用于非常規(guī)儲(chǔ)層的使用固體酸的碳酸鹽基漿料壓裂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及非常規(guī)儲(chǔ)層的水力壓裂液。更具體而言，本發(fā)明設(shè)及用于非常規(guī)儲(chǔ)層 的漿料狀壓裂液。本發(fā)明還設(shè)及有助于在鉆孔時(shí)進(jìn)行壓裂的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 使用常規(guī)油井方法W外的技術(shù)來開采或提取非常規(guī)天然氣。隨著常規(guī)石油儲(chǔ)量變 得越來越稀少，提取非常規(guī)天然氣變得越來越重要。
[0003] 典型地，非常規(guī)天然氣發(fā)現(xiàn)于含有天然氣但是非常致密的儲(chǔ)層中。運(yùn)些非常規(guī)儲(chǔ) 層包括諸如致密砂、頁巖氣、頁巖油、煤層氣、致密碳酸鹽和天然氣水合物儲(chǔ)層之類的儲(chǔ)層。 通常，運(yùn)些儲(chǔ)層在很大程度上是不透水的。因此，可W利用被稱為多級(jí)水力壓裂的水力壓裂 技術(shù)，對(duì)運(yùn)些儲(chǔ)層中的水平井進(jìn)行多級(jí)水力壓裂，從而由運(yùn)些儲(chǔ)層中開采出商業(yè)產(chǎn)量的天 然氣或石油。水力壓裂工藝設(shè)及將壓裂液累入該區(qū)域。壓裂液通常由水混合支撐劑和/或樹 脂包覆支撐劑、W及諸如膠凝劑、交聯(lián)劑和破裂劑等化學(xué)品組成。在高壓下將壓裂液累入儲(chǔ) 層中。壓裂壓力需要超過地層破裂壓力或壓裂梯度W使地層破裂并使裂縫延伸。次生水力 裂縫將進(jìn)一步延伸至地層中并且激發(fā)天然裂縫。壓裂液中的支撐劑將填充次生裂縫，從而 使運(yùn)些裂縫成為流通通道。完成后，關(guān)閉油井W使破裂劑激活交聯(lián)凝膠并使之破裂。使油井 產(chǎn)油用于壓裂返排(打acture cleanup),運(yùn)可能需要幾周時(shí)間。通常，在單個(gè)油井中進(jìn)行運(yùn) 種壓裂處理的若干階段，從而實(shí)現(xiàn)最大的壓裂改造油藏體積（stimulated reservoir volume)。水力壓裂處理花費(fèi)昂貴并且會(huì)消耗大量的水、支撐劑和化學(xué)品。因此，需要研究不 需要支撐劑等昂貴組分的改進(jìn)的壓裂處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明設(shè)及非常規(guī)儲(chǔ)層的水力壓裂液。更具體而言，本發(fā)明設(shè)及用于非常規(guī)儲(chǔ)層 的漿料狀水力壓裂液。本發(fā)明還設(shè)及有助于在鉆孔時(shí)進(jìn)行壓裂的技術(shù)。
[0005] 在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種在非常規(guī)儲(chǔ)層中使用漿料狀壓裂液進(jìn)行水力壓裂 的方法。該方法包括W下步驟:將漿料狀壓裂液注入非常規(guī)儲(chǔ)層中，其中漿料狀壓裂液包含 顆粒部分和漿料水，漿料水能夠有效調(diào)節(jié)漿料狀壓裂液的粘度，從而使得漿料狀壓裂液能 夠被累入非常規(guī)儲(chǔ)層中，并且漿料狀壓裂液能夠使非常規(guī)儲(chǔ)層破裂，其中顆粒部分包括:碳 酸巧成分、水泥成分、砂成分、膨潤±成分、W及固體酸成分，其中漿料狀壓裂液的注入能夠 有效地在非常規(guī)儲(chǔ)層中產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中漿料狀壓裂液能夠有效地將儲(chǔ)層溫度由靜止儲(chǔ) 層溫度(resting reservoir temperature)降低至更低的溫度;使?jié){料狀壓裂液在非常規(guī) 儲(chǔ)層中的裂縫網(wǎng)絡(luò)中固化形成透水層(permeable bed);使儲(chǔ)層溫度回到之前的靜止儲(chǔ)層 溫度，其中在水源的存在下，靜止儲(chǔ)層溫度能夠有效引發(fā)固體酸的水解，其中在漿料狀壓裂 液固化成為裂縫網(wǎng)絡(luò)中的透水層的同時(shí)提升儲(chǔ)層溫度，使固體酸在水源的存在下水解，其 中固體酸的水解能夠有效地產(chǎn)生液體酸;并且用液體酸刺激非常規(guī)儲(chǔ)層中的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從 而液體酸腐蝕透水層并且液體酸腐蝕非常規(guī)儲(chǔ)層，從而提高了非常規(guī)儲(chǔ)層中裂縫網(wǎng)絡(luò)中透 水層的滲透率，更高的滲透率能夠有效地產(chǎn)生甜點(diǎn)(sweet spot)。
[0006] 在本發(fā)明的一些方面中，碳酸巧成分是由天然存在的來源得到的。在本發(fā)明的一 些方面中，水泥成分為Portland水泥。在本發(fā)明的一些方面中，砂成分為娃砂（silica based sand)。在本發(fā)明的一些方面中，膨潤±成分選自由鋼基膨潤±和巧基膨潤±構(gòu)成的 組中。在本發(fā)明的一些方面中，固體酸成分選自由氨基橫酸、氯乙酸、簇酸、Ξ氯乙酸和它們 的組合構(gòu)成的組中。在本發(fā)明的一些方面中，顆粒部分為20重量％至80重量％的碳酸巧成 分、5重量％至30重量％的水泥成分、5重量％至30重量％的砂成分、2重量％至10重量％的 膨潤±成分W及5重量％至30重量％的固體酸成分。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，顆粒部分 為30重量％的碳酸巧成分、25重量％的水泥成分、15重量％的砂成分、10重量％的膨潤±成 分和20重量％的固體酸成分。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，漿料水為鹽水。在本發(fā)明的一些 方面中，漿料水為鹽溶液。在本發(fā)明的一些方面中，鹽水包含氯化鐘。在本發(fā)明的一些方面 中，鹽溶液為氯化鐘溶液。在本發(fā)明的一些方面中，固體酸成分是包封的。在本發(fā)明的一些 方面中，水源為地層鹽水。在本發(fā)明的一些方面中，水源為漿料水。在本發(fā)明的一些方面中， 非常規(guī)儲(chǔ)層為致密砂巖儲(chǔ)層。在本發(fā)明的一些方面中，非常規(guī)儲(chǔ)層為頁巖儲(chǔ)層。在本發(fā)明的 一些實(shí)施方案中，靜止儲(chǔ)層溫度大于l〇〇°C。
[0007] -種在非常規(guī)儲(chǔ)層中使用漿料狀壓裂液進(jìn)行水力壓裂的方法，該方法包括W下步 驟:將漿料狀壓裂液注入非常規(guī)儲(chǔ)層中，其中漿料狀壓裂液包含顆粒部分和漿料水，漿料水 能夠有效地調(diào)節(jié)漿料狀壓裂液的粘度，從而使得漿料狀壓裂液能夠被累入非常規(guī)儲(chǔ)層中， 并且漿料狀壓裂液能夠使非常規(guī)儲(chǔ)層破裂，其中顆粒部分包括:碳酸巧成分，其中所述碳酸 巧占所述顆粒部分的30重量％，水泥成分，其中所述水泥成分占所述顆粒部分的25重量％， 砂成分，其中所述砂成分占所述顆粒部分的15重量％，膨潤±成分，其中所述膨潤±成分占 所述顆粒部分的10重量％，W及固體酸成分，其中所述固體酸成分占所述顆粒部分的20重 量％，其中漿料狀壓裂液的注入能夠有效地在非常規(guī)儲(chǔ)層中產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中漿料狀壓 裂液能夠有效地將儲(chǔ)層溫度從靜止儲(chǔ)層溫度降低至更低的溫度;使?jié){料狀壓裂液在非常規(guī) 儲(chǔ)層中的裂縫網(wǎng)絡(luò)中固化形成透水層;使儲(chǔ)層溫度回到靜止儲(chǔ)層溫度，其中在水源的存在 下，靜止儲(chǔ)層溫度能夠有效地引起固體酸的水解，其中在漿料狀壓裂液固化成為裂縫網(wǎng)絡(luò) 中的透水層的同時(shí)提升儲(chǔ)層溫度，使固體酸在水源的存在下水解，其中固體酸的水解能夠 有效地產(chǎn)生液體酸;并且用液體酸刺激非常規(guī)儲(chǔ)層中的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而液體酸腐蝕透水層 并且液體酸腐蝕非常規(guī)儲(chǔ)層，從而提高了非常規(guī)儲(chǔ)層中裂縫網(wǎng)絡(luò)中透水層的滲透率，更高 的滲透率能夠有效地產(chǎn)生甜點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的漿料狀壓裂液由室溫至靜止儲(chǔ)層溫度的滲透 率。
[0009] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的儲(chǔ)層的酸壓裂期間的儲(chǔ)層溫度。
[0010] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的漿料狀壓裂液的溫度和流速與時(shí)間的關(guān)系。
[0011] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的漿料狀壓裂液由室溫至儲(chǔ)層溫度下的滲透率。 [0012] 發(fā)明詳述
[0013]雖然出于示意的目的，如下詳細(xì)說明包含了許多特定的細(xì)節(jié)，但是應(yīng)當(dāng)理解的是， 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解如下細(xì)節(jié)的許多實(shí)例、變型和替換都在本發(fā)明的范圍和主旨 之內(nèi)。因此，在本文中描