本公開的實(shí)施方案大體上涉及增產(chǎn)流體。

背景技術(shù)：

斷裂處理用于增產(chǎn)并提高井筒與目的巖層之間的流體傳導(dǎo)性以增加流體生產(chǎn)率和相關(guān)儲(chǔ)量。水力致裂處理典型地用于低滲透性巖層中，用于常規(guī)儲(chǔ)層中以避免井筒附近的滲透性受損，并且用于非常規(guī)儲(chǔ)層中以使誘發(fā)的裂縫與天然裂縫網(wǎng)絡(luò)交叉。

水力增產(chǎn)流體已被分類為不同的流體類型，包括：

·常規(guī)型，由膠凝劑和(一種或多種)交聯(lián)劑組成；

·水?dāng)嗔研?有時(shí)被稱為“減阻水”)，由減摩劑、膠凝劑和/或粘彈性表面活性劑組成；

·混合型，由減摩劑、膠凝劑和(一種或多種)交聯(lián)劑的組合組成；

·增能型，將二氧化碳或氮?dú)鈸饺肓黧w中；

·酸斷裂型，由膠凝的酸基質(zhì)組成；和

·氣體斷裂型，由氣體、通常是丙烷作為基礎(chǔ)流體組成。

典型的處理注射粘性增產(chǎn)流體以創(chuàng)建期望的幾何形狀的裂縫，并且所述粘性增產(chǎn)流體將支撐劑帶入創(chuàng)建的裂縫中以在處理完成后維持裂縫中的傳導(dǎo)性。粘性增產(chǎn)流體可能具有損害支撐劑充填層和/或裂縫附近的巖層的滲透率的特征。舉例來說，水基增產(chǎn)流體可被吸收入巖層面中并降低滲透率(例如通過毛細(xì)管力)，可以使水垢沉淀，并且可以在井返排和清理的過程中引起微粒運(yùn)移。

最新數(shù)據(jù)表明在美國有大約98％的水力致裂增產(chǎn)都利用水基技術(shù)。減少或消除基礎(chǔ)流體中的水和相關(guān)水基化學(xué)物(例如酸、殺生物劑、腐蝕抑制劑、除氧劑、減摩劑、交聯(lián)劑、破碎劑和某些膠凝劑)將會(huì)幫助減少環(huán)境足跡和與斷裂有關(guān)的某些化學(xué)成本。

水基斷裂流體也具有相關(guān)的處置和/或清理問題并且可能存在使用沖突。在水力致裂中使用水會(huì)從河流、城市和工業(yè)(例如發(fā)電)供水以及休閑生活和水生生物分流水。在斷裂處理后，返排回地面的斷裂流體必須被處置或補(bǔ)救，并且在處理中用的流體越多，處置風(fēng)險(xiǎn)和花費(fèi)就越大。最常用的水力致裂方法需要大量的水，這已經(jīng)在干旱地區(qū)、尤其在容易干旱的德克薩斯引發(fā)關(guān)注。通過注入深層地下井而進(jìn)行的斷裂水處置已經(jīng)和奧克拉荷馬州中部的地震活動(dòng)最近的增加產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。

大型水力致裂在傳統(tǒng)上每口井使用120萬到350萬美制加侖的水，大型項(xiàng)目則使用超過500萬美制加侖。每次處理由一系列階段組成。某些非常規(guī)的水平井可能具有高達(dá)40個(gè)或更多個(gè)階段。每個(gè)階段可能利用超過300,000加侖的水和超過550萬磅的支撐劑。

因?yàn)檩^小的足跡和增加的運(yùn)作效率，多井場鉆井或在單個(gè)井場上鉆井并完成多口井的能力在工業(yè)上正變得流行。這種技術(shù)影響著水力致裂工業(yè)，因?yàn)閺膯蝹€(gè)井場可以連續(xù)進(jìn)行6個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的井增產(chǎn)。補(bǔ)充這種技術(shù)的是一種被稱為“拉鏈斷裂”的方法，其包括在井口位于同一個(gè)井場的兩個(gè)補(bǔ)償井之間的交替斷裂增產(chǎn)。當(dāng)組合時(shí)，這些技術(shù)對斷裂操作人員提出額外的物流需求。

酸斷裂處理用于消除損害和/或在巖層中創(chuàng)建通道。酸對理論上在水壓被釋放并且?guī)r層松弛恢復(fù)成天然壓力狀態(tài)后保持開放的通道進(jìn)行蝕刻。酸流入并蝕刻在處理前不能很好流動(dòng)的巖層區(qū)域或消除這些巖層區(qū)域的損壞是可取的。然而，巖層的高滲透性且自然斷裂的區(qū)域傾向于更好地接受流體，從而獲得比所期望的更多的酸。因此，流體損失和分流添加劑可以被添加到酸斷裂處理中以封閉高滲透性通道并將處理重新引導(dǎo)到更低滲透性的通道中。

泡沫斷裂也是北美使用的一種標(biāo)準(zhǔn)方法，其用于對包括非常規(guī)頁巖和煤層的低滲透性或局部壓力衰竭儲(chǔ)層增產(chǎn)?；谂菽臄嗔蚜黧w因其較低的水含量而具有吸引力，這是因?yàn)榕菽湫偷赜筛甙俜直鹊臍怏w(典型地是二氧化碳或氮?dú)?作為內(nèi)相和較低百分比的液體作為外相而組成，所述液體包括被稱為起泡劑的穩(wěn)定的表面活性劑。氮?dú)赓|(zhì)量為70％到90％的泡沫已被有效地應(yīng)用于以上提及的巖層類型。高品質(zhì)泡沫需要更少的水，但可能會(huì)缺乏用于支撐必要支撐劑負(fù)載的足夠粘度。

主要是丙烷凝膠的液化石油氣(“l(fā)pg”)已被用作對巖層無害的烴類斷裂流體。其特性包括：低表面張力、低粘度、低密度、以及與天然存在的儲(chǔ)層烴的混溶性。這種無水方法增加初始生產(chǎn)率，從而有助于比傳統(tǒng)斷裂方法快得多地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。其還能夠在幾個(gè)增產(chǎn)日內(nèi)回收大部分的斷裂流體，這產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)快速清理和最少的廢物和處理廢品。然而，多階段井場增產(chǎn)所需要的大量丙烷的成本和可用性有時(shí)候阻礙這種技術(shù)的使用。

因此，需要新型的增產(chǎn)流體，其對巖層無害，具有最小的水含量和化學(xué)添加物，是天然存在且在當(dāng)?shù)乜色@得的組分，可快速清理，節(jié)省成本，并且可以完全回收且具有最小支的撐劑返排。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種基于起泡y級(jí)ngl的增產(chǎn)流體。泡沫可以用氮?dú)饣蚨趸籍a(chǎn)生并且包括(一種或多種)表面活性劑。泡沫的質(zhì)量可以是約55％到約95％。y級(jí)ngl的起泡可以使用(一種或多種)起泡劑，例如離子性或非離子性表面活性劑或其混合物實(shí)現(xiàn)。所述(一種或多種)起泡劑可以包括磺酸、甜菜堿化合物、含氟表面活性劑、烴溶劑、鋁皂、磷酸酯和/或其它類似產(chǎn)品。

起泡劑可以包括純表面活性劑或表面活性劑混合物，可以與助表面活性劑混合，或者可以是表面活性劑和/或助表面活性劑和任選地共溶劑的水溶液。助表面活性劑可以包括ic90-二醇和/或ic10-二醇。共溶劑可以包括1-丙醇、異丙醇、2-丁醇和/或丁二醇。

起泡劑可以包括表面活性劑，陰離子性表面活性劑和陽離子性表面活性劑，和/或非離子性結(jié)構(gòu)和兩性結(jié)構(gòu)，優(yōu)選陰離子性、非離子性和兩性結(jié)構(gòu)。起泡劑的實(shí)例包括醇醚硫酸酯、醇硫酸酯、脂環(huán)基硫酸酯、羥乙基磺酸酯、肌氨酸酯、酰基肌氨酸酯、烯屬磺酸酯、脂環(huán)基醚羧酸酯、脂環(huán)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/或格爾伯特醇烷氧基化物。其它實(shí)例包括烷基醚磺酸酯、eo/po嵌段聚合物和/或甜菜堿，例如椰油酰胺丙基甜菜堿和c8-c10烷基酰胺丙基甜菜堿。其它實(shí)例包括磺基甜菜堿、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、酯季銨鹽和/或二脂環(huán)基銨和三脂環(huán)基銨衍生物。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括添加泡沫穩(wěn)定劑以形成基于起泡y級(jí)ngl的增產(chǎn)流體。泡沫穩(wěn)定劑可以是微?；蚣{米粒子，例如已知通過所謂的“pickering”可穩(wěn)定泡沫和乳液的二氧化硅或二氧化硅衍生物。泡沫穩(wěn)定劑也可以是蛋白質(zhì)。另一種類別的泡沫穩(wěn)定劑可以是增加增產(chǎn)流體的粘度且構(gòu)成薄層例如聚合物結(jié)構(gòu)的添加劑，例如聚丙烯酰胺和/或其衍生物。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括使用磷酸酯和有機(jī)金屬絡(luò)合物交聯(lián)劑的膠凝y級(jí)ngl增產(chǎn)流體。膠凝劑可以包括磷酸酯、有機(jī)金屬絡(luò)合物交聯(lián)劑、胺的氨基甲酸酯、鋁皂、椰油胺(c12-c14)、癸二酰氯、油(c18)胺、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯和其任何組合。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括使用(一種或多種)乳化劑用y級(jí)ngl和最多達(dá)約10％水、海水、地層水和/或鹽水形成的乳液。所述(一種或多種)乳化劑可以包括表面活性劑、助表面活性劑和/或共溶劑。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括通過利用、回收和再銷售y級(jí)ngl而降低與增產(chǎn)流體的現(xiàn)場運(yùn)送相關(guān)的高運(yùn)作成本的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括用二氧化碳或氮?dú)舛杌蝿┮员苊猱?dāng)將支撐劑注入儲(chǔ)存設(shè)施時(shí)被氧氣、氧探測器和/或二氧化碳或氮?dú)饽媪魑廴尽?/p>

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括使用高頻超聲波振動(dòng)和/或文氏噴管使y級(jí)ngl起泡從而產(chǎn)生微細(xì)氣泡以增加泡沫的負(fù)荷能力的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。德國專利申請de102014010105.3(其以引用的方式并入本文中)中所描述的系統(tǒng)和方法可以和本文所述的實(shí)施方案一起使用。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括通過配置可通過遠(yuǎn)程控制起動(dòng)的應(yīng)急二氧化碳?xì)怏w、基于二氧化碳的泡沫和/或基于水的泡沫溢流系統(tǒng)而抑制y級(jí)ngl泡沫或膠凝y級(jí)ngl的潛在燃燒的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法?；谂菽南到y(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，泡沫不會(huì)被風(fēng)帶走并留在位置上，這提供較小的危害風(fēng)險(xiǎn)。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括系統(tǒng)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)部件，和/或本文描述的全部系統(tǒng)中的任一個(gè)進(jìn)入容器中或被定位于關(guān)閉的腔室中并用二氧化碳和/或氮?dú)飧采w。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括通過利用可以遠(yuǎn)程起動(dòng)的應(yīng)急放空系統(tǒng)來提高泵送高壓y級(jí)ngl泡沫或膠凝y級(jí)ngl的安全性的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括通過利用用來關(guān)閉高壓泵送單元和關(guān)閉靠近井口的遠(yuǎn)程起動(dòng)閥門的可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)而提高泵送高壓y級(jí)ngl泡沫或膠凝y級(jí)ngl的安全性的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種與自動(dòng)化的二氧化碳?xì)怏w、基于二氧化碳的泡沫、氮?dú)?、基于氮?dú)獾呐菽?或基于空氣的泡沫溢流系統(tǒng)組合的氣體檢測系統(tǒng)。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括通過使用實(shí)地可運(yùn)輸膜產(chǎn)生設(shè)備或從空氣分離氮?dú)獾牡蜏乜諝夥蛛x單元而降低與液氮的實(shí)地運(yùn)送相關(guān)的高運(yùn)作成本的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括從來自地面氣液分離工藝產(chǎn)出的氣態(tài)烴流脫氮以在獲得足夠的數(shù)量時(shí)允許氣態(tài)烴流的可運(yùn)輸銷售和/或商業(yè)銷售且反過來消除在清理期間燃燒氣體的需求的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種移動(dòng)式二氧化碳回收裝置，用于從生產(chǎn)的烴流回收二氧化碳。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種y級(jí)ngl增產(chǎn)流體，其具有支撐劑；乙烷，其中乙烷構(gòu)成約30％到80％的所述流體；丙烷，其中丙烷構(gòu)成約15％到50％的所述流體；丁烷，其中丁烷構(gòu)成約15％到45％的所述流體；異丁烷，其中異丁烷構(gòu)成約15％到40％的所述流體；和戊烷以上的烴，其中戊烷以上的烴構(gòu)成約5％到25％的所述流體。所述流體還包括二氧化碳和氮?dú)庵械闹辽僖环N。所述流體還包括起泡劑，起泡劑包括表面活性劑、助表面活性劑和共溶劑中的至少一種且任選地包括泡沫穩(wěn)定劑。所述流體還包括膠凝劑，其包括磷酸酯和有機(jī)金屬絡(luò)合物交聯(lián)劑中的至少一種。所述流體還包括乳化劑，其包括最多達(dá)約10％的水或鹽水。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種y級(jí)增產(chǎn)流體，其具有約30％-55％的至少一種具有兩個(gè)碳元素(c2)的烴化合物；約15％-50％的至少一種具有三個(gè)碳元素(c3)的烴化合物；約15％-50％的至少一種具有四個(gè)碳元素(c4)的烴化合物；和約5％-20％的至少一種具有五個(gè)碳元素(c5)或更多個(gè)碳元素的烴化合物。所述流體還包括支撐劑，以及二氧化碳和氮?dú)庵械闹辽僖环N。所述流體還包括起泡劑，其包括表面活性劑、助表面活性劑和共溶劑中的至少一種且任選地包括泡沫穩(wěn)定劑。所述流體還包括膠凝劑，其包括磷酸酯和有機(jī)金屬絡(luò)合物交聯(lián)劑中的至少一種。所述流體還包括乳化劑，其包括最多達(dá)約10％的水或鹽水。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種y級(jí)ngl系統(tǒng)，其具有氮?dú)夂?或二氧化碳源；與氮?dú)夂?或二氧化碳源流體連通的y級(jí)ngl源；與氮?dú)夂?或二氧化碳源流體連通的支撐劑源；與y級(jí)ngl源和支撐劑源流體連通的接收器-混合器；和被配置成用于將流體從接收器-混合器泵送到井口中的泵，其中流體包括來自支撐劑源的支撐劑、來自y級(jí)ngl源的y級(jí)ngl、以及來自氮?dú)夂?或二氧化碳源的氮?dú)夂投趸贾械闹辽僖环N。

所述系統(tǒng)還包括起泡劑源和與y級(jí)ngl源和接收器-混合器流體連通的起泡單元，其中起泡劑源包括起泡劑，所述起泡劑包括表面活性劑、助表面活性劑和共溶劑中的至少一種。起泡單元包括文氏噴管、高頻超聲波探頭和/或微孔篩。所述系統(tǒng)還包括與接收器-混合器流體連通的膠凝劑源，其中膠凝劑源包括膠凝劑，所述膠凝劑包括磷酸酯和有機(jī)金屬絡(luò)合物交聯(lián)劑中的至少一種。所述系統(tǒng)還包括與接收器-混合器流體連通的乳化劑源，其中乳化劑源包括乳化劑。所述系統(tǒng)還包括被配置成用于調(diào)節(jié)接收器-混合器內(nèi)的壓力的壓力調(diào)節(jié)壓縮機(jī)。所述系統(tǒng)還包括現(xiàn)場分離單元，其被配置成用于從同一個(gè)或不同的井口接收濕氣流、從濕氣流分離y級(jí)ngl和通過流體管線或儲(chǔ)罐直接將y級(jí)ngl供應(yīng)給y級(jí)ngl源。所述系統(tǒng)還包括氣體分離設(shè)備，其被配置成用于從空氣分離氮?dú)獠⒌獨(dú)夤?yīng)給氮?dú)庠础?/p>

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種將y級(jí)ngl增產(chǎn)流體泵送到含烴儲(chǔ)層中的方法，其包括在接收器-混合器中混合y級(jí)ngl、支撐劑、以及氮?dú)夂投趸贾械闹辽僖环N以形成增產(chǎn)流體；和將增產(chǎn)流體泵送到含烴儲(chǔ)層中。

所述方法還包括在接收器-混合器中將起泡劑和任選地泡沫穩(wěn)定劑與y級(jí)ngl、支撐劑、以及氮?dú)夂投趸贾械闹辽僖环N混合以形成增產(chǎn)流體，其中起泡劑包括表面活性劑、助表面活性劑和共溶劑中的至少一種，并且任選地包括泡沫穩(wěn)定劑。

所述方法還包括在接收器-混合器中將膠凝劑與y級(jí)ngl、支撐劑、以及氮?dú)夂投趸贾械闹辽僖环N混合以形成增產(chǎn)流體，其中膠凝劑包括磷酸酯和有機(jī)金屬絡(luò)合物交聯(lián)劑中的至少一種。

所述方法還包括在接收器-混合器中將乳化劑和鹽水與y級(jí)ngl、支撐劑、以及氮?dú)夂投趸贾械闹辽僖环N混合以形成增產(chǎn)流體。

所述方法還包括從濕氣流、流體管線或儲(chǔ)罐獲得y級(jí)ngl，和將y級(jí)ngl供應(yīng)給與接收器-混合器流體連通的y級(jí)ngl源。

增產(chǎn)流體包括大于約50％的氮?dú)鉂舛?、大于約35％的二氧化碳濃度或大于約50％的氮?dú)夂投趸紳舛鹊慕M合，使得增產(chǎn)流體處在可燃極限之外。

本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括一種應(yīng)急系統(tǒng)，其具有：集管，被配置成用于向井口供應(yīng)y級(jí)ngl增產(chǎn)流體；遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥，被配置成用于關(guān)閉通向井口的y級(jí)ngl增產(chǎn)流體的供應(yīng)；和噴桿集管，具有被配置成用于將二氧化碳噴到鄰近集管的大氣中的多個(gè)噴嘴；或排放管線，與集管連通以排放來自集管的y級(jí)ngl增產(chǎn)流體；或多個(gè)氣體檢測器，被配置成用于檢測來自集管的可燃?xì)怏w，并且作為回應(yīng)，起動(dòng)遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥以關(guān)閉通向井口的y級(jí)ngl增產(chǎn)流體的供應(yīng)。

附圖說明

為了詳細(xì)理解上文描述的特征的方式，通過參考以下實(shí)施方案(其中的一些在附圖中說明)可以獲得上文簡要概述的實(shí)施方案的更具體描述。然而，應(yīng)注意附圖僅說明典型實(shí)施方案且因此不被視為限制其范圍，所述實(shí)施方案可以許可其它同樣有效的實(shí)施方案。

圖1展示具有支撐劑和高壓泵送系統(tǒng)的起泡y級(jí)ngl斷裂系統(tǒng)的平面示意圖。

圖2展示具有支撐劑和高壓泵送系統(tǒng)的膠凝y級(jí)ngl斷裂系統(tǒng)的平面示意圖。

圖3展示具有支撐劑和高壓泵送系統(tǒng)的乳化y級(jí)ngl斷裂系統(tǒng)的平面示意圖。

圖4展示y級(jí)ngl利用和回收工藝的平面示意圖。

圖5a展示用于與y級(jí)ngl和氮?dú)饣蚨趸枷到y(tǒng)一起使用的高壓起泡單元的縱斷面。

圖5b展示用于與y級(jí)ngl泡沫和氮?dú)夂?或二氧化碳系統(tǒng)一起使用的噴嘴組件。

圖6展示用于與y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用的可以通過遠(yuǎn)程控制起動(dòng)的應(yīng)急二氧化碳溢流系統(tǒng)的平面示意圖。

圖7展示用于與y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用的可以遠(yuǎn)程起動(dòng)的應(yīng)急放空系統(tǒng)的平面示意圖。

圖8展示用于與y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用的應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)的平面示意圖，所述應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)利用可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)關(guān)閉(一個(gè)或多個(gè))高壓泵送單元并關(guān)閉遠(yuǎn)程起動(dòng)的關(guān)閉閥。

圖9展示用于與y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用的用于從空氣中分離氮?dú)獾膶?shí)地可運(yùn)輸膜產(chǎn)生設(shè)備的平面示意圖。

圖10展示用于與y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用的用于從來自地面氣液分離工藝產(chǎn)出的氣態(tài)烴流脫氮的地面工藝流程組件的平面示意圖。

具體實(shí)施方式

y級(jí)液態(tài)天然氣(本文中被稱為y級(jí)ngl)是包括乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷和戊烷以上的烴的未分餾的烴混合物。戊烷以上的烴包括戊烷、異戊烷和/或更高重量的烴，例如含有c5到c8+中的至少一個(gè)的烴化合物。戊烷以上的烴可以包括天然汽油。

y級(jí)ngl是從生產(chǎn)的烴流去除甲烷(例如通過高壓分離單元脫甲烷)之后的生產(chǎn)的烴流的烴副產(chǎn)物。典型地，y級(jí)ngl是從頁巖井生產(chǎn)的脫甲烷化的烴流的副產(chǎn)物，并被輸送到集中設(shè)施以分餾成乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷和戊烷。在其未分餾或天然狀態(tài)下，y級(jí)ngl沒有專門市場或已知用途。y級(jí)ngl在其真正價(jià)值被證實(shí)前必須經(jīng)歷處理。y級(jí)ngl與僅由丙烷和丁烷組成的液化石油氣(“l(fā)pg”)是不同的。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約40％-45％乙烷、約25％-30％丙烷、約5％-10％正丁烷、約5％-10％異丁烷和約10％-15％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約40％-55％乙烷、約25％-30％丙烷、約5％-10％正丁烷、約5％-10％異丁烷和約10％-20％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，依照美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(astm)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測試程序d-6378，分別利用依照gpa2177的0.5％l.v.％的甲烷、芳香族化合物和烯烴最大值、依照gpa2186的1.0wt％總流和依照gpa2186的1.0l.v.％，在約600psig的最大蒸氣壓和100華氏度下，y級(jí)ngl包括約43％乙烷、約27％丙烷、約7％正丁烷、約10％異丁烷和約13％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約35％-55％乙烷、約20％-30％丙烷、約10％-15％正丁烷、約4％-8％異丁烷和約10％-15％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約28％乙烷、約42％丙烷、約13％正丁烷、約7％異丁烷和約10％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約48％乙烷、約31％丙烷、約9％正丁烷、約5％異丁烷和約7％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約58％-68％乙烷、約18％-24％丙烷、約4％-7％正丁烷、約2％-3％異丁烷和約5％-9％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約37％-43％乙烷、約28％-29％丙烷、約7％正丁烷、約9％-11％異丁烷和約13％-16％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括小于約80％丙烷、丁烷或丙烷與丁烷的混合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-80％丙烷、丁烷或丙烷與丁烷的混合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括大于約95％丙烷、丁烷或丙烷與丁烷的混合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-80％乙烷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-80％丙烷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-45％丁烷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-40％異丁烷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-25％戊烷以上的烴。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約1％-60％己烷。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約40％-55％的至少一種具有兩個(gè)碳元素(c2)的烴化合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約25％-50％的至少一種具有三個(gè)碳元素(c3)的烴化合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約25％-50％的至少一種具有四個(gè)碳元素(c4)的烴化合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約25％-50％的至少一種具有三個(gè)碳元素(c3)的烴化合物與至少一種具有四個(gè)碳元素(c4)的烴化合物的組合。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl包括約10％-20％的至少一種具有五個(gè)碳元素(c5)或更多個(gè)碳元素的烴化合物。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)ngl增產(chǎn)流體包括支撐劑；乙烷，其中乙烷構(gòu)成約30％到80％的所述流體；丙烷，其中丙烷構(gòu)成約15％到50％的所述流體；丁烷，其中丁烷構(gòu)成約15％到45％的所述流體；異丁烷，其中異丁烷構(gòu)成約15％到40％的所述流體；和戊烷以上的烴，其中戊烷以上的烴構(gòu)成約5％到25％的所述流體。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，y級(jí)增產(chǎn)流體包括約30％-55％的至少一種具有兩個(gè)碳元素(c2)的烴化合物；約15％-50％的至少一種具有三個(gè)碳元素(c3)的烴化合物；約15％-50％的至少一種具有四個(gè)碳元素(c4)的烴化合物；和約5％-20％的至少一種具有五個(gè)碳元素(c5)或更多個(gè)碳元素的烴化合物。

y級(jí)ngl可以包括本文所述的y級(jí)ngl實(shí)施例和/或?qū)嵤┓桨傅恼w或部分的一個(gè)或多個(gè)組合。

本文公開的一種水力致裂增產(chǎn)系統(tǒng)提供通過產(chǎn)生基于y級(jí)ngl的泡沫而用于斷裂常規(guī)和非常規(guī)烴儲(chǔ)層的方法，所述基于y級(jí)ngl的泡沫包括與(一種或多種)起泡劑和支撐劑組合的氮?dú)饣蚨趸家援a(chǎn)生增產(chǎn)流體。增產(chǎn)流體對井筒巖層無害，具有最小的水含量和化學(xué)添加物，是天然存在的且在當(dāng)?shù)乜色@得，可快速清理，并且可以完全回收，具有最小支撐劑返排。

圖1展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的膠凝y級(jí)ngl斷裂系統(tǒng)的平面示意圖。所述斷裂系統(tǒng)由來自(一個(gè)或多個(gè))大型儲(chǔ)罐10的氮?dú)夤?yīng)組成，所述氮?dú)夤?yīng)通過輸送管線20和自動(dòng)控制閥v1輸送到耐磨文氏噴管40，并通過受自動(dòng)閥v4控制的管線130輸送到(一個(gè)或多個(gè))y級(jí)ngl大型儲(chǔ)罐70以作為填充氣體。將來自加壓倉50的支撐劑進(jìn)料到耐磨文氏噴管40中并通過管線30輸送到高壓接收器混合器60中。

將來自大型儲(chǔ)罐70的y級(jí)ngl通過受自動(dòng)閥v3控制的管線80輸送到起泡單元108。利用計(jì)量泵102將來自(一個(gè)或多個(gè))起泡劑罐106的起泡劑通過管線104輸送到起泡單元108。將來自起泡單元108的y級(jí)ngl泡沫連同來自耐磨文氏噴管40的支撐劑通過管線109輸送到高壓接收器混合器60。

利用(一個(gè)或多個(gè))高壓泵110的吸入，通過管線65輸送來自高壓接收器混合器60的y級(jí)ngl泡沫-支撐劑混合物。管線65受自動(dòng)閥v2控制。高壓y級(jí)ngl支撐劑混合物通過管線120從高壓泵110排放以作為增產(chǎn)流體注入井口150，通過受自動(dòng)閥v5控制的再循環(huán)管線125返回高壓接收器混合器60以用于混合。高壓接收器混合器60內(nèi)的壓力通過管線135和自動(dòng)閥v8利用壓縮機(jī)140的吸入來調(diào)節(jié)，其通過管線120和自動(dòng)應(yīng)急關(guān)閉閥v7排放到井口150。

圖2展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的起泡y級(jí)ngl斷裂系統(tǒng)的平面示意圖。所述斷裂系統(tǒng)由來自(一個(gè)或多個(gè))大型儲(chǔ)罐10的氮?dú)夤?yīng)組成，所述氮?dú)夤?yīng)通過輸送管線20和自動(dòng)控制閥v1輸送到耐磨文氏噴管40，并通過受自動(dòng)閥v4控制的管線130輸送到(一個(gè)或多個(gè))y級(jí)ngl大型儲(chǔ)罐70以作為填充氣體。將來自加壓倉50的支撐劑進(jìn)料到耐磨文氏噴管40中并通過管線30輸送到高壓接收器混合器60中。

將來自大型儲(chǔ)罐70的y級(jí)ngl通過受自動(dòng)閥v3控制的管線80輸送到高壓接收器混合器60。通過計(jì)量泵100將來自(一個(gè)或多個(gè))膠凝劑罐90的膠凝劑通過管線85輸送到管線80中。利用(一個(gè)或多個(gè))高壓泵110的吸入，通過受自動(dòng)閥v2控制的管線65輸送來自高壓接收器混合器60的膠凝y級(jí)ngl支撐劑混合物。將高壓y級(jí)ngl支撐劑混合物通過管線120從高壓泵110排放以作為增產(chǎn)流體注入井口150，通過受自動(dòng)閥v5控制的再循環(huán)管線125返回高壓接收器混合器60以用于混合。高壓接收器混合器60內(nèi)的壓力通過管線135和自動(dòng)閥v6利用壓縮機(jī)140的吸入來調(diào)節(jié)，其通過管線120和自動(dòng)應(yīng)急關(guān)閉閥v7排放到井口150。

圖3展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的乳化y級(jí)ngl斷裂系統(tǒng)的平面示意圖。所述斷裂系統(tǒng)由來自(一個(gè)或多個(gè))大型儲(chǔ)罐10的氮?dú)夤?yīng)組成，所述氮?dú)夤?yīng)通過輸送管線20和自動(dòng)控制閥v1輸送到耐磨文氏噴管40；通過受自動(dòng)閥v4控制的管線130輸送到(一個(gè)或多個(gè))y級(jí)ngl大型儲(chǔ)罐70以作為填充氣體；并通過也受自動(dòng)閥v4控制的管線12輸送到(一個(gè)或多個(gè))大型鹽水儲(chǔ)罐14。將來自加壓倉50的支撐劑進(jìn)料到耐磨文氏噴管40中并通過管線30輸送到高壓接收器混合器60中。將來自大型儲(chǔ)罐70的y級(jí)ngl通過受自動(dòng)閥v3控制的管線80輸送到高壓接收器混合器60。

通過計(jì)量泵85將來自乳化劑罐90的乳化劑通過管線100輸送到高壓接收器混合器60中。將來自大型鹽水儲(chǔ)罐14的鹽水通過受自動(dòng)閥v8控制的管線16輸送到高壓接收器混合器60。利用(一個(gè)或多個(gè))高壓泵110的吸入，通過受自動(dòng)閥v2控制的管線65輸送來自高壓接收器混合器60的y級(jí)ngl乳液支撐劑混合物。將高壓y級(jí)ngl支撐劑混合物通過管線120從高壓泵110排放以作為增產(chǎn)流體注入井口150，通過受自動(dòng)閥v5控制的再循環(huán)管線125排放到高壓接收器混合器60以用于混合。高壓接收器混合器60內(nèi)的壓力通過管線135和自動(dòng)閥v6利用壓縮機(jī)140的吸入來調(diào)節(jié)，其通過管線120和自動(dòng)應(yīng)急關(guān)閉閥v7排放到井口150。

在圖2到圖3所示的任何實(shí)施方案中，y級(jí)ngl儲(chǔ)罐70可以包括現(xiàn)場y級(jí)ngl加壓儲(chǔ)存容器，其通過油罐車從區(qū)域y級(jí)集輸管道、區(qū)域氣體分離器或氣體處理設(shè)施被供給。在圖2到圖3所示的任何實(shí)施方案中，支撐劑可以臨時(shí)儲(chǔ)存在加壓支撐劑倉50中并使用氮?dú)饣蚨趸紝⒅蝿鈩?dòng)地運(yùn)送到接收器-混合器60。

圖4展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的y級(jí)ngl利用和回收系統(tǒng)的平面示意圖。將從常規(guī)或非常規(guī)烴儲(chǔ)層32生產(chǎn)的流體通過一系列井下套管和/或管道34運(yùn)送到地面，到達(dá)先前已經(jīng)過斷裂增產(chǎn)的生產(chǎn)井的地面井口10。將來自井口10的“濕氣流”通過管線12輸送到(一個(gè)或多個(gè))實(shí)地高壓分離單元14，其中甲烷和一小部分乙烷氣體被回收到高壓氣體銷售管線16中并銷售。從實(shí)地高壓分離單元14作為液相回收的y級(jí)ngl通過高壓銷售管線18運(yùn)送以用于加工和分餾，和/或在可行的情況下通過管線20或者由(一輛或多輛)油罐車21運(yùn)送到(一個(gè)或多個(gè))高壓y級(jí)ngl大型儲(chǔ)罐22。將高壓y級(jí)ngl大型儲(chǔ)罐22中的y級(jí)ngl起泡并通過高壓地面管線24注入第二個(gè)未增產(chǎn)井28中，然后通過一系列井下套管和/或管道30運(yùn)送到儲(chǔ)層32。

圖5a展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的高壓起泡單元30的縱斷面。在管線10中流動(dòng)的高壓y級(jí)ngl穿過密封組件s1進(jìn)入高壓起泡單元30的壁。將來自(一個(gè)或多個(gè))起泡劑罐110的起泡劑注入穿過密封組件s2進(jìn)入起泡單元30的壁的管線90中，并通過受自動(dòng)閥80控制的計(jì)量泵100運(yùn)送。

將y級(jí)ngl和起泡劑的混合物通過管線10運(yùn)送到文氏噴管129，在其中用通過管線130運(yùn)送到文氏噴管129的氮?dú)鈱λ龌旌衔锲鹋?，所述管線130穿過密封組件s3進(jìn)入起泡單元30的壁。通過板160將離開文氏噴管129的泡沫噴霧分流到由穿過密封組件s4進(jìn)入起泡單元30的壁的管線140供能的(一個(gè)或多個(gè))高頻超聲波探頭150，從而產(chǎn)生微氣泡。泡沫穿過去除較大氣泡的微孔篩170并通過管線190離開起泡單元30，所述管線190穿過密封組件s5進(jìn)入起泡單元30的壁并受自動(dòng)閥180控制。

在一個(gè)實(shí)施方案中，通過振動(dòng)噴嘴系統(tǒng)(例如圖5a所說明的文氏噴管129和/或圖5b所說明的噴嘴系統(tǒng)121)在超聲頻率下泵送y級(jí)ngl和起泡劑的混合物，其中在離開時(shí)，混合物分解成均勻液滴?？梢栽诨旌衔锛磳⒁x開噴嘴之前通過彈性膜誘發(fā)振動(dòng)?？梢允箛娮煺袷幍恼穹皖l率保持恒定以獲得單分散液滴粒度分布。液滴可以按一定角度導(dǎo)入切向流體流以防止液滴在例如通過圖5所示的管線190離開時(shí)破裂。

圖5b展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的噴嘴系統(tǒng)121的側(cè)視圖和頂視圖(當(dāng)在參考箭頭“a”的方向上觀察時(shí))。噴嘴系統(tǒng)121包括同軸噴嘴122和噴嘴板128，所述同軸噴嘴122具有由外噴嘴127包圍的內(nèi)噴嘴126，所述噴嘴板128被配置成用于支撐內(nèi)噴嘴126和/或外噴嘴127。內(nèi)噴嘴126具有開口o并且外噴嘴具有開口o’，流體(由參考箭頭“f”標(biāo)識(shí)的液體，和/或由參考箭頭“g”標(biāo)識(shí)的氣體)流過這些開口。同軸噴嘴122可經(jīng)過組裝使得氣體流過內(nèi)噴嘴126而液體流過外噴嘴127。振動(dòng)發(fā)生器123(優(yōu)選高頻超聲型)被配置成用于通過連接器124使同軸噴嘴122振動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖5a所說明的文氏噴管129可以包括圖5b所說明的噴嘴系統(tǒng)121。

在圖5b所說明的實(shí)施方案中，(固體)支撐劑可以在泡沫產(chǎn)生階段后與y級(jí)ngl泡沫混合，以避免內(nèi)噴嘴126和外噴嘴127的堵塞和/或磨損。y級(jí)ngl泡沫將在壓力下產(chǎn)生。由振動(dòng)發(fā)生器123產(chǎn)生的振動(dòng)優(yōu)選地在特定方向上產(chǎn)生，例如在通過內(nèi)噴嘴126和外噴嘴127的流體流的相同或相反方向上，使得流體(液體和/或氣體)自身在相同方向上振蕩。所應(yīng)用的振蕩頻率是約16khz到約200mhz；約16khz到約100khz；約16khz到約50khz；和約16khz到約30khz。噴嘴系統(tǒng)121的使用導(dǎo)致非常窄的單峰氣泡尺寸分布。雖然只展示了兩個(gè)噴嘴，但是噴嘴系統(tǒng)121也可以包括連接到噴嘴板128的內(nèi)噴嘴和/或外噴嘴的陣列。窄的氣泡尺寸分布導(dǎo)致優(yōu)化的支撐劑攜帶能力。

圖6展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的應(yīng)急二氧化碳或氮?dú)庖缌飨到y(tǒng)的平面示意圖。應(yīng)急二氧化碳或氮?dú)庖缌飨到y(tǒng)可以通過遠(yuǎn)程控制起動(dòng)和/或與如本文所述的y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用。高壓泵吸入管線10將y級(jí)ngl增產(chǎn)流體運(yùn)送到(一個(gè)或多個(gè))高壓泵20。高壓y級(jí)ngl增產(chǎn)流體通過高壓集管30和遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥40輸送到井口50。在緊急情形下，高壓泵20被關(guān)閉，并且遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥40被遠(yuǎn)程關(guān)閉。遠(yuǎn)程控制閥70打開，將來自(一個(gè)或多個(gè))儲(chǔ)罐60的二氧化碳或氮?dú)馔ㄟ^管線65輸送到噴桿集管80，所述二氧化碳或氮?dú)馊缓笸ㄟ^一系列噴嘴90排入大氣中。

圖7展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的應(yīng)急放空系統(tǒng)的平面示意圖。應(yīng)急放空系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程起動(dòng)和/或與如本文所述的y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用。高壓泵吸入管線10將y級(jí)ngl增產(chǎn)流體運(yùn)送到(一個(gè)或多個(gè))高壓泵20。高壓y級(jí)ngl增產(chǎn)流體通過高壓集管30和遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥40輸送到井口50。在緊急情形下，高壓泵20被關(guān)閉，并且遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥40被遠(yuǎn)程關(guān)閉。集管30中收集的高壓y級(jí)ngl通過打開遠(yuǎn)程控制閥60經(jīng)由排出管線或排空管線70被釋放出。

圖8展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)的平面示意圖。應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)利用可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)以關(guān)閉高壓泵送單元并關(guān)閉遠(yuǎn)程控制的關(guān)閉閥，所述應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng)可以與如本文所述的y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用。大型y級(jí)ngl儲(chǔ)罐1通過管線2連接到高壓泵吸入管線10，管線2連接到起泡單元3，起泡單元3通過管線4連接到混合器接收器5?；旌掀鹘邮掌?通過高壓吸入管線10連接到(一個(gè)或多個(gè))高壓泵20。高壓y級(jí)ngl增產(chǎn)流體通過高壓集管30和遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥40輸送到井口50。當(dāng)通過導(dǎo)體電纜70與控制室80通信的一個(gè)或多個(gè)氣體檢測器60檢測到可燃?xì)怏w時(shí)，關(guān)閉高壓泵20，并經(jīng)由來自控制室80的發(fā)射機(jī)r1、r2和r3的遠(yuǎn)程無線電信號(hào)通過遠(yuǎn)程控制來關(guān)閉遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥40。

圖9展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的實(shí)地可運(yùn)輸膜產(chǎn)生設(shè)備的平面示意圖。實(shí)地可運(yùn)輸膜產(chǎn)生設(shè)備可用于從空氣中分離氮?dú)?，以供與如本文所述的y級(jí)ngl泡沫系統(tǒng)或y級(jí)ngl膠凝系統(tǒng)一起使用。膜產(chǎn)生單元由電驅(qū)動(dòng)或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)1組成。原動(dòng)機(jī)1由固定式聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)軸2連接到螺桿壓縮機(jī)3。大氣中的空氣通過管線4進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)3的抽吸裝置并被壓縮到約15巴。

壓縮空氣通過管線5進(jìn)入膜6的入口，其中壓縮空氣被干燥和過濾，然后穿過一系列多孔或無孔聚合物膜，其中空氣被分離成滲透氧和約94％到約99％質(zhì)量的氮?dú)?。滲透氧可以通過源排放管線7排入大氣。氮?dú)馔ㄟ^管線10被導(dǎo)向往復(fù)壓縮機(jī)9的進(jìn)入口。往復(fù)壓縮機(jī)9通過可拆卸接頭8連接到原動(dòng)機(jī)1。將氮?dú)鈮嚎s到期望壓力，然后導(dǎo)向高壓管道11以用于分配。用于其它應(yīng)用的低壓氮?dú)庠从蛇B接到管線10的管線12提供。

圖10展示可以單獨(dú)使用或與任何本文描述的實(shí)施方案組合使用的在地面上實(shí)地配置的脫氮系統(tǒng)的平面示意圖。脫氮系統(tǒng)可用于從由于注入烴儲(chǔ)層中的氮?dú)舛晃廴镜?一個(gè)或多個(gè))氣態(tài)烴流中去除氮?dú)?。脫氮系統(tǒng)由被再循環(huán)氣體滲透物驅(qū)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)1組成。原動(dòng)機(jī)1由固定式聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)軸2連接到螺桿壓縮機(jī)3。向螺桿壓縮機(jī)3的入口供應(yīng)來自烴儲(chǔ)層的被氮?dú)馕廴镜臍鈶B(tài)烴流4。加壓的烴流5流入第一多孔或無孔聚合物膜單元6，在其中被干燥、過濾并分離成管道銷售品質(zhì)的氣態(tài)烴滲透物7以及富含氮的殘余氣體8，所述富含氮的殘余氣體8被供應(yīng)給第二多孔或無孔聚合物膜單元9。第二多孔或無孔聚合物膜單元9將富含氮的殘余氣體8分離成除去氮的滲透物10和富含烴的殘余氣體11，所述除去氮的滲透物10被運(yùn)送回初始的被氮?dú)馕廴镜臍鈶B(tài)烴流4，所述富含烴的殘余氣體11作為燃料氣體被供應(yīng)給原動(dòng)機(jī)1。

以下實(shí)施例對基于y級(jí)ngl的增產(chǎn)流體的成本與水基增產(chǎn)流體的成本進(jìn)行了比較。

在兩種情形下考慮用于開發(fā)的烴儲(chǔ)層：首先，對于非常規(guī)水平井，進(jìn)行單階段300,000加侖的常規(guī)水基斷裂增產(chǎn)；其次，對于相同的非常規(guī)水平井，使用由膜產(chǎn)生的氮?dú)膺M(jìn)行單階段80％質(zhì)量的起泡y級(jí)ngl斷裂增產(chǎn)。在這兩種情況下都不考慮支撐劑、燃料和設(shè)備折舊成本。對于常規(guī)增產(chǎn)已經(jīng)假設(shè)了10％額外費(fèi)用的典型泵送成本，包括對于y級(jí)ngl增產(chǎn)已經(jīng)假設(shè)了膜產(chǎn)生成本(不包括燃料和設(shè)備折舊成本)。已經(jīng)假設(shè)了典型的增產(chǎn)流體成本和水處理成本。起泡的y級(jí)ngl和膠凝的y級(jí)ngl化學(xué)成本被假設(shè)為$15,000。表1提供兩個(gè)情形的比較。

y級(jí)ngl增產(chǎn)流體可以包括支撐劑；乙烷，其中乙烷構(gòu)成約0％到80％的所述流體；丙烷，其中丙烷構(gòu)成約0％到80％的所述流體；丁烷，其中丁烷構(gòu)成約0％到45％的所述流體；異丁烷，其中異丁烷構(gòu)成約0％到40％的所述流體；和戊烷以上的烴，其中戊烷以上的烴構(gòu)成約0％到25％的所述流體。所述流體還包括二氧化碳和氮?dú)庵械闹辽僖环N。

y級(jí)ngl增產(chǎn)流體可以包括小于約80％的丙烷、丁烷或丙烷和丁烷的混合物，或大于約95％的丙烷、丁烷或丙烷和丁烷的混合物。

y級(jí)增產(chǎn)流體可以包括約40％-55％的至少一種具有兩個(gè)碳元素(c2)的烴化合物；約25％-50％的至少一種具有三個(gè)碳元素(c3)的烴化合物；約25％-50％的至少一種具有四個(gè)碳元素(c4)的烴化合物；和約10％-20％的至少一種具有五個(gè)碳元素(c5)或更多個(gè)碳元素的烴化合物。

系統(tǒng)可以包括氮?dú)夂?或二氧化碳源、y級(jí)ngl供應(yīng)源、起泡單元、支撐劑供應(yīng)源、起泡劑供應(yīng)源、高壓接收器-混合器和壓力調(diào)節(jié)壓縮機(jī)，其中起泡劑供應(yīng)包括起泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、助表面活性劑和共溶劑中的至少一種。

方法可以包括從氮?dú)夤?yīng)源供應(yīng)氮?dú)?；將來自y級(jí)ngl源的y級(jí)ngl和來自起泡劑源的起泡劑添加到氮?dú)庵?；從支撐劑供?yīng)源供應(yīng)支撐劑；在調(diào)節(jié)高壓接收器混合器內(nèi)的壓力的同時(shí)，將y級(jí)ngl、起泡劑(任選地泡沫穩(wěn)定劑)和支撐劑在高壓接收器混合器中混合以形成增產(chǎn)流體；以及使用高壓泵送單元將增產(chǎn)流體泵送到井口和/或含烴儲(chǔ)層中。

方法可以包括通過使用泡沫發(fā)生器混合y級(jí)ngl與起泡劑、任選地泡沫穩(wěn)定劑和任選地水、和氮?dú)饣蚨趸紒懋a(chǎn)生泡沫，然后在高壓混合器中將泡沫與支撐劑混合以形成增產(chǎn)流體，然后使用高壓泵送單元將增產(chǎn)流體泵送到井口和/或含烴儲(chǔ)層中。所述泡沫發(fā)生器包括超聲振動(dòng)起動(dòng)的噴嘴，其被配置成用于產(chǎn)生泡沫和/或優(yōu)化泡沫的氣泡大小和/或分布，并且所述方法可以進(jìn)一步包括在泡沫流過噴嘴之前和之后調(diào)節(jié)泡沫的壓力。

系統(tǒng)可以包括氮?dú)庠?、大型氮?dú)庠?、大型y級(jí)ngl供應(yīng)源、支撐劑供應(yīng)源、膠凝劑供應(yīng)源、高壓接收器-混合器和壓力調(diào)節(jié)壓縮機(jī)。

方法可以包括從氮?dú)夤?yīng)源供應(yīng)氮?dú)?；將來自y級(jí)ngl源的y級(jí)ngl添加到氮?dú)庵校粚⒛z凝劑添加到y(tǒng)級(jí)ngl中；從支撐劑供應(yīng)源供應(yīng)支撐劑；在調(diào)節(jié)高壓接收器混合器內(nèi)的壓力的同時(shí)，將膠凝劑、y級(jí)ngl和支撐劑在高壓接收器混合器中混合以形成增產(chǎn)流體；和使用高壓泵送單元將增產(chǎn)流體泵送到井口和/或含烴儲(chǔ)層中。膠凝的y級(jí)ngl增產(chǎn)流體在被注入含烴儲(chǔ)層之前用高壓氮?dú)饣蚨趸假x能。

系統(tǒng)可以包括用二氧化碳或氮?dú)舛杌闹蝿┮员苊猱?dāng)將支撐劑注入儲(chǔ)存設(shè)施時(shí)被氧氣、氧探測器和二氧化碳或氮?dú)饽媪魑廴尽?/p>

系統(tǒng)可以包括系統(tǒng)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)部件，和/或被容納在容器中或被定位在封閉腔室中并用二氧化碳和/或氮?dú)飧采w的整個(gè)系統(tǒng)。

系統(tǒng)可以包括與自動(dòng)化的二氧化碳?xì)怏w、基于二氧化碳的泡沫、氮?dú)狻⒒诘獨(dú)獾呐菽?或基于水的泡沫溢流系統(tǒng)組合的氣體檢測系統(tǒng)。

系統(tǒng)可以包括移動(dòng)式氮?dú)夂?或二氧化碳回收單元，用于從生產(chǎn)的烴流回收氮?dú)夂?或二氧化碳。

系統(tǒng)可以包括氮?dú)庠?、y級(jí)ngl供應(yīng)源、乳化劑源、高壓接收器-混合器和壓力調(diào)節(jié)壓縮機(jī)。

方法可以包括從氮?dú)夤?yīng)源供應(yīng)氮?dú)?；將來自y級(jí)ngl源的y級(jí)ngl和來自乳化劑源的乳化劑添加到氮?dú)庵校粡闹蝿┕?yīng)源供應(yīng)支撐劑；在調(diào)節(jié)高壓接收器混合器內(nèi)的壓力的同時(shí)，將y級(jí)ngl、乳化劑和支撐劑在高壓接收器混合器中混合以形成增產(chǎn)流體；和使用高壓泵送單元將增產(chǎn)流體泵送到井口和/或含烴儲(chǔ)層中。乳化的y級(jí)ngl增產(chǎn)流體在被注入含烴儲(chǔ)層之前用高壓氮?dú)饣蚨趸假x能。

方法可以包括從實(shí)地分離式分離器設(shè)施或氣體加工廠獲得和回收y級(jí)ngl；通過高壓管道或油罐車將y級(jí)ngl輸送到實(shí)地位置；將y級(jí)ngl卸載到高壓大型儲(chǔ)罐中；注入y級(jí)ngl以作為增產(chǎn)流體的組分；在含烴儲(chǔ)層中誘發(fā)水力致裂；將y級(jí)ngl連同其它儲(chǔ)層烴通過穿透含烴儲(chǔ)層的井筒運(yùn)送回地面；和將y級(jí)ngl連同其它儲(chǔ)層烴銷售給集輸公司、煤氣廠或分餾設(shè)施。

系統(tǒng)可以包括氮?dú)庠?、y級(jí)ngl供應(yīng)源、起泡劑、高壓圓筒形容器、文氏噴管、高頻超聲波探頭和/或微孔篩。

方法可以包括從氮?dú)夤?yīng)源供應(yīng)氮?dú)?；將來自y級(jí)ngl源的y級(jí)ngl和來自起泡劑源的起泡劑添加到氮?dú)庵?；將來自氮?dú)夤?yīng)源的高壓氮?dú)馓砑拥轿氖蠂姽艿娜肟谥?；將起泡劑添加到y(tǒng)級(jí)ngl中；將氮?dú)狻⑵鹋輨┖蛓級(jí)ngl供應(yīng)到文氏噴管；通過文氏噴管混合氮?dú)?、起泡劑和y級(jí)ngl；在使混合物暴露于高頻超聲振動(dòng)的同時(shí)噴霧混合物以形成泡沫；任選地使泡沫通過微孔篩以去除較大且不想要的泡沫氣泡；和排出待用作增產(chǎn)流體的泡沫。

系統(tǒng)可以包括二氧化碳源、噴桿集管、噴嘴、遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥、高壓泵、高壓集管、增產(chǎn)流體和井口。

方法可以包括將具有噴嘴和遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥的噴桿集管設(shè)置在鄰近高壓泵送系統(tǒng)、高壓集管和井口區(qū)域；將來自大型源的二氧化碳?xì)怏w、基于二氧化碳的泡沫和/或基于空氣的泡沫供應(yīng)到遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥；打開遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥；和在緊急情形下關(guān)閉高壓泵送系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制應(yīng)急閥以用二氧化碳?xì)怏w、基于二氧化碳的泡沫、氮?dú)?、基于氮?dú)獾呐菽?或基于空氣的泡沫淹沒井口區(qū)域并抑制可燃混合物。

系統(tǒng)可以包括兩個(gè)遠(yuǎn)程控制閥、高壓放空管線、高壓泵、高壓集管和井口，其中高壓放空管線被定位在順風(fēng)方向并具有足夠長度以便安全地遠(yuǎn)離井口和任何設(shè)備或人員。

方法可以包括通過與高壓泵送集管的法蘭連接將放空管線與遠(yuǎn)程控制閥連接；將應(yīng)急閥添加到井口上游的高壓泵送集管上；如果發(fā)生緊急情況，那么打開遠(yuǎn)程控制閥，同時(shí)關(guān)閉應(yīng)急閥；關(guān)閉高壓泵送集管；和將高壓泵送集管中收集的增產(chǎn)流體分流到放空管線以排入大氣。

系統(tǒng)可以包括一系列可燃?xì)怏w檢測器、無線電控制的發(fā)射器和接收器、遠(yuǎn)程起動(dòng)控制閥、高壓泵、高壓集管和遠(yuǎn)程控制室。

方法可以包括將一系列可燃?xì)怏w檢測器設(shè)置于鄰近高壓泵、高壓集管、井口、大型y級(jí)ngl儲(chǔ)存設(shè)施和y級(jí)ngl輸送管線；將該系列可燃?xì)怏w檢測器連接到遠(yuǎn)程控制室；在井口上游安裝遠(yuǎn)程起動(dòng)的控制閥；和在檢測到可燃?xì)怏w的情況下，關(guān)閉高壓泵并關(guān)閉遠(yuǎn)程起動(dòng)的控制閥。

方法可以包括將所有或一部分氮?dú)庠从糜谠霎a(chǎn)流體、設(shè)備和管線清洗、儲(chǔ)罐覆蓋和將大體積支撐劑氣動(dòng)地運(yùn)送到地面上的膜式氮?dú)猱a(chǎn)生系統(tǒng)。

方法可以包括提供地面上的脫氮系統(tǒng)以用于從含烴儲(chǔ)層生產(chǎn)的氣態(tài)烴流分離和回收氮?dú)?，以允許生產(chǎn)的氣態(tài)烴流的商業(yè)銷售，從而不需要燃燒廢氣。

方法可以包括將y級(jí)ngl與氮?dú)狻⒍趸?、起泡劑、支撐劑、膠凝劑和乳化劑中的至少一種混合以形成增產(chǎn)流體；和將增產(chǎn)流體泵送到含烴儲(chǔ)層中以在儲(chǔ)層中創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)裂縫。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，泡沫可以通過混合y級(jí)ngl與氮?dú)饣蚨趸级a(chǎn)生，其中所述氮?dú)鉂舛却笥?0％或其中所述二氧化碳濃度大于35％，或通過氮?dú)夂投趸嫉慕M合產(chǎn)生，其中大于50％的氮?dú)夂投趸嫉慕M合濃度導(dǎo)致得到的氣態(tài)混合物在可燃極限(有時(shí)稱為爆炸極限，其中當(dāng)存在點(diǎn)火源例如火花或明火時(shí)，可燃物例如y級(jí)ngl在空氣存在下可以產(chǎn)生火焰或爆炸)之外。

使用如本文所述的y級(jí)ngl增產(chǎn)流體用于斷裂含烴儲(chǔ)層的優(yōu)點(diǎn)是避免了傳統(tǒng)水基斷裂操作所需的大量的水。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括防止或消除了井筒和儲(chǔ)層內(nèi)由水基增產(chǎn)流體導(dǎo)致的結(jié)垢。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括維持了通常被水基增產(chǎn)流體破壞的儲(chǔ)層的相對滲透性。其它優(yōu)點(diǎn)包括相比水基增產(chǎn)流體，y級(jí)ngl增產(chǎn)流體被儲(chǔ)層和儲(chǔ)層流體更好地吸入、混溶、吸附并被更好地返排。

雖然上文是針對特定實(shí)施方案，但是在不脫離其基本范圍的情況下也可以設(shè)計(jì)其它和另外的實(shí)施方案，并且其范圍由以下權(quán)利要求書決定。