CN106795750A - 用于井处理操作的转向系统 - Google Patents

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Abstract

井处理流体的流动可通过使用包含可溶解转向剂和脂肪族聚酯和/或支撑剂的混合物在地下地层内的裂隙网络内从高渗透区转向至低渗透区。用所述混合物的所述支撑剂使所述高渗透区的至少一部分支撑开放并且用所述转向剂堵塞所述高渗透区的至少一部分。流体接着被泵送至地下地层中并且进入所述地层中远离所述井筒的较低渗透区中。所述高渗透区中的所述转向剂可接着在现场储层条件下溶解并且由所述裂隙网络的所述高渗透支撑区产生烃。所述混合物在位于所述井筒附近的裂隙网络中的高渗透区的烃产生的增强方面具有特定适用性。

Description

用于井处理操作的转向系统
发明领域
本公开涉及使用可溶解转向剂和含有此类转向剂的混合物以通过使井处理流体从高渗透区重新定向至低渗透区而增强地下地层的烃产生。
发明背景
如水力压裂和酸化的刺激操作的成功取决于裂隙网络内高渗透区以及低渗透区的烃产生。
过去，更多关注用于改进酸刺激和水力压裂操作中所用的井处理流体的井下放置的方法。
烃产生地层的酸刺激(如通过基质酸化)会增强烃产生。在这一程序中，将酸或酸形成材料注射至地层中并且所述酸与地层中的矿物反应。结果，通过地层内通道或蛀洞的开放来改进近井筒渗透性。除了溶解地层材料以外，所述酸还可去除由天然或人造条件引起的堵塞。所述程序尤其在碳酸盐地层的处理中普遍，因为反应产物可溶于废酸中。
优化酸井下放置的早期尝试集中于将简单酸性溶液注射至井筒中。所述尝试证明为无效的，因为所述流体通常发生反应或极快地消耗。所述处理流体因此无法深入穿透至地层中，由此限制其极近井筒应用的有效性。因此，在处理过的地下地层含有具有不同的渗透率的区段的情况下，所注射的酸一般酸化地层内具有最高渗透率和最高水饱和程度的区。引起地层内具有高渗透率的区(处理过的区)与具有低渗透率的区(未处理区)之间的渗透率对比。
有必要优化井下酸放置以便提供处理流体在经过处理的区上的均匀分布。也可需要井处理流体(如压裂流体)流入至具有较低传导率的区中。
已经开发化学以及机械方法以便使处理流体的流动从地层的较高渗透率和/或水饱和区段转向至较低渗透率或含油区段。化学与机械转向之间的差异是化学转向剂通过增加裂隙网络内所建立的通道内部的流阻实现转向，而机械转向控制井筒处的流体进入点。因此，与外部机械转向相比，化学转向剂通常被视为内部转向剂。
虽然现有技术的化学转向剂在较高温度下(一般超过250℉)展现所需降解速率，但其在较低温度下极其缓慢溶解。因此，此类材料无法适用于具有低于250℉的井底温度的储层。因此已经探索替代转向剂，尤其用于具有低于250℉的井底温度的储层。
此外，已知一旦生产区的表面已经被堵住或堵塞，现有技术的转向剂通常妨碍所述区中的传导率。这在井筒附近的那些生产区中尤其如此。因此，已经探索用于增强裂隙网络中已经转向的较高渗透区、尤其在井筒附近的那些区的烃产生的替代方法。
应了解，上述讨论仅提供用于说明性目的并且不意图限制随附权利要求书的范围或主题或任何相关专利申请或专利的范围或主题。因此，随附权利要求书或任何相关申请或专利的权利要求书均不应受以上讨论限制或仅仅由于本文中的提及而被解释为解决、包括或排除上文所引用的特征或缺点中的每一者或任一者。
发明概述
本公开涉及一种通过短暂地堵塞地下地层的高渗透区而使井处理流体转向离开高渗透或未损坏区，由此使所述流体在储层内重新定向至地层的靶向区的方法。所述井处理流体可含有一种或多种下式的化合物：
或其酐
其中：
R1为-COO-(R5O)y-R4或-H；
R2和R3选自由-H和-COO-(R5O)y-R4组成的组；
限制条件是当R1为-H时，R2或R3二者为-COO-(R5O)y-R4且
进一步限制条件是当R1为-COO-(R5O)y-R4时，R2或R3中仅一者为-COO-(R5O)y-R4；
R4为-H或C1-C6烷基；
R5为C1-C6亚烷基；且
各y为0至5。
所述转向剂能够在超过175℉并且在大多数情况下超过250℉的井底温度下适用。
在一个实施方案中，通过向储层中引入式(III)的微粒和具有以下重复单元的通式的一种或多种脂肪族聚酯的微粒的混合物而使井处理流体在所述储层内从地层的高渗透或未损坏区转向：
其中n为介于75与10,000之间的整数并且R选自由氢、烷基、芳基、烷基芳基、乙酰基、杂原子和其混合物组成的组。在这一实施方案中，所述储层的井底温度可介于约80℉至约190℉之间。在如其中式(I)化合物需要加速溶解速率的一些情况下，可在具有低于250℉的井底温度的储层中使用所述经过混合的材料。具有结构式(I)的微粒以及具有结构式(III)的微粒具有定大小的粒子分布以堵塞所述流体渗透至地层的高渗透区中。所述流体的流动接着转向至地层的低渗透部分。
在另一实施方案中，与具有结构式(I)的微粒混合的具有结构式(III)的微粒在储层内地下地层的表面上形成桥接固体，所述固体使处理流体的流动转向离开地层的高渗透区。所述储层的井底温度一般介于约140℉至约190℉之间。式(III)化合物在所述井底温度下增强式(I)微粒的性能。在式(III)的化合物不存在下，所述脂肪族聚酯在低于250℉的井底温度下不可溶解或略微可溶。当与式(III)化合物组合使用时，所述脂肪族聚酯可用于具有低于250℉的井底温度的储层中。
通过桥接在地层的表面上的流动空间，具有结构式(III)并且任选地具有(I)的微粒在地层表面上形成相对低渗透滤饼。当所述井处理流体内的至少60％、更优选地至少80％的转向剂微粒具有在约150μm至约2000μm之间的粒径时，所述滤饼更容易形成。通过所述滤饼的压降会增加井处理流体通过地层的流阻并且使处理流体转向至地层的其它部分。
在另一实施方案中，具有结构式(III)的微粒当与式(I)的脂肪族聚酯组合使用时会增强所述脂肪族聚酯在低于250℉的井底温度下的降解并且因此使得所述脂肪族聚酯能够适用于较低温度储层。
在另一实施方案中，提供含有与式(I)的脂肪族聚酯组合的结构式(III)的微粒的酸化流体以使流体从地层的高渗透区转向至展现低于250℉的井底温度的较低渗透区。
在另一实施方案中，通过向地层中引入具有结构式(III)的微粒和任选地式(I)的脂肪族聚酯的混合物而使水力压裂流体转向离开地层的高渗透区至较低渗透区以延长裂隙并且增加受刺激的表面积。结构式(III)的微粒会增强所述脂肪族聚酯的降解并且因此提供在低于250℉的井底温度下使用所述脂肪族聚酯的方法。
在另一实施方案中，式(III)和任选地式(I)的微粒的混合物可用于滤失丸剂(fluid loss pill)以控制处理流体至地层的漏泄。
在另一实施方案中，式(III)和任选地式(I)的微粒的混合物可用于井筒完井流体以使得能够在井筒的表面上形成滤饼。
在另一实施方案中，本文所定义的微粒可用作清洗流体。
在另一实施方案中，本文所定义的微粒可用于在防砂操作(如砾石充填)期间形成可渗透包装。
本公开进一步涉及一种增强裂隙网络内的高渗透区、尤其在所述裂隙网络的井筒附近的那些高渗透区的烃产生的方法。
在一个实施方案中，本公开涉及一种通过使包含可溶解转向剂和支撑剂的混合物流入地下地层内在井筒附近的裂隙的高渗透区中而刺激由所述井筒穿透的地下地层的烃产生的方法。所述高渗透区的至少一部分用所述混合物的支撑剂支撑开放。所述高渗透区的至少一部分用所述转向剂堵塞。流体接着被泵送至地下地层中并且进入地层中远离所述井筒的较低渗透区中。所述转向剂溶解并且由裂隙的高渗透区和较低渗透区产生烃。所述转向剂可包括式(III)、(I)的微粒或其混合物。
在本公开的另一实施方案中，提供一种使用含有可溶解转向剂的流体增强井的流体生产率的方法。在这一方法中，第一流体在足以在井筒附近产生或增强裂隙的压力下被泵送至由井穿透的地下地层中。所述第一流体含有转向剂和支撑剂的混合物。所述转向剂在用于由井产生流体的现场条件下可溶解。所述第一流体接着流入裂隙的高渗透区中。所述高渗透区的至少一部分用所述混合物的支撑剂支撑开放。所述高渗透区的至少一部分用所述转向剂堵塞。第二流体接着被泵送至地下地层中并且进入地下地层中远离所述井筒的较低渗透区中。堵塞所述高渗透区中在井筒附近的至少一部分的转向剂接着在现场储层条件下溶解。流体接着由高渗透区和较低渗透区产生。
在另一实施方案中，提供一种用含有转向剂和支撑剂的流体刺激由井筒穿透的地下地层的方法。在这种方法中，所述井筒内的套管被穿孔。建立从所述套管延伸至地下地层的通道。含有转向剂和支撑剂的混合物的流体接着在足以在井筒附近产生或扩大裂隙的压力下被泵送至井筒中。所述转向剂可在现场条件下溶解。使含有所述混合物的流体接着流入在井筒附近的所述裂隙内的高渗透区中。所述高渗透区的至少一部分用所述转向剂堵塞。所述转向剂的定大小的粒子分布足以至少部分地堵塞第二流体穿透至地层的高渗透区中。第二流体接着被泵送至地下地层中并且进入地层中远离所述井筒的较低渗透区中。井筒附近的转向剂接着在现场储层条件下溶解。接着由含有所述混合物的支撑剂的高渗透区产生流体。
在本公开的另一实施方案中，提供增强穿透地下地层的井的近井筒区域的流体生产率的方法。在这一实施方案中，第一流体被泵送至井筒附近的裂隙的高渗透区中。所述第一流体含有转向剂和支撑剂的混合物。所述转向剂可在现场储层条件下溶解。所述第一流体接着流入裂隙的高渗透区中。所述高渗透区的至少一部分用所述第一混合物的支撑剂支撑开放。所述高渗透区的一部分用所述转向剂堵塞。含有转向剂的第二流体接着被泵送至地下地层中并且进入地层中远离井筒的较低渗透区中，随后将装载支撑剂的流体泵送至地层的较低渗透区中。添加第二流体和接着装载支撑剂的流体的步骤可重复。堵塞所述高渗透区中在井筒附近的至少一部分的转向剂可接着溶解。流体可接着由高渗透区和较低渗透区产生。
在考虑到多个实施方案的以下详细描述并且参考附图后，上文所述的本公开的特性和优点以及额外特征和益处对于本领域技术人员来说将显而易知。
附图简述
以下各图为本说明书的一部分，为了证明本公开的各个实施方案的某些方面而包括在内并且在本文详细描述中提及：
图1说明在通过使用本文所公开的混合物而产生裂隙的间隔外部的裂隙区域的减少。
图2(A)、(B)、(C)和(D)描绘使用可溶解转向剂流体的刺激方法。
图3(A)、(B)、(C)和(D)描绘使用可溶解转向剂和支撑剂的混合物的刺激方法。
优选实施方案的详述
在考虑到示例性实施方案的以下详细描述和本公开的附图后，本公开的特性和优点以及额外特征和益处对于本领域技术人员来说将显而易知。应理解，所述描述和本文中作为示例性实施方案的各图不意图限制本专利或要求与此相关的优先权的任何专利或专利申请的权利要求。可对本文所公开的特定实施方案和细节进行多种改变而不偏离所述精神和范围。
如本文中和本专利申请的多个部分(和标题)中所用，术语“公开”、“本公开”和其变化形式不意图意指由本公开所涵盖的每一个可能的实施方案或任何特定权利要求。因此，各所述参考案的主题不应仅仅由于所述参考案而被视为其每一个实施方案或任何特定权利要求所必需或其一部分。另外，术语“包括”和“包含”以开放形式用于本文中和随附权利要求书中，并且因此应解释为意指“包括但不限于……”
如本文所用，术语“地下地层”可为烃或非烃地下地层。含有可溶解转向剂的流体被泵送进入的地层的高渗透区可为天然裂隙。所述术语应包括碳酸盐地层(如石灰石、白垩或白云石)以及在油和气井中的地下砂岩或硅质地层，包括石英、粘土、页岩、淤泥、燧石、沸石或其组合。所述术语还应指具有一系列天然裂隙的煤层，或用于回收天然气(如甲烷)和/或隔绝相比甲烷更强烈地吸附如二氧化碳和/或硫化氢的流体的割理。
本公开涉及可溶解转向剂用于处理地下地层的用途。所述可溶解转向剂可包含一种化合物或两种或更多种不同化合物的混合物的微粒。所述可溶解转向剂可与支撑剂混合。
包含所述可溶解转向剂的微粒具有有效堵塞处理流体穿透至地层的高渗透区中的定大小的粒子分布。一般地，所述微粒的粒径分布在约0.1微米至约1.0微米范围内。
所述可溶解微粒以及本文所定义的任选支撑剂可具有任何形状。例如，所述可溶解微粒以及支撑剂可大体上为球形，如为珠状或小球状。此外，所述微粒和支撑剂可为非珠状和非球形，如细长、锥形、卵形、泪滴或椭圆形状或其混合形状。例如，微粒和支撑剂可具有立方体、条形(如在长度大于其宽度且宽度大于其厚度的六面体中)、圆柱体、多面、不规则形状或其混合形状。另外，所述微粒和支撑剂可具有实际上大体粗糙或不规则的表面或实际上大体平滑的表面。
所述转向剂微粒可部分地但非完全地溶解于现场储层条件下。一般地，所述微粒在井底温度下随时间完全溶解。在大多数情况下，所述微粒在井处理操作完成之后完全溶解。
本文所公开的井处理流体的流体可为水、盐水或滑溜水。所述井处理流体适用于运输转向剂微粒和任选的支撑剂至储层和/或地下地层中。合适的盐水包括含有氯化钾、氯化钠、氯化铯、氯化铵、氯化钙、氯化镁、溴化钠、溴化钾、溴化铯、溴化钙、溴化锌、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、乙酸钠和其混合物的那些。以水的重量计，水中盐的百分比优选地在约0重量％至约60重量％范围内。
所述流体可进一步胶凝化或非胶凝化。一般地，所述流体通过纳入增粘剂(如增粘聚合物或粘弹性流体)而胶凝化。所述流体可含有交联剂，虽然不需要交联剂。一般地，所述流体的粘度在室温下大于或等于10cP。
本文所用的处理流体可进一步用液态烃或气体或液化气体(如氮气或二氧化碳)发泡。另外，所述流体可进一步通过纳入非气态发泡剂发泡。所述非气态发泡剂可为两性的、阳离子的或阴离子的。合适的两性发泡剂包括烷基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱(alkylsultaines)和烷基羧酸酯，如以引用的方式并入本文中的美国专利公布号2010/0204069中公开的那些。合适的阴离子发泡剂包括烷基醚硫酸酯、乙氧基化醚硫酸酯、磷酸酯、烷基醚磷酸酯、乙氧基化醇磷酸酯、烷基硫酸酯和α烯烃磺酸酯。合适的阳离子发泡剂包括烷基季铵盐、烷基苯甲基季铵盐和烷基酰胺基胺季铵盐。
用于本文方法中的处理流体的pH在需要时可进一步进行调节。当进行调节时，所述流体一般具有约6.5或更高、7或更高、8或更高、9或更高、介于9与14之间并且最优选地介于7.5与9.5之间的值。所述pH可通过本领域中已知的任何方式进行调节，包括将酸或碱添加至流体中或使二氧化碳鼓泡通过流体。
含有如本文所定义的转向剂的流体可进一步含有额外井处理流体添加剂。这些添加剂包括井服务行业的一种或多种常规添加剂，如胶凝剂、滤失添加剂、破胶剂、表面活性剂、反乳化剂、生物杀灭剂、互溶剂、表面张力降低剂、消泡剂、反乳化剂、非乳化剂、阻垢剂、气水合物抑制剂、酶破坏剂、氧化性破坏剂、缓冲剂、粘土稳定剂、酸、缓冲剂、溶剂或其混合物。
在含有所述混合物的流体为酸化流体的情况下，可优选在所述流体内包含腐蚀抑制剂、腐蚀抑制剂增强剂或其组合。这些添加剂的目的是降低所述酸可对井管件造成的腐蚀作用。合适的腐蚀抑制剂可包括碱金属亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐和苯甲酸盐。代表性合适的有机抑制剂包括烃基胺和羟基取代的烃基胺中和的酸化合物，如中和的磷酸盐和烃基磷酸酯、中和的脂肪酸(例如，具有8至约22个碳原子的那些)、中和的羧酸(例如，4-(叔丁基)-苯甲酸和甲酸)、中和的环烷酸和中和的烃基磺酸酯。烷基化琥珀酰亚胺的混合盐酯也可适用。腐蚀抑制剂也可包括烷醇胺，如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和相应的丙醇胺以及吗啉、乙二胺、N,N-二乙基乙醇胺、α-和γ-甲基吡啶、哌嗪和异丙基氨基乙醇。
含有本文所定义的微粒的流体也可具有在系统中建立的内部破坏剂以确保流体粘度可在一段时间后降低。所述内部破坏剂也可为氧化剂，如但不限于过硫酸盐(如过硫酸氨和过硫酸钠)，和过氧化剂(如过氧化氢)。
在所述微粒为酸化溶液的组分的情况下，流体中酸水溶液的量可在约70至约99体积百分比范围内并且所述酸的强度可大于或等于10％。所述酸在与岩石反应时会降低酸强度至低于15％的浓度。
在一个实施方案中，用于使井处理流体从地下地层的高渗透区转向至低渗透区的可溶解转向剂可为结构式(III)的微粒：
其中：
R1为-COO-(R5O)y-R4或-H；
R2和R3选自由-H和-COO-(R5O)y-R4组成的组；
限制条件是当R1为-H时，R2或R3二者为-COO-(R5O)y-R4且进一步限制条件是当R1为-COO-(R5O)y-R4时，R2或R3中仅一者为-COO-(R5O)y-R4；
R4为-H或C1-C6烷基；
R5为C1-C6亚烷基；且
各y为0至5。
或者，所述微粒可为结构式(III)的化合物的酐。
在一个优选实施方案中，式(III)的化合物的R2为-H且R3为-COO-(R5O)y-R4。在一个尤其优选实施方案中，式(III)的化合物为邻苯二甲酸(其中y为0并且R1和R4为-H)。在另一优选实施方案中，式(III)的化合物为邻苯二甲酸酐。
在另一优选实施方案中，式(III)的化合物的R2为-COO-(R5O)y-R4且R3为-H。在一个尤其优选实施方案中，式(III)的化合物为对苯二甲酸(其中y为0并且R2和R4为-H)。在另一优选实施方案中，式(III)的化合物为对苯二甲酸酐。
式(III)的可溶解转向剂可与脂肪族聚酯混合并且所述混合物用作转向剂。所述脂肪族聚酯包括具有下文所示的重复单元的通式的那些：
其中n为介于75与10,000之间的整数并且R选自由氢、烷基(优选地C1-C6烷基)、芳基(优选地C6-C18芳基)、烷基芳基(优选地具有约7至约24个碳原子)、乙酰基、杂原子(如氧和硫)和其混合物组成的组。在一个优选实施方案中，所述脂肪族聚酯的重量平均分子量介于约100,000至约200,000之间。当与式(III)的化合物组合使用时，所述脂肪族聚酯可用于具有低于250℉的井底温度的储层中。
优选的脂肪族聚酯为聚(丙交酯)。聚(丙交酯)通过缩合反应由乳酸合成或更通常通过环状丙交酯单体的开环聚合合成。由于乳酸和丙交酯均可实现相同重复单元，如本文所用的一般术语聚(丙交酯)是指式(I)，而关于如何制得所述聚合物(如由丙交酯、乳酸或寡聚物)并无任何限制，并且不提及聚合程度。
丙交酯单体一般以三种不同的形式存在：两种立体异构体L-和D-丙交酯和外消旋D,L-丙交酯(内消旋-丙交酯)。乳酸的寡聚物和丙交酯的寡聚物可由下式定义：
其中m为整数：2≤m≤75。优选地m为整数：2≤m≤10。这些限制分别对应于低于约5,400和低于约720的数均分子量。丙交酯单元的手性提供了尤其调节降解速率以及物理和机械特性的方式。例如，聚(L-丙交酯)是具有相对缓慢水解速率的半结晶聚合物。聚(D,L-丙交酯)可为具有所得较快水解速率的更加非晶聚合物。乳酸的立体异构体可单独地使用或组合。另外，其可与例如乙交酯或其它单体(如ε-己内酯、1,5-二氧杂环庚烷-2-酮、三亚甲基碳酸酯或其它合适单体)共聚合以获得具有不同特性或降解时间的聚合物。另外，所述乳酸立体异构体可通过混合高和低分子量聚丙交酯或通过混合聚丙交酯与其它聚酯而进行修饰。
作为式(I)的脂肪族聚酯的替代物，式(III)的邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐可用于增强包括星形和超分支脂肪族聚酯聚合物在内的其它脂肪族聚酯以及其它均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物的活性。此类合适的聚合物可通过聚缩合反应、开环聚合、自由基聚合、阴离子聚合、碳阳离子聚合和用于例如内酯的配位开环聚合和任何其它合适的工艺制备。合适的聚合物的具体实例包括聚糖，如葡聚糖或纤维素；壳质；壳聚糖；蛋白质；原酸酯；聚(乙交酯)；聚(c-己内酯)；聚(羟基丁酸酯)；聚(酐)；脂肪族聚碳酸酯；聚(原酸酯)；聚(氨基酸)；聚(氧化乙烯)；和聚磷腈。
结构式(III)的可溶解转向剂和脂肪族聚酯的混合物可用于具有低于250℉的井底温度的储层中
在现场储层条件下，所述微粒可部分地但非完全地溶解。一般地，所述微粒在井底温度下随时间完全溶解。在大多数情况下，所述微粒在井处理操作完成之后完全溶解。
一般地，引入井中的流体中转向剂微粒的量介于约0.01至约30重量百分比之间(以所述流体的总重量计)并且所述流体中式(III)化合物的量为约0.01至约3重量％。当作为微粒的混合物使用时，引入井中的聚酯的微粒和式(III)的微粒的重量比率一般介于约95:5至约5:95、一般地约90:10至约10:90之间并且更一般地介于约40:60至约60:40之间。
聚酯的微粒和式(I)的邻苯二甲酸的混合物当放置于具有介于约140℉至约190℉之间的井底温度的井中时特别有效。例如，式(III)化合物会增强式(I)的脂肪族聚酯的性能。在式(III)化合物不存在下，所述脂肪族聚酯在低于250℉的井底温度下不可溶解或略微可溶。
在一个优选实施方案中，式(III)和式(I)的微粒的混合物用作转向剂微粒用于刺激由储层穿透的地下地层，其中所述混合物可被引入地层中具有多种渗透性的生产区中。所述储层的井底温度可低于250℉并且可低达140℉。所述微粒能够使井处理流体在所述井底温度下从地下地层的高渗透区转向至低渗透区。因为传导率是渗透率乘以注射几何条件，这与以下陈述同义：所述微粒能够使井处理流体从高度导电原生裂隙转向至不太导电次生裂隙。此外，由于传导率是流入的相对电阻的函数，如本文所用的导电性裂隙的提及被视为与导电性储层区域同义。
在一个实施方案中，式(III)和任选地式(I)的微粒用作滤失丸剂用于控制处理流体至地层的漏泄。所述滤失丸剂是注射至井中并且设计成减轻尤其从完井流体至地层中的滤失的特定流体。在特定情形中，如在井套管的穿孔期间，除了一般包括于井筒处理流体中的正常滤失控制添加剂之外还并入滤失丸剂被视为尤其有利的。操作者可通过控制微粒与孔喉之间的大小差别来控制处理流体至地层中的漏泄。所述转向剂的固体微粒沉积于地层壁上并且形成大体上不可渗透的滤饼。
所述微粒可进一步用于完井流体。当在生产地层中进行多种完井操作时，利用完井流体。所述微粒封闭井筒的表面，使得所述流体不在地层中损失。所述微粒沉积并且在井筒的表面上形成流体中的固体的滤饼，而无向地层中固体的任何损失。因而，所述微粒在地层孔上形成流体桥而非永久地堵住所述孔。
含有所述微粒的流体也可适用作在防砂流体。在一个示例性实施方案中，可对穿透地下地层的井筒进行砾石充填操作以防止或大体上减少在地层流体的产生期间由地层产生地层粒子进入井筒中。如本领域中已知的筛网组件可放置或以其它方式安置于井筒内，使得所述筛网组件的至少一部分邻近地下地层安置。浆液(如包括式(I)和(III)的微粒的浆液和用于携带所述微粒的处理流体)可接着被引入至井筒中并且通过循环或其它合适的方法邻近地下地层放置以便在筛网的外部与井筒的内部之间的环形区域中形成流体可渗透包装。这种可渗透包装能够减少或大体上防止地下地层的地层粒子在由地层产生流体期间传递至井筒中，同时允许地下地层的地层流体传递通过筛网进入井筒中。
本文所述的转向剂微粒可进一步用于井干预应用，如井筒清洗，其中固体碎片、尤其疏水性材料从井筒中去除以便确保不被阻塞的烃回收。例如，含有所述微粒的流体可被引入井筒中，如通过连续油管，以去除井筒中剩余的疏水性微粒材料。在一个实施方案中，所述微粒可使所述疏水性微粒材料凝聚并且所述凝聚物可接着从表面向上加以去除或携带。清洗也可在钻井时并且在刺激之前发生。去除所述微粒在所述清洗操作废料中的应用，其可能不利地影响压裂流体的后续注射。
虽然所述微粒最一般地是处理流体(即，酸化流体、水力压裂流体、井筒完井流体等)的组分，但含有转向剂微粒的流体可被泵送至井筒中，随后或接着添加井处理流体(即，酸化流体、水力压裂流体、井筒完井流体等)。
例如，当用于水力压裂时，所述转向剂微粒可为所述水力压裂流体的组分或可作为垫流体(pad fluid)的组分被泵送至地层中。此外，在酸压裂操作中，酸的阶段可优选地在引入含有所述转向剂的流体之后注射。
当用于酸压裂时，所述转向剂微粒具有足以桥接流动空间(由所注射的酸与储集岩的反应产生)而不穿透基质的大小。通过在地层的表面上过滤，在地层的表面上产生相对不可渗透或低渗透滤饼。
在另一实施方案中，可选择所述转向剂的微粒的大小，以致其在岩石的表面上形成桥。以这种方式，所述微粒的粒径使得含有所述转向剂的微粒的段塞流可被泵送至地层中，穿过穿孔或丛并且接着在裂隙内的近井筒区域中形成桥。所述裂隙的所述充填短暂地降低地层中的至少一些裂隙的传导率。这又辅助压裂流体更平滑地转向。
当作为转向剂用于酸化时，含有所述微粒的流体可被直接泵送至井地层的高渗透区。所述转向流体中的大多数将进入高渗透或非损坏区中并且形成短暂“插塞”或“粘性丸剂”，而较低渗透区具有极少侵入。这种短暂“粘性丸剂”引起压力增加并且使所述流体转向至地层的较低渗透部分。所述微粒能够比现有技术的转向剂更深地散布至地下地层中。
一旦在适当位置，由所述转向剂形成的粘性丸剂将具有与孔喉直径相关的有限侵入深度。关于给定的地层类型，侵入深度与地层的标称孔喉直径成正比。由于基于在整个处理的区中的变化的渗透性或损坏而在整个地层中存在变化的侵入深度，处理流体侵入孔喉中的能力取决于损坏的地层与非损坏地层的孔喉大小之间的差异。地层的较清洁或非损坏部分(较大孔喉)中的侵入深度通常将大于较低渗透或损坏的区(较小或部分填充的孔喉)中。在地层的较清洁区段中的较大侵入深度下，较多的所述转向剂可放置于这些间隔中。
此外，含有所述转向剂微粒的流体可在交替阶段中被泵送至井筒中并且可由隔离流体分离。所述隔离流体一般地含有盐溶液，如NaCl、KCl和/或NH4Cl。例如，滤失丸剂的粘度损失可能需要欲进行泵送的额外转向剂阶段。另外，可能需要交替阶段来更适当地处理异质地层。例如，当用于酸刺激操作中时，可需要使酸刺激流体和转向流体的泵送交替。示例性泵送方案可为(i)泵送酸刺激流体；(ii)任选地泵送隔离流体；(iii)泵送含有所述转向剂的流体；(iv)任选地泵送隔离流体；和接着重复步骤(i)、(ii)、(iii)和(iv)的循环。
在一个实施方案中，除了所述可溶解转向剂以外，本文所定义的流体还可包括支撑剂。所述流体可接着用于刺激操作以便增强地下地层内的流体产生。
除了式(I)、(III)的可溶解微粒或(I)和(III)的混合物以外，与所述支撑剂组合使用的可溶解转向剂还可为硬沥青、岩盐、苯甲酸薄片、聚乳酸和其混合物。
其它合适的转向剂包括乙烯或其它合适的线性或线性、分支烯烃塑料(如异戊二烯、丙烯等)的单峰或多峰聚合物混合物。所述聚合物混合物可描述为以引用的方式并入本文的美国专利号7,647,964中陈述的密封球。
所述乙烯聚合物混合物一般地包含乙烯和选自由具有多达12个碳原子的α-烯烃组成的组的一种或多种共聚单体，其在乙烯聚合物混合物的情况下意指所述一种或多种共聚单体选自具有3至12个碳原子的α-烯烃(即，C3-C12)，包括具有3个碳原子、4个碳原子、5个碳原子、6个碳原子、7个碳原子、8个碳原子、9个碳原子、10个碳原子、11个碳原子或12个碳原子的那些α-烯烃。根据本发明适用作与乙烯的共聚单体的α-烯烃可为取代或未取代的线性、环状或分支α-烯烃。适用于本发明的优选的共聚单体包括但不限于1-丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯和苯乙烯。
包含本发明的密封球的典型乙烯聚合物混合物包括乙烯-辛烯聚合物混合物、乙烯-丁烯混合物、乙烯-苯乙烯混合物和乙烯-戊烯混合物。更一般地，可变形密封球包含乙烯-辛烯、乙烯-丁烯和乙烯-戊烯聚合物混合物。本发明的可变形密封球组合物的特定乙烯-辛烯共聚物组分为大体上线性的弹性烯烃聚合物。
适用于本文的乙烯-α-烯烃聚合物可包括线性共聚物、分支共聚物、嵌段共聚物、A-B-A三嵌段共聚物、A-B二嵌段共聚物、A-B-A-B-A-B多嵌段共聚物、和径向嵌段共聚物、和其接枝变化形式，以及乙烯和一种或多种α-烯烃的均聚物、共聚物和三元共聚物。适用的可相容聚合物的实例包括具有一般构型A-B-A、具有苯乙烯末端嵌段和乙烯-丁二烯或乙烯-丁烯中间嵌段的嵌段共聚物、线性苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯聚合物、径向苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物和线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物。
其它聚合物和共聚物包括由胶原蛋白构成的水溶性密封球，通常称作生物密封物。
所述转向剂的微粒的大小分布应足以堵塞所述流体穿透至地层的高渗透区中。
一般地，当所述混合物含有一种或多种可溶解转向剂和支撑剂时，井筒的井底温度介于约80℉至约400℉之间。所述可溶解转向剂微粒能够使井处理流体在所述井底温度下从地下地层的高渗透区转向至低渗透区。
虽然转向剂和支撑剂的混合物可用于增加水平以及垂直井筒的裂隙网络内的低渗透区的生产率，但其有利地用于促进在穿孔位点的井筒附近的烃流体(进入储层中)的产生。因此，在井筒内的套管被紧固后，所述套管可被穿孔以提供在井筒附近从所述套管延伸至地下地层中的通道。可溶解转向剂和支撑剂的混合物接着通过穿孔套管被泵送至所述通道中。含有所述转向剂微粒的井处理流体可被直接泵送至井地层的高渗透区。
转向剂微粒和支撑剂的混合物可进一步用于进一步限制地层(如页岩地层)中已知展现非均匀间隔覆盖的区的压裂。在一个实施方案中，式(III)和(I)的转向剂微粒可在无支撑剂的情况下使用以限制地层中区的压裂。微震测绘和井温度测井通常显示在各间隔上的不良压裂流体分布和附近间隔的再压裂。通过指导压裂区内含有所述混合物的微粒的流体的放置，使得间隔外压裂区域减小。这显示于图1中。
使用如上文所定义的(III)和(I)的转向剂微粒的混合物或支撑剂和转向剂微粒的混合物使地层再压裂尤其适用于水平井的再压裂。在所述情形中，井筒的一部分或井筒的整个侧部可由初始裂隙刺激在多个位置、有时几十个位置中穿孔。此外，井筒可具有在再压裂操作期间添加的新的穿孔丛，其意图为首次进行处理的裂隙。在所有所述穿孔均开放的情况下，含有本文所定义的混合物的微粒的流体的丸剂或插塞可被泵送至地层中。所述微粒最快速地塞住容易接受所述流体的区，使得所述流体朝向地层中更难处理的区域移动。
参考图2，描绘转向流体在由地下地层内的裂隙网络的较低渗透区产生流体的用途。所述转向流体含有能够使井处理流体更深地散布至地下地层中的转向剂微粒。井处理流体可包括压裂流体和酸化流体。所述转向剂微粒可为井处理流体的一部分。或者，不含所述转向剂微粒的井处理流体可在转向微粒已经堵塞或堵住(至少部分地)裂隙网络内的一个区的表面之后被泵送至地层中。在一个实施方案中，所述转向剂微粒可在多个阶段中被泵送至地层中。含有井处理流体但不含转向剂微粒的阶段可在任一个或所有含有转向剂微粒的阶段之后被泵送至地层中。
在图2(A)中，转向剂微粒20被引入至裂隙网络内具有高渗透性的裂隙22中。所述转向剂微粒能够使井处理流体24从裂隙22转向至具有低于裂隙22的渗透性的裂隙26。所述传导率是渗透率乘以注射几何条件，这与以下陈述同义：所述微粒能够使井处理流体从高度导电原生裂隙转向至不太导电次生裂隙。此外，由于传导率是流入的相对电阻的函数，如本文所用的导电性裂隙的提及被视为与导电性储层区域同义。
转向剂20的固体微粒一般地桥接地层表面上的裂隙的流动空间并且形成滤饼。例如，当用于酸压裂时，所述微粒具有足以桥接流动空间(由所注射的酸与储集岩的反应产生)而不穿透基质的大小。通过在地层的表面上过滤，在地层的表面上产生相对不可渗透或低渗透滤饼。通过滤饼的压降会增加流阻并且使处理流体转向至地层的不太渗透区。
当用于刺激操作时，所述微粒的粒径使得所述微粒可在岩石的表面上形成桥。或者，所述微粒的粒径可使得其能够流入裂隙中(如图2中所说明)并且由此充填所述裂隙以便降低地层中至少一些裂隙的渗透性。
如图2(A)中所说明，井处理流体中的大多数转向剂微粒10进入通道12并且接着进入具有高渗透性的一个或多个裂隙14[图2(A)中图示为两个裂隙14a和14b](或非损坏区)中。短暂堵塞、插塞、桥或粘性丸剂显示为在裂隙内或所述裂隙和通道12的界面处的裂隙14a和14b处形成(至少部分地)。术语“堵塞”、“插塞”、“桥”和“粘性丸剂”应包括于如本文所用的术语“桥”内。所述短暂桥会引起压力增加并且使流体转向至在地层的裂隙网络内的较低渗透区，一般地更深地进入地下地层中。
图2(B)说明了含有转向剂微粒20的井处理流体的第二阶段泵送至通道12中。所述流体由于转向剂微粒10的存在而减少进入裂隙14a和14b中并且进入裂隙网络内的较低渗透区(表示为裂隙24a和24b)。转向剂微粒20桥接(至少部分地)裂隙24a和24b中流体的流动或所述裂隙和通道12的表面的界面。
第三处理流体接着被泵送至含有微粒30的通道12(图2(C)中所图示)中并且转向至具有较低渗透性的裂隙32a和32b中。所述流体(至少部分地)减少进入裂隙14a、14b、24a和24b中，所述裂隙已经至少部分地分别由转向剂微粒10和20堵塞。
在一段时间内，桥接所述裂隙的转向剂溶解。这又使所述裂隙闭合或崩塌。图2(D)说明了高渗透区的裂隙(如裂隙14a)一旦由转向剂微粒10堵住即闭合或崩塌。由所述闭合或崩塌裂隙产生流体受所述裂隙内的受限途径限制。所述抑制作用提出了关于裂隙网络(尤其在井筒附近的那些)内的高渗透区的尖锐问题。
图3说明了含有可溶解转向剂和支撑剂的混合物的流体的添加。一般地，引入通道中的井处理流体中转向剂微粒的量介于约0.01至约30重量百分比之间并且井处理流体中支撑剂的支撑剂介于约0.01至约3重量％之间。
如图3(A)中所说明，含有转向剂微粒30和支撑剂31的转向流体中的大多数可进入裂隙网络内由裂隙34a和34b表示的高渗透(或非损坏区)中并且在裂隙内或在裂隙表面和通道12的界面处形成(至少部分地)短暂桥。图3(A)说明了转向剂微粒30在通道12的界面处并且在通道内形成桥并且支撑剂31进入通道内的裂隙和裂隙内。
图3(B)说明了含有转向剂微粒40的处理流体的第二阶段的泵送。如图3(B)中所说明，所述第二阶段流体含有支撑剂41，不过支撑剂不必必须存在于所述第二阶段流体中。支撑剂41可能并非与支撑剂31相同的支撑剂。同样，可溶解转向剂微粒40可或可不为与微粒30相同的转向剂微粒。转向剂微粒30使所述第二井处理流体减少进入(至少大体上)裂隙34a和/或34b中。所述第二流体的转向剂微粒40显示为在裂隙44a和44b内并且在具有通道12的裂隙44a和44b的表面处形成桥或插塞(至少部分地)。这允许井处理流体远离穿孔位点流动至具有低渗透性的裂隙44a和44b中。
图3(C)说明了含有转向剂微粒46和支撑剂48(其可任选地存在于流体中)的处理流体的第三阶段的泵送。所述第三阶段流体(至少部分地)减少进入裂隙34a、34b、44a和44b中，所述裂隙已经至少部分地由转向剂微粒30和40桥接或堵塞。因此，含有转向剂微粒46和任选支撑剂48的第三阶段处理流体远离近井筒区流动通过通道12并且进入具有较低渗透性的裂隙(表示为50a和50b)中。所述过程必要时可重复。
在一段时间内，桥接或堵塞所述裂隙的转向剂溶解。由含有转向剂微粒和支撑剂的流体转向的那些裂隙(如图3(D)中所图示)由于所述混合物中支撑剂的存在保持开放；所述支撑剂在现场储层条件下不可溶解。由所述裂隙产生流体由此增强。所述混合物的使用尤其用于在井筒附近的那些高渗透区中，所述高渗透区如图2(D)中所示一般地在所述转向剂溶解时崩塌。
裂隙网络内较高渗透区的桥接或堵塞(至少部分地)提供了与孔喉直径相关的侵入深度。关于给定的地层类型，侵入深度与地层的标称孔喉直径成正比。由于基于整个处理的区中的变化的渗透性或损坏而在整个地层中存在变化的侵入深度，处理流体侵入孔喉中的能力取决于损坏的地层与非损坏地层的孔喉大小之间的差异。地层的较清洁或非损坏部分(较大孔喉)中的侵入深度通常将大于较低渗透或损坏的区(较小或部分填充的孔喉)中。在地层的较清洁区段中的较大侵入深度下，较多的处理流体可放置于这些间隔中。
本文所定义的可溶解转向剂和支撑剂的混合物也可用于在地层内产生复杂裂隙网络。复杂裂隙网络甚至可在使用含有式(III)和(I)的可溶解转向剂的混合物而不使用支撑剂的情况下产生。所述混合物可用作压裂流体并且可在足以产生或扩大原生裂隙的压力下被泵送至地层中。在其它情况下，不含所述混合物的压裂流体可被泵送至地层中。所述其它压裂流体可包括含有增粘剂的那些流体而非本文所定义的混合物的流体。此外，用于产生或扩大裂隙的压裂流体可为滑溜水。在原生裂隙产生或扩大之后，含有本文所定义的混合物的第二流体可被泵送至地层中。可产生方向取向不同于所述原生裂隙的方向取向的至少一个第二裂隙。所述第二流体使所述第二流体的流动转向至所述第二裂隙。这一过程可重复并且含有本文所定义的混合物的多个流体可被泵送至地层中以使前一流体的流动转向并且当所述流体含有支撑剂时向所产生的裂隙提供支撑剂。以这种方式，可产生由地层中起源于所述原生裂隙的多个裂隙组成的复杂裂隙网络。
本文所定义的可溶解转向剂和支撑剂的混合物当用于增加井筒远场以及近井筒的烃生产率时进一步具有特定适用性。例如，所述混合物可用于增加低渗透地层的生产率，如在刺激操作中，其中个别间隔或丛沿着水平井筒形成。所述流体的微粒的粒径可使得其能够流入裂隙中并且由此充填所述裂隙以便降低地层中至少一些裂隙的渗透性。本文所定义的混合物因此可通过增加经受压裂的区域的分布而用于增加生产区域与丛之间地层的受刺激岩石体积(SRV)。
用于所述混合物的支撑剂可为适用于本领域中已知的刺激的任何支撑剂并且在现场储层条件下可变形或不可变形。实例包括但不限于常规高密度支撑剂，如石英、玻璃、铝小球、硅石(砂)(如Ottawa、Brady或Colorado Sands)；合成有机粒子，如尼龙小球、陶瓷(包括铝硅酸盐)；烧结铝矾土；和其混合物。
另外，可使用保护性和/或硬化涂层，如修改或定制所选基础支撑剂的密度的树脂，例如树脂涂布砂、树脂涂布陶瓷粒子和树脂涂布烧结铝矾土。实例包括合适的支撑剂进一步包括以引用的方式并入本文的美国专利公布号2007/0209795和美国专利公布号2007/0209794中陈述的那些。
此外，也可使用任何超轻量(ULW)支撑剂。所述支撑剂被定义为具有小于或等于2.45g/cc，一般地小于或等于2.25，更一般地小于或等于2.0，甚至更一般地小于或等于1.75的密度。一些ULW支撑剂具有小于或等于1.25g/cc的密度。所述相对轻量支撑剂的实例为涂布有树脂的研磨或压碎的胡桃壳材料、多孔陶瓷、尼龙等。
在一个优选实施方案中，所述支撑剂是相对轻量或大体上中性浮力微粒材料或其混合物。所述支撑剂可削成碎片、经过研磨、压碎或以其它方式经过加工。“相对轻量”意指所述支撑剂在室温下具有大体上小于水力压裂操作中所用的常规支撑剂(例如砂或具有类似于这些材料的ASG)的表观比重(ASG)。尤其优选具有小于或等于3.25的ASG的那些支撑剂。甚至更优选具有小于或等于2.25、更优选地小于或等于2.0、甚至更优选地小于或等于1.75、最优选地小于或等于1.25并且通常小于或等于1.05的ASG的超轻量支撑剂。
“大体上中性浮力”意指所述支撑剂具有接近未胶凝化或弱胶凝化载体流体(例如，未胶凝化或弱胶凝化完井盐水、其它基于水溶液的流体或其它合适流体)的ASG的ASG以允许使用所选载体流体进行所述支撑剂的泵送和令人满意的放置。例如，具有约1.25至约1.35的ASG的氨基甲酸酯树脂涂布的研磨胡桃壳可用作具有约1.2的ASG的完井盐水中的大体上中性浮力支撑剂微粒。如本文所用，“弱胶凝化”载体流体是具有当沿孔向下泵送时(例如，当沿管、工作管柱、套管、连续油管、钻杆等向下泵送时)足以实现摩擦减少的最少聚合物、增粘剂或摩擦减少剂，和/或可表征为具有大于约0磅聚合物/千加仑基础流体至约10磅聚合物/千加仑基础流体的聚合物或增粘剂浓度，和/或表征为具有约1至约10厘泊的粘度的载体流体。未胶凝化载体流体可表征为含有约0磅/千加仑聚合物/千加仑基础流体。(如果所述未胶凝化载体流体是具有一般地为聚丙烯酰胺的摩擦减少剂的滑溜水，那么在技术上存在1至多达8磅/千聚合物，但聚丙烯酰胺的所述微小浓度不赋予足以具有益处的粘度(一般地<3cP))。
其它合适的相对轻量支撑剂是美国专利号6,364,018、6,330,916和6,059,034中公开的那些微粒，所述专利均以引用的方式并入本文。这些支撑剂可由以下物质示例：研磨或压碎的坚果壳(山核桃、杏仁、象牙果、巴西坚果、澳洲坚果等)；如李子、桃子、樱桃、杏子等水果的种子的研磨或压碎的种子壳(包括水果核)；如玉米(例如，玉米棒子或玉米粒)等其它植物的研磨或压碎的种子壳；经过加工的木质材料(如源于如橡木、山胡桃木、胡桃木、白杨木、红木等树木的那些)。包括已经通过研磨、削成碎片或其它部分化形式进行加工的所述树木。优选涂布有大体上保护壳并且使壳防水的树脂的研磨或压碎的胡桃壳材料。所述材料可具有约1.25至约1.35的ASG。
此外，用于本发明的相对轻量微粒可为如以引用的方式并入本文的美国专利号7,426,961中所陈述、说明并且定义的选择性配置的多孔微粒。
含有所述可溶解转向剂微粒和支撑剂的流体可在替代阶段中泵送至井筒中并且可由隔离流体分离。所述隔离流体一般地含有盐溶液，如NaCl、KCl和/或NH4Cl。例如，当用于酸刺激操作中时，可需要使酸刺激流体和含有所述可溶解微粒和支撑剂的流体的泵送交替。示例性泵送方案可为(i)泵送酸刺激流体；(ii)任选地泵送隔离流体；(iii)泵送含有所述转向剂微粒和支撑剂的流体；(iv)任选地泵送隔离流体；和接着重复步骤(i)、(ii)、(iii)和(iv)的循环。
实施例
以下名称用于实施例中：
A：邻苯二甲酸酐:邻苯二甲酸的90:10v/v混合物，20/40目，熔化范围1：268-270℉；
B：邻苯二甲酸酐:邻苯二甲酸的85:15v/v混合物，8/50目，熔化范围：268-356℉；
C：聚乳酸，14/70网目，熔化范围：298-329℉；
D：聚乳酸，10/70网目，熔化范围：336-345℉。
C和D是通过将可作为4340-D购自NatureWorks LLC的聚乳酸的颗粒研磨至指定大小来制备。
实施例1.邻苯二甲酸酐(获自商业供应商)和样品A(各自8g)首先在180℉下在100mL去离子水或HC1 15％中稀释持续20小时，并且接着在室温下留置3小时。所述混合物用100mL水真空过滤并且在160℉下干燥持续24小时。结果陈述于表I中。
表I
所回收的未溶解样品的FTIR和熔点显示出剩余邻苯二甲酸酐已经转化为邻苯二甲酸。
实施例2.样品A的样品(各5g)在180℉下在100mL去离子水(DI)或自来水中稀释持续(1)54小时并且在140℉下稀释持续(2)64小时并且接着在室温下冷却。所述固体用100mL水真空过滤并且在160℉下干燥持续24h。结果陈述于表II)中。
所回收的未溶解样品的FTIR和熔点显示出剩余邻苯二甲酸酐已经转化为邻苯二甲酸。表II说明在较高温度下较多邻苯二甲酸酐转化为邻苯二甲酸。样品A因此更适用于较低温度应用。
实施例3.不同初始重量的样品A在250℉下使用消化容器在18mL去离子水中稀释持续24小时。在使所述样品冷却之后，其用去离子水真空过滤并且在160℉下干燥持续24小时。结果陈述于表III中。所回收的未溶解样品的FTIR和熔点显示出剩余邻苯二甲酸酐已经转化为邻苯二甲酸。
表III
初始重量(g) 溶解％
1 55.6
0.5 83.7
0.25 100
0.1 100
0.05 100
0.025 100
实施例4.通过使用消化容器(在250℉下持续24小时)并且使用不同样品浓度稀释于18mL DI水中来测试不同初始重量的样品C的溶解度。结果陈述于表IV中。
表IV
量(g) 溶解％
1.000 100
0.500 100
0.250 100
0.100 100
0.050 100
0.025 100
实施例5.样品溶解于水中并且在水浴中加热。在达到室温之后，样品经由真空过滤。所回收的材料接着干燥过夜并且基于保留于Whatman#41滤纸上的样品的量计算溶解固体的百分比。使所有样品在大约160℉下干燥持续至少24小时。接着在50mL去离子水中使用不同温度(加热持续24或48小时)测试样品(总计2.5)的溶解度。通过混合等量的各产物(1.25g)并且稀释于总计50mL去离子水中制得样品B和样品C的1:1混合物。结果陈述于表V中：
表V
实施例6.使用样品B和样品D(总计2.5g)在50mL去离子水中使用不同温度(加热持续24或48h)执行额外溶解度测试。通过混合等量的各产物(1.25g)并且稀释于50mL去离子水中制得样品B:样品D的1:1混合物。结果陈述于表VI中：
表VI
所述实施例说明了邻苯二甲酸酐/邻苯二甲酸更适合作为较低温度(180-250℉)应用中的转向剂并且聚乳酸更适合作为较高温度较高温度(>250℉)应用中的转向剂。基于溶解度结果，所述实施例进一步说明了邻苯二甲酸酐/邻苯二甲酸用于增强降低聚乳酸溶解时所处的温度。当与聚乳酸混合时，所述实施例说明了邻苯二甲酸酐/邻苯二甲酸用于增强聚乳酸的活性，同时降低聚乳酸溶解时所处的温度。因此，当与邻苯二甲酸酐/邻苯二甲酸混合时，聚乳酸可用于较低温度应用。
实施例7.进行13.52g(85wt.％)邻苯二甲酸酐和2.38g(15wt.％)在室温下具有表观比重1.25的LitePropTM 125轻量支撑剂(Baker Hughes Incorporated的产品)的混合物的传导率测试。根据修改的API RP 61(第1修订本，1989年10月1日)，使用具有用以刺激生产地层的俄亥俄州砂岩晶片侧面插入物(Ohio sandstone wafer side insert)的API 10传导单元执行所述测试。所述混合物接着装载于密封的砂岩晶片之间以增加支撑宽度。所述混合物展现约0.5lb/ft2的密度。所述传导单元接着放置于压力机上并且经受5,000psi的闭合应力和200℉的温度。接着使去离子水以10ml/min流动通过测试包并且确定基线传导率。接着将所述单元切断24小时，此时去离子水的流动重新开始并且维持达西流动(Darcy flow)。结果陈述于表VII中。
表VII
在流动50h之后，在所述单元的出口处可见微量的所述转向剂并且在所述单元的入口处可见可忽略不计的未溶解转向剂。
本公开的优选实施方案提供相比于现有技术的优势并且充分适于进行本公开的一种或多种目标。然而，本公开不需要上文所述的组分和行为中的每一者并且决不限于上述实施方案或操作方法。本公开的多种变化、修改和/或改变(如组分、操作和/或使用方法中的变化、修改和/或改变)是可能的，由专利申请人预期，在随附权利要求书的范围内，并且可由本领域技术人员进行并且使用而不偏离本公开的精神或教导和随附权利要求书的范围。

Claims (47)

1.一种刺激由井筒穿透的地下地层的烃产生的方法，所述方法包括：
(a)使包含可溶解转向剂和支撑剂的混合物流入地下地层内在所述井筒附近的裂隙的高渗透区中；
(b)用所述混合物的所述支撑剂使所述高渗透区的至少一部分支撑开放并且用所述转向剂堵塞所述高渗透区的至少一部分；
(c)将流体泵送至所述地下地层中并且进入所述地层中远离所述井筒的较低渗透区中；
(d)使堵塞所述高渗透区中在所述井筒附近的至少一部分的所述转向剂溶解；和
(e)由所述高渗透区和所述较低渗透区产生烃。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)的所述流体含有支撑剂。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)的所述流体进一步含有可溶解转向剂。
4.如权利要求3所述的方法，其中步骤(a)的所述混合物的所述转向剂和步骤(c)的所述流体相同。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述转向剂包括至少一种下式的化合物：
或其酐
其中：
R1为-COO-(R5O)y-R4或-H；
R2和R3选自由-H和-COO-(R5O)y-R4组成的组；
限制条件是当R1为-H时，R2或R3二者为-COO-(R5O)y-R4且
进一步限制条件是当R1为-COO-(R5O)y-R4时，R2或R3中仅一者为-COO-(R5O)y-R4
R4为-H或C1-C6烷基；
R5为C1-C6亚烷基；且
各y为0至5。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述转向剂进一步包括具有以下重复单元的通式的脂肪族聚酯：
其中n为介于75与10,000之间的整数并且R选自由氢、烷基、芳基、烷基芳基、乙酰基、杂原子和其混合物组成的组；并且脂肪族聚酯为聚(丙交酯)。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述脂肪族聚酯具有在约0.1微米至约1.0毫米范围内的粒径分布。
8.如权利要求6所述的方法，其中(III)的所述转向剂和所述脂肪族聚酯的重量比率为约5:95至约95:5。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述井筒的井底温度介于约80℉至约400℉之间。
10.如权利要求5所述的方法，其中R1为-H并且R3为-COO-(R5O)y-R4。
11.如权利要求10所述的方法，其中y为0并且R4为-H。
12.如权利要求5所述的方法，其中R1为-COO-(R5O)y-R4并且R2为-H。
13.如权利要求12所述的方法，其中y为0并且R4为-H。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述可溶解转向剂选自由邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、硬沥青、岩盐、苯甲酸薄片、聚乳酸和其混合物组成的组。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述地下地层为砂岩或碳酸盐。
16.一种增强穿透地下地层的井的流体生产率的方法，所述方法包括：
(a)在足以在所述井筒附近产生或增强裂隙的压力下将第一流体至泵送所述地下地层中，所述第一流体包含转向剂和支撑剂的混合物，其中所述转向剂在用于由所述井产生流体的现场条件下可溶解；
(b)使所述第一流体流入所述裂隙的高渗透区中，用所述混合物的所述支撑剂支撑所述高渗透区的至少一部分并且用所述转向剂堵塞所述高渗透区的至少一部分；
(c)将第二流体泵送至所述地下地层中并且进入所述地下地层中远离所述井筒的较低渗透区中；
(d)在现场储层条件下使堵塞所述高渗透区中在所述井筒附近的至少一部分的所述转向剂溶解；和
(e)由所述高渗透区和所述较低渗透区产生流体。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一流体为酸化流体。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述第一流体为水力压裂流体。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述可溶解转向剂选自由邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、硬沥青、岩盐、苯甲酸薄片、聚乳酸和其混合物组成的组。
20.一种刺激由井筒穿透的地下地层的方法，所述方法包括：
(a)对所述井筒内的套管穿孔以在所述井筒附近提供从所述套管延伸至所述地下地层中的通道；
(b)在足以在所述地下地层中在所述井筒附近产生或扩大裂隙的压力下泵送包含转向剂和支撑剂的混合物的流体，其中所述转向剂在现场条件下可溶解；
(c)使所述混合物流入在所述井筒附近的所述裂隙内的高渗透区中并且用所述转向剂堵塞所述高渗透区的至少一部分，其中所述转向剂的定大小的粒子分布足以至少部分地堵塞第二流体穿透至所述地层的所述高渗透区中；
(d)将所述第二流体泵送至所述地下地层中并且进入所述地层中远离所述井筒的较低渗透区中；
(e)使所述转向剂在所述井筒附近在现场储层条件下溶解；和
(f)由含有所述混合物的所述支撑剂的所述高渗透区产生流体。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述第二流体含有支撑剂。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述第二流体进一步含有转向剂并且进一步其中所述第二流体的所述转向剂的所述定大小的粒子分布足以至少部分地堵塞第二流体穿透至所述地层的所述高渗透区中。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述可溶解转向剂选自由邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、硬沥青、定大小的盐、苯甲酸、聚乳酸和其混合物组成的组。
24.一种增强穿透地下地层的井的近井筒区的流体生产率的方法，所述方法包括：
(a)将包含转向剂和支撑剂的混合物的第一流体泵送至所述井筒附近的裂隙的高渗透区中，其中所述转向剂在现场储层条件下可溶解；
(b)使所述第一流体的所述混合物流入所述高渗透区中，用所述第一混合物的所述支撑剂支撑所述高渗透区的至少一部分并且用所述转向剂堵塞所述高渗透区的至少一部分；
(c)将含转向剂流体泵送至所述地下地层中并且进入所述地层中远离所述井筒的较低渗透区中；
(d)将装载支撑剂的流体泵送至所述地下地层中进入所述地层中并且进入所述地层的具有较低渗透性的区中；
(e)任选地重复步骤(d)和(e)；
(f)使堵塞所述高渗透区中在所述井筒附近的至少一部分的所述转向剂溶解；和
(g)由所述高渗透区和所述具有较低渗透性的所述区产生流体。
25.一种刺激由储层穿透的地下地层的方法，所述方法包括：
(A)将包含以下混合物的流体引入至所述储层中：
(i)至少一种具有以下重复单元的通式的脂肪族聚酯：
其中n为介于75与10,000之间的整数并且R选自由氢、烷基、芳基、烷基芳基、乙酰基、杂原子和其混合物组成的组；和
(ii)下式的至少一种化合物：
或其酐
其中：
R1为-COO-(R5O)y-R4或-H；
R2和R3选自由-H和-COO-(R5O)y-R4组成的组；
限制条件是当R1为-H时，R2或R3二者为-COO-(R5O)y-R4且进一步限制条件是当R1为-COO-(R5O)y-R4时，R2或R3中仅一者为-COO-(R5O)y-R4
R4为-H或C1-C6烷基；
R5为C1-C6亚烷基；且
各y为0至5
其中所述流体具有定大小的粒子分布以堵塞所述流体穿透至所述地层的所述高渗透区中；和
(B)使所述流体的流动转向至所述地层的低渗透部分。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述脂肪族聚酯为聚(丙交酯)。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述脂肪族聚酯具有在约0.1微米至约1.0毫米范围内的粒径分布。
28.如权利要求25所述的方法，其中所述流体中(I)和(II)的重量比率为约10:90至约90:10。
29.如权利要求25所述的方法，其中所述流体中所述至少一种式(III)化合物的量为约0.01至约3重量％。
30.如权利要求25所述的方法，其中所述流体中式(I)化合物的量为约0.01至约30体积百分比。
31.如权利要求25所述的方法，其中所述储层的井底温度介于约80℉至约190℉之间。
32.如权利要求25所述的方法，其中R1为-H并且R3为-COO-(R5O)y-R4。
33.如权利要求32所述的方法，其中y为0并且R4为-H。
34.如权利要求32所述的方法，其中R1为-COO-(R5O)y-R4并且R2为-H。
35.如权利要求34所述的方法，其中y为0并且R4为-H。
36.如权利要求25所述的方法，其中所述至少一种式(III)化合物为邻苯二甲酸酐。
37.如权利要求25所述的方法，其中所述至少一种式(III)化合物为对苯二甲酸酐。
38.如权利要求25所述的方法，其中所述至少一种式(III)化合物为邻苯二甲酸。
39.如权利要求25所述的方法，其中所述至少一种式(III)化合物为对苯二甲酸。
40.如权利要求25所述的方法，其中所述流体为酸化流体。
41.如权利要求25所述的方法，其中所述流体为水力压裂流体。
42.如权利要求25所述的方法，其中所述流体为井筒完井流体。
43.如权利要求25所述的方法，其中所述流体为滤失丸剂。
44.如权利要求25所述的方法，其中所述高渗透区具有天然裂隙。
45.如权利要求25所述的方法，其中所述地下地层为砂岩或碳酸盐。
46.一种减轻由井筒穿透的地下地层中的滤失的方法，所述方法包括：
(A)将包含以下混合物的流体泵送至所述井筒中：
(i)至少一种具有以下重复单元的通式的脂肪族聚酯：
其中n为介于75与10,000之间的整数并且R选自由氢、烷基、芳基、烷基芳基、乙酰基、杂原子和其混合物组成的组；和
(ii)至少一种下式的化合物：
或其酐
其中：
R1为-COO-(R5O)y-R4或-H；
R2和R3选自由-H和-COO-(R5O)y-R4组成的组；
限制条件是当R1为-H时，R2或R3二者为-COO-(R5O)y-R4且
进一步限制条件是当R1为-COO-(R5O)y-R4时，R2或R3中仅一者为-COO-(R5O)y-R4
R4为-H或C1-C6烷基；
R5为C1-C6亚烷基；且
各y为0至5；和
(B)在所述地下地层的壁上或在所述井筒的表面上形成所述式(III)化合物的滤饼。
47.一种用于穿透地下地层的井筒的防砂方法，其包括：
(A)将包含以下微粒的浆液引入至所述井筒中：(i)至少一种具有以下重复单元的通式的脂肪族聚酯：
其中n为介于75与10,000之间的整数并且R选自由氢、烷基、芳基、烷基芳基、乙酰基、杂原子和其混合物组成的组；和
(ii)至少一种下式的化合物：
或其酐
其中：
R1为-COO-(R5O)y-R4或-H；
R2和R3选自由-H和-COO-(R5O)y-R4组成的组；
限制条件是当R1为-H时，R2或R3二者为-COO-(R5O)y-R4且
进一步限制条件是当R1为-COO-(R5O)y-R4时，R2或R3中仅一者为-COO-(R5O)y-R4
R4为-H或C1-C6烷基；
R5为C1-C6亚烷基；且
各y为0至5；和
(B)邻近所述地下地层放置所述微粒的至少一部分以形成流体可渗透包装，所述流体可渗透包装能够减少或大体上防止来自所述地下地层的地层粒子传递至所述井筒中，同时允许来自所述地下地层的地层流体传递至所述井筒中。
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