本發(fā)明涉及用于提高儲層地層中的儲層改造體積(stimulatedreservoirvolume)的組合物和方法。更具體而言，本發(fā)明涉及通過使用放熱反應(yīng)成分增加裂縫網(wǎng)絡(luò)來提高儲層改造體積的組合物和方法。
背景技術(shù)：
：包含支撐劑的水力壓裂流體被廣泛用來提高儲烴地層(包括碳酸鹽和砂巖地層)的生產(chǎn)率。在水力壓裂操作過程中，以足以將所述儲層的地層壓裂并產(chǎn)生裂縫的壓力和速率來泵送壓裂處理流體。壓裂操作通常由三個主要階段組成，包括前置流體(padfluid)階段、支撐劑流體階段、以及后置流體(overflushfluid)階段。前置流體階段通常包括將前置流體泵送到地層中。前置流體是黏性的膠態(tài)流體，其引發(fā)產(chǎn)生裂縫并使裂縫蔓延。支撐劑流體階段涉及將支撐劑流體泵送到地層的裂縫中。支撐劑流體包含與黏性的膠態(tài)流體或黏彈性的表面活性劑流體相混的支撐劑。支撐劑流體中的支撐劑駐留在裂縫中，并產(chǎn)生導(dǎo)流裂縫，烴從該導(dǎo)流裂縫中流出。最后的階段(即后置流體階段)包括將黏性的膠態(tài)流體泵送到裂縫中，以確保支撐劑流體被推送到裂縫內(nèi)部。雖然這三個階段具有不同的目的，但是它們都采用了高黏性的和/或膠態(tài)的流體以實(shí)現(xiàn)其目的。傳統(tǒng)方法的不利之處在于：在裂縫中留下了高體積的膠狀材料或聚合物材料。膠狀材料可聚集在裂縫中的支撐劑周圍，或者可自由地處于裂縫中。膠狀材料會堵塞裂縫，從而降低裂縫的導(dǎo)流性能。從儲層地層中流出的烴無法移動膠狀材料。用于清潔裂縫的傳統(tǒng)方法涉及減黏劑(viscositybreaker)或其他用來分解流體的成分。這些傳統(tǒng)方法遇到的問題是：不能將裂縫完全清理干凈，會留下殘余的黏性材料并且導(dǎo)流性能會降低。此外，非常規(guī)氣井要求廣泛的壓裂網(wǎng)絡(luò)，以提高儲層改造體積，并產(chǎn)生商業(yè)生產(chǎn)井。一種常用的技術(shù)是水平井中的多階段水力壓裂，其費(fèi)用非常昂貴，并且可能提供不了所需要的儲層改造體積。此外，如上所述，傳統(tǒng)的水力壓裂方法采用大量的被泵入井下(downhole)的破壞性膠體。即使是采用傳統(tǒng)的減黏劑，也有顯著量的聚合物材料無法被回收，因此裂縫導(dǎo)流性能降低。所以，希望有一種提高非常規(guī)氣井的儲層改造體積的方法。還希望有這樣的一種方法，不管儲層或井的類型如何，該方法都能使所需的壓裂流體的體積最小化，同時能提高流體回收體積。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明涉及用于提高儲層地層中的儲層改造體積的組合物和方法。更具體而言，本發(fā)明涉及通過使用放熱反應(yīng)成分增加裂縫網(wǎng)絡(luò)來提高儲層改造體積的組合物和方法。在第一方面中，提供了一種提高含氣地層中的井眼的儲層改造體積的方法。該方法包括以下步驟：將放熱反應(yīng)成分混合以達(dá)到預(yù)選的溶液pH，其中所述放熱反應(yīng)成分能有效地在井眼溫度下反應(yīng)以產(chǎn)生壓力脈沖；將所述放熱反應(yīng)成分與黏性流體成分和支撐劑成分混合以形成壓裂流體，所述黏性流體成分能有效地壓裂含氣地層以產(chǎn)生裂縫，所述支撐劑成分被所述黏性流體運(yùn)送到所述裂縫，所述支撐劑成分包括支撐劑，所述支撐劑能有效地使所述裂縫保持張開；將所述壓裂流體注入含氣地層的井眼中以產(chǎn)生裂縫；以及當(dāng)所述放熱反應(yīng)成分達(dá)到所述井眼溫度時產(chǎn)生所述壓力脈沖，所述壓力脈沖能有效地產(chǎn)生輔助裂縫，其中所述輔助裂縫產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中所述裂縫網(wǎng)絡(luò)使所述儲層改造體積增大。在初級操作中采用壓裂流體來產(chǎn)生裂縫。由所述壓裂流體導(dǎo)致的裂縫延伸出輔助裂縫，從而產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)。通過所述放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)可導(dǎo)致輔助裂縫。在本發(fā)明的某些方面，放熱反應(yīng)成分包括含銨化合物和含亞硝酸根化合物。在本發(fā)明的某些方面，所述含銨化合物為NH4Cl，并且所述含亞硝酸根化合物為NaNO2。在某些方面中，所述預(yù)選的溶液pH在6.5和9之間。在本發(fā)明的某些方面，井眼溫度在48.8℃(120℉)和121.1℃(250℉)之間的范圍內(nèi)。在某些方面中，所述壓力脈沖在500psi和50,000psi之間。在第二方面中，提供了一種提高含氣地層中的井眼的儲層改造體積的方法。該方法包括以下步驟：將放熱反應(yīng)成分混合以達(dá)到預(yù)選的溶液pH，其中所述放熱反應(yīng)成分能有效地在井眼溫度下反應(yīng)以產(chǎn)生壓力脈沖；將所述放熱反應(yīng)成分注入含氣地層中以產(chǎn)生裂縫；以及當(dāng)所述放熱反應(yīng)成分達(dá)到所述井眼溫度時產(chǎn)生所述壓力脈沖，所述壓力脈沖能有效地產(chǎn)生輔助裂縫，其中所述輔助裂縫與所述裂縫相連而產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中所述裂縫網(wǎng)絡(luò)使儲層改造體積增大。在本發(fā)明的某些方面，所述放熱反應(yīng)成分包括含銨化合物和含亞硝酸根化合物。在本發(fā)明的某些方面，所述含銨化合物為NH4Cl，并且所述含亞硝酸根化合物為NaNO2。在某些方面中，所述預(yù)選的溶液pH在6.5和9之間。在某些方面中，所述井眼溫度在48.8℃(120℉)和121.1℃(250℉)之間的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的某些方面，所述壓力脈沖在500psi和50,000psi之間。在一些實(shí)施方案中，公開了一種提高含氣地層中的井眼的儲層改造體積的方法。該方法包括以下步驟：將放熱反應(yīng)成分混合成水溶液以達(dá)到預(yù)選的溶液pH，其中所述放熱反應(yīng)成分能有效地在預(yù)選的井眼溫度下反應(yīng)以產(chǎn)生壓力脈沖；以及將所述水溶液與黏性流體成分混合以形成壓裂流體，所述黏性流體成分能有效地壓裂含氣地層以產(chǎn)生裂縫，所述壓裂流體還包含支撐劑成分，所述支撐劑成分被所述黏性流體成分運(yùn)送到所述裂縫，所述支撐劑成分包含支撐劑，所述支撐劑能有效地使所述裂縫保持張開。該方法還包括以下步驟：將所述壓裂流體注入含氣地層的井眼中以產(chǎn)生裂縫，以及當(dāng)所述放熱反應(yīng)成分達(dá)到所述預(yù)選的井眼溫度時產(chǎn)生所述壓力脈沖，這樣所述壓力脈沖能有效地產(chǎn)生輔助裂縫，其中所述輔助裂縫產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中所述裂縫網(wǎng)絡(luò)使儲層改造體積增大。在一些實(shí)施方案中，所述放熱反應(yīng)成分包含含銨化合物和含亞硝酸根化合物。在其他的實(shí)施方案中，所述含銨化合物包含NH4Cl，并且所述含亞硝酸根化合物包含NaNO2。在其他的實(shí)施方案中，所述預(yù)選的溶液pH在5.7和9之間。還在其他的實(shí)施方案中，所述井眼溫度在48.8℃(120℉)和121.1℃(250℉)之間的范圍內(nèi)。在還有的其他實(shí)施方案中，所述壓力脈沖在500psi和50,000psi之間。在一些實(shí)施方案中，所述壓力脈沖在小于10秒內(nèi)產(chǎn)生所述輔助裂縫。還在其他的實(shí)施方案中，所述壓力脈沖在小于5秒內(nèi)產(chǎn)生所述輔助裂縫。本文公開了一種提高含氣地層中的井眼的儲層改造體積的方法，所述方法包括以下步驟：將放熱反應(yīng)成分混合成水溶液以達(dá)到預(yù)選的溶液pH，其中所述放熱反應(yīng)成分能有效地在預(yù)選的井眼溫度下反應(yīng)以產(chǎn)生壓力脈沖，以及將所述放熱反應(yīng)成分注入含氣地層中以產(chǎn)生裂縫。該方法還包括以下步驟：當(dāng)所述放熱反應(yīng)成分達(dá)到所述預(yù)選的井眼溫度時產(chǎn)生所述壓力脈沖，這樣所述壓力脈沖能有效地產(chǎn)生輔助裂縫，其中所述輔助裂縫與所述裂縫相連以產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中所述裂縫網(wǎng)絡(luò)使儲層改造體積增大。在一些實(shí)施方案中，所述放熱反應(yīng)成分包含含銨化合物和含亞硝酸根化合物。在其他的實(shí)施方案中，所述含銨化合物包含NH4Cl，并且所述含亞硝酸根化合物包含NaNO2。還在其他的實(shí)施方案中，所述預(yù)選的溶液pH在5.7和9之間。在還有的其他實(shí)施方案中，所述井眼溫度在48.8℃(120℉)和121.1℃(250℉)之間的范圍內(nèi)。還在其他的實(shí)施方案中，所述壓力脈沖在500psi和50,000psi之間。在某些方面中，所述壓力脈沖在小于10秒內(nèi)產(chǎn)生所述輔助裂縫。在其他方面中，所述壓力脈沖在小于5秒內(nèi)產(chǎn)生所述輔助裂縫。本文公開了一種水力壓裂含烴地層的方法，所述方法包括以下步驟：確定在所述含烴地層內(nèi)的一定深度處的井眼溫度，以及確定水力壓裂流體達(dá)到所述含烴地層內(nèi)的所述深度并且確定達(dá)到所述深度處的所述井眼溫度所需的時長。該方法還包括以下步驟：將放熱反應(yīng)成分混合成水溶液以達(dá)到預(yù)選的溶液pH，其中所述放熱反應(yīng)成分能有效地在所述含烴地層內(nèi)的所述深度處的所述井眼溫度下反應(yīng)以產(chǎn)生壓力脈沖，以及將所述水溶液與黏性流體成分混合以形成水力壓裂流體，所述黏性流體成分能有效地壓裂含氣地層以產(chǎn)生裂縫，所述壓裂流體還包含支撐劑成分，所述支撐劑成分被所述黏性流體成分運(yùn)送到所述裂縫，所述支撐劑成分包含支撐劑，所述支撐劑能有效地使所述裂縫保持張開。該方法還包括以下步驟：將所述壓裂流體注入含氣地層的井眼中以產(chǎn)生裂縫；以及當(dāng)所述放熱反應(yīng)成分達(dá)到所述井眼溫度時產(chǎn)生所述壓力脈沖，這樣所述壓力脈沖能有效地產(chǎn)生輔助裂縫，其中所述輔助裂縫產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，其中所述裂縫網(wǎng)絡(luò)使儲層改造體積增大。在一些實(shí)施方案中，所述放熱反應(yīng)成分包含含銨化合物和含亞硝酸根化合物在一些實(shí)施方案中，所述含銨化合物包含NH4Cl，并且所述含亞硝酸根化合物包含NaNO2。還在其他的實(shí)施方案中，所述預(yù)選的溶液pH在5.7和9之間。在還有的其他實(shí)施方案中，所述井眼溫度在48.8℃(120℉)和121.1℃(250℉)之間的范圍內(nèi)。在某些方面中，所述壓力脈沖在500psi和50,000psi之間。在一些實(shí)施方案中，所述壓力脈沖在小于10秒內(nèi)產(chǎn)生所述輔助裂縫。還在其他的實(shí)施方案中，所述壓力脈沖在小于5秒內(nèi)產(chǎn)生所述輔助裂縫。附圖說明結(jié)合以下說明、權(quán)利要求書、以及說明書附圖，本發(fā)明的這些以及其他的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將會變得更好理解。但是需要指出的是，附圖僅示出了本發(fā)明的若干實(shí)施方案，因此不能認(rèn)為附圖是對本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍還能承認(rèn)其他等效的實(shí)施方案。圖1是清理流體(cleanupfluid)對殘余黏性材料黏度的影響的圖示。圖2是放熱反應(yīng)成分產(chǎn)生的熱和壓力的圖示。圖3a和3b是在清理流體的放熱反應(yīng)成分反應(yīng)之前和之后殘余黏性材料的圖示。圖4是用于本文所述的不受限測試的巖石樣品塊體設(shè)計(jì)的圖示。圖5是用于本文所述的受限測試的巖石樣品塊體設(shè)計(jì)的圖示。圖6是采用本發(fā)明的方法對白水泥巖石樣品處理前和處理后的圖示。圖7是采用本發(fā)明的方法對波崔特水泥(portraitcement)巖石樣品處理前和處理后的圖示。圖8是采用本發(fā)明的方法對印第安那石灰?guī)r巖石樣品處理前和處理后的圖示。圖9是采用本發(fā)明的方法對頁巖巖石樣品處理前和處理后的圖示。圖10是用于受限測試的水泥巖石樣品的圖示。圖11是對于受限測試#5，在2,000psi的雙軸應(yīng)力下本發(fā)明方法的效果的圖示。圖12是在受限測試#5之后的水泥巖石樣品的圖示。圖13是對于受限測試#6，在4,000psi的雙軸應(yīng)力下本發(fā)明方法的效果的圖示。圖14是在受限測試#6之后的水泥巖石樣品的圖示。圖15是在初始壓力為0psi并且溶液體積為200％的條件下，由于放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)所產(chǎn)生的溫度和壓力脈沖的圖示。圖16為初始壓力與由于放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)所產(chǎn)生的最高溫度和壓力脈沖的最大壓力的對比。圖17是采用通過將放熱反應(yīng)成分和黏性流體成分混合而制備的壓裂流體進(jìn)行測試所得結(jié)果的圖示，其中通過向壓裂流體中添加減黏劑來引發(fā)反應(yīng)。圖18是化學(xué)成分濃度和溶液體積對所產(chǎn)生的壓力脈沖的影響的圖示。圖19是初始壓力和pH對放熱反應(yīng)成分被引發(fā)反應(yīng)時的井眼溫度的影響的圖示。圖20是包含黏性流體成分、放熱反應(yīng)成分和支撐劑成分的壓裂流體混合物的圖示。圖21是包含黏性流體成分和放熱反應(yīng)成分的壓裂流體混合物的圖示。圖22是放熱反應(yīng)成分反應(yīng)后的壓裂流體的圖示。圖23是放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)對壓裂流體黏度的影響的圖示。圖24是降低井眼溫度以延遲放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)的效果的圖示。圖25是在對致密巖心(tightcore)樣品施加放熱反應(yīng)成分之前該巖心樣品的孔隙率分布的圖示。圖26是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之前該巖心樣品的圖示。圖27-28是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之前該巖心樣品的環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)圖像。圖29是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之前該巖心樣品的MR-CT掃描分析(核磁共振聯(lián)合X射線計(jì)算斷層照相進(jìn)行巖心分析)。圖30是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之前和之后該巖心樣品的孔隙率分布的示圖。圖31是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之后該巖心樣品的圖示。圖32-33是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之后該巖心樣品的ESEM圖像。圖34是在對致密巖心樣品施加放熱反應(yīng)成分之后該巖心樣品的MR-CT掃描分析。具體實(shí)施方式雖然將會結(jié)合若干實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行說明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，相關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員將知曉，本文描述的裝置和方法的許多例子、變型和改變都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，雖然列出了本文描述的本發(fā)明的實(shí)施方案，但其一般性不應(yīng)有任何損失，并且不應(yīng)對權(quán)利要求書造成限制。在一個方面中，提供了一種由于對殘余黏性材料的清理而提高了地層中的烴的采收率的方法。水力壓裂操作采用壓裂流體使地層裂開而產(chǎn)生裂縫。地層例如包括砂巖和碳酸鹽。壓裂流體包括黏性流體成分和支撐劑成分。黏性流體成分具有黏度。黏性流體成分能有效地提高壓裂流體的黏度。黏性流體成分包括增黏的水基流體、非增黏的水基流體、基于膠體的流體、基于膠油的流體(geloil-basedfluids)、基于酸的流體和泡沫流體?；谀z體的流體包括纖維素衍生物和基于瓜爾膠的流體。纖維素衍生物包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和甲基羥乙基纖維素?；诠蠣柲z的流體包括羥丙基瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠、由含水硼砂/硼酸溶液中的硼離子交聯(lián)的瓜爾膠、以及由有機(jī)金屬化合物交聯(lián)的瓜爾膠。有機(jī)金屬化合物包括鋯、鉻、銻和鈦的鹽?；谀z油的流體包括磷酸鋁-酯油膠體(aluminumphosphate-esteroilgels)。在至少一個實(shí)施方案中，黏性流體成分是含水瓜爾膠溶液，瓜爾膠的濃度在約0.1％和約15％之間，約0.1％和約10％之間，約1％和約10％之間，約2％和約8％之間，約4％和約6％之間。支撐劑成分包括支撐劑。支撐劑流體中的支撐劑駐留在裂縫中并產(chǎn)生導(dǎo)流裂縫，烴從該導(dǎo)流裂縫中流出。任何能夠使導(dǎo)流裂縫保持張開的支撐劑均適合用于本發(fā)明的實(shí)施方案中。在一些實(shí)施方案中，所述支撐劑成分包括具有黏度的黏性的載體流體。黏性的載體流體包括增黏的水基流體、非增黏的水基流體、基于膠體的流體、基于膠油的流體、基于酸的流體和泡沫流體?；谀z體的流體包括纖維素衍生物和基于瓜爾膠的流體。纖維素衍生物包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和甲基羥乙基纖維素?；诠蠣柲z的流體包括羥丙基瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠、由含水硼砂/硼酸溶液中的硼離子交聯(lián)的瓜爾膠、以及由有機(jī)金屬化合物交聯(lián)的瓜爾膠。有機(jī)金屬化合物包括鋯、鉻、銻和鈦的鹽?；谀z油的流體包括磷酸鋁-酯油膠體。在一些實(shí)施方案中，水力壓裂操作采用一階段壓裂流體，其中壓裂流體包括黏性流體成分和支撐劑成分這兩者，其中黏性流體成分將支撐劑成分運(yùn)送到裂縫。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，水力壓裂操作采用多階段壓裂流體，其中將黏性流體成分注入地層中，隨后注入在黏性的載體流體中的支撐劑成分。在一些實(shí)施方案中，注入支撐劑成分后，還注入附加的黏性流體以確保將支撐劑置于裂縫中。附加的黏性流體具有黏度。在一些實(shí)施方案中，黏性流體成分、黏性的載體流體、以及附加的黏性流體的黏度是相同的。在一些實(shí)施方案中，黏性流體成分、黏性的載體流體、以及附加的黏性流體的黏度是不同的。在支撐劑被置入裂縫中并且壓裂流體可從裂縫中滲出之后，停止注射壓裂流體。水力壓裂操作在裂縫中留下了殘余黏性材料。殘余黏性材料包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和甲基羥乙基纖維素、瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠、由硼交聯(lián)的瓜爾膠、磷酸鋁-酯油膠體、以及由有機(jī)金屬化合物交聯(lián)的瓜爾膠。有機(jī)金屬化合物包括鋯、鉻、銻和鈦的鹽。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，殘余黏性材料為膠狀材料。在一些實(shí)施方案中，殘余黏性材料為聚合物材料。在至少一個實(shí)施方案中，殘余黏性材料為瓜爾膠。殘余黏性材料具有大于壓裂流體的黏度。在至少一個實(shí)施方案中，殘余黏性材料包圍和/或鄰近置于裂縫中的支撐劑。在支撐劑已置于裂縫中之后，清理流體發(fā)揮作用除去殘余黏性材料。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，將清理流體與壓裂流體混合。在至少一個其中采用了多階段壓裂流體的實(shí)施方案中，清理流體為水力壓裂操作的各個階段所用的流體的成分。在一個可替代的實(shí)施方案中，僅將清理流體添加到水力壓裂操作的最終階段的流體中。在一些實(shí)施方案中，在水力壓裂操作后，以單獨(dú)的步驟將清理流體泵送到壓裂的地層中。清理流體包括酸前體和放熱反應(yīng)成分。放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)導(dǎo)致動能和熱能釋放。放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)產(chǎn)生熱并使壓力升高。所產(chǎn)生的熱使周圍流體(包括存留在裂縫中的壓裂流體以及殘余黏性材料)的溫度升高。溫度升高使得壓裂流體的黏度下降。溫度升高使得留在裂縫中的殘余黏性材料的黏度下降，從而產(chǎn)生黏度降低的材料。黏度降低的材料從地層裂縫流到井眼。壓力升高提供了上升能(liftenergy)，以將黏度降低的材料從井眼推向表面。殘余黏性材料的去除使得裂縫的導(dǎo)流性能提高。裂縫的導(dǎo)流性能提高使得壓裂流體的滲出性提高，使壓裂效率提高，并且最低限度地降低對附加壓裂工作的需求，最大限度地縮短壓裂和井生產(chǎn)之間的時間，并使烴流量增大，從而轉(zhuǎn)化為烴采收率提高。酸前體是任意能釋放出氫離子來引發(fā)放熱反應(yīng)成分發(fā)生反應(yīng)的酸。酸前體包括三醋精(1,2,3-丙三醇三乙酸酯)、乙酸甲酯、HCl和乙酸。在至少一個實(shí)施方案中，酸前體為三醋精。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，酸前體為乙酸。放熱反應(yīng)成分包括一種或多種氧化還原反應(yīng)物，其放熱反應(yīng)產(chǎn)生熱量并使壓力升高。放熱反應(yīng)成分包括脲、次氯酸鈉，含銨化合物以及含亞硝酸根化合物。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分包括含銨化合物。含銨化合物包括氯化銨、溴化銨、硝酸銨、硫酸銨、碳酸銨和氫氧化銨。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分包括含亞硝酸根化合物。含亞硝酸根化合物包括亞硝酸鈉和亞硝酸鉀。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分既包括含銨化合物也包括含亞硝酸根化合物。在至少一個實(shí)施方案中，含銨化合物為氯化銨(NH4Cl)。在至少一個實(shí)施方案中，含亞硝酸根化合物為亞硝酸鈉NaNO2。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分包括兩種氧化還原反應(yīng)物：NH4Cl和NaNO2，其按照下式反應(yīng)：在放熱反應(yīng)成分按照上式發(fā)生的反應(yīng)中，所產(chǎn)生的熱量有助于降低殘余黏性材料的黏度。放熱反應(yīng)成分被引發(fā)反應(yīng)。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分在裂縫內(nèi)被引發(fā)。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，酸前體通過釋放出氫離子來引發(fā)放熱反應(yīng)成分反應(yīng)。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分受熱被引發(fā)。在注入前置液(pre-pad)或用鹵水進(jìn)行前置沖洗(pre-flush)期間井眼溫度下降達(dá)到低于120℉(48.9℃)的溫度。然后將本發(fā)明的壓裂流體注入井中，井眼溫度上升。當(dāng)井眼溫度達(dá)到高于或等于120℉的溫度時，氧化還原反應(yīng)物被引發(fā)反應(yīng)。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，在不存在酸前體的條件下，由溫度引發(fā)氧化還原反應(yīng)物的反應(yīng)。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，在放熱反應(yīng)成分處于裂縫中時，放熱反應(yīng)成分受熱被引發(fā)。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分由pH引發(fā)。將堿加入本發(fā)明的壓裂流體中，以將pH調(diào)節(jié)至9和12之間。在至少一個實(shí)施方案中，所述堿為氫氧化鉀。將含有堿的壓裂流體注入地層中。在注入壓裂流體之后，注入酸將pH調(diào)節(jié)到低于6。在pH低于6時，氧化還原反應(yīng)物被引發(fā)反應(yīng)。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，在放熱反應(yīng)成分處于裂縫中時，由pH引發(fā)放熱反應(yīng)成分。在至少一個實(shí)施方案中，在水力壓裂操作之后，將清理流體引入裂縫。采用雙股卷繞管(dual-stringcoiledtubing)將放熱反應(yīng)成分和酸前體引入井眼。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分包括NH4Cl和NaNO2。酸前體為乙酸。將乙酸與NH4Cl混合，并采用雙股卷繞管的不同側(cè)將其與NaNO2平行注入。放熱反應(yīng)成分和酸前體在裂縫中混合。在本發(fā)明的一個可替代的實(shí)施方案中，提供了一種提高含氣地層中的儲層改造體積的方法。含氣地層可包括致密氣地層、非常規(guī)氣地層、以及頁巖氣地層。地層包括印第安那石灰?guī)r、貝里亞砂巖(Beriasandstone)以及頁巖。儲層改造體積是這樣的體積，其圍繞已被壓裂的儲層中的井眼以提高井產(chǎn)量。儲層改造體積是用于描述裂縫網(wǎng)絡(luò)體積的概念。可實(shí)施該方法來提高儲層改造體積，而不管含氣地層中的儲層壓力如何?？稍趦訅毫μ幱诖髿鈮毫χ?0,000psig范圍內(nèi)的含氣地層中實(shí)施該方法來提高儲層改造體積。在本發(fā)明的方法中，混合放熱反應(yīng)成分達(dá)到預(yù)選的溶液pH。預(yù)選的溶液pH在約6至約9.5的范圍內(nèi)，或者為約6.5至約9。在至少一個實(shí)施方案中，預(yù)選的溶液pH為6.5。將放熱反應(yīng)成分與黏性流體成分和支撐劑成分混合以形成壓裂流體。將壓裂流體注入含氣地層的井眼中以產(chǎn)生裂縫，并且支撐劑使裂縫保持張開。放熱反應(yīng)成分發(fā)生反應(yīng)并在反應(yīng)后產(chǎn)生壓力脈沖，該壓力脈沖產(chǎn)生輔助裂縫。在初級操作中使用壓裂流體以產(chǎn)生裂縫。從壓裂流體導(dǎo)致的裂縫延伸出輔助裂縫，從而產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)。裂縫網(wǎng)絡(luò)使儲層改造體積增大。在一些實(shí)施方案中，注入包括黏性流體成分和/或支撐劑成分和/或后置液成分和/或放熱反應(yīng)成分的水力壓裂流體不會產(chǎn)生泡沫或者將泡沫引入包括水力裂縫的水力壓裂地層中。在至少一個實(shí)施方案中，在放熱反應(yīng)成分達(dá)到井眼溫度時，該放熱反應(yīng)成分發(fā)生反應(yīng)。井眼溫度在約100℉和約250℉之間，或者在約120℉和約250℉之間，或者在約120℉和約230℉之間，或者在約140℉和約210℉之間，或者在約160℉和約190℉之間。在至少一個實(shí)施方案中，井眼溫度為200℉。在至少一個實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分起反應(yīng)時的井眼溫度受到預(yù)選的溶液pH和初始壓力的影響。初始壓力是在放熱反應(yīng)成分即將反應(yīng)之前該放熱反應(yīng)成分的壓力。初始壓力提高可使引發(fā)放熱反應(yīng)成分反應(yīng)的井眼溫度升高。預(yù)選的溶液pH提高也可使引發(fā)放熱反應(yīng)成分反應(yīng)的井眼溫度升高。在放熱反應(yīng)成分發(fā)生反應(yīng)時，該反應(yīng)產(chǎn)生壓力脈沖和熱量。壓力脈沖自反應(yīng)開始起數(shù)毫秒內(nèi)產(chǎn)生。壓力脈沖為約500psi和約50,000psi之間的壓力，或者在約500psi和約20,000psi之間，或者在約500psi和約15,000psi之間，或者在約1,000psi和約10,000psi之間，或者在約1,000psi和約5,000psi之間，或者在約5,000psi和約10,000psi之間。壓力脈沖產(chǎn)生輔助裂縫。輔助裂縫自反應(yīng)點(diǎn)向所有的方向延伸，而不會對井眼或由壓裂流體注入步驟所產(chǎn)生的裂縫造成損害。不管儲層壓力如何，壓力脈沖都產(chǎn)生輔助裂縫。壓力脈沖的壓力受到儲層初始壓力、放熱反應(yīng)成分的濃度、以及溶液體積的影響。除了壓力脈沖之外，放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)還釋放熱量。該反應(yīng)釋放的熱量導(dǎo)致地層溫度急劇升高，這會導(dǎo)致熱壓裂。因此，放熱反應(yīng)成分釋放的熱量有助于產(chǎn)生輔助裂縫。放熱反應(yīng)成分允許高度的定制化，以滿足地層和壓裂條件的要求。在至少一個實(shí)施方案中，可用酸前體來引發(fā)放熱反應(yīng)成分反應(yīng)。在至少一個實(shí)施方案中，在不存在黏性流體成分和支撐劑成分的條件下，將放熱反應(yīng)成分注入井眼并使之反應(yīng)以產(chǎn)生壓力脈沖。在至少一個實(shí)施方案中，提高儲層改造體積的方法也實(shí)施了如本文所述的清理殘余黏性材料的方法?？烧{(diào)整本發(fā)明的方法以滿足壓裂操作的需求。在一個實(shí)施方案中，壓裂流體包括放熱反應(yīng)成分，其反應(yīng)既起到產(chǎn)生輔助裂縫的作用，又起到清理壓裂流體中的殘余黏性材料的作用。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，壓裂流體包括放熱反應(yīng)成分，其反應(yīng)僅起到產(chǎn)生輔助裂縫的作用。在一個實(shí)施方案中，壓裂流體包括放熱反應(yīng)成分，其反應(yīng)僅起到清理殘余黏性材料的作用。本文描述了一種提高含氣地層的儲層改造體積的方法。所述提高儲層改造體積的方法可在含油地層、含水地層或任何其他地層中實(shí)施。在本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案中，可實(shí)施所述提高儲層改造體積的方法以在水泥中產(chǎn)生裂縫和輔助裂縫。實(shí)施例實(shí)施例1.在室溫下，將由3MNH4Cl和3MNaNO2構(gòu)成的清理流體放熱反應(yīng)成分添加到1體積％的瓜爾膠溶液中，參見圖3。放熱反應(yīng)成分受熱被引發(fā)。在反應(yīng)之前、期間、之后，采用錢德勒黏度計(jì)(Chandlerviscometer)測量溶液的黏度。在放熱反應(yīng)成分反應(yīng)之前，殘余黏性材料的黏度為85cP。圖1為隨著放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)示出黏度的圖。該圖示出，殘余黏性材料的黏度降低到小于8.5cP。圖3b示出了溶液，該溶液包含在放熱反應(yīng)成分反應(yīng)之后的殘余黏性材料。實(shí)施例2.由3MNH4Cl和3MNaNO2制備放熱反應(yīng)成分的水溶液。將該水溶液放入室溫且初始壓力為1,000psi的高壓反應(yīng)器中。升高反應(yīng)溫度。在約120℉下反應(yīng)被引發(fā)，參見圖2。由于發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)的溫度達(dá)到545℉并且壓力為3,378psi，參見圖2。實(shí)施例3.在實(shí)施例3中，采用兩個高壓反應(yīng)器對放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行研究。一個高壓反應(yīng)器被定級為最高耐10,000psi和500℃，總體積為3L。另一個高壓反應(yīng)器被定級為最高耐20,000psi和500℃，總體積為80ml。通過計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制實(shí)驗(yàn)參數(shù)。每2秒記錄一次實(shí)時壓力和溫度數(shù)據(jù)，以獲取放熱反應(yīng)成分反應(yīng)期間所產(chǎn)生的壓力-溫度行為。該機(jī)制模擬了將放熱反應(yīng)成分注入井眼以及引發(fā)反應(yīng)而導(dǎo)致將會在井眼中出現(xiàn)的壓力和溫度。本研究假定井眼是鉆在零滲透性地層中，以與高壓反應(yīng)器相匹配。該假定可被認(rèn)為是接近于頁巖地層，盡管頁巖地層也會有一些滲透性。本研究允許對三個自變量進(jìn)行測試：放熱反應(yīng)成分的摩爾濃度，高壓反應(yīng)器內(nèi)部的初始壓力，以及放熱反應(yīng)成分體積與高壓反應(yīng)器體積之比。實(shí)施例4.在實(shí)施例4中，進(jìn)行巖石樣品試驗(yàn)，以測試本發(fā)明所述方法的壓裂潛力。所制的用于實(shí)施例4的巖石樣品為矩形塊體，尺寸為8”x8”x8”、以及10”x10”x10”。由印第安那石灰?guī)r、貝里亞砂巖、頁巖、水泥制得巖石樣品。石灰?guī)r、砂巖和頁巖塊取自露出地面的巖石樣品。水泥巖石樣品是由水和水泥以31:100的比例(水與水泥的重量比)混合澆鑄而成的。表1示出了巖石樣品的物理和機(jī)械性能。表1.測試1至4的巖石樣品的性能性能測試#1測試#2測試#3測試#4樣品材料白水泥波崔特水泥印第安那石灰?guī)r頁巖尺寸8x8x8”8x8x8”10x10x10”10x10x10”孔隙率29％24.2％28％3.8％體密度，gm/cc1.822.011.822.50楊氏模量，psi1.92x1062.1x1061.92x1062.66x106泊松比0.260.190.260.20單軸壓縮強(qiáng)度，psi3,2993,1473,2294,965內(nèi)聚強(qiáng)度，psi9881,3171,0671,268拉伸強(qiáng)度，psi不可得不可得271不可得內(nèi)摩擦角28°10.1°23°36°各巖石樣品具有一個模擬的井眼，該井眼鉆在巖石樣品的中央處，并且尺寸為1.5x3”，如圖4和圖5所示。對于不受限測試，垂直裸眼井眼為3”長，并且直徑為1.5”，如圖2所示。對于受限測試，垂直裸眼井眼的直徑為1.5”，并且被鑄成一直穿過塊體的中央，如圖3所示。將放熱反應(yīng)成分的樣品與黏性流體成分混合以產(chǎn)生壓裂流體樣品，加載量為40lbs/Mgal。壓裂流體在室溫、81s-1的剪切速率下的黏度為約1,600cP。放熱化學(xué)成分的濃度為3M，并且在制備后立即使用。在測試過程中，壓裂流體注入垂直裸眼井眼的注射速率為30cc/min。在受限和不受限的條件下對壓裂流體的樣品進(jìn)行測試。對于受限應(yīng)力測試，將樣品裝載到雙軸盒(biaxialcell)中，在一個測試中，等水平應(yīng)力為2000psi，在另一個測試中等水平應(yīng)力為4000psi。在大約2570英尺的深度，這些應(yīng)力分別代表0.78psi/ft、1.56psi/ft的梯度。將含有放熱反應(yīng)成分的壓裂流體樣品注入塊體中，并采用雙軸板施加熱量。測試1至4.不受限測試條件測試1和2.對于測試1和2，巖石樣品為人造水泥塊。將巖石樣品預(yù)熱到200℉。然后，在大氣壓下，以30cc/min的速率將放熱反應(yīng)成分注入巖石樣品中。隨著注射接近完成并且發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了多條裂縫，如圖6和7所示。相對于垂直裸眼井眼，裂縫為縱向的以及垂直的。裂縫形狀指示出裂縫從井眼向樣品側(cè)面蔓延，這表明產(chǎn)生的壓力大于樣品的壓縮強(qiáng)度。測試1和測試2的巖石樣品的破壞壓力為5,400psi。測試3.對于測試3，對印第安那石灰?guī)r塊樣品進(jìn)行測試。將塊體預(yù)熱到200℉。然后，在大氣壓下，以15cc/min的速率將放熱反應(yīng)成分注入巖石樣品中。隨著注射接近完成并且發(fā)生反應(yīng)，在2分鐘內(nèi)產(chǎn)生裂縫，如圖8所示。相對于垂直裸眼井眼，有兩條縱向裂縫和一條垂直裂縫。測試3的破壞壓力為4,700psi。測試4.在測試4中，測試塊體為頁巖塊樣品，鉆了一個長度為2”、直徑為1.5”的垂直裸眼井眼來模擬垂直井。在該測試中，首先注射放熱反應(yīng)成分。然后將塊體放入200℉的烘箱中。3小時后，放熱反應(yīng)成分被引發(fā)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生裂縫，如圖9所示。反應(yīng)被激活所耗的時間間隔模擬了井眼的井下溫度恢復(fù)。測試4的破壞壓力為6,600psi。測試5和6.受限條件測試在8”x8”x8”立方體的中央處模擬受限條件測試，如圖10所示。井眼的直徑為1.5英寸，其延伸貫穿樣品的全長，如圖5所示。然后將巖石樣品放入雙軸加載架(biaxialloadingframe)中，其中通過底板和頂板的機(jī)械緊固來控制垂直應(yīng)力，同時施加給定應(yīng)力值的兩種水平應(yīng)力。然后，在大氣壓和室溫下，以15cc/min的速率將放熱反應(yīng)成分注入巖石樣品中。然后將巖石樣品加熱2-3小時，直至發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生裂縫。以如下方式進(jìn)行兩個測試：在測試5中，在兩個方向上所施加的水平應(yīng)力均為2000psi，如圖11所示。在167℉下反應(yīng)被引發(fā)。在引發(fā)反應(yīng)后，相對于垂直裸眼井眼，產(chǎn)生了三條縱向裂縫和一條垂直裂縫，如圖12所示。測試6中在兩個方向上所施加的水平應(yīng)力均為4,000psi，如圖13所示。測試6的測試結(jié)果表現(xiàn)出與測試5幾乎相同的行為。相對于垂直裸眼井眼，產(chǎn)生了四條縱向裂縫，如圖14所示。裂縫形狀顯示出裂縫相對于垂直裸眼井眼為縱向的。裂縫形狀指示出兩組裂縫從垂直裸眼井眼向巖石樣品的端部蔓延，這表明產(chǎn)生的壓力大于8000psi。每個所產(chǎn)生的平面裂縫沿著水平應(yīng)力之一σ(h)的方向、并垂直于另一應(yīng)力σ(h)的方向蔓延，這是因?yàn)樗┘拥膽?yīng)力在兩個水平方向上是相等的。受限測試證明了原始儲層壓力不會使脈沖壓力以及脈沖壓力產(chǎn)生輔助裂縫的能力減弱。實(shí)施例5.采用被定級為最高耐10,000psi的高壓反應(yīng)器來測試放熱反應(yīng)成分的化學(xué)反應(yīng)。圖15示出了反應(yīng)行為以及壓力脈沖和溫度脈沖。在該反應(yīng)器測試中，在室內(nèi)溫度和壓力下，將放熱反應(yīng)成分放入該高壓容器中。然后，使溫度升高，直至達(dá)到120℉并且反應(yīng)被引發(fā)。在反應(yīng)被引發(fā)后，壓力上升時間小于2秒(2秒是高壓反應(yīng)器的低限)。增壓速率影響巖石樣品中產(chǎn)生的裂縫。如圖16所示，高壓反應(yīng)器中所達(dá)到的最終壓力是高壓反應(yīng)器中的初始壓力的函數(shù)。換言之，實(shí)施例5示出了最終壓力為初始反應(yīng)器壓力與反應(yīng)所產(chǎn)生的壓力之和。但是，在化學(xué)成分濃度和體積固定的情況下，在初始壓力改變時，溫度是恒定的。在另一個測試中，制備放熱反應(yīng)成分和黏性流體成分(40lb/1000gal)以產(chǎn)生壓裂流體，參見圖17。調(diào)節(jié)壓裂流體的溶液pH，直至達(dá)到預(yù)選的溶液pH值9.7。這使溶液受到緩沖，以免發(fā)生實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度下的反應(yīng)。然后，將壓裂流體注入高壓反應(yīng)器中，高壓反應(yīng)器被預(yù)設(shè)到200°F的溫度。預(yù)選的溶液pH降至反應(yīng)引發(fā)pH之前，不會引發(fā)放熱反應(yīng)成分。通過注射減黏劑，1小時后溶液pH降至5.7pH，這時放熱反應(yīng)成分發(fā)生反應(yīng)。在圖17中，放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)產(chǎn)生壓力脈沖。通過調(diào)節(jié)pH來控制放熱反應(yīng)速率的反應(yīng)啟動的能力提供了在現(xiàn)場施用注入地層中之前、期間、之后對反應(yīng)行為的控制。在圖17所示的實(shí)驗(yàn)中，通過控制pH來引發(fā)反應(yīng)。其他可加以控制以引發(fā)放熱反應(yīng)的條件包括溫度和溶液濃度。實(shí)施例6.采用高壓反應(yīng)器以不同的濃度和溶液體積對放熱反應(yīng)成分進(jìn)行測試。結(jié)果表明壓力是濃度和溶液體積的函數(shù)。所用的溶液體積越大，所產(chǎn)生的壓力就越高，參見圖18。放熱反應(yīng)成分的引發(fā)會導(dǎo)致壓力快速激增。這樣的壓力脈沖的產(chǎn)生、激增和下降可參見圖2、11、13、15和17。采用高壓反應(yīng)器進(jìn)行測量，在50％的溶液體積下，隨著濃度升高(1M、3M和4M)，所產(chǎn)生的壓力從988psi上升到6,100psi、16,600psi。濃度也顯示出對所產(chǎn)生的壓力具有影響。在溶液濃度為1M的條件下，隨著溶液體積從50體積％上升到100體積％，所產(chǎn)生的實(shí)測壓力從988psi升高到20,000psi。測試結(jié)果意味著在高濃度和大體積的條件下，壓力可達(dá)到超過45,000psi。實(shí)施例7.在初始反應(yīng)器壓力為0并且預(yù)選的溶液pH為6.5的條件下，井眼溫度被模擬為200℉，如圖19所示。一旦達(dá)到井眼溫度，反應(yīng)進(jìn)行得非常劇烈，并且在1毫秒內(nèi)產(chǎn)生壓力脈沖。高壓系統(tǒng)的最低限為2秒，因此無法記錄反應(yīng)脈沖持續(xù)時間。當(dāng)高壓反應(yīng)器初始壓力為350psi或更高時，井眼溫度穩(wěn)定在122℉左右。在零初始壓力下，當(dāng)溶液pH從6升高到9時，井眼溫度從200℉上升到230℉。在500psi的初始壓力下，隨著溶液pH從6.5升高到9，井眼溫度從122℉升高到184℉。在一些實(shí)施方案中，一旦包含放熱反應(yīng)成分的水溶液達(dá)到井眼溫度，出現(xiàn)壓力脈沖的時間(包括產(chǎn)生壓力脈沖、激增、然后逐漸下降的時間)為小于10分鐘，或小于1分鐘，或小于30秒，或小于10秒，或小于5秒，或小于2秒，或小于1秒，或者在約1毫秒以內(nèi)。這樣的壓力脈沖的產(chǎn)生、激增和下降可參見圖2、11、13、15和17。在一些實(shí)施方案中，無需將黏性流體成分(例如植物膠)與一種或多種放熱反應(yīng)成分組合使用。在一些實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)快速產(chǎn)生大量氮?dú)猓a(chǎn)生的氮?dú)猱a(chǎn)生了壓力，以使得壓力脈沖在含烴地層中產(chǎn)生裂縫。在一些實(shí)施方案中，放熱反應(yīng)成分水溶液的pH被控制為高于pH4，或高于pH5，或高于pH6，或高于pH7，或高于pH8，或高于pH9，或者約為pH9.5。實(shí)施例8.放熱反應(yīng)成分顯示出與黏性流體成分(這里為交聯(lián)的膠體)的相容性，如圖21所示。還制備了具有黏性流體成分、放熱反應(yīng)成分和支撐劑成分的壓裂流體，其顯示出相容性，如圖20所示。在高壓反應(yīng)器中，通過將不含支撐劑成分的壓裂流體加熱到井眼溫度使之活化，以引發(fā)放熱反應(yīng)成分的反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使黏性流體成分的黏度降低，生成了黏度降低的材料，而無需注射減黏劑，如圖22所示。采用錢德勒黏度計(jì)，在反應(yīng)前和反應(yīng)后測量壓裂流體(包含黏性流體成分和放熱反應(yīng)成分)的黏度。壓裂流體的黏度從1600cp下降到10cp，如圖23所示。結(jié)果表明放熱反應(yīng)成分以及這種處理方式可在壓裂工作后將裂縫清理干凈。實(shí)施例9.將前置沖洗液注入井眼，使得井眼溫度從250℉下降到100℉，如圖24所示。然后，將壓裂流體注入井中。使井眼溫度上升，并記錄反應(yīng)被井眼溫度引發(fā)的點(diǎn)。如圖24所示，大約用了3小時使井眼溫度達(dá)到184℉，這是在預(yù)選的溶液pH為9時引發(fā)放熱反應(yīng)成分所需的井眼溫度。井內(nèi)的熱恢復(fù)引發(fā)放熱反應(yīng)成分在不同的時段(在本測試中介于1小時至3小時之間)發(fā)生反應(yīng)。結(jié)果意味著可對放熱反應(yīng)成分以及在某種程度上可對井眼中的條件加以定制，以滿足工藝所需，包括提供將含有放熱反應(yīng)成分的壓裂流體置入井眼和裂縫中的附加時間?，F(xiàn)在參見圖25-34，對采用本發(fā)明的反應(yīng)性放熱成分處理過的樣品進(jìn)行顯微分析，結(jié)果顯示在處理區(qū)域周圍沒有形成受損區(qū)；而是產(chǎn)生了綜合甜點(diǎn)(syntheticsweetspot)。采用巖心驅(qū)替系統(tǒng)(corefloodsystem)對空氣透過率為0.005納達(dá)西(nanoDarcy)的致密巖心樣品進(jìn)行化學(xué)處理。通過巖心樣品內(nèi)的鉆孔將放熱反應(yīng)成分注入3.2英寸的巖心樣品總長的2/3處。巖心直徑為1.5英寸，孔隙率為1.35％。分別示于圖29和34中的處理前和處理后的MR-CT掃描分析(核磁共振聯(lián)合X射線計(jì)算斷層照相進(jìn)行巖心分析)顯示出密度顯著下降。如圖34所示，在整個巖心樣品的被處理區(qū)周圍散布著孔隙。圖29到圖34的變化反映了樣品的被處理區(qū)周圍的孔隙率提高。在用放熱反應(yīng)成分處理之前和之后，還進(jìn)行了環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)分析。圖27和28示出了在用放熱反應(yīng)成分處理之前拍攝的樣品的ESEM圖像，圖32和33示出了在用放熱反應(yīng)成分處理之后拍攝的樣品的ESEM圖像。在樣品的不同部位(但主要是在巖石樣品的中央處)以不同的放大倍率拍攝若干張背散射電子形貌圖像。ESEM圖像顯示出通過放熱反應(yīng)成分的作用，沿著巖心樣品產(chǎn)生了微裂縫。ESEM圖像還顯示出亞微米的孔和微裂縫。測量孔尺寸，發(fā)現(xiàn)該孔尺寸在小于約1微米至約50微米的范圍內(nèi)。裂縫和孔主要集中在巖石中央，這是經(jīng)受處理的中心。放熱反應(yīng)處理導(dǎo)致在巖石樣品中開始出現(xiàn)微裂縫和孔。圖34的放熱反應(yīng)處理后的MR-CT掃描圖像顯示出在整個巖心中大孔顯著增加，意味著巖心中的微孔、中孔和大孔連通(否則它們還是分離體系)并且整體滲透率提高。圖25示出了巖心樣品處理前的分離的多孔系統(tǒng)，其中微孔、中孔和大孔明顯沒有互相連通。但是，圖30所示的放熱反應(yīng)成分處理后的結(jié)果顯示出所有尺寸的孔隙之間存在著強(qiáng)連通并且整體滲透率提高。由圖29和34分別所示的前后MR-CT掃描顯示出，由于放熱反應(yīng)成分產(chǎn)生的放熱化學(xué)反應(yīng)，使得孔隙率顯著提高并產(chǎn)生了裂縫。圖29表示在用放熱反應(yīng)成分處理之前的高密度、低孔隙率的樣品，而圖34中的暗區(qū)12表示由放熱反應(yīng)成分導(dǎo)致的低密度、高孔隙率區(qū)域。圖31顯示了在用放熱反應(yīng)成分處理之后的致密巖心樣品，該圖顯示出產(chǎn)生了垂直于注射流的裂縫10，這是在處理之前不存在的(圖26)。需要指出的是，密度和孔隙率明顯下降。在樣品中清楚地顯示出了裂縫和孔隙。雖然已經(jīng)對本發(fā)明做了詳細(xì)描述，但是應(yīng)該理解的是，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改變、替換和修改，而不偏離本發(fā)明的原理和范圍。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由隨附的權(quán)利要求書及其合適的法律等價物確定。某一名詞前所用的“一種”、“一個”、“該”、“所述”或未指明數(shù)量的表述包括所指對象多于一個的情況，除非所述內(nèi)容明確表示為其它含義。任選的或任選地是指隨后描述的事項(xiàng)或情況可以發(fā)生，也可能不發(fā)生。該描述包括該事項(xiàng)或該情況發(fā)生的情形、以及該事項(xiàng)或該情況不發(fā)生的情形。在本文中，范圍可以被表示為從大約一個特定值起，和/或到大約另一個特定值為止。當(dāng)表述這樣的范圍時，應(yīng)該理解的是，另外的實(shí)例是從所述的一個特定值起，和/或到所述的另一個特定值為止，以及所述范圍內(nèi)的所有的組合。在本申請中，當(dāng)引用專利或?qū)＠暾埞_時，這些文獻(xiàn)的公開內(nèi)容全部以引用的方式并入本申請中，以便更充分地描述與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，除非這些文獻(xiàn)與本文所述內(nèi)容相抵觸。在本文及所附的權(quán)利要求書中，所用的詞語“包含”、“具有”、“包括”或“含有”及其所有的語法變體形式均具有開放式的、非限制性的含義，并不排除還存在附加的要素或步驟。在本文中，諸如“第一”、“第二”的表述是任意分配的，僅用來區(qū)分裝置中的兩個或更多個部件。應(yīng)該理解的是，該詞語“第一”、“第二”沒有其他的作用，它們并不是該部件的名稱或描述的一部分，也并非必然限定部件的相對位置或布置。此外，應(yīng)該理解的是，僅使用詞語“第一”、“第二”時并不要求有任何“第三”部件，但是那種可能性也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3