專利名稱：降濾失劑和破裂劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾失量控制劑和破裂劑(breaker)，更具體而言但并非僅此而已，本發(fā)明涉及在水力壓裂操作中的濾失量控制。
背景技術(shù)：
本節(jié)中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，但可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。水力壓裂是改進井的生產(chǎn)率和/或注入能力(injectibility)的熟知的技術(shù)。水力壓裂液可以是昂貴的，可以破壞與井連接的地下地層的滲透性，并且它們在壓裂處理后流回到地表時會產(chǎn)生處理問題。在壓裂處理期間，一些水力壓裂液可能通過地層的自然滲透和通過和通過地層中的天然斷裂經(jīng)由斷裂面滲漏入地層?？蓪⒔禐V失材料加入水力壓裂液以減少向該地層的這種濾失，但這些材料本身可以在斷裂面或通過侵入地層自身而破壞地層滲透性。此外，降濾失材料會在水力壓裂中進一步破壞支撐劑填充層的滲透性。因此， 需要在這一技術(shù)領(lǐng)域進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容
一種實施方式是在水力壓裂操作中用于控制濾失量和使壓裂液破裂的獨特方法。 進一步的實施方式、形式、目的、特征、優(yōu)點、方面、和益處將從以下說明和附圖中變更更明
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圖1是用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖。圖2是用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的示意性數(shù)據(jù)流說明。圖3是地層性質(zhì)的說明。圖4是在水力壓裂處理期間和之后的在水力壓裂區(qū)域中目的層的溫度軌跡的說明。圖5是用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的工序的示意性流程圖。圖6是用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的第二工序的示意性流程圖。
具體實施例方式為了有助于對本發(fā)明原理的理解，現(xiàn)將參考附圖中展示的實施方式并將用特定的語言對其進行描述。首先，應(yīng)注意，在任何這種實際的實施方式的開發(fā)中，必須作出許多針對具體實施的決定以實現(xiàn)開發(fā)者的具體目的，如依照在各種實施中不盡相同的系統(tǒng)相關(guān)的和商業(yè)相關(guān)的限制。然而，應(yīng)理解，不意圖因此對本發(fā)明的范圍作出限制，并且涵蓋并保護在所展示的實施方式中的任何改變和進一步的調(diào)整，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員能想到的與本發(fā)明相關(guān)的在實施方式中展示的本發(fā)明原理的任何進一步應(yīng)用。此外，本文中使用/公開的組合物還可以包含除引述的那些之外的一些組分。在概述和本詳細說明中，各數(shù)值應(yīng)首先解讀為以術(shù)語“約”修飾(除非已明確地如此修飾)，然后，再解讀為沒有這樣的修飾，除非上下文中另有說明。此外，在概述和本詳細說明中，應(yīng)理解，被描述為有用的、合適的等的列出或描述的濃度范圍意圖視作已記述了在該范圍內(nèi)的任何和每一個濃度，包括端點。例如，“1 10的范圍”應(yīng)解讀為表示在約1和約10之間的連續(xù)區(qū)間的各個和每一個可能的數(shù)。因此，即使該范圍內(nèi)的具體數(shù)據(jù)點、或該范圍內(nèi)沒有數(shù)據(jù)點被明確地確定或僅指代小的具體范圍時，應(yīng)理解，發(fā)明人領(lǐng)會并理解，該范圍內(nèi)的任何和所有數(shù)據(jù)點都視作已規(guī)定，并且發(fā)明人具備對整個范圍和該范圍內(nèi)所有點的了解。圖1是用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的系統(tǒng)100的示意性流程圖。系統(tǒng) 100包括具有聚合物組分的水力壓裂液114。聚合物組分包括業(yè)內(nèi)任何已知的壓裂液聚合物，包括但不限于基于瓜爾膠的流體、黃原膠(xanthan)、diUtan、任何其它多糖、纖維素、聚丙烯酰胺和/或其它合成聚合物。雖然利用基于聚合物的壓裂液描述系統(tǒng)，但這里也涵蓋在乙酸和/或聚乙烯基醇(水解產(chǎn)物)的存在下表現(xiàn)出粘度降低、或原來具有破壞特性但在水解產(chǎn)物的存在下降低的其它壓裂液，包括基于表面活性劑的體系，其在乙酸引起的PH 降低的存在下和/或在表面活性劑聚乙烯基醇的存在下改變膠束結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)100進一步包括具有足以控制濾失量的量的顆粒122的添加劑，所述顆粒122 包含聚乙烯基醇的酯衍生物。聚乙酸乙烯酯是示例的聚乙烯基醇的酯衍生物，并且其在全文中使用以簡化說明和增加說明的清楚性。但是，包括聚乙酸乙烯酯的說明不意圖進行限制，否則會在本文中明確指出。聚乙酸乙烯酯可為聚乙酸乙烯酯或聚乙酸乙烯酯的共聚物。 顆粒122的足以控制濾失量的量取決于顆粒122的尺寸和/或形狀、顆粒122的尺寸分布、 目的層104的特性。此外，當(dāng)顆粒122在井下是可變形的時，顆粒122的濾失控制能力增強。 在一些實施方式中，顆粒122占壓裂液114的大于1重量％，或占壓裂液114的約1. 0% 3.0重量％的量。低于約1重量％的量在某些地層中是有效的，這取決于該地層的特性。此外，在某些實施方式中，聚乙酸乙烯酯可作為顆粒上的涂層122，并且可以以低于1重量％的量存在于水力壓裂液中。在一個實例中，顆粒122用聚乙酸乙烯酯涂覆并在該顆粒內(nèi)包含酸前體， 其中該酸前體可為聚乳酸、聚乙醇酸、它們的組合或混合物、和/或其它酸前體。聚乙酸乙烯酯的量可低達壓裂液的約0. 1重量％，或者在某些系統(tǒng)中甚至更低。對于某些地層104例如需要高濾失量的地層和/或?qū)τ谙Ｍa(chǎn)生大量乙酸和/或聚乙烯基醇的壓裂處理來說，這里也包括大于約3%的量。在一些實施方式中，例如，在高滲透性或天然斷裂的地層，可包含最高達約10%或甚至更大的量。聚乙烯基醇的醚衍生物，包括聚乙烯基醇，可包含于水力壓裂液中的乳液中，并且可在內(nèi)部相中、外部相中、或甚至兩種相中。系統(tǒng)100進一步包括具有使得聚乙酸乙烯酯的至少一部分在井下溫度以有效的官能速率水解的尺寸和/或形狀的顆粒122。顆粒122的尺寸和/或形狀影響顆粒122的水解速率。例如，球形顆粒具有最大的體積與表面積比，因此在給定粒度下具有最慢的水解速率，而較特殊的顆粒如纖維、薄片、不規(guī)則形狀和橢球具有較低的體積與表面積比。較高的體積通常增加顆粒122的水解時間。顆粒122在給定的實施方式中可包含若干形狀，其中混合的形狀有助于改進的濾失量控制和/或提供在個時間段內(nèi)的水解。在一些實施方式中，包括如纖維的形狀以在有天然斷面或需要橋接的其它特征的地層中提供橋接能力。這里描述的所有尺寸和形狀都僅是示例的，并且不意圖進行限制。對包括特定尺寸和形狀的原因的所有說明都僅是示例的，并且不意圖進行限制。給定地層的具體特征、以及給定應(yīng)用的具體經(jīng)濟性或其它特征確定了可用于給定系統(tǒng)的尺寸和形狀的范圍。聚乙酸乙烯酯的分子量影響水解時間。在一些實施方式中，聚乙酸乙烯酯具有低于約500,000的平均分子量。這里也涵蓋較高的分子量，例如，在高溫地層104中，或在期望長的水解時間的系統(tǒng)中，分子量可較高。在某些實施方式中，顆粒122包含聚乙酸乙烯酯的涂層，并且可進一步包含在所述涂層內(nèi)的常規(guī)破裂劑。顆粒122可具有使得該顆粒在井下溫度可變形的尺寸和/或形狀。這里使用的井下溫度描述的是顆粒122在地層104和水力壓裂裂縫106內(nèi)承受的溫度，其可受到注入的處理液114的溫度和量、注射進行的時間、 和地層104的溫度的影響。顆粒122承受的溫度還可受到處理液114和顆粒122滲透進入地層面104、以及壓裂處理經(jīng)受的濾失量的影響。顆粒122可具有不為聚乙酸乙烯酯的涂層和/或包封劑。在某些實施方式中，顆粒122包含常規(guī)破裂劑、堿性緩沖劑、醇、乙酸根離子、破裂助劑、和/或碳酸鈣。堿性材料增加聚乙酸乙烯酯的水解速率，但限制產(chǎn)生的乙酸使壓裂液交聯(lián)破裂或使聚合物主鏈破裂的有效性。聚乙酸乙烯酯的水解是可逆反應(yīng)，因此醇和乙酸根離子通過改變動態(tài)平衡而影響水解速率。這里的一些有效性控制參數(shù)包括涂層的使用、包封、粒度和尺寸分布、顆粒形狀和形狀分布、加入破裂劑、破裂劑助劑、醇、乙酸根離子、和堿性材料以為給定的實施方式基于井下溫度和地層104中流體組成調(diào)節(jié)到期望的水解速率。特定的潛在控制參數(shù)可能是固定的，例如，制造工藝可能需要大致球形的顆粒，或挑戰(zhàn)性的濾失條件可主導(dǎo)顆粒112的尺寸。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，為給定的實施方式基于對地層104來說通常已知的參數(shù)并基于本文的公開內(nèi)容來調(diào)節(jié)處理液114的水解速率和濾失特性，是機械性的步驟。水力壓裂處理可包括多個壓裂階段，例如，沒有支撐劑的前置階段(padstage)，一個或多個支撐劑階段，和沖刷階段。在某些實施方式中，將顆粒112加入到壓裂處理的任意或所有階段，在某些實施方式中，將顆粒112僅加入到不包含支撐劑的階段，例如，僅前置階段。顆?？砂?微米 5，000微米的特征尺寸，但在特定的實施方式中，可采用較大的顆粒。特征尺寸可為視為顆粒的說明粒度的任何尺度。非限制性實例包括球形顆粒的直徑， 或橢球形顆粒的長軸。系統(tǒng)100可進一步包括用于進行水力壓裂處理和產(chǎn)生水力壓裂106的各種設(shè)備。 各種設(shè)備可包括用于存放基液的流體罐116，支撐劑輸送車輛124，制備包括顆粒122的水力壓裂液114的混合機118，和一個或多個高壓泵120。井筒102可具有任何類型的完井， 包括套管110、或在一個或多個部分中的裸眼(open-hole)(未視出)。井筒102可為豎直的、偏斜的、或水平的。水力壓裂處理可為任何類型的處理，至少包括與沙礫堆填工序一起的壓裂。在某些實施方式中，系統(tǒng)100包括用于提供井下條件使得所述量的聚乙酸乙烯酯構(gòu)成可變形顆粒的手段。該用于提供井下條件使得顆?？勺冃蔚氖侄伟ㄟx擇泵送注射速率、粒度、顆粒形狀、壓裂液量、井筒關(guān)井次數(shù)、壓裂液溫度、顆粒涂層、和顆粒組成使得在壓裂處理期間井下所處的條件下顆?？勺冃?。與圖3、5和6相關(guān)描述的進一步的各種操作包括用于提供井下條件使得顆?？勺冃蔚氖侄巍Ｔ谀承嵤┓绞街?，系統(tǒng)100包括用于提供井下條件使得所述量的聚乙酸乙烯酯包含可降解顆粒的手段?？煽刂祁w粒122的總體組成使得顆粒122完全降解，和/或降解成小到足以在完成水力壓裂處理后流出水力壓裂裂縫的顆粒。在某些實施方式中，系統(tǒng)100包括用于提供井下條件使得聚乙酸乙烯酯在期望的時間窗口內(nèi)水解的手段。用于提供井下條件使得聚乙酸乙烯酯在期望的時間窗口內(nèi)水解的手段包括選擇泵送注射速率、粒度、顆粒形狀、壓裂液量、井筒閉井次數(shù)、壓裂液溫度、顆粒涂層、水解促進劑、聚乙酸乙烯酯分子量、和顆粒組成，使得在壓裂處理期間和/或之后井下所處的條件下，聚乙酸乙烯酯的至少一部分在期望的時間窗口內(nèi)水解。與圖3、5和6相關(guān)描述的進一步的各種操作包括用于提供井下條件使得聚乙酸乙烯酯在期望的時間窗口內(nèi)水解的手段。圖2是用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的示意性數(shù)據(jù)流說明200。數(shù)據(jù)流說明200展示了在本發(fā)明的某些實施方式中采用的各種數(shù)據(jù)要素。所展示的數(shù)據(jù)要素是非限制性的，并且在某些實施方式種可省略或替換。數(shù)據(jù)流說明200描述了作為模塊的某些功能要素來強調(diào)這些特征的功能獨立性。模塊可在硬件、軟件中，或作為通過個人進行的操作實施。此外，與特定模塊相關(guān)描述的功能可在某些實施方式中組合、省略、分割、或替換。數(shù)據(jù)流說明200包括解釋地層性質(zhì)202以及制造和經(jīng)濟性限制210的輸入模塊 212。地層性質(zhì)包括對于設(shè)計壓裂處理來說必要或有用的關(guān)于地層104的各種參數(shù)。參考圖3，一種實施方式中的地層性質(zhì)202包含濾失特性302，如孔喉描述(pore throat description) 304和天然裂縫描述306。圖3中的地層性質(zhì)202進一步包含地層溫度308，滲透性310，孔隙率312，材料強度參數(shù)314如壓裂梯度、楊氏模量、和泊松比，和地層和/或地層流體的熱容316。其它參數(shù)也可包含于地層性質(zhì)202中，并且可省略圖3中顯示的參數(shù)。 地層性質(zhì)202可通過估算、通過迷你斷裂測試、通過包括常規(guī)和先進的測井的測井?dāng)?shù)據(jù)、通過巖心樣(core sample)、和/或通過本領(lǐng)域了解的任何其它方法來確定。制造和經(jīng)濟性限制210包括定義不直接與地層104相關(guān)的系統(tǒng)100的限制的任何類型的任意限制性參數(shù)。非限制性實例包括可用顆粒122的成本、尺寸、和形狀說明，壓裂泵120的可用功率，壓裂液、支撐劑和包括常規(guī)破裂劑在內(nèi)的其它添加劑的成本和可獲得性，以及地表處加熱流體的成本。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解以協(xié)助確定對于壓裂液114的濾失能力和破裂能力來說合適的和經(jīng)濟上可行的值的任何參數(shù)都包含于制造和經(jīng)濟性限制 210 中。數(shù)據(jù)流說明200包括根據(jù)初始顆粒特性216、初始泵進度表218、和初始水解促進劑220設(shè)計預(yù)測壓裂處理的結(jié)果的建模模塊214。初始參數(shù)216、218、220可根據(jù)經(jīng)驗法則 (rules of thumb)，在一個區(qū)域中通常如何進行壓裂處理，根據(jù)使用最便宜或最易于獲得的材料等確定。處理設(shè)計的結(jié)果用確定設(shè)計收斂是否發(fā)生的驗證模塊222檢查。設(shè)計收斂是是否可接受地符合設(shè)計限制的決定，并且可包括絕對比較(例如地層104的濾失量低于 150，000加侖)或可為優(yōu)化的相對比較(例如放置100，000磅支撐劑時的最低濾失量)。 在某些實施方式中，一組設(shè)計限制包括其中應(yīng)發(fā)生顆粒122的水解的期望的時間窗口 204。 期望的時間窗口 204可包括時間下限閥值206和/或時間上限閥值208。如果驗證模塊222確定沒有實現(xiàn)收斂，則驗證模塊222將收斂前信息2M送回建模模塊214以進行后續(xù)調(diào)節(jié)和建模操作。收斂前信息2M包括在設(shè)計迭代中建模模塊214 用來將設(shè)計向收斂調(diào)節(jié)的信息-例如，收斂前信息2M可包含誤差值，其描述限制條件錯誤了多少和在哪個方向上錯誤。建模模塊214調(diào)節(jié)控制參數(shù)、或可調(diào)節(jié)且不受限制的值以使設(shè)計216、218、220向收斂移動。如果驗證模塊222確定實現(xiàn)了收斂，則驗證模塊222提供包括最終水解促進劑 228、最終顆粒特性230、和最終泵進度表232的收斂信息226。最終信息2 、230、232可提供到輸出顯示器(未視出)，存儲于計算機可讀存儲設(shè)備(未視出)，或可為通過操作者(未視出)確定的值。顆粒特性216、230包含對于顆粒222的制造或以具體規(guī)格訂購所必須的任何信息。可包含于顆粒特性216、230中的一些信息包括顆粒尺寸、形狀、組成、配置、和變形性。 所述組成包括有多少聚乙酸乙烯酯聚合物或共聚物在顆粒122中，和聚乙酸乙烯酯的分子量，以及顆粒122中任何其它材料的組成。顆粒配置包括對顆粒122的任何涂層或包封的說明，其中涂層可為聚乙酸乙烯酯或其它材料。變形性可為對顆粒122應(yīng)軟化成可變形狀態(tài)的時間和溫度的要求的說明，可變形狀態(tài)可利用聚乙酸乙烯酯的其它參數(shù)如分子量，涂層的存在和材料，和顆粒的尺寸和/或形狀來調(diào)節(jié)。在一些實施方式中，沒有采用一些列出的顆粒特性216、230，而其它參數(shù)可包含于一些實施方式中。水解促進劑220、2 包括加入壓裂液114以調(diào)節(jié)水解速率和水解產(chǎn)物可獲得性的任何物質(zhì)。例如，堿性緩沖劑增加聚乙酸乙烯酯的水解速率，加入壓裂液114的醇或乙酸根離子調(diào)節(jié)可逆水解反應(yīng)的動態(tài)平衡。較高等級的得自羧酸的離子(例如丙酸離子、丁酸離子等)也可用作水解促進劑。水解促進劑可為壓裂液114的添加劑，和/或可包含于顆粒 122中或涂覆在該顆粒上。泵進度表220、232是壓裂處理的操作性說明，包括泵速率、階段尺寸、支撐劑量 (包括梯度值或增加值)、和整個工期內(nèi)加入的添加劑和顆粒122的量。本領(lǐng)域中理解的其它參數(shù)也可描述于泵進度表220、232中。圖4是水力壓裂處理期間和之后水力壓裂區(qū)域中目的層104的溫度軌跡402、404 的說明400。第一軌跡402表示在壓裂處理后在較低注射速率的溫度，其中由于濾失而總體注射了更多的壓裂液，因此表明地層104的較高的總體冷卻。第二軌跡404表示在壓裂處理后在較高注射速率的溫度，其中總體注射了較少的壓裂液，因此表明地層104的較低的總體冷卻。聚乙酸乙烯酯的水解反應(yīng)取決于溫度，并且如圖4中所示的來自溫度軌跡202、204 的信息可在某些實施方式中由建模模塊214采用以確定隨時間的水解產(chǎn)物的量和組成。某些實施方式的其它方面包括但不限于顆粒涂層的降解，可具有取決于溫度的方面，并且在某些實施方式中可采用隨時間的井下溫度的估算、測量、或建模。這里使用的井下溫度是顆粒122存在下的溫度，并且可為在水力壓裂106中，在水力壓裂106的末端，在水力壓裂內(nèi)的地層面，和/或在水力壓裂106的支撐劑填充層內(nèi)。在某些實施方式中，如利用與沙礫充填操作相關(guān)的短的半長度壓裂，井筒102中的井下溫度可作為井下溫度的估計值使用。圖5和6中的示意性流程圖和以下的相關(guān)說明提供了進行用于改善壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的操作的說明性實施方式。所展示的操作應(yīng)理解為僅為示例的，并且除非在本文中有明確的相反說明，該操作可組合或分割，添加或去除，以及全部或部分地重排序。圖5為用于改善水力壓裂液114的濾失和破裂性質(zhì)的工序500的示意性流程圖。 工序500包括操作502以估算包括地層性質(zhì)在內(nèi)的井下條件。工序500進一步包括操作 504以檢查顆粒變形性和水解速率的收斂，例如，如果利用顆粒特性的初始值進行初始泵進度表，通過顆粒變形性和水解速率是否符合要求來檢查所述收斂。工序500進一步包括操作506以響應(yīng)沒有實現(xiàn)收斂的決定來迭代控制參數(shù)，并且重復(fù)操作504以檢查收斂。工序 500進一步包括操作508以對應(yīng)于實現(xiàn)收斂的決定來最終化包括泵進度表、顆粒特性、和水解促進劑材料的控制參數(shù)。工序500進一步包括操作510以提供井下條件使得所述量的聚乙酸乙烯酯構(gòu)成可變形顆粒，和/或提供井下條件使得水解的進行在期望的時間窗口內(nèi)進行。工序500包括操作512以利用壓裂液在目的層中產(chǎn)生水力壓裂而進行水力壓裂處理，和操作514以有效控制濾失量的量將包含聚乙酸乙烯酯的顆粒加入水力壓裂處理的至少一個階段。工序500進一步包括操作516以將水解促進劑加入水力壓裂處理的一個或多個階段。水解促進劑如存在則包含堿性緩沖劑、醇、乙酸根離子、和/或得自羧酸的離子。水解速率的促進表明將該速率改變?yōu)楦谕乃俾剩⑶铱砂ㄌ岣呋蚪档退馑俾?，或改變水解發(fā)生的時間(例如水解可在稍晚的時間發(fā)生，并且在其發(fā)生時更快)。工序500進一步包括操作518以進行聚乙酸乙烯酯的至少一部分的水解，和操作520以利用水解產(chǎn)物降低水力壓裂中壓裂液殘余物的粘度。圖6為用于改善水力壓裂液的濾失和破裂性質(zhì)的第二工序600的示意性流程圖。 工序600包括操作602以確定目的層的井下溫度和濾失特性，和操作604以確定相應(yīng)于所述井下溫度和濾失特性的包含聚乙酸乙烯酯的顆粒的尺寸分布。在某些實施方式中，確定井下溫度進一步包括確定在水力壓裂處理期間和之后在水力壓裂區(qū)域中地層的溫度軌跡。在某些實施方式中，工序600包括通過操作606以檢查顆粒是否具有可接受的變形性、濾失量、和/或水解速率特性來確定顆粒的尺寸分布，和操作608以檢查是否達到收斂。如果操作608確定沒有達到收斂，則工序600重復(fù)操作604(以確定顆粒尺寸分布)、操作606(以確定濾失量、變形性、和水解速率特性)，和操作608(以檢查是否達到收斂)。如果操作608確定達到了收斂，則工序600繼續(xù)進行操作610以利用水力壓裂液在目的層上進行水力壓裂處理，和操作612以將一定量的包含聚乙酸乙烯酯的顆粒在至少一個階段期間加入水力壓裂液，其中顆粒的量有效地控制濾失量。工序600進一步包括操作616以確定實測濾失特性和操作618以相應(yīng)于該實測濾失特性調(diào)節(jié)顆粒的量。實測濾失特性可決定在壓裂處理期間水力壓裂液的濾失特性需要增強還是降低。例如，壓裂處理期間的壓力監(jiān)控可表明流體泄露大于所預(yù)計的(例如如果壓裂進行期間的壓力積累低于所預(yù)計的)。壓力監(jiān)控可用從其它解釋如壓裂高度增長分離壓力效應(yīng)的其它技術(shù)(例如通過溫度監(jiān)控和/或傾斜儀測量)進行，但也可使用本領(lǐng)域已知的任何流體泄露確定技術(shù)。調(diào)節(jié)顆粒量的操作618包括操作620 (以改變加入的顆粒量)，和/或操作622 (以提供包含聚乙酸乙烯酯的顆粒的第二量和將該第二量的顆粒加入水力壓裂液)。第二量的顆粒包括與前述量的顆粒不同的尺寸分布和/或不同的形狀。例如，當(dāng)流體泄露量確定為太高時，可提高顆粒量，而當(dāng)流體泄露量確定為比預(yù)計低時，可降低顆粒量。在另一實例中，可相應(yīng)于實測濾失特性提供具有與前述(第一)量顆粒不同的形狀和/或尺寸分布的第二量的顆粒并將其加入水力壓裂液。可將第二量的顆粒成形，從而解決預(yù)期的問題-例如，纖維或大顆粒以橋接可能遇到的天然斷裂面，或可將它們成形，從而利用存在的機會的優(yōu)勢-例如，比第一量的顆粒小或便宜的顆粒以得到其中泄露低于預(yù)期的較便宜的水力壓裂實施。所有的實例僅為說明而提供，并不視為限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的利用本文公開的益處進行的任何調(diào)整都包含于本申請。工序600進一步包括操作614以進行包括前述量的顆粒和第二量的顆粒的顆粒的水解，從而降低剩余水力壓裂液的粘度。從以上附圖和文字可明顯看出，包含了根據(jù)本發(fā)明的多種實施方式。一種示例的實施方式是，一種方法，其包括用壓裂液進行水力壓裂處理以在目的層中產(chǎn)生水力壓裂裂縫，和以有效控制濾失量的量將包含聚乙酸乙烯酯的顆粒加入水力壓裂處理的至少一個階段。該方法進一步包括進行聚乙酸乙烯酯的至少一部分的水解，和利用水解產(chǎn)物降低水力壓裂裂縫中壓裂液殘余物的粘度。壓裂液可為聚合物壓裂液。聚乙酸乙烯酯的量可為至少1重量％，在某進一步的實施方式中，聚乙酸乙烯酯的量為1. 0% 3. 0重量％的量。在某進一步的實施方式中，所述方法進一步包括提供井下條件使得所述量的聚乙酸乙烯酯構(gòu)成可變形顆粒，和/或提供井下條件使得水解的進行在期望的時間窗口內(nèi)發(fā)生。期望的時間窗口可包括在時間下限閥值和時間上限閥值之間的時間。在某進一步的實施方式中，所述方法包括將水解促進劑加入到水力壓裂處理的一個或多個階段，其中水解促進劑為堿性緩沖劑、醇、乙酸根離子、和/或得自羧酸的離子。 在一些實施方式中，聚乙酸乙烯酯的量沒有加入到水力壓裂處理的任何支撐劑階段。另一示例的實施方式為一種系統(tǒng)，其包括具有聚合物組分的水力壓裂液，具有足以控制濾失量的量的顆粒的添加劑，所述顆粒包含聚乙酸乙烯酯，和具有井下溫度的目的層。該系統(tǒng)包括具有使得聚乙酸乙烯酯的至少一部分在井下溫度水解的尺寸和/或形狀的顆粒。在某些實施方式中，所述顆粒包含作為聚乙酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯的共聚物之一的聚乙酸乙烯酯。該聚乙酸乙烯酯可包含平均分子量低于約500，000的顆粒。該顆?？砂垡宜嵋蚁サ耐繉?，并且可進一步包含在所述涂層內(nèi)的常規(guī)破裂劑。該顆?？删哂惺沟盟鲱w粒在井下溫度可變形的尺寸和/或形狀。該顆?？删哂胁粸榫垡宜嵋蚁サ耐繉雍?或包封劑。在某進一步的實施方式中，該顆粒包含常規(guī)破裂劑、堿性緩沖劑、醇、乙酸根離子、破裂助劑、和/或碳酸鈣。所述系統(tǒng)的一些實施方式包括多個壓裂階段，其中所述顆粒不包含于具有支撐劑的多個壓裂階段的任一個中。所述顆?？砂x自球、珠、纖維、薄片、不規(guī)則形狀和橢球的一種或多種形狀。所述顆?？砂?微米 5，000微米的特征尺寸。在某些實施方式中， 該系統(tǒng)包括用于提供井下條件使得所述量的聚乙酸乙烯酯構(gòu)成可變形顆粒的手段，和/或用于提供井下條件使得聚乙酸乙烯酯在期望的時間窗口內(nèi)水解的手段。在再一示例的實施方式中，方法包括確定目的層的井下溫度和濾失特性，相應(yīng)于所述井下溫度和所述濾失特性確定包含聚乙酸乙烯酯的顆粒的尺寸分布，和在目的層上利用水力壓裂液進行水力壓裂處理。水力壓裂處理包括多個階段，并且所述方法進一步包括在至少一個所述階段期間將一定量的包含聚乙酸乙烯酯的顆粒加入水力壓裂液，其中所述量的顆粒有效控制濾失量。該方法進一步包括使所述量的顆粒的至少一部進行水解從而降低剩余水力壓裂液的粘度。在某些實施方式中，確定井下溫度進一步包括確定在水力壓裂處理期間和之后在水力壓裂區(qū)域中目的層的溫度軌跡。相應(yīng)于井下溫度和濾失特性的確定包含聚乙酸乙烯酯的顆粒的尺寸分布可包括確定這樣的尺寸分布，所述尺寸分布使得顆粒在井下溫度是可變形的。確定相應(yīng)于井下溫度和濾失特性的包含聚乙酸乙烯酯的顆粒的尺寸分布可包括確定這樣的尺寸分布，該尺寸分布使得目的層中的濾失通道被充分阻塞以實現(xiàn)期望的濾失速率。在某進一步的實施方式中，相應(yīng)于井下溫度和濾失特性的確定包含聚乙酸乙烯酯的顆粒尺寸分布包括確定這樣的尺寸分布，該尺寸分布使得進行水解在期望的時間窗口內(nèi)發(fā)生。在某些實施方式中，濾失特性包括孔喉描述(pore throatdescription)和/或天然裂 Iiffi^i (natural fracture description)。在一種實施方式中，所述方法進一步包括確定實測濾失特性和相應(yīng)于該實測濾失特性調(diào)節(jié)顆粒的量。所述調(diào)節(jié)包括改變加入的顆粒量，和/或提供第二量的包含聚乙酸乙烯酯的顆粒，和在所述至少一個階段將第二量的顆粒加入水力壓裂液。第二量的顆粒具有與前述量的顆粒不同的尺寸分布和不同的形狀中的至少之一。雖然本發(fā)明已在附圖和前述說明中進行了展示和說明，但這應(yīng)視為說明性的并且不在特性上限制，應(yīng)理解，僅顯示和說明了某些示例的實施方式，而在本發(fā)明主旨內(nèi)的改變和調(diào)整都期望受到保護。應(yīng)理解，雖然在以上說明書中使用的如優(yōu)選、優(yōu)選地、優(yōu)選的或更優(yōu)選的詞表明這樣描述的特征可為更期望的，但其可以不是必須的，沒有它的實施方式也可以涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述范圍由后附權(quán)利要求限定。閱讀權(quán)利要求時，當(dāng)如“一個”、“一種”、“至少一個”或“至少一部分”的詞在其中使用時，并不意圖將權(quán)利要求限定為僅一個物品，否則會在該權(quán)利要求中有相反的具體表述。當(dāng)使用“至少一部分”和/或“一部分”的語言時，物品可以包含一部分和/或整個物品，否則會有具體的相反說明。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括用壓裂液進行水力壓裂處理以在目的層中產(chǎn)生水力壓裂裂縫； 將包含聚乙烯基醇的酯衍生物的顆粒以有效控制濾失量的量加入水力壓裂處理的至少一個階段；進行聚乙烯基醇的酯衍生物的至少一部分的水解；和用它們水解的產(chǎn)物降低水力壓裂裂縫中壓裂液殘余物的粘度。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚乙烯基醇的酯衍生物包含在乳液中。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述聚乙烯基醇的酯衍生物包括聚乙酸乙烯酯。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚乙烯基醇的酯衍生物的量占大于0.1重量％的量。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述量的聚乙烯基醇的酯衍生物構(gòu)成所述顆粒上的涂層。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述顆粒進一步包含酸前體。
7.權(quán)利要求1、2、3或4的方法，其中所述聚乙烯基醇的酯衍生物的量占低于10重量％的量。
8.權(quán)利要求1、2、3、4或7的方法，進一步包括提供井下條件使得在水力壓裂裂縫中所述量的聚乙烯基醇的酯衍生物構(gòu)成可變形顆粒。
9.權(quán)利要求1、2、3、4或7的方法，進一步包括提供井下條件使得在水力壓裂裂縫中所述量的聚乙烯基醇的酯衍生物構(gòu)成可降解顆粒。
10.權(quán)利要求1、2、3、4或7的方法，進一步包括提供井下條件使得所述的進行水解在期望的時間窗口內(nèi)發(fā)生。
11.權(quán)利要求1、2、3、4或7的方法，進一步包括將水解促進劑加入到水力壓裂處理的至少一個階段，其中水解促進劑選自堿性緩沖劑、醇、乙酸根離子、和得自羧酸的離子。
12.權(quán)利要求1、2、3、4或7的方法，其中所述水力壓裂處理的至少一個階段不包括水力壓裂處理的任何支撐劑階段。
13.一種系統(tǒng)，包含包含聚合物組分的水力壓裂液；包含足以控制濾失量的量的顆粒的添加劑，所述顆粒包含聚乙酸乙烯酯； 具有井下溫度的目的層；和其中所述包含聚乙酸乙烯酯的顆粒具有使得至少一部分所述聚乙酸乙烯酯在所述井下溫度水解的尺寸和形狀。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述顆粒包含作為聚乙酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯的共聚物之一的聚乙酸乙烯酯。
15.權(quán)利要求13或14的系統(tǒng)，其中所述聚乙酸乙烯酯包含低于約500，000的平均分子量。
16.權(quán)利要求13、14或15的系統(tǒng)，其中所述顆粒進一步具有使得所述顆粒在所述井下溫度可變形的尺寸和形狀。
17.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述顆粒包含聚乙酸乙烯酯的涂層。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述顆粒進一步包含在所述涂層內(nèi)的常規(guī)破裂劑。
19.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述顆粒包含不為聚乙酸乙烯酯的涂層和包封劑之一。
20.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述顆粒具有選自球、珠、纖維、薄片、不規(guī)則形狀和橢球中的至少一種形狀。
21.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述顆粒具有1微米 5，000微米的特征尺寸。
全文摘要
一種系統(tǒng)，其包括包含聚合物組分的水力壓裂液，和具有足以控制濾失量的量的顆粒的添加劑，所述顆粒包含聚乙酸乙烯酯。該系統(tǒng)包括具有井下溫度的目的層，并且包含聚乙酸乙烯酯的顆粒具有使得聚乙酸乙烯酯在所述井下溫度水解的尺寸和/或形狀。所述顆?？删哂惺沟盟鲱w粒在井下溫度可變形的尺寸和/或形狀。所述顆粒中的聚乙酸乙烯酯可為所述顆?；牡囊徊糠帧⑺鲱w粒上的涂層，和/或整個顆?？蔀榫垡宜嵋蚁?。聚乙酸乙烯酯可包含于水力壓裂液的任何部分中，或僅包含于沒有充滿支撐劑的水力壓裂液的部分中。
文檔編號C09K8/70GK102361952SQ201080012653
公開日2012年2月22日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者D.威廉森, H.K.拉德瓦, M.K.R.潘加, R.D.哈欽斯, S.阿里 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司