通過注入包封的納米反應物在致密地層中形成人工最佳鉆探點制造技術

本發明專利技術提供了用于在致密氣層中原位形成人工最佳鉆探點的方法和組合物。該組合物可以包含氣體生成化合物，其在激活時發生放熱反應以生成熱和氣體。使用該組合物的方法包括將該組合物注入致密氣層中，以使其在激活時生成熱和氣體，從而導致在地層中形成裂縫和微裂縫。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供了用于在致密氣層中原位形成人工最佳鉆探點的方法和組合物。該組合物可以包含氣體生成化合物，其在激活時發生放熱反應以生成熱和氣體。使用該組合物的方法包括將該組合物注入致密氣層中，以使其在激活時生成熱和氣體，從而導致在地層中形成裂縫和微裂縫。【專利說明】通過注入包封的納米反應物在致密地層中形成人工最佳鉆探點
本專利技術涉及一種在致密含烴地層中形成人工最佳鉆探點(synthetic sweetspot)的方法。
技術介紹
隨著世界范圍內的石油儲量下降，石油的找尋和采收正日益變得困難。在許多情況下，困在某些低滲透性地層(如某些砂巖地層、碳酸鹽地層和/或頁巖地層)內部的儲量顯示出很少的產量或不顯示產量，并且因此在經濟上以當前的石油和氣體價格開發是不利的。在某些非常規地層中，如低滲透性地層中，確定開發儲層是否將經濟可行的最重要的要素是找到儲層中的最佳鉆探點。當找到最佳鉆探點時，才能確認致密氣井可能在商業上是可行的。最佳鉆探點在本文中通常定義為儲層內部代表最佳產量或潛在產量的區域。不幸地，當前技術不能定位或預測給定地層內何時及何處存在最佳鉆探點。致密砂巖和頁巖地 層中存在氣體但滲透率極低，因而難以從中采收烴。然而，由于對清潔燃料的高需求，它們正在成為重要的開發對象。為了使這些低滲透率地層適合開采出商業量的氣體，通常需要使用大規模水力壓裂來進行增產。一般而言，水力壓裂增產處理的目的是使暴露于生產井的砂巖面表面最大化。該增產處理還會激活井筒附近的裂縫從而提高砂巖面的流通性。壓裂處理通常在物流上是非常具有挑戰性的，因此商業上非常繁瑣。當井位于儲層中的多產區域時，會使致密砂巖和頁巖中的開采更具前景，因而也更商業化。地質學家和儲層工程師將該區域稱為最佳鉆探點。在某些少見且幸運的場合，在鉆井的位置會遇到最佳鉆探點。如果井遇到儲層的最佳鉆探點，則可顯著提高其經濟性。然而，遇到最佳鉆探點的機會很低。勘探努力和研究集中在尋找儲層最佳鉆探點，從而提高項目的經濟效益，并使油井成功率最大化。然而，最佳鉆探點往往只是致密地層中非常薄的條帶。在一定程度上，目前的勘探技術無法檢測到它們。在致密儲層中，由于地層的低滲透性，井產量一般較低，因此從開發的觀點看，該井是不經濟的。增產處理是可以用來提高井產能并提高井開發的經濟性的一種已知方法。用于使低產井增產的一種常用技術是大型水力壓裂，其通常涉及將高粘度流體以足夠高的速度注入井中，從而在井筒內部建立起足夠高的壓力以使地層碎裂。通常，這些水力壓裂處理必須分幾個階段進行，以使儲層接觸和被增產的儲層容量最大化。產生的水力誘導裂縫從井筒延伸至地層深處。增產方法可以采用若干技術以確保誘導裂縫在注入停止時具有流通性。例如，在碳酸鹽地層的酸化壓裂過程中，將基于酸的流體注入地層中以產生酸蝕裂縫和導流通道，當裂縫閉合時導流通道保持張開。在用于砂巖地層或頁巖地層時，壓裂液中可包含支撐劑，從而使得在誘導裂縫閉合時使其保持張開。然而，這些方法的應用有限。例如，由于頁巖地層和砂巖地層不與酸反應，因此一般不使用酸增產流體，而是僅采用含有支撐劑的水力壓裂，并且經常需要多個階段的壓裂。多級壓裂因為成本高且需要極大量的水，因而存在許多問題。因而，額外需要增強致密氣層內的開采以增強其產量。特別地，需要對環境影響小的方法和組合物以用于形成人工最佳鉆探點。
技術實現思路
總體上，本專利技術提供了用于形成人工最佳鉆探點的方法和組合物。一方面，提供了一種用于在致密氣井內原位生成氣體以形成人工最佳鉆探點的反應混合物。通常，該反應混合物可包含包封的反應物(encapsulated reactant),其能夠發生放熱反應從而產生氣體和熱。該反應物可以被這樣的材料包封，該材料在地層條件下具有明確的腐蝕速度。該反應混合物可包含水力壓裂液。在某些實施方案中，提供了用于使致密氣層中的氣體增產的方法。該方法包括以下步驟:向地層中注入水溶液，該水溶液包含至少一種包封的反應物，該反應物能夠發生放熱反應從而產生一定體積的氣體。該包封的反應物包含涂料，該涂料能夠使其延遲腐蝕，其中，當包封涂料腐蝕時，所述反應物便發生放熱反應以產生一定體積的氣體。當產生一定體積的氣體時，則在地層內產生裂縫和微裂縫，由此提高其中的產量。【專利附圖】【附圖說明】圖1為一個實施方案的示意圖。圖2為一個實施方案的示意圖。圖3為圖2中所示出的實施方案的俯視示意圖。圖4為一個實施方案的示意圖。圖5為一個實施方案的示意圖。專利技術詳述盡管以下詳細說明為了示例的目的包括很多具體細節，但是應當理解，本領域技術人員能夠理解，許多例子、以下細節的變體和替代形式在本專利技術的范圍和精神之內。因此，本文所述的以及附圖中提供的本專利技術的示例性實施方案并沒有破壞所要求的本專利技術的共性并且也不限制所要求的本專利技術。在某些實施方案中，本文所提供的組合物提供了一種引入增產成巖作用(stimulated digenesis process)的方法,這將在原本不存在最佳鉆探點的儲層中人為地形成最佳鉆探點。納米粒子被包封，并且僅在特定的觸發機制下被釋放，例如溫度或與水或一些其它觸發溶劑接觸，以確保深入滲透至井筒或裂縫平面。在釋放時，包封的納米粒子的負載(payload)(即，位于包封層內的材料)與地層水混合從而引發反應，該反應產生熱和加壓氣體，并且在侵入的基體中形成新的微裂縫。由于滲透率極低，因而在致密地層中原位生成氣體會使局部壓力增加，從而導致微壓裂。因此，地層的微壓裂提高了靠近井或靠近裂縫的儲層的滲透率。本文所用的“最佳鉆探點”是指與儲層中的其他地方相比，儲層中諸如滲透率和孔隙率之類的巖石物理性能明顯提高的區域。 如前所述，鉆入那些最佳鉆探點可以產生生產井和停產井之間的差異。本文描述的方法提供了包封的納米化學物質的注入，該化學物質與地層水或其他反應物劇烈反應，由于放熱反應所產生的熱氣體以及由此形成的高壓而在致密氣層孔隙中形成了局部應力，使得致密地層中的微孔和微裂縫起泡(blister)。該應力效應將使地層孔隙膨脹并且使裂縫流動性更高，從而使巖石基體對流體的滲透性更好；因此，如果將該方法與常規水力壓裂處理一同使用，則將在鉆井周圍或裂縫表面附近人為地形成最佳鉆探點。本文所述的方法涉及在水力壓裂過程期間誘發的裂縫處或其附近形成最佳鉆探點。當在水力壓裂處理期間利用本專利技術技術時，可以形成人工最佳鉆探點，因而增強了產量并且最大程度地增強了氣體開采。本文所述的工藝和技術因此可以大大增加從低滲透性儲層中采收氣體的機會并且將提高其開發的經濟性。水力壓裂操作包括如下步驟:以高流速向井筒中注入粘性流體、優選為水性流體，從而使得在井筒中產生足夠的壓力以在地層中形成裂縫。一般而言，水力壓裂過程中產生的裂縫可以延伸至地層深處。例如，取決于地層特性和用于使地層增產的流體的體積，所產生的裂縫可以向地層中延伸至約50米，或者至少約100米。另外，可以這樣設計水力壓裂過程，使得裂縫由井筒沿多個方向向外延伸。圖1為用于水力壓裂操作的井筒的示意圖，其中將粘稠流體，優選為水性流體以高流速注入井筒100中，從而在井筒內產生足夠的壓力以在地層中形成裂縫。通常，如水力壓裂區域101中所示，水力壓裂期間生成的裂縫可以延伸至地層中。例如，如圖1中所顯示，示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在致密氣井內部原位形成最佳鉆探點的反應混合物，該反應混合物包含：包封的反應物，該反應物被能夠提供特定的延遲腐蝕速度的材料包封，所述反應物能夠發生放熱反應以產生一定體積的氣體；以及壓裂液。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿卜杜勒拉曼·阿卜杜勒阿齊茲·阿勒穆勒哈姆，哈澤姆·候賽因·阿巴斯，
申請(專利權)人：沙特阿拉伯石油公司，
類型：發明
國別省市：沙特阿拉伯;SA