Неоднородное размещение проппанта с удаляемым экстраметрическим материалом-наполнителем в гидроразрыве пласта

Неоднородное размещение проппанта с удаляемым экстраметрическим материалом-наполнителем в гидроразрыве пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Воплощения изобретения относятся к интенсификации скважин, вскрывающих подземные пласты, а более конкретно к гидроразрывной интенсификации с помощью введения в гидроразрыв проппанта для формирования зон с низким сопротивлением для течения через гидроразрыв для добычи углеводородов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Положения этого раздела представляют собой лишь имеющуюся информацию, связанную с настоящим изобретением, и могут не составлять уровень техники.

[0003] Известны различные способы для разрывания подземного пласта для повышения добычи жидкостей оттуда. В обычном варианте применения разрывающая жидкость под давлением гидравлически создает и расширяет разрыв. Разрывающая жидкость несет частицы проппанта в расширяющийся разрыв. Когда разрывающая жидкость удалена, разрыв не полностью закрывается из-за остатков гидравлического давления; вместо этого, разрыв остается открытым, опираясь на уплотненный проппант, что позволяет жидкости течь из пласта через уплотненный проппант в эксплуатационную скважину.

[0004] Успех такой обработки может зависеть от способности жидкости течь из пласта через проппант. Другими словами, проппант или матрица должна иметь высокую проницаемость, относительно пласта, для текучей среды, чтобы она текла с низким сопротивлением в ствол скважины. Кроме того, участки поверхности разрыва не должны быть существенно повреждены разрыванием, чтобы сохранить проницаемость для оптимального течения из пласта в разрыв и уплотнение проппанта.

[0005] Уровень техники стремится увеличить проницаемость уплотнения проппанта за счет увеличения пористости промежуточных каналов между соседними частицами проппанта в матрице проппанта. Например, в заявке на патент США № 20060048944A 1 (ван Батенбург и другие) раскрыт способ создания расклиненного разрыва высокой пористости с помощью суспензии, которая включает разрывающую жидкость, частицы проппанта и утяжеляющее вещество. Эти технологии добиваются настолько равномерного распределения пористости и промежуточных проточных каналов, насколько это возможно в уплотненной матрице проппанта, заполняющего разрыв, и так используют процедуры размещения однородного проппанта, чтобы равномерно распределить проппант и не содержащие проппант частицы, увеличивающие пористость материала в разрыве.

[0006] В качестве другого примера, в патентной заявке США № 20060048943A 1 (Паркер и другие) частицы проппанта и разлагающегося материала не разделяют до, во время или после введения, чтобы помочь сохранить однородность в матрице проппанта. Жидкости для гидроразрыва тщательно перемешивают для предотвращения разделения проппанта и не проппанта. При другом подходе, не проппантовые материалы имеют размер, форму и удельный вес подобный проппанту для поддержания существенной однородности смеси частиц в жидкости для гидроразрыва и в полученной упаковке проппанта. Также используется повышающий клейкость состав, покрывающий частицы, для повышения однородности распределения частиц проппанта и не проппанта при смешивании и закачивании в разрыв.

[0007] В современном подходе к повышению проводимости гидравлического разрыва пытаются сконструировать проппантовые кластеры в разрыве, в отличие от конструирования непрерывной набивки проппанта. В патенте США № 6776235 (Англия) раскрыт способ гидравлического разрыва подземного пласта, включающий чередующиеся этапы, содержащие проппант гидравлические разрывные жидкости, отличающиеся по своим скоростям оседания проппанта, для формирования проппантовых кластеров, в виде опор, которые препятствуют закрытию разрыва. Этот метод чередует этапы с обедненными проппантом и не содержащими проппанта разрывными жидкостями для создания проппантовых кластеров, или островков, в разрыве и каналах между ними для течения пластовых жидкостей. Количество проппанта, нанесенного в разрыв на каждой стадии, модулируют варьированием транспортных характеристик жидкости (например, вязкости и упругости), плотности проппанта, диаметра, концентраций и скорости впрыска жидкости для гидроразрыва. Однако расположение проппант-содержащих жидкостей трудно контролировать. Это может привести к неравномерному распределению кластеров проппанта, что, в свою очередь, может привести к чрезмерному закрытию разрыва, где недостаточно проппанта, и сужению каналов потока, где существует слишком много проппанта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Согласно некоторым вариантам осуществления, обработка пласта включает введение и проппанта, и удаляемого материала, который может действовать в качестве наполнителя для физического разделения кластеров проппанта на соответствующее расстояние во время размещения в разрыве, но может быть впоследствии удален для формирования каналов. Проппант и удаляемый материал расположены внутри разрыва таким образом, что удаляемый материал отдельно от проппанта действует как временный наполнитель, сжатый в разрыве в пространствах между кластерами или островами проппанта, которые образуют опоры для удержания разрыва открытым. Затем наполнитель удаляется с образованием открытых каналов для беспрепятственного потока жидкости через разрыв в пространствах вокруг проппантовых опор. Заявитель ссылается здесь на удаляемый, экстраметрический материал, каналообразующий материал-наполнитель, как "каналант". В альтернативных воплощениях изобретения экстраметрическим материалом может необязательно служить каналант.

[0010] В одном варианте воплощения изобретения относятся к способам гетерогенного размещения проппанта в подземном разрыве, выполненном путем введения жидкости для обработки скважин через ствол скважины в трещину в подземный пласт. Жидкость для обработки может включать проппант и проппант-разносящий эктраметрический материал. Проппант может быть размещен в разрыве во множестве кластеров проппанта, образующих опоры, разнесенные экстраметрическим материалом. Затем эктраметрический материал может быть удален, чтобы сформировать открытые каналы вокруг опор для потока жидкости из пласта через разрыв в сторону ствола скважины.

[0011] В другом варианте воплощения изобретения относятся к способам обработки подземного пласта, вскрытого стволом скважины, в котором разрыв, образован в пласте путем нагнетания жидкости в ствол скважины под давлением, равном или большем, чем давление инициирования разрыва пласта, а затем введением одного или нескольких этапов каждой из проппант-обедненной жидкости для обработки скважин и жидкости, обедненной экстраметрическим материалом, эти жидкости вводят отдельно и/или одновременно. Затем экстраметрический материал может быть удален с образованием открытых каналов вокруг опор проппанта для потока текучей среды из пласта через разрыв в направлении ствола скважины. Удаление экстраметрического материала может зависеть от таких факторов, как попадание пластовых жидкостей, под воздействием воды, по прошествии времени, присутствием зарождающихся или задерживающих реагентов в смеси с частицами экстраметрического материала, при введении после активирующей жидкости и т.п., или любой их комбинацией.

[0012] В одном воплощении изобретения экстраметрический материал может включать твердые частицы, которые могут быть уплотнены между проппантовыми островками или опорами. В одном воплощении изобретения проппант и частицы экстраметрического материала могут быть разделены в процессе введения жидкости обработки скважин. В другом воплощении изобретения частицы экстраметрического материала могут быть сохранены в твердом состоянии в разрыве.

[0013] Введение может включать этап введения проппант-обедненного носителя для инициирования разрыва, а после этого введение в разрыв проппанта и экстраметрического материала.

[0014] В одном варианте воплощения изобретения введение может дополнительно включать этап последнего введения для формирования проницаемого уплотнения проппанта в разрыве между открытыми каналами и стволом скважины.

[0015] В воплощении изобретения жидкость для обработки может иметь смешанные фазы, в том числе проппант-обогащенную фазу и фазу, обогащенную экстраметрическим материалом. В воплощениях изобретения фаза, обогащенная проппантом, может быть прерывистой. Альтернативно или дополнительно, фаза, обогащенная экстраметрическим материалом, может быть непрерывной. В другом воплощении изобретения, жидкость для обработки может менять объемы проппант-обогащенной жидкости, разделенные объемами, содержащими экстраметрический материал.

[0016] Альтернативно или дополнительно жидкость для обработки может включать в себя смесь проппанта и экстраметрического материала во время введения, а способ может включать этап разделения проппанта и экстраметрического материала для размещения в разрыве. В воплощении изобретения разделение может быть облегчено разностью плотностей проппанта и экстраметрического материала. Альтернативно или дополнительно, разделение может быть упрощено разницей между проппантом и экстраметрическим материалом.

[0017] В одном из воплощений экстраметрический материал может включать в себя твердый дополнительный прекурсор, чтобы генерировать кислоту в разрыве. Генерируемая кислота может быть использована для разрывающего геля в жидкости гидроразрыва. В другом варианте генерируемая кислота можете травить поверхность пласта, чтобы увеличить каналы. В качестве альтернативы или дополнительно, генерируемая кислота может способствовать уплотнению кластеров проппанта.

[0018] Проппантом может быть песок, ореховая скорлупа, керамика, бокситы, стекло и т.п. и их комбинации. В одном варианте осуществления проппант включает керамические частицы, имеющие узкое распределение размера частиц, и песок, имеющий широкий гранулометрический состав частиц. Укрытые смолой проппанты (различные смолы и пластиковые покрытия), имеющие основание из любого из перечисленных выше расклинивающих материалов, таких как песок, керамика, бокситы, скорлупа орехов и т.д. могут быть использованы в соответствии с изобретением. Также могут быть использованы другие проппанты, такие как пластиковые шарики, такие как стирол дивинилбензин и металлические частицы. Проппант, используемый в данной заявке, не требует обязательных тех же свойств проводимости, необходимых, как правило, при обычных обработках, поскольку общая проницаемость разрыва, по меньшей мере, частично развивается из-за формирования каналов. Другими проппантами могут быть материалы, такие как, буровой шлам, который выбрасывается циркуляцией из скважины наружу, и/или другие минералы в грунте, как сланцы, слюда и т.п., или даже измельченные отходы грунта любого вида, такие как шлак, окалина, агломераты, зола, измельченный пластик, измельченное стекло, измельченный металл и т.д., при правильном уплотнении которых получаются опоры из отходов, которые могут обеспечить достаточную крепость, особенно при низком напряжении закрытия разрыва, а также любые комбинации любого из предыдущих указанных типов материалов. В воплощении изобретения проппант может быть в форме сфер, стержней, дисков, неправильной формы и т.п. и их комбинацией. Многие другие органические материалы могут быть укрыты смолой и можно применять такие: древесные стружки или различные семена, и т.п. По существу, проппантом может быть любой материал, который будет удерживать открытым расклиненную часть разрыва.

[0019] Экстраметрическим материалом может быть любой разлагающийся материал или растворимый после размещения в разрыве. Например, экстраметрическим материалом может быть полимолочная кислота (ПМК), полигликолевая кислота (ПГК), полиол, полиэтилентерефталата (ПЭТ), нейлон 6, нейлон 6,6, полиэстер, полиамид, полиолефин, полисахарид, воск, соли, карбонат кальция, бензойная кислота, нафталин материалы на основе, оксид магния, бикарбонат натрия, растворимые смолы, хлорид натрия, хлорид кальция, сульфат аммония и т.п., или их комбинации. Экстраметрический материал может иметь размер и форму, соответствующие размеру и форме проппанта, чтобы способствовать сегрегации. В воплощении изобретения каналант может быть в форме сфер, волокон, пластинок, стержней, ленты и тому подобное, и их комбинации.

[0020] В некоторых воплощениях изобретения экстраметрическим материалом может быть, например, стекло, керамика, углерод, в том числе на основе углеродсодержащих соединений, в том числе металла, металлических сплавов или т.п., или их комбинаций, или полимерного материала, такого как ПМК, ПГК, ПЭТ, полиол, полиамид, полиимид, или т.п., или их комбинаций. В воплощении изобретения экстраметрические материалы могут обеспечивать армирование и укрепление проппанта. В другом - экстраметрические материалы могут ингибировать дифференциальные осадки проппанта в жидкости для обработки.

[0021] В другом воплощении изобретения жидкость для обработки может включать смесь первого и второго типов экстраметрического материала, первый тип экстраметрического материала обеспечивает армирование и укрепление проппанта, а второй тип - ингибирует осадки проппанта в жидкости для обработки. Первый тип экстраметрического материала может быть из стекла, керамики, углерода и углерода на основе соединений, металлов и металлических сплавов или т.п., или их комбинаций, а второй тип - может быть ПМК, ПГК, ПЭТ, полиол, полиамид, полиимид или т.п., или их комбинации.

[0022] Альтернативно или дополнительно, проппант может быть клеящимся и/или не клеящимся к экстраметрическому материалу. Например, проппант может иметь самоклеящееся покрытие. Точно так же экстраметрический материал, согласно другому воплощению изобретения, может быть клеящимся и/или не клеящимся к проппанту. Например, экстраметрический материал может иметь клейкое покрытие.

[0023] В другом воплощении проппант может иметь гидрофобные поверхности, а экстраметрический материал может иметь гидрофильные поверхности. Альтернативно проппант может иметь гидрофильные поверхности, а экстраметрический материал - гидрофобные поверхности.

[0024] В еще одном варианте воплощения изобретения включают способ вводящий множество этапов скважинной обработки через ствол скважины в разрыв подземного пласта, этапы жидкости содержат, по меньшей мере, одно из проппанта и экстраметрического материала. Экстраметрический материал содержит, по меньшей мере, один твердый прекурсор кислоты, чтобы генерировать кислоту в разрыве, и твердый прекурсор основания для генерации основания в разрыве (в любом случае подходящая кислота или основание представляет собой материал, который изменяет рН водной среды, либо уменьшая, либо увеличивая, соответственно). Проппант помещают в разрыв во множество кластеров для образования опор. Затем экстраметрический материал растворяют в разрыве, который может дополнительно позволить жидкости течь из пласта через разлом в направлении ствола скважины (термин "растворяют" в представленной заявке означает любой подходящей способ, либо химический, либо механический, с помощью которого экстраметрический материал покидает занимаемое в разрыве пространство).

[0025] В других воплощениях способы включают введение множества этапов жидкости скважинной обработки через ствол скважины в разрыв в подземном пласте, где этапы жидкости, содержащей, по меньшей мере, одно из проппанта и экстраметрического материала, а также размещение проппанта в разрыве во множестве кластеров проппанта с образованием опор. Экстраметрический материал впоследствии растворяется. Зона, контактирующая с жидкостью для обработки в пласте, включает мелкозернистые осадочные породы, образованные уплотнением частиц глины и ила в тонкие, относительно непроницаемые слои.

[0026] Другой вариант включает способы, в которых множество этапов жидкости для обработки скважин вводят через искривление ствола скважины в разрыв в подземном пласте, а этапы жидкости содержат, по меньшей мере, одно из проппанта и экстраметрического материала. Проппант помещают в разрыв во множестве проппантовых осадков, а помещенный экстраметрический материал оставляют для растворения. Этапы обрабатывающей жидкости используются с изменяемыми объемами жидкости, обогащенной проппантом, разделенных объемами жидкости, обогащенной экстраметрическим материалом.

[0027] В некоторых воплощениях изобретения обработка разрыва в импульсном режиме комбинируется с однородным этапом в конце обработки. Такой подход может обеспечить существенное увеличение проводимости разрыва, что достигается путем помещения в разрыв гетерогенного проппантового уплотнения (комбинации проппантовых опор).

[0028] Некоторые воплощения являются способами пробуждения пласта с повышенной проводимостью разрыва, что достигается размещением гетерогенного проппанта в гидроразрыве. Способ обеспечивает порядок закачивания с параметрами, оптимизированными на основе геомеханических свойств пласта. Оптимизация может быть выполнена либо до обработки, либо в настоящем времени. Раскрыты различные варианты оптимизации.

[0029] Любой из методов также включает стадию получения добычи жидкости, такой как углеводород, или любой другой подходящей жидкости, из пласта через открытые каналы и ствол скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[0030] Фиг.1 схематично иллюстрирует в разрезе размещение проппанта и удаляемого экстраметрического материала в процессе гидравлического разрыва в соответствии с вариантом осуществления.

[0031] Фиг.2 схематично иллюстрирует в разрезе расположение ствола скважины, перфораций и опор проппанта в разрыве после удаления экстраметрического материала из разрыва на фиг.1.

[0032] Фиг.3 схематично показывает вид сбоку в разрезе разрыва, заполненного отделенным проппантом и разлагаемым твердым прекурсором кислоты в качестве экстраметрического материала в карбонатном пласте, согласно одному вариантов.

[0033] На фиг.4 схематично показан вид сбоку в разрезе разрыва фиг.3, подлежащий гидролизу твердого прекурсора кислоты и вытравливанию лицевых поверхностей разрыва, находящихся в непосредственной близости от кислоты, образованной таким образом.

[0034] Фиг.5 схематично иллюстрирует пример графика импульсного режима в соответствии с одним вариантом осуществления, где время - на оси х, а концентрации проппанта - на оси у.

[0035] На фиг.6 схематично показан разрыв, заполненный системой опор так, что есть открытые каналы между опорами.

[0036] На фиг.7 показано, как проводимость канала может зависеть от участка расклиненного разрыва для различных соотношений L/L₀.

[0037] На фиг.8 описываются результаты численного моделирования для проппанта, транспортируемого в горизонтальный поперечный разрыв (с черными областями, представляющих проппант). Обозначения: 1 - ствол скважины, 2 - границы гидравлического разрыва (поперечного, расположенного между напряженными преградами с ограниченной высотой роста), 3 - импульсы проппанта, транспортируемого радиально в центральную часть разрыва, 4 - импульсы проппанта, транспортируемого горизонтально в крылья разрыва.

[00038] На фиг.9 схематичная модель, представляющая транспортировку проппанта в горизонтальной скважине. Пометки: 1 - скважина, 2 - границы гидроразрыва, расположенного поперек между границами напряжения с высотой роста, 3 - импульсы проппанта, передаваемого радиально в центральную часть разрыва, 4 - имульсы проппанта, передаваемого горизонтально в крылья разрыва, 5 - уплотнение проппанта, расположенное близко к пристволовому участку, 6 - участок потенциального выклинивания, если уплотнение проппанта 5 размещено неправильно.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

[0039] Вначале следует отметить, что в развитии любого реального воплощения изобретения проделывается множество воплощений - конкретных решений для достижения конкретных целей разработчика, таких как соответствие касающихся системы и бизнеса ограничений, которые будут варьироваться от одного воплощения к другому. Более того, стоит оценить то, что усилия по разработке и потребляемое время могут быть объединены, но, тем не менее, будут рутинным делом для специалиста в данной области техники, раскрытой ранее этого описания.

[0040] Описание и примеры, представленные исключительно с целью иллюстрации воплощений изобретения, не стоит толковать как ограничения объема прав и применимости изобретения. Так составы представленного изобретения описаны в данном документе как содержащие определенные материалы, это стоит понимать как то, что состав может дополнительно содержать два или более материалов, химически отличающихся. Кроме того, композиция может также содержать некоторые компоненты, отличные от уже упомянутых. В сущности изобретения и этом детальном описании каждое численное значение следует рассматривать только как измененное термином «приблизительно» (помимо явных изменений), а затем рассматривать опять как не измененное, если иное не указано в контексте. Также в сути изобретения и этом подробном описании, стоит понимать, что диапазон концентраций указан или описан как полезные, подходящий или подобный, и для любой и каждой концентрации в пределах диапазона, и должен рассматриваться, как установленный. Например, "диапазон от 1 до 10" стоит читать, как указание любого и каждого возможного числа во всем континууме от приблизительно 1 до приблизительно 10. Таким образом, даже если конкретные точки измерены в диапазоне или даже не измерены, и явно определены или относятся к малому числу конкретных данных, следует понимать, что изобретатели оценили и поняли, что любая и все точки данные в пределах диапазона должны считаться указанными, и изобретатели обладают всем диапазоном и всеми точками в пределах диапазона.

[0041] Разрывающие жидкости согласно представленному способу могут включать проппант и удаляемый проппанторазносящий материал, который может формировать каналы вокруг проппантовых распорок. В отдельных воплощениях эти экстраметрические каналообразующие материалы, включая проппанторазносящие частицы, именуются здесь «каналантами». В других воплощениях экстраметрический материал необязательно может служить каналантом, по крайней мере, частично, или даже быть удаляемым в условиях пласта, тогда как в отдельных случаях экстраметрический материал может не быть удаляемым.

[0042] Используемый здесь термин "открытые каналы" относится к соединенным между собой проходам, образованным в структуре проппант-гидроразрыв. Открытые каналы отличаются от промежуточных проходов между отдельными частицами проппанта в проппантовой матрице тем, что каналы тянутся полностью между противоположными поверхностями разрыва, без препятствий со стороны проппанта или других препятствующих течению структур, и находятся вне проппантовой матрицы, ограниченные с боков проппантовыми подушками. Такие открытые каналы обычно имеют гидравлический радиус, и, следовательно, гидравлическую проводимость, которая, по крайней мере, на порядок больше, чем у промежуточных протоков из-за проппантовой матрицы.

[0043] Открытые каналы могут быть образованы путем размещения проппанта и экстраметрического материала в разрыве таким образом, чтобы формирующие опоры проппантовые острова были полностью отделены от формирующего каналы удаляемого материала. Отделение может происходить или начинаться при подготовке, смешивании или закачки жидкости для обработки, при введении жидкости для обработки в трещину, при или после размещения проппанта, упаковки или осаждения в разрыве, на отдельном этапе после введения химикатов и/или механической манипуляции или обработки проппанта/экстраметрического материала, следующей после первоначального размещения в разрыве, или при агрегировании и уплотнении проппанта во время удаления экстраметрического материала.

[0044] Используемые здесь термины "разделение", «отделенный» и т.п., относятся к любому гетерогенному проппанту/экстраметрическому материалу распределенному между обогащенными проппантом формирующими опоры островками или участками, обедненного проппанта экстраметрического материала. Необязательно держать проппантообогащенные участки полностью лишенными экстраметрического материала, так как его наличие, особенно в относительно небольших количествах, может не превышать любой уровень, который предотвращает формирование или проппанта в опоры достаточной прочности для предотвращения закрытия разрыва. В воплощении изобретения экстраметрический материал может функционировать в проппанте или участке проппанта в качестве уплотнения или укрепления проппантовых островков и/или укрепления проппантовых опор. С обратной стороны, участки экстраметрического материала могут содержать частицы проппанта особенно относительно небольшое количество, которое остается неуплотненным или же не препятствует удалению экстраметрического материала для формирования открытых каналов и не приводит к разрушению или излишнему засорению открытых каналов проппантом.

[0045] Упрощенное воплощение способа проиллюстрировано со ссылкой на фиг.1-2, на которых частички экстраметрического материала обычно не могут растворяться во вводимой жидкости и растворяются в пластовой жидкости. На фиг.1, ствол скважины 10 может быть выполнен с перфорациями 12 в пласте 14. Раздельные частицы проппанта 16 и частицы экстраметрического материала 18 могут быть введены в жидкость гидроразрыва через ствол скважины 10 в разрыв 20, где они могут быть неоднородно размещены на соответствующих островках насыщенных проппантом 22, разнесенные участками 24, насыщенными экстраметрическим материалом. Разрыв 20 может закрываться, а островки проппанта 22 сжиматься, формируя опоры для удерживания разрыва 20 и предотвращения контакта противоположных поверхностей разрыва друг с другом. Одновременно экстраметрический материал может быть упакован в лишенные проппанта участки 24 и может помочь ограничить островки 22 от оползаний или распространения в поперечном направлении от давления веса пласта, упрощая тем самым набор большей высоты или размера открытия, полученного в результате разрыва, и большей гидравлической проводимости.

[0046] В течение следующего рабочего этапа экстраметрический материал может быть удален различными реализациями: промывкой, растворением, размягчением, расплавлением, разрушением или уничтожением экстраметрического материала, полностью или частично, с помощью подходящих механизмов действия, таких как, но, не ограничиваясь, температура, время, рН, соленость, введение растворителя, введение катализатора, гидролиз и т.п., или любая их комбинация. Механизм воздействия может быть влиянием условий окружающей среды в пласте, вторжением пластовых жидкостей, воздействием воды, течением времени, присутствием зарождающихся или замедленных реагентов в или перемешанных с частицами экстраметрического материала, введением после введения активирующей жидкости или подобного, или любой их комбинацией.

[0047] Затем, ссылаясь на фиг.2, пластовая жидкость может вторгаться в разрыв 20, вытесняя любой экстраметрический материал, раствор экстраметрического материала, продукты распада экстраметрического материала, любой неуплотненный проппант или другие частицы из проппантобедненного участка. В одном из воплощений экстраметрический материал может просто быть неуплотненным так, что он может быть удален гидравлически или может включать неуплотненные частицы, которые могут быть удалены гидравлически, например, путем промывки разрыва жидкостью из разрыва и/или введением промывочной или резервной промывочной жидкости. Таким образом, может быть сформирована сеть взаимосвязанных открытых каналов 26 вокруг опор 28, обеспечивая разрыву 20 высокую проводимость потока жидкости. Теперь могут добываться жидкости из пласта 14 в разрыв 20 через открытые каналы 26 и перфорации 12 и ствол скважины 10.

[0048] В некоторых случаях экстраметрический материал может быть удален механически, например, с помощью жидкости для выдавливания экстраметрического материала из пласта. В таких случаях, из-за удаления из разрыва экстраметрический материал может оставаться в твердом состоянии со времени введения. Некоторые подходящие материалы, которые могут противостоять деградации и разрушению, включают стекло, керамические материалы, углерод и соединения на его основе, металлы и металлические сплавы, природные и синтетические минералы, и пластмассы с высокой плотностью, нефтепрочные и с кристалличностью более приблизительно 10%. Некоторые другие подходящие пластмассы с высокой плотностью включают нейлон, акрил, стиролы, сложные полиэфиры, полиэтилены, маслостойкие термореактивные смолы и их комбинации.

[0049] Альтернативно материал может размягчаться, растворяться, реагировать или иным образом разрушаться. Материалы, подходящие для растворимого экстраметрического материала включают, например, и без ограничения, экстраметрический материал из поливинилового спирта (ПВС), соль, воск, карбонат кальция и подобное, и их комбинации. Разрушаемый нефтью экстраметрический материал может быть выбран так, что он будет разрушаться добываемыми жидкостями. Кроме того, экстраметрический материал может быть выбран разлагающимся под действием вещества, целенаправленно помещаемого в пласт при помощи введения, причем смешивание экстраметрического материала с веществом включает замедленную реакцию, разрушающую экстраметрический материал.

[0050] В отдельных разрывных операциях согласно представленному изобретению, в качестве разлагаемого экстраметрического материала может быть использован твердый кислотный прекурсор. Подходящий генерирующий кислоту растворимый экстраметрический материал может включать, например, и без ограничения, ПМК, ПГК, карбоновую кислоту, лактид, гликолид, сополимеры ПМК или ПГК, и подобное, и их комбинации. При условии, что порода пласта карбонат, доломит, песчаник или иной кислотный реактив, гидролизованный продукт экстраметрического материала, реактивная жидкая кислота, могут травить пласт на поверхности между проппантовыми опорами. Это травление может расширить открытые каналы и таким образом дополнительно повысить проводимость между опорами. Другие виды использования жидкости генерирующей кислоту могут включать помощь в разрушении остаточного геля, облегчение уплотнения проппантовых кластеров, вулканизацию или размягчение смолистых покрытий и увеличение проницаемости проппанта.

[0051] В некоторых воплощениях изобретения экстраметрический материал может быть выполнен из или содержать источник фтора способный генерировать фтористоводородную кислоту после освобождения фтора и соответствующего протонирования. Некоторые неограничивающие примеры источников фтора, которые эффективны для генерации фтористоводородной кислоты включают фтористоводородную кислоту, аммиачный фторид, фторид натрия, и т.п., или любые их смеси.

[0052] Фиг.3-4 иллюстрируют процесс травления кислотой для большей проводимости разрыва. Обратимся к фиг.3, островки 30 проппанта неоднородно размещены в разрыве 32 с разлагаемым твердым кислотным прекурсором на участках 34, обогащенных экстраметрическим материалом. Обратимся к фиг.4, задерживаемый гидролиз кислотного прекурсорного экстраметрического материала в пластовых условиях образует кислоту, которая врезается в поверхность карбонатного пласта, приводя к локализованному травлению 36 для увеличения каналов 38. Проппантовые опоры 30 остаются нетронутыми для удерживания разрыва открытым.

[0053] Подход неоднородного размещения проппанта (HPP) воплощен в отдельных аспектах изобретения. Неоднородные упаковки проппанта, далее по тексту проппантовые опоры, могут предотвратить закрытие разрыва и обеспечить высокую проводимость каналов вокруг опор, служа каналом для потока для углеводородов. НРР приводит к ряду преимуществ, по сравнению с обычными возбуждающими обработками, как увеличенная проводимость разрыва, улучшенная промывка разрыва, большая эффективная длина разрыва, уменьшенное потребление проппанта и другое.

[0054] Способ НРР согласно некоторым воплощениям изобретения состоит в пульсации концентрации проппанта при обработке гидроразрыва, которая приводит к НРР. Параметры графика обработки, как продолжительность суспензии проппанта и импульсов промывающей жидкости, концентрации проппанта, разработка жидкости-носителя. Оптимизация этих и других конструктивных параметров на основе геомеханических свойств обрабатываемого пласта может значительно повысить проводимость разрыва и эффективной длины, приводящей в конечном итоге к увеличению добычи углеводорода.

[0055] В некоторых воплощениях порядок обработки использует пульсирующий график проппанта, как показано на фиг.5. Первый этап проводится без проппанта и именуется PAD, он направлен на инициирование перелома и определение его геометрии. После этого некоторое количество этапов проппанта можно закачать с увеличением концентрации проппанта. Все или некоторые этапы проппанта можно закачивать в циклах, с каждым циклом, состоящим из импульса промывающей жидкости и импульса суспензии проппанта такой же или различной длительности. Концентрация проппанта в импульсах суспензии проппанта хранится подобной или одинаковой для каждого этапа. На последнем этапе проппанта или иначе известном, как "хвостовом", график закачивается без импульсов и служит связью между каналированным разрывом и стволом скважины.

[0056] В отдельных способах длительность импульса и концентрация проппанта может варьироваться и оптимизироваться. Скорость закачки может быть инструментом, так имея одинаковую продолжительность импульса можно обеспечить различные объемы импульсов и, соответственно, разные расстояния между опорами. В некоторых случаях, может быть проведена оптимизация импульсов/объема шлама и/или продолжительности и/или изменения скорости откачки во время импульсов.

[0057] Проводимость каналированного разрыва может зависеть от ширины опор, расстояния между опорами, напряжения, оказываемого опорами, геомеханических свойств пласта и других факторов. Ширина опоры может зависеть от концентрации проппанта в проппантовом импульсе и ширины гидравлического разрыва. Расстояние между опорами может зависеть от продолжительности импульса промывочной жидкости. Напряжение на опорах может зависеть от минимального местного напряжения в пласте и процента участка стены разрыва, покрытых опорами.

[0058] Некоторые воплощения являются способами оптимизации порядка закачивания при обработке, в частности от продолжительности этапов, концентрации проппанта в импульсах и продолжительности импульса промывочной жидкости/суспензии проппанта, что может обеспечить оптимальную достижимую проводимость разрыва. Обратный подход также позволяет определить параметры порядка обработки так, чтобы обеспечить заданную геометрию разрыва и проводимость с меньшим количеством проппанта и/или жидкости гидроразрыва.

[0059] В первом примере при обработке часть жидкости для гидроразрыва уходит в пласт. Это может привести к снижению эффективности жидкости, а также может уменьшить расстояние между опорами проппанта в разрыве с увеличением концентрации проппанта. Известно, что свойства трения жидкости гидроразрыва (эффективная вязкость) регулируют ширину гидравлического разрыва. На основе моделирования утечки и свойств трения жидкости, известных из уровня техники, концентрация проппанта в импульсах суспензии, а также длительность импульсов суспензии проппанта и промывочной жидкости могут быть рассчитаны, и проводимость разрыва может быть дополнительно оптимизирована. Параметры порядка могут быть дополнительно изменены во время обработки, чтобы оптимально распределить опоры вдоль длины разрыва. Одно из возможных воплощений показано следующим образом:

разрыв заполнен системой опор так, что есть открытые каналы, оставшиеся между опорами (см. фиг.6). Расстояние между краями опор L меньше, чем L₀ - расстояние, на котором каналы закрыты. Соотношение участка опор к участку остроконечной площадки (см. фиг.6) S_опор/S_пл определяет отношение площади поверхности разрыва к общей площади разрыва. Это отношение относится к T_проп