Прямой способ канализирования и система для увеличения проводимости разрыва

Прямой способ канализирования и система для увеличения проводимости разрыва

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СВЕДЕНИЯ О РОДСТВЕННЫХ ЗАЯВКАХ

[0001] Отсутствует.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Сведения, изложенные в данном разделе, предоставляют только основную информацию об уровне техники, связанную с настоящим изобретением, и могут не устанавливать предшествующей уровень техники.

[0003] Разрыв используется для создания проводящих путей в подземной формации и увеличения потока текучей среды между формацией и скважиной. Жидкость для гидроразрыва закачивают в скважину, проходящую через подземную формацию. Расклинивающий агент (расклинивающий наполнитель) закачивают в разрыв для предотвращения смыкания разрыва и, таким образом, для обеспечения лучшего извлечения добываемых текучих сред, например, нефти, газа или воды.

[0004] Расклинивающий наполнитель сохраняет расстояние между стенками разрыва, чтобы создавать проводящие каналы в формации. Импульсная инжекция в разрыв попеременно порций без расклинивающего наполнителя и стабилизированных волокнами, насыщенных расклинивающим наполнителем, использовалась для получения неоднородного распределения частиц расклинивающего наполнителя в конфигурации каналов и колонн, что может улучшать проводимость в разрыве. Соответственно, существует потребность в дальнейшем улучшении в данной сфере технологии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим изобретением представлен прямой способ и система для увеличения проводимости разрыва. В некоторых вариантах осуществления ступень суспензии для обработки имеет постоянную концентрацию первых твердых частиц и непостоянную концентрацию добавки, что способствует образованию кластеров первых твердых частиц в разрыве, заякориванию кластеров в разрыве, или их сочетанию, для образования заякоренных кластеров первых твердых частиц, чтобы удерживать открытым разрыв при смыкании и обеспечивать гидравлическую проводимость через разрыв после смыкания, например, путем образования взаимосвязанных, гидравлически проводящих каналов между кластерами.

[0006] В некоторых вариантах осуществления способ обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: закачивание состава ступени для обработки под давлением, большим, чем давление гидроразрыва, для образования разрыва в формации; непрерывное распределение первых твердых частиц внутри формации в составе ступени для обработки; объединение первых твердых частиц, распределенных в разрыве, для образования расположенных с промежутками кластеров в разрыве; заякоривание кластеров в разрыве для замедления объединения кластеров; уменьшение давления в разрыве, чтобы удерживать разрыв открытым на кластерах, и образовывать взаимосвязанные, гидравлически проводящие каналы между кластерами.

[0007] В некоторых вариантах осуществления способ обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: закачивание в разрыв в формации при постоянной скорости ступени состава для обработки с постоянной концентрацией первых твердых частиц; в то же время, поддерживая постоянную скорость и концентрацию первых твердых частиц во время закачивания ступени состава для обработки, постепенное изменение уровней концентрации якорного материала в ступени состава для обработки между рядом сравнительно обогащенных якорным материалом уровней и рядом обедненных якорным материалом уровней в закачиваемой ступени состава для обработки.

[0008] В некоторых вариантах осуществления способ обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: закачивание в разрыв в формации при постоянной скорости ступени состава для обработки, содержащего жидкость-носитель загустителя с постоянной концентрацией первых твердых частиц для образования однородной области в разрыве с постоянным однородным распределением первых твердых частиц; последовательное изменение уровней концентрации якорного материала в составе для обработки между сравнительно обогащенными якорным материалом уровнями и сравнительно обедненными якорным материалом уровнями в закачиваемой ступени состава для обработки уровня для образования неоднородных областей, содержащих обогащенные якорным материалом участки и обедненные якорным материалом участки, в однородной области постоянного однородного распределения первых твердых частиц; уменьшение вязкости состава-носителя в однородной области, чтобы вызвать осаждение первых твердых частиц перед смыканием разрыва, для образования гидравлически проводящих каналов по меньшей мере в обедненных якорным материалом участках, и для образования колонн в обогащенных якорным материалом участках; таким образом, позволяя разрыву смыкаться на колоннах. В некоторых вариантах осуществления гидравлически проводящие каналы также могут быть сформированы в обогащенных якорным материалом участках и/или колоннах или через них, например, как описано в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 13/832938, которая включена в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.

[0009] В некоторых вариантах осуществления система для добычи пластовых флюидов содержит скважину и разрыв, полученный по любому из способов гидроразрыва, раскрытых в настоящем документе.

[0010] В некоторых вариантах осуществления система содержит: подземную формацию, в которой пробурена скважина; ступень суспензии для обработки, расположенную в скважине, при этом ступень суспензии для обработки содержит постоянную концентрацию первых твердых частиц, и ряд относительно богатых якорным материалом вспомогательных ступеней, расположенных в чередующейся последовательности в скважине с рядом обедненных якорным материалом вспомогательных ступеней; и систему насосов для непрерывной подачи ступени состава для обработки от скважины в формацию под давлением, большим, чем давление разрыва, для закачивания ступени состава для обработки в разрыв в формации.

[0011] В некоторых вариантах осуществления система для обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: систему насосов для подачи состава ступени для обработки через скважину в формацию под давлением, большим, чем давление гидроразрыва, для образования разрыва в формации; установку подачи состава ступени для обработки для постоянного распределения первых твердых частиц в составе ступени для обработки, и для введения якорного материала в состав ступени для обработки в последовательно чередующихся концентрациях между относительно обогащенным якорным материалом уровнем и относительно обедненным якорным материалом уровнем, для образования состава ступени для обработки, имеющего постоянную концентрацию первых твердых частиц и двухуровневую концентрацию якорного материала; стимулятор в составе ступени для обработки для инициирования объединения первых твердых частиц в гидроразрыве, чтобы формировать расположенные с промежутками кластеры в разрыве; систему заякоривания в ступени состава для обработки для заякоривания кластеров в разрыве и замедления осаждения или объединения кластеров; и замкнутую систему для поддержания, а затем уменьшения давления в разрыве, чтобы удерживать разрыв открытым на кластерах, и образовывать взаимосвязанные, гидравлически проводящие каналы между кластерами.

[0012] В некоторых вариантах осуществления система для обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: средства закачивания состава ступени для обработки под давлением, большим, чем давление гидроразрыва, для образования разрыва в формации; средства непрерывного распределения первых твердых частиц внутри формации в составе ступени для обработки; средства объединения первых твердых частиц, распределенных в разрыве, чтобы образовывать расположенные с промежутками кластеры в разрыве; средства заякоривания кластеров в разрыве, чтобы замедлять осаждение или объединение кластеров; средства уменьшения давления в разрыве, чтобы удерживать разрыв открытым на кластерах, и образовывать взаимосвязанные, гидравлически проводящие каналы между кластерами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Эти и другие особенности и преимущества будут лучше понятны со ссылками на следующее подробное описание при рассмотрении вместе с прилагаемыми чертежами.

[0014] На фиг. 1 приведена схема разрыва, заполненного расклинивающим наполнителем и образующим якоря материалом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0015] На фиг. 2 приведена схема осаждения расклинивающего наполнителя в разрыве по фиг. 1 перед смыканием в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0016] На фиг. 3 приведена схема, отображающая рост кластеров в разрыве по фиг. 2 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0017] На фиг. 4 приведена схема кластеров по фиг. 3, заякоренных в разрыве, для поддержания системы взаимосвязанных гидравлически проводящих каналов для добычи пластового флюида в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0018] На фиг. 5 приведена последовательность закачивания, указывающая скорость закачивания, концентрацию расклинивающего наполнителя и концентрацию якорного материала для обработки пласта с образованием гидроразрыва в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0019] На фиг. 6 схематически показана система образования гидроразрыва для осуществления последовательности закачивания по фиг. 5 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0020] На фиг. 7 схематически показано распределение обедненных якорным материалом и обогащенных якорным материалом участков в гидроразрыве из последовательности закачивания по фиг. 5 перед осаждением расклинивающего наполнителя в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0021] На фиг. 8 приведен вид сбоку разреза гидроразрыва по фиг. 7, видимый по линиям 8-8.

[0022] На фиг. 9 схематически показано образование обогащенных твердыми частицами кластеров и обедненных твердыми частицами участков, соответствующих каналам проводимости во время осаждения расклинивающего наполнителя из распределения якорного материала по фиг. 7-8 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0023] На фиг. 10 приведен вид сбоку разреза гидроразрыва по фиг. 9, видимый по линиям 10-10.

[0024] На фиг. 11 схематически показано образование обедненных якорным материалом и обогащенных якорным материалом участков после наполнения щелевого разрыва последовательными порциями загущенного состава для обработки без волокон и насыщенного волокнами, описанного в примере 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0025] На фиг. 12 схематически показан щелевой разрыв по фиг. 11 через 1,5 часа после заполнения щелевого разрыва, описанного в примере 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0026] На фиг. 13 схематически показан щелевой разрыв по фиг. 11-12 через 15 часов после заполнения щелевого разрыва, описанного в примере 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0027] С целью способствования пониманию принципов настоящего изобретения ссылки будут сделаны на некоторые иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения. Подобные ссылочные обозначения, используемые в настоящем документе, относятся к подобным частям в различных чертежах. Ссылочные обозначения без добавленных букв относятся к части (частям) в целом; ссылочные обозначения с добавленными буквами относятся к конкретным частям.

[0028] Используемый здесь термин «варианты осуществления» относится к не имеющим ограничительного характера примерам раскрытого в настоящем документе применения, внесенным или не внесенным в формулу, которые могут быть использованы или присутствуют в отдельности или в любой комбинации или перестановке с одним или больше других вариантов осуществления. Каждый раскрытый здесь вариант осуществления следует рассматривать, как в качестве дополнительного признака, с одним или больше других вариантов осуществления, так и в качестве альтернативы, используемой отдельно или вместо одного или больше других вариантов осуществления. Специалисту в данной области должно быть понятно, что, таким образом, не подразумеваются никакие ограничения объема заявленного предмета изобретения, какие-либо изменения и дополнительные модификации в представленных вариантах, и какие-либо дополнительные применения принципов изобретения, показанных здесь, являются обычными.

[0029] Кроме того, схематические иллюстрации и описание, представленное здесь, следует рассматривать только как примеры, и компоненты и операции могут быть объединены или разделены, и добавлены или удалены, а также переупорядочены в целом или частично, если не указано прямо противоположное. Определенные показанные операции могут быть реализованы с помощью выполнения на компьютере компьютерной программы на машиночитаемом носителе, причем компьютерная программа содержит команды, побуждающие компьютер выполнять одну или больше операций, или выдавать команды к другим устройствам для выполнения одной или больше операций.

[0030] Следует понимать, что, хотя существенная часть ведущего подробного описания может быть выполнена в контексте операции гидроразрыва нефтяного месторождения, другие операции нефтяного месторождения, такие как цементирование, заполнение гравием и др., и даже операции обработки не нефтяных месторождений, также могут использовать в своих интересах настоящее описание.

[0031] В некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим изобретением представлен прямой способ и система для увеличения проводимости разрыва. Термин «прямой» означает, что каналы со сравнительно высокой гидравлической проводимостью образуются в разрыве, после того как он заполнен, главным образом, постоянной концентрацией частиц расклинивающего наполнителя. Используемый здесь термин «гидравлически проводящий разрыв» означает тот, который имеет высокую проводимость по сравнению со смежной матрицей формации, тогда как термин «проводящий канал» относится как к открытым каналам, так и к каналам, заполненным матрицей, имеющей внутрипоровые пространства для проникновения текучих сред через каналы, так что канал имеет относительно большую проводимость, чем смежные области, не относящиеся к каналам.

[0032] Термин «постоянный» в отношении концентрации или другого параметра, как функции от другой переменной, такой как, например, время, означает, что концентрация или другой параметр является непрерывной или неразрывной функцией, которая может содержать сравнительно плавное увеличение и/или уменьшение со временем, например, плавный уровень или концентрация частиц расклинивающего наполнителя, введенного в разрыв, так что распределение частиц расклинивающего наполнителя не содержит повторяющихся сосредоточенных неоднородностей и/или неоднородностей на протяжении заполнения частицами расклинивающего наполнителя. В некоторых вариантах осуществления относительно малое постепенное изменение функции рассматривается как постоянное, в случае изменения в пределах +/-10% от начального значения функции, или в пределах +/-5% от начального значения функции, или в пределах +/-2% от начального значения функции, или в пределах +/-1% от начального значения функции, или др., в течение периода времени 1 минуты, 10 секунд, 1 секунды, или 1 миллисекунды. Термин «повторяющийся» в настоящем документе относится к событию, которое происходит более чем однажды на ступени.

[0033] И наоборот, параметр, как функция другой переменной, такой как, например, время, является «дискретным», везде, где он не является постоянным, и в некоторых вариантах осуществления, повторяющийся относительно изменения функции с большим шагом рассматривается как дискретный, например, в случае, когда нижнее одно из значений параметра до и после постепенного изменения, меньше, чем 80%, или меньше, чем 50%, или меньше, чем 20%, или меньше, чем 10%, или меньше, чем 5%, или меньше, чем 2% или меньше, чем 1%, от верхнего одного из значений параметра до и после постепенного изменения в течение периода времени 1 минуты, 10 секунд, 1 секунды, или 1 миллисекунды.

[0034] В вариантах осуществления проводящие каналы формируются прямо после размещения частиц расклинивающего наполнителя в разрыве путем дифференциального перемещения частиц расклинивающего наполнителя, например, путем гравитационного осаждения и/или перемещения текучей среды, такого как поток текучей среды, вызванный операцией обратного притока, наружу и/или от участка (участков), соответствующего проводящему каналу (каналам), и к или по направлению к расположенным с промежутком участкам, в которых образование кластеров частиц расклинивающего наполнителя приводит к образованию участков со сравнительно малой проводимостью, в которых кластеры могут соответствовать колоннам между противоположными сторонами разрыва при смыкании.

[0035] В некоторых вариантах осуществления ступень суспензии для обработки имеет постоянную концентрацию первых твердых частиц, например, расклинивающего наполнителя, и непостоянную концентрацию добавки, что способствует либо образованию кластеров первых твердых частиц в разрыве, либо заякориванию кластеров в разрыве, или их сочетанию, для образования заякоренных кластеров первых твердых частиц, чтобы удерживать открытым разрыв при смыкании. Используемый здесь термин «якорный материал» относится к материалу, прекурсору материала или механизму, который замедляет осаждение, или предпочтительно останавливает осаждение, частиц или кластеров частиц в разрыве, тогда как термин «якорь» относится к якорному материалу, который является активным или активированным для замедления или остановки осаждения. В некоторых вариантах осуществления якорный материал может содержать материал, такой как, волокна, флокулы, хлопья, диски, стержни, звездочки и др., который может быть неоднородно распределен в разрыве и имеет различную скорость осаждения, и/или приводит к тому, что первые твердые частицы имеют различную скорость осаждения, которая может быть больше или предпочтительно меньше по отношению к первым твердым частицам и/или кластерам. Используемый в настоящем документе термин «флокулы» включает в себя как коагулированные коллоиды, так и коллоиды, способные образовывать флокулы на ступени суспензии для обработки.

[0036] В некоторых вариантах осуществления якорный материал может прилипать к одной или обеим противоположным поверхностям разрыва, чтобы останавливать перемещение кластера частиц расклинивающего наполнителя и/или создавать неподвижные структуры, на которых может скапливаться расклинивающий наполнитель и/или кластер (кластеры) расклинивающего наполнителя. В некоторых вариантах осуществления якоря могут прилипать друг к другу, чтобы способствовать объединению, стабильности и/или прочности образованных кластеров.

[0037] В некоторых вариантах осуществления якорный материал может содержать постоянную концентрацию первого компонента якорного материала и непостоянную концентрацию второго компонента якорного материала, например, в котором первый и второй компоненты якорного материала могут реагировать для образования якоря, как системы из двух реагирующих веществ, системы катализатора/реагирующего вещества, системы модификатора pH реагирующего вещества, чувствительного к pH или др.

[0038] В некоторых вариантах осуществления якорный материал может образовывать нижние границы для осаждения твердых частиц.

[0039] В некоторых вариантах осуществления способ обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: закачивание состава ступени для обработки под давлением, большим, чем давление гидроразрыва, для образования разрыва в формации; непрерывное распределение первых твердых частиц внутри формации в составе ступени для обработки; объединение первых твердых частиц, распределенных в разрыве, для образования расположенных с промежутками кластеров в разрыве; заякоривание по меньшей мере некоторых из кластеров в разрыве для замедления объединения по меньшей мере некоторых из кластеров; уменьшение давления в разрыве, чтобы удерживать разрыв открытым на кластерах, и образовывать взаимосвязанные, гидравлически проводящие каналы между кластерами.

[0040] В некоторых вариантах осуществления первые твердые частицы, непрерывно распределяемые в составе ступени для обработки, содержат дезагрегированный расклинивающий наполнитель при постоянной концентрации. В некоторых вариантах осуществления объединение содержит стимуляцию осаждения распределенных первых твердых частиц. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно содержит загущение состава ступени для обработки для распределения первых твердых частиц в формации, и разжижение состава ступени для обработки в разрыве, чтобы стимулировать осаждение. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно содержит постепенное чередование уровней концентрации якорного материала в составе ступени для обработки между уровнем, относительно обогащенным якорным материалом, и уровнем, обедненным якорным материалом, во время непрерывного распределения первых твердых частиц в формации в составе ступени для обработки, чтобы способствовать одному или обоим процессам, объединению и заякориванию кластеров. Используемый в настоящем описании якорный материал представляет собой добавку, которая либо инициирует, либо облегчает объединение твердых частиц в кластеры, или способствует активации якорей, как указано выше, или и то, и другое. В некоторых вариантах осуществления якорный материал содержит волокна, флокулы, хлопья, диски, стержни, звездочки и др. В некоторых вариантах осуществления обедненный якорным материалом уровень концентрации не содержит или по существу не содержит якорного материала, или разница между концентрациями обогащенного якорным материалом и обедненного якорным материалам уровней составляет по меньшей мере 10, или по меньшей мере 25, или по меньшей мере 40, или по меньшей мере 50, или по меньшей мере 60, или по меньшей мере 75, или по меньшей мере 80, или по меньшей мере 90, или по меньшей мере 95, или по меньшей мере 98, или по меньшей мере 99, или по меньшей мере 99,5 процентов по весу от концентрации якорного материала в обогащенном якорным материалом уровне. Обедненный якорным материалом уровень по существу не содержит якорного материала, если концентрация якорного материала недостаточна для образования якорей.

[0041] В некоторых вариантах осуществления проводящие каналы проходят, сообщаясь по текучей среде, от смежной поверхности в формации вдали от скважины до скважины или близко к ней, например, чтобы облегчить проход текучей среды между скважиной и формацией, например, при добыче пластовых флюидов и/или закачивании флюидов в матрицу формации. Используемый здесь термин «близко к скважине» относится к проводящим каналам, одинакового протяжения с большей частью длины разрыва, оканчивающегося у проницаемой матрицы, между проводящими каналами и скважиной, например, там, где область разрыва, смежная со скважиной, заполнена проницаемой твердой закладкой, как на ступени закрепления расклинивающего наполнителя с высокой проводимостью, заполнения гравием или др.

[0042] В некоторых вариантах осуществления способ обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: закачивание в разрыв в формации при постоянной скорости ступени состава для обработки с постоянной концентрацией первых твердых частиц; в то же время, поддерживая постоянную скорость и концентрацию первых твердых частиц во время закачивания ступени состава для обработки, последовательное чередование уровней концентрации якорного материала, например, волокон, в ступени состава для обработки между рядом сравнительно богатых якорным материалом уровней и рядом бедных якорным материалом уровней при закачивании ступени состава для обработки.

[0043] В некоторых вариантах осуществления закачивание ступени состава для обработки образует однородную область в разрыве с постоянным равномерным распределением первых твердых частиц. В некоторых вариантах осуществления чередование концентрации якорного материала образует неоднородные области в разрыве, содержащие обогащенные якорным материалом участки и обедненные якорным материалом участки.

[0044] В некоторых вариантах осуществления закачиваемая ступень состава для обработки содержит загущенный несущий состав, и способ может дополнительно содержать понижение вязкости несущего состава в разрыве, чтобы вызывать осаждение первых твердых частиц перед смыканием разрыва, и впоследствии позволять разрыву смыкаться.

[0045] В некоторых вариантах осуществления способ может также содержать образование перемычек с обогащенными якорным материалом уровнями в разрыве и образование проводящих каналов между перемычками с обедненными якорным материалом уровнями.

[0046] В некоторых вариантах осуществления способ обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: закачивание в разрыв в формации при постоянной скорости ступени состава для обработки, содержащего загущенный несущий состав с постоянной концентрацией первых твердых частиц для образования однородной области в разрыве с постоянным однородным распределением первых твердых частиц; последовательное чередование уровней концентрации якорного материала в составе для обработки между сравнительно богатыми якорным материалом уровнями и сравнительно бедными якорным материалом уровнями в закачиваемой ступени состава для обработки уровня, для образования неоднородных областей, содержащих обогащенные якорным материалом участки и обедненные якорным материалом участки в однородной области постоянного однородного распределения первых твердых частиц; уменьшение вязкости несущего состава в однородной области, чтобы вызвать осаждение первых твердых частиц перед смыканием разрыва, чтобы образовывать гидравлически проводящие каналы по меньшей мере в обедненных якорным материалом участках и колонны в обогащенных якорным материалом участках; таким образом, позволяя разрыву смыкаться на колоннах.

[0047] В некоторых вариантах осуществления способ может содержать преобразование обогащенных якорным материалом участков в узлы, обогащенные первыми твердыми частицами, для образования колонн. В некоторых вариантах осуществления первые твердые частицы и якорный материал могут иметь различные характеристики для придания различных скоростей осаждения. В некоторых вариантах осуществления первые твердые частицы и якорный материал могут иметь различные формы, размеры, плотности или их сочетания. В некоторых вариантах осуществления якорный материал имеет соотношение размеров, определяемое как отношение самого длинного размера частиц к самому короткому размеру частиц, большее, чем 6. В некоторых вариантах осуществления якорный материал представляет собой волокно, флокул, хлопья, ленту, пластинку, стержень или их сочетание.

[0048] В некоторых вариантах осуществления якорный материал может содержать распадающийся материал. В некоторых вариантах осуществления якорный материал выбирают из группы, состоящей из полимолочной кислоты (polylactic acid, PLA), полигликолевой кислоты (polyglycolic acid, PGA), полиэтилентерефталата (polyethylene terephthalate, PET), полиэфира, полиамида, поликапролактама и полилактона, поли(бутилен) сукцината, полидиоксанона, стекла, керамики, углерода (включая в себя составы на основе углерода), элементов в металлической форме, сплавов металлов, шерсти, базальта, акрила, полиэтилена, полипропилена, новолоидной смолы, полифенилсульфида, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, полиуретана, поливинилового спирта, полибензимидазола, полигидроквинон-димидазопиридина, поли(p-фенилен-2,6-бензобисоксазола), вискозы, хлопка или других натуральных волокон, резины, вязкой резины или их сочетания. В некоторых вариантах осуществления якорный материал может содержать акриловое волокно. В некоторых вариантах осуществления якорный материал может содержать слюду.

[0049] В некоторых вариантах осуществления якорный материал представлен в ступенях, насыщенных якорным материалом, для обработки суспензии, в количестве, меньшем, чем 5% по объему. Все отдельные значения и поддиапазоны от меньших, чем 5% по объему, включены и раскрыты в настоящем документе. Например, количество якорного материала может быть от 0,05% по объему, меньше, чем 5%, по объему или меньше, чем 1% по объему или меньше, чем 0,5% по объему. Якорный материал может присутствовать в количестве от 0,5% по объему до 1,5% по объему, или в количестве от 0,01% по объему до 0,5% по объему, или в количестве от 0,05% по объему до 0,5% по объему.

[0050] В других вариантах осуществления якорный материал может содержать волокна с длиной от 1 до 50 мм, или более конкретно от 1 до 10 мм, и диаметром от 1 до 50 микронов, или, более конкретно, от 1 до 20 микрон. Все значения и поддиапазоны от 1 до 50 мм включены и раскрыты в настоящем документе. Например, длина волокна связующего вещества может быть от нижнего предела 1, 3, 5, 7, 9, 19, 29 или 49 мм до какого-либо более высокого верхнего предела 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30 или 50 мм. Длина волокна якорного материала может колебаться от 1 до 50 мм, или от 1 до 10 мм, или от 1 до 7 мм, или от 3 до 10 мм, или от 2 до 8 мм. Все значения от 1 до 50 микронов включены и раскрыты в настоящем документе. Например, длина волокна якорного материала может быть от нижнего предела 1, 4, 8, 12, 16, 20, 30, 40 или 49 мм до какого-либо верхнего предела 2, 6, 10, 14, 17, 22, 32, 42 или 50 мм. Диаметр волокна якорного материала может колебаться от 1 до 50 микронов или от 10 до 50 микронов, или от 1 до 15 микронов, или от 2 до 17 микронов.

[0051] В других вариантах осуществления якорный материал может быть волокном, выбранным из группы, состоящей из полимолочной кислоты (polylactic acid, PLA), полиэфира, поликапролактама, полиамида, полигликолевой кислоты, политерефталата, целлюлозы, шерсти, базальта, стекла, резины или их сочетания.

[0052] В других вариантах осуществления якорный материал может содержать волокно с длиной от 0,001 до 1 мм и диаметром от 50 нанометров (нм) до 10 микронов. Все отдельные значения от 0,001 до 1 мм включены и раскрыты в настоящем документе. Например, длина волокон якорного материала может быть от нижнего предела 0,001, 0,01, 0,1 или 0,9 мм до какого-либо более высокого верхнего предела 0,009, 0,07, 0,5 или 1 мм. Все отдельные значения от 50 нанометров до 10 микронов включены и раскрыты в настоящем документе. Например, диаметр волокон якорного материала может колебаться от нижнего предела 50, 60, 70, 80, 90, 100 или 500 нанометров до верхнего предела 500 нанометров, 1 микрон или 10 микронов.

[0053] В некоторых вариантах осуществления якорный материал может содержать расширяемый материал, такой как, например, набухающие эластомеры, расширяемые под воздействием температуры частицы. Примеры нефтенабухающих эластомеров включают в себя полимеры и сополимеры на основе бутадиена, такие как стирол-бутадиеновый каучук (styrene butadiene rubber, SBR), стирол-бутадиеновые блок-сополимеры, стирол-изопреновый сополимер, акрилатовые эластомеры, неопреновые эластомеры, нитрильные эластомеры, винилацетатные сополимеры и смеси EVA (этиленвинилацетат), и полиуретановые эластомеры. примеры водо- и рассолонабухающих эластомеров включают в себя привитые кислотой стирол-бутадиеновые эластомеры и привитые акриловой кислотой эластомеры. Примеры расширяемых под воздействием температуры частиц включают в себя метало- и газонаполненные частицы, которые расширяются больше, когда частицы нагревают, относительно кварцевого песка. В некоторых вариантах осуществления расширяемые металлы могут включать в себя окисел металла Ca, Mn, Ni, Fe и др., который реагирует с водой для образования гидроокиси металла, которая имеет меньшую плотность, чем окисел металла, т. е., гидроокись металла занимает больший объем, чем окись металла, таким образом, увеличивая объем, занимаемый частицей. Другие примеры набухающих неорганических материалов можно найти в публикации заявки на патент США № US 20110098202, которая включена в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Примером газонаполненного материала являются микросферы EXPANCEL™, которые изготавливает и поставляет на рынок Akzo Nobel of Chicago, IL. Данные микросферы содержат полимерную оболочку с газом, заключенным внутри. Когда данные микросферы нагревают, газ внутри оболочки расширяется и увеличивает объем частиц. Диаметр частицы может увеличиваться в 4 раза, что может привести к увеличению объема в 64 раза.

[0054] В некоторых вариантах осуществления ступень состава для обработки представляет собой насыщенную расклинивающим наполнителем жидкость для гидроразрыва, и первые твердые частицы представляют собой расклинивающий наполнитель.

[0055] В некоторых вариантах осуществления система для добычи пластовых флюидов содержит скважину и разрыв, полученный с помощью какого-либо из способов разрыва, раскрытых настоящем документе.

[0056] В некоторых вариантах осуществления система содержит: подземную формацию, в которой пробурена скважина; ступень суспензии для обработки, расположенную в скважине, при этом ступень суспензии для обработки включает в себя постоянную концентрацию первых твердых частиц, и ряд относительно богатых якорным материалом вспомогательных ступеней, расположенных в чередующемся порядке в скважине с рядом обедненных якорным материалом вспомогательных ступеней; и систему насосов, которая может содержать один или больше насосов для постоянной подачи ступени состава для обработки от скважины в формацию под давлением, большим, чем давление разрыва, для закачивания ступени состава для обработки в разрыв в формации. В некоторых вариантах осуществления ступень состава для обработки содержит загущенный несущий состав и разжижитель, чтобы вызывать осаждение первых твердых частиц перед смыканием разрыва. В некоторых вариантах осуществления система также может включать в себя установку подачи состава для обработки в скважину для подачи дополнительных вспомогательных ступеней, обогащенных якорным материалом и обедненных якорным материалом, ступени состава для обработки.

[0057] В некоторых вариантах осуществления система для обработки подземной формации, в которой пробурена скважина, содержит: систему насосов, которая может содержать один или больше насосов для подачи состава ступени для обработки через скважину в формацию под давлением, большим, чем давление разрыва, для образования разрыва в формации; установку подачи состава ступени для обработки для непрерывного распределения первых твердых частиц в составе ступени для обработки, и для введения якорного материала в состав ступени для обработки в последовательно чередующихся концентрациях между сравнительно обогащенным якорным материалом уровнем и обедненным якорным материалом уровнем, для образования состава ступени для обработки, имеющего постоянную концентрацию первых твердых частиц и двухуровневую (или многоуровневую) концентрацию якорного материала; стимулятор в составе ступени для обработки для начала объединения первых твердых частиц в разрыве, чтобы образовывать расположенные с промежутками кластеры в разрыве; систему заякоривания в ступени состава для обработки, чтобы заякоривать кластеры в разрыве и замедлять объединение кластеров; и замкнутую систему для поддержания, а затем уменьшения давления в разрыве, чтобы удерживать разрыв открытым на кластерах, и образовывать взаимосвязанные, гидравлически проводящие каналы между кластерами.

[0058] В некоторых вариантах осуществления инициирование объединения первых твердых частиц может включать в себя гравитационное осаждение первых твердых части. В некоторых вариантах осуществления ступень состава для обработки может содержать загущенный несущий состав, и стимулятор может быть разжижителем.

[0059] Следующее описани