yīng)力隨著深度的正常升高；(2)管道摩擦；(3)來自壓裂的臨時增壓(凈壓)； 以及(4)在支撐劑上增加的應(yīng)力。將詳細分析這些因素的每一個。(在使用 聚合物作為稠化劑的任何作業(yè)中自然發(fā)生的應(yīng)力導流的另一種機制是由 濾失引起的聚合物凝膠的濃度，但是這不會被進一步討論)。
原位地層應(yīng)力可能起因于負荷應(yīng)力、熱應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)變。壓裂壓力增
大的一般估值是0.62 psi/英尺(14kPa/m)。這表明具有正常壓力梯度的相同 巖石每隔離1000 ft(304.8m)具有620psi(4.27MPa)的導流力(diverting power)。然而，實際上，壓裂壓力分布不是均勻的(它通常是巖性和所述的 層的孔隙壓力的函數(shù))，并且不隨深度線性變化。因此，另外的能量通常需 要被加入系統(tǒng)中以確保ISD技術(shù)始終如一地起作用。
管道摩擦隨著深度降低井底壓力。這對應(yīng)力導流具有積極的影響。然 而，即使在高流速(因此，高摩擦)下，摩擦壓力也通常不超過1000psi/1000 英尺(22.6kPa/m)。(在實踐中，摩擦壓力導流最多(例如，對于各種粘性流 體)將不高于1000 psi/1000英尺(6.90 MPa/304.8m))。近來的趨勢是將低的 聚合物負荷用于壓裂液。這些壓裂液將具有低粘度、因此具有較低的摩擦 壓力。作為結(jié)果，在使用ISD技術(shù)的典型壓裂作業(yè)中，摩擦壓力將不起著 重要的作用。(在限制進入技術(shù)的情況下，少數(shù)射孔產(chǎn)生人為的摩擦壓力， 這不是因為流體，而是因為少數(shù)射孔。)
壓裂增壓來自克服啟動壓裂過程的破裂壓力的需要。破裂壓力典型地 比裂縫延伸壓力高5-10%，這與閉合應(yīng)力大致相同。在約10,000英尺(3048 m)的深度，壓裂梯度差的典型值是0.1-0.2psi/英尺(2.26-4.53 kPa/m)。這 意味著值得做的是在第一(下面)裂縫中具有相當過度的凈壓以克服上面層 的破裂壓力。然而，有用的是，在第一裂縫中的增壓壓力不應(yīng)當通過返排 釋放。
圖2顯示了典型將在不同深度的地層壓裂所需的過度壓力的圖(曲線 21對應(yīng)5000英尺(1524m);曲線22對應(yīng)6000英尺(l829m);并且曲線23 對應(yīng)7000英尺(2134m))。在該圖中，認為壓裂梯度為0.65psi/英尺(14.7 kPa/m)，而破裂壓力梯度為0.75psi/英尺(17kPa/m)。從圖2中明顯的是對 于給定的油砂層之間的間距，生產(chǎn)層越深，所需的過度壓力越高。例如， 如果第一裂縫發(fā)生在7500英尺(2286 m)，并且下一裂縫發(fā)生7000英尺 (2134 m)，在第一裂縫中所需的過度壓力約為370 psi (2551 kPa)(參見曲線 23)。在致密氣層中，在高于10,000英尺(3048m)的深度，所需的過度壓力 可以高達2,000psi(13.8MPa)。這些數(shù)據(jù)全部假定相同的巖性和孔隙壓力。 在這些之中的每一個的變化可以影響曲線。
當在壓裂之后停止泵送時，裂縫將在已經(jīng)進入裂縫的支撐劑上閉合。 用于估算在支撐劑上的閉合應(yīng)力的普通工業(yè)實踐是從被壓裂的生產(chǎn)層段 的估算原位應(yīng)力中減去井底流動壓力。然而，已經(jīng)表明的是，由于邊界層 的影響，在支撐劑上的閉合應(yīng)力可以顯著高于預(yù)期。參見Schubarth等，"遝 Jf^"/J!W/^合^ 方，SPE 37489， SPE生產(chǎn)作業(yè)會議論文集，美國俄克拉荷 馬州俄克拉荷馬市，1997年3月9-11日。通常，壓裂不在與閉合應(yīng)力較 高的下頁巖和上頁巖接壤的目標砂中傳播。在生產(chǎn)層中的砂和在邊界處的 砂之間的應(yīng)力差可以在500和2500 psi (3.44和17.2 MPa)之間變化。生產(chǎn) 層段的厚度可以從20變化至200英尺(6.1至61m)?；谶@些值，已經(jīng)表 明過度的閉合壓力可以從200英尺(61 m)厚的油砂層的300psi (2.1 MPa)變 化至20英尺(6.1m)厚的油砂層的1500psi(10.34MPa)，從而得到在砂-頁巖 邊界的1500psi(10.34MPa)的原位壓差(參見圖3)。在砂-頁巖邊界的過度應(yīng) 力可能對裂縫傳導性具有負面影響，但是它對應(yīng)力導流具有積極影響。應(yīng) 當指出這種機制很大程度上不依賴于上面列舉的四種機制的機制1-3，原 因是不發(fā)生裂縫閉合，直至裂縫增壓通過泄漏或返排完全消散。因此，這 種機制可以被認為是與其它三種機制分開的。
在開始的三種導流機制之間的相互關(guān)系通過在公式中分析它們可以 得到更好地理解。首先，讓我們假定
第一油砂層被壓裂，并且具有A, psi的臨時增壓； 增壓A,足以使第二階段導流；
存在0.65 psi/英尺(14.7kPa/m)的正常應(yīng)力隨深度而增大；以及
壓裂液的摩擦壓力為500psi/1000英尺(1L3 kPa/m)。
在這些假設(shè)的情況下，控制方程可以被寫為 對于第一層
A+P肌-P,"J,i+A (1) 對于第二層
A'+P脆-巧,廣J畫2 (2)
其中A.是地表壓力；；^,,是第/層的靜水壓力，巧,.,是第/摩擦壓力， ,n, 是第/原位應(yīng)力，并且A,是在第二層中的凈壓。 如果將方程(2)代入(1)，獲得
A2 — P浴2 + P/r2 + "min2 + P則一 P/H ^ CTminl +
或
△2 + A; ^ +A in (4)
其中Ap表示p,-A。不等式(4)的右側(cè)描述了可靠的隔離機制或誘導應(yīng)力， 而左側(cè)部分是所需的過度壓力。在上面列舉的假設(shè)的情況下， A;^;50psi/100英尺(11.3kPa/m)， A;^ = 50psi/100英尺(11.3 kPa/m)，并且 A ,65psi/100英尺(14,7kPa/m)。將這些數(shù)值代入不等式(4)中，對于500 英尺(152.4 m)的間距獲得 A,A廣325 psi (2.24 kPa) (5)
不等式(5)表明如果將在第一裂縫中的凈壓完全釋放(由于返排或泄 漏)，那么有325psi(2.24kPa)的過度壓力使下一階段導流。在低滲透性的硬 巖石中，凈壓的典型值可以在1000和2000psi(6.9和13.8MPa)之間變化。這 表明在第一階段返排的情況下，可能容易超出ISD的安全裕度。
上面的描述說明了盡管ISD技術(shù)可以在某些地層中提供有效的導流， 但是這些技術(shù)不能在其它地層中起作用。不幸的是，缺乏測量將要被壓裂 的每一個生產(chǎn)層的原位應(yīng)力，沒有可靠的方法來預(yù)測哪些地層適合ISD技 術(shù)。本發(fā)明的實施方案通過加入可降解材料提高剛剛被壓裂的生產(chǎn)層的凈 應(yīng)力而提供更可靠的導流方法。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，為了在第一裂縫中實現(xiàn)更大的凈壓，在壓裂 處理結(jié)束時使用高濃度的特殊可降解材料。所述的可降解材料可以是纖 維、粉末或任何其它的形式。實驗室和現(xiàn)場實驗已經(jīng)表明在高濃度的纖維
情況下，支撐劑-纖維漿液可能架橋。作為結(jié)果，該作業(yè)可能脫砂。這將導 致凈壓的顯著增加以及良好的近井支撐劑布置。這種方法可以被稱為"尾 部脫砂"。研究還表明纖維架橋是復雜的現(xiàn)象，這需要特殊的模擬以適當
地設(shè)計這種作業(yè)。Boney等在2002年8月8日提交的序列號為10/214,817的美
國專利申請公幵了被設(shè)計成產(chǎn)生尖端脫砂的方法和組合物。該申請被轉(zhuǎn)讓 給本發(fā)明的受讓人。
另一方面，如果第一裂縫增壓消失(例如，泄漏或返排)，則上面列舉 的那些的第四種機制(即，在支撐劑上的增長應(yīng)力)啟動。圖3顯示如果在壓 裂的第一階段中將幾個薄生產(chǎn)層同時壓裂，則在支撐劑上的增長應(yīng)力可以
上面的描述顯示在致密氣層中，有兩種選擇來確保足夠的導流用應(yīng) 力(a)在第一油砂層中保持高的凈超載壓力，即防止返排或使其最小化； 或者(b)依賴于在支撐劑上的高增長應(yīng)力，即在第一階段之后的即時返排。 如果將在砂和頁巖之間具有顯著原位應(yīng)力差的幾個薄生產(chǎn)層壓裂，則第二 種選擇(依賴于在支撐劑上的增長應(yīng)力)應(yīng)當是有利的。
上面的描述還顯示可以將在處理結(jié)束時的高可降解材料濃度用來 (a)保持支撐劑(即，為了降低在處理之前和之后的沉降速度并且為了降低 支撐劑返排)；以及(b)在前段中確保更大的凈超載壓力。
而且，上面的描述還顯示適合的設(shè)計和實驗室試驗是適宜的，以確
保根據(jù)本發(fā)明實施方案的可降解材料輔助的導流(DMAD)技術(shù)適當?shù)仄鹱?用。除設(shè)計和實驗室試驗以外，還可以使用模擬，以設(shè)計可降解材料輔助 的導流的適當參數(shù)。在本領(lǐng)域中已知各種模擬技術(shù)用于設(shè)計在井下環(huán)境中 的各種作業(yè)，如井的增產(chǎn)、完井等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解可以將這些 模擬技術(shù)的任何一種與本發(fā)明的DMAD技術(shù)一起使用。
作為密封劑的可降解材料
本發(fā)明的一些實施方案涉及使用可降解材料作為密封劑以臨時堵塞 射孔、裂縫或井眼，使得可以在沒有來自現(xiàn)存的裂縫的介入或?qū)λ膿p壞 的情況下進行其它作業(yè)。當可降解材料用作井眼、射孔或裂縫的密封劑時， 所有上述導流機制也是可適用的。另外，可以在支撐劑段后面泵送高濃度
(例如> 60 lbm/l，000 gal(> 7.2 g/L))的例如處于纖維形式的可降解材料，以 用纖維網(wǎng)絡(luò)臨時密封井眼、射孔或裂縫，并且使后續(xù)階段導流。
己經(jīng)進行了許多關(guān)于纖維塞子的產(chǎn)生和測試的實驗室試驗。測試表 明，根據(jù)塞子組成，在250。F(12rC)下，直徑為lcm并且長為2cm的塞子可 以在2-4小時內(nèi)經(jīng)受住2500psi(17.2MPa)的壓力。圖4顯示了由具有不同分子 量的聚乳酸(PLA)制成的纖維塞子的壽命。如圖4中所示，分子量越高的纖 維塞子在測試條件(250。F(121 °C); 1000 psi (6.9 MPa))下的壽命越長。例 如，具有分子量為77,600的聚合物的塞子具有幾小時的壽命，而由分子量 越高的聚合物制成的塞子的壽命越長(高達6小時)。
除使用更高分子量的聚合物以外，還可以通過使用防止聚合物降解的 延遲劑，來延長塞子的壽命。例如，對于PLA聚合物，主要的降解機制是 水解。通過將疏水劑加入聚合物(或塞子)中例如作為涂料，將降低水解速 率。作為結(jié)果，如圖5中所示，將延長聚合物的壽命(因此，塞子的壽命)。 因此，可以控制塞子的壽命以適合作業(yè)目的。
本發(fā)明的一些實施方案使用如上所述的可降解纖維塞子。本發(fā)明的其 它實施方案使用由可降解纖維和另一種材料如支撐劑、其它微粒(如砂)或 可降解的吸收劑(如聚乳酸-共(co)-丙烯酰胺)形成的塞子。包含吸收劑材料 可以幫助填充在塞子內(nèi)部的孔隙并且使其更堅固。使用適合的RCP支撐劑 或小粒度的非RCP支撐劑得到非常令人滿意的結(jié)果如圖6中所示，在 250°F(121 °C)， RCP/纖維塞子能夠承受2500 psi (17.2 MPa)的壓差幾個小 時。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，將可降解材料與使用粒度分布技術(shù)提高 漿液的固含量的方法組合使用。在適當選擇的多重模態(tài)粒度分布的情況 下，更小的顆粒填充在較大顆粒之間的孔隙空間，從而導致漿液需要較少 的水。典型的分布使用兩個或三個不同的粒度范圍。這提供具有改善的流 動性和優(yōu)異的凝固性如滲透性和強度的漿液。因此，本發(fā)明的一些實施方 案使用不同尺寸的支撐劑代替RCP支撐劑。在這些實施方案的情況下，可 以優(yōu)化支撐劑組成以在纖維降解之后實現(xiàn)足夠的塞子傳導性。
使用這種方法(即，多重模態(tài)粒度分布)，可以獲得具有優(yōu)異性能的臨 時射孔密封劑的各種組合。因為可以選擇可降解或可溶解的材料如聚乳酸
纖維以與地層流體相容，并且可以容易地改變它們的井下壽命(例如，通過
加入延遲劑以延長它們的壽命)，所以這種方法在DMAD技術(shù)中是非常有 吸引力的。
在設(shè)計多次壓裂作業(yè)中，應(yīng)當仔細地注意下列項
1) 化學品(可降解材料)可能對環(huán)境敏感，因此可能有稀釋和沉淀問題。 密封劑優(yōu)選應(yīng)當在地層或井眼中繼續(xù)存在足夠長的持續(xù)時間(例如，3-6小 時)。持續(xù)時間對于下列情況應(yīng)當足夠長(a)檢修鋼纜以對下一個油砂層 射孔，(b)將完成一次或多次后續(xù)壓裂處理，以及(c)裂縫在完全沉降之前的 支撐劑上閉合；從而提供最好的裂縫傳導性。在具有低泄漏的致密氣層中， 這可能是一個問題。
2) 可降解材料密封劑不允許返排。作為結(jié)果，裂縫將在長得多的時間 內(nèi)是增壓的。這對導流有益。然而，在低泄漏地層中，關(guān)井時間可能變得 太長，這可能導致支撐劑沉降。在這種情況下，可以在可降解材料破裂之 后使用返排幫助將支撐劑懸浮在裂縫中。
因此，應(yīng)當在這兩種考慮之間進行折衷。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在 井眼和裂縫中的化學品壽命優(yōu)選不短于2-3小時。另一方面，它們的壽命 優(yōu)選不超過某一限度以允許具有極低泄漏的地層返排。這表明密封劑種類 和添加劑的適當選擇是重要的。
更詳細地考慮可降解材料密封劑機制。我們假設(shè) 第一油砂層被壓裂，并且具有A,psi的臨時增壓； 材料的密封能力是&, 1000 psi (6.9 MPa); 誘導應(yīng)力足以使到后續(xù)階段導流；
在深度為0.65psi/英尺(14.7kPa/m)的情況下，存在正常的應(yīng)力升高；
以及
壓裂液的摩擦壓力為500 psi/1000英尺(1L3 kPa/m);并且 靜水壓力差為500 psi (3.45 MPa)。
在這些假設(shè)的情況下，控制方程(4)可以被寫為，
△2 + AP旭^ △+ Ap/r + Ao"國+ P (6)
對于500英尺的段間距將得到<formula>formula see original document page 17</formula>
考慮到密封劑不提供返排，即大部分增壓A,將保持在第一裂縫中，清 楚的是可降解材料密封劑可以是優(yōu)異的導流工具，從而提供高達或高于 2000 psi (13.8 MPa)的過度壓力。
從上面的描述中，顯然關(guān)于地層和儲層流體性能的豐富知識對于將可 降解材料輔助的導流(DMAD)技術(shù)適當?shù)赜糜诙啻螇毫烟幚硎侵匾?。?列參數(shù)是在優(yōu)化DMAD作業(yè)中考慮的重要參數(shù)原位應(yīng)力分布；在油砂 層和頁巖之間的原位應(yīng)力差；儲層流體組成及其與可降解材料的相容性； 以及保持在裂縫中的支撐劑。這些參數(shù)的一些可獲自井下測量，而其它參 數(shù)可能不是可獲得的。如上所指出，本發(fā)明的實施方案可以使用模擬技術(shù) 優(yōu)化DMAD作業(yè)。可以使用在本領(lǐng)域中已知的適合模擬方法優(yōu)化不可獲 得的任何參數(shù)。
如在上面的描述中說明，本發(fā)明的實施方案使用可降解材料臨時堵塞 射孔、裂縫或井眼，使得可以在其它層中進行作業(yè)。根據(jù)本發(fā)明的一些實 施方案，在壓裂處理結(jié)束時，將可降解材料在高濃度下泵送以臨時封堵完 成的裂縫，并且將支撐劑封閉在裂縫中，使其固定并且通過由支撐劑架橋 的較高可能性引起的顯著凈壓增加，導致顯著的應(yīng)力增加以及從較低的層 的導流。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，在支撐劑段后面泵送可以形成臨時 封隔器的可降解材料以臨時密封與裂縫相關(guān)的射孔，或者臨時密封與這些 射孔相鄰的井眼。使用這種系統(tǒng)，保護裂縫并且可以在無需鋼纜介入的情 況下進行進一步上達孔的后續(xù)壓裂處理。
可降解材料將隨著時間溶解并且不封堵裂縫。可降解材料可以具有各 種性能，形狀和組成。材料衰變或解體可以是化學、溫度或機械驅(qū)動的。 本發(fā)明的方法可以使用在工業(yè)上使用的任何適合的設(shè)備，如被安裝在準備 噴射出新射孔的井內(nèi)的連續(xù)油管進行。盡管本發(fā)明的方法在概念上類似于 ISDT，但是本發(fā)明的可降解材料輔助的導流(DMAD)保證高得多并且更可
靠的應(yīng)力導流。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的方法的示意性圖示。根據(jù)這 種方法，在支撐劑段的尾端加入可降解材料/化學品以導致支撐劑架橋。該 材料的加入顯著增加在前段(顯示為生產(chǎn)層l)中形成的裂縫中的支撐劑架 橋的可能性。 一旦發(fā)生支撐劑架橋，就將支撐劑封閉在裂縫中，從而防止 返排并且?guī)椭３稚a(chǎn)層1中的增壓應(yīng)力(在右邊以虛線壓力分布形式表 示)。支撐劑架橋還可以導致近井脫砂，轉(zhuǎn)而可以顯著增加在生產(chǎn)層1中的 壓裂增壓。在生產(chǎn)層1中的增壓應(yīng)力將壓裂液導流到將要被壓裂的下一個 生產(chǎn)層(表示為生產(chǎn)層2)。
如上所指出，加入的可降解材料可以具有各種形狀(例如，微?；蚶w
維)。應(yīng)當優(yōu)選基于裂縫寬度選擇添加劑的尺寸；它們應(yīng)當小于裂縫開口使 得它們可以進入到裂縫中。另外，可降解材料應(yīng)當在需要的持續(xù)時間(如 3-6小時)內(nèi)承受得住地層條件，g卩，應(yīng)當滿足相容性要求。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的另一種方法。在這種方法中， 在支撐劑段后面以高濃度泵送可降解材料。該化學品連同支撐劑一起阻塞 射孔，從而產(chǎn)生臨時密封。如上所示，根據(jù)地層條件，由可降解材料形成 的臨時密封(或塞子)可以在250°F(121 'C)承受高于2500 psi(17.2MPa)的壓 差(參見圖4-6)幾個小時。在優(yōu)選實施方案中，密封或塞子僅由一種或多種 可降解材料組成。然而，因為存在將支撐劑過度泵送到裂縫中的危險，所 以在一些情況下，可以值得做的是通過在支撐劑段的末端加入特殊的化學 品或材料(架橋誘導材料，如玻璃纖維)誘導尾端脫砂。密封和架橋誘導材 料可以不同于可降解材料。根據(jù)本發(fā)明的這些實施方案，兩種材料應(yīng)當與 儲層流體相容需要的持續(xù)時間。
圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的另一種方法。根據(jù)這種方法， 可以在井眼中形成臨時橋塞。臨時橋由可降解材料形成。這種方法將密封 延伸到井眼中，以確保防止在前的裂縫重復壓裂(將現(xiàn)存的裂縫再次打幵)。 與圖8中所述的方法類似，可以誘導尾端脫砂。盡管在射孔和井眼中可能 存在一定量的砂，但是由于尾端脫砂的誘導，在井眼中的砂量將遠少于使 用砂塞技術(shù)的砂量。實際上，部分或完全封堵井眼、射孔和裂縫的所有組 合和互換是本發(fā)明的實施方案。
圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的另一種方法。在這種方法 中，在壓裂處理結(jié)束時將可降解材料與支撐劑一起泵送以在射孔和/或井眼 中形成復合塞子。無需誘導的尾端脫砂。在這種情況下，可以實現(xiàn)最好的 分段導流。應(yīng)當選擇可降解材料使得它們在井眼中繼續(xù)存在幾個小時。該
實施方案的一個可能的缺點是在密封材料消失時，在返排過程中來自井眼 中的材料的出砂。
如上所指出，在射孔、 一個或多個裂縫、井眼或這些的任何組合中形 成臨時橋或密封的本發(fā)明的方法可用于后續(xù)壓裂或在井下進行的其它作 業(yè)。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，在形成臨時密封之后，井可以經(jīng)歷代替 后續(xù)壓裂的各種處理。例如，可以修復(酸處理)井眼，或者可以進行電動
潛沒泵(ESP)的安裝。可以選擇封堵劑以維持足夠久而在后續(xù)井下作業(yè)的 預(yù)期時間內(nèi)保護地層。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，使用可降解材料臨時密封或堵塞 裂縫。使用可降解材料臨時保護裂縫免受后作業(yè)修井液的損害，或者臨時 保護井下設(shè)備免受裂縫返排的損害。可降解材料的選擇取決于預(yù)期的損 害、井底條件和保護所需的持續(xù)時間。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，可降解材料優(yōu)選與不同pH壓裂液以及含有 不同濃度的鹽(例如氯化鈉NaCl、氯化鈣CaCl2、溴化鈉NaBr、氯化鉀KC1 等)的鹽水相容?？山到獠牧蠎?yīng)當與盡可能寬的溫度范圍相適應(yīng)。優(yōu)選可降 解材料與大于32°F(0 'C)的溫度相適應(yīng)。可降解材料應(yīng)當還與加重鹽水或 完井液相容。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，可以泵送不同種類的化學品以加速或延 遲可降解材料的分解(參見圖5)。延遲劑的實例可以包括任何類型的疏水 材料(例如，煤油、油、柴油、聚合物、表面活性劑等)，所述的疏水材料 將覆蓋可降解材料的表面以延緩它們與水的相互作用。對于多元醇，例如， 部分水解的聚乙酸乙烯酯，例如可以將鹽包含于流體中；高離子強度降低 這些材料的溶解度。促進劑的實例可以包括將加速可降解材料的分解的任 何高或低pH的液體(例如堿性或酸性溶液)。
如上所指出，使用可降解材料的地層裂縫的導流或密封的本發(fā)明方法 可以基于由模擬獲得的結(jié)果。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解各種地層模擬 技術(shù)可用于水力壓裂，如Schlumberger的FracCADE stimulator 以及在 授予Pierce等的美國專利6,876,959中公開的方法，該專利被轉(zhuǎn)讓給本發(fā) 明的受讓人。其它可用的軟件例如包括擬三維(P3D)水力壓裂模擬器和平 面三維(PL3D)水力模擬器(包括來自Stim-Lab和馬拉松石油公司(Marathon
OilCo.)的GOHFER )。本發(fā)明的實施方案不限于任何具體的模擬方法。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，使用模擬來模擬所關(guān)注的地層的誘導的 應(yīng)力導流。然后，相應(yīng)地選擇所用的流體的種類和量以及壓裂作業(yè)的持續(xù) 時間和泵送速率。
本發(fā)明的實施方案提供用于導流分段壓裂的應(yīng)力/壓力的有效方法。本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解這些方法可以用于任何類型的井，包括垂直、 偏斜或水平井以及裸井或下套管井。
盡管上面的描述使用水力壓裂說明了本發(fā)明的實施方案，但是本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員應(yīng)當理解本發(fā)明的方法還可以用于其它類型的壓裂，包括滑 水(或水壓裂)和酸壓裂。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解在本發(fā)明的實施方 案的情況下可以使用各種酸壓裂方法，包括井下生成酸的方法(使用乳化 酸、包封酸或固體酸前體)。例如，Still等于2003年10月27日提交的美 國專利申請10/605,784公開了使用固體酸前體以通過水解或溶解提供酸的 受控釋放。該申請被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以在酸壓裂中使用可降解材料?？山?解材料在高滲透性的層中形成臨時堵塞物，以將酸壓裂液導流到需要處理 的層中。酸壓裂可以使用例如固體酸前體。固體酸前體可以是丙交酯、乙 交酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙酸和聚乙醇酸的共聚物、乙醇酸與其它含 羥基、羧酸或羥基羧酸的部分的共聚物、乳酸與其它含羥基、羧酸或羥基 羧酸的部分的共聚物，或者前述的混合物。固體酸可以和第二固體混合， 所述的第二固體與酸反應(yīng)以提高固體酸前體的溶解和水解的速率。
而且，本發(fā)明的實施方案還可以用于臨時封堵裂縫或井眼以達到需要 的效果或進行其它作業(yè)。例如，本發(fā)明的方法可以用于在壓裂之后臨時閉 井以使裂縫可以回縮(relax)。對于這種目的，持續(xù)時間典型地是短的，例 如約0.5小時。人們可以選擇適當?shù)目山到獠牧蟻韺崿F(xiàn)需要的持續(xù)時間。 根據(jù)本發(fā)明的實施方案的可降解塞子還可以用作"壓井段塞(kill pills)"以 臨時封堵射孔或裂縫。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的可降解材料的加入可以是使用現(xiàn)有設(shè)備實 踐的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解在本領(lǐng)域中使用的各種方法可以適合 與本發(fā)明的方法一起使用。例如，可以將可降解材料與支撐劑在混合器中
混合?？梢酝ㄟ^改進的進料器或平接式(flush)套件控制化學品(可降解材料
或其它添加劑)的加入。作為選擇，還可以通過在井眼中的連續(xù)油管放置可 降解材料。類似地，還可以使用連續(xù)油管注入(添加)延遲劑或促進劑。還 可以通過連續(xù)油管或管道放置可降解材料，同時向下壓裂在連續(xù)油管和套 管之間的環(huán)形空間?？山到獠牧蠈⑴c支撐劑混合，或者只在套管中的支撐 劑后面以促使架橋。
還可以將本發(fā)明的方法與例如序列號為11/156,966的美國專利申請中 所述的在例如滑水處理中使用纖維幫助輸運支撐劑的方法組合，該美國專 利申請的名稱為"用于增產(chǎn)的可降解纖維系統(tǒng)(Degradable Fiber Systems for Stimulation)",在2005年6月20日提交，被轉(zhuǎn)讓給與本申請相同的受讓 人。所述方法還可以用于其中在無支撐劑的流體，例如壓力處理的前置液 中也使用纖維的處理，或者防止流體濾失到天然裂縫中，例如，如在序列 號為11/206,898的美國專利申請中所述，該美國專利申請的名稱為"用于 控制濾失量的方法(Methods for Controlling Fluid Loss)"， 2005年8月18日 提交，被轉(zhuǎn)讓給與本申請相同的受讓人。優(yōu)選地，在這些組合處理的所有 階段中均使用相同的纖維。作為一個實例，在壓裂處理階段的前置液和/ 或幫助支撐劑輸運的階段的主壓裂液中，以及在用于可降解材料輔助的導 流的階段的末尾使用相同的可降解纖維。
應(yīng)當指出可以在壓裂階段結(jié)束時降低泵送速率以加速例如在水力壓 裂中的纖維和支撐劑或酸壓裂中的纖維的脫砂。還應(yīng)當指出應(yīng)當將第一裂 縫置于地層的最弱部分，該部分可能在井頭端、遠端或其間的任何地方， 并且可以將所述層以任何順序壓裂。如果一個或多個塞子在井眼中，而不 是在裂縫中，則這將需要在處理過程中除去一個或多個塞子。
盡管己經(jīng)描述了本發(fā)明的少數(shù)實施方案，但是受益于本公開的本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)當理解可以設(shè)計不偏離在此公開的本發(fā)明范圍的其它實施方 案。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當只限于后附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種井處理方法，所述方法包括a)注入包含可降解材料的漿液，b)使所述可降解材料在穿透地層的井中的射孔、裂縫或井眼中的一個或多個中形成塞子；c)進行井下作業(yè)；以及d)使所述可降解材料在所選擇的持續(xù)時間之后至少部分降解，以使所述塞子消失。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可降解材料包含下列中的一種或夕訂a) 酯的聚合物，優(yōu)選其中所述聚合物選自丙交酯、乙交酯、聚乳酸、 聚乙醇酸的聚合物及其混合物，b) 酰胺的聚合物，優(yōu)選聚丙烯酰胺，c) 聚乙烯酯，優(yōu)選部分水解的聚乙酸乙烯酯，或d) 石灰石纖維或玻璃纖維。
3. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述可降解材料以不小于40 lbm/1，000 gal (4.8 g/L)的濃度存在。
4. 在前權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述可降解材料是纖維。
5. 在前權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述槳液還包含粒狀材 料，優(yōu)選可降解粒狀材料或支撐劑。
6. 權(quán)利要求5所述的方法，其中所述支撐劑包含具有粒度分布的顆粒。
7. 在前權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述漿液還包含用于延遲 或加速所述可降解材料的降解的添加劑。
8. 在前權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述井下作業(yè)包括修井、 井下設(shè)備的安裝或井增產(chǎn)，優(yōu)選選自水力壓裂、酸壓裂和水壓裂。
9. 權(quán)利要求8所述的方法，其中所述水力壓裂或酸壓裂包括注入前置 液，所述前置液包含含可降解材料的纖維。
10. 權(quán)利要求8所述的方法，其中對多層地層的多個層使用所述水力壓裂或酸壓裂。
11. 權(quán)利要求io所述的方法，其中所述注入漿液的步驟在壓裂層結(jié)束時進行。
12. 在前權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述處理用于隔離選自 裂縫、生產(chǎn)層和所述井眼的一部分的區(qū)域，其中所述井眼的所述部分高于 所述地層的壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供通過在穿透地下地層的井中的裂縫、射孔、井眼或多個這樣的位置中形成臨時塞子而處理井的方法，其中所述井處理方法包括注入包含可降解材料的漿液；使所述可降解材料在穿透地層的井中的射孔、裂縫或井眼中形成塞子；進行井下作業(yè)；以及使所述可降解材料在所選擇的持續(xù)時間之后降解，以使所述塞子消失。
文檔編號C09K8/42GK101351523SQ200680045890
公開日2009年1月21日 申請日期2006年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者克里斯托弗·N·弗雷德, 安·M·W·霍弗, 柯蒂斯·L·邦尼, 瑪麗娜·布洛瓦, 約翰·拉塞克, 菲利普·F·沙利文, 迪安·維爾貝格, 阿列克謝·沃斯特魯霍夫 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司