[发明专利]利用原位氮气生成的致密气增产

说明书

技术领域

本发明涉及气井增产和用于油气藏(包括液井和气井)增产的组合物。

背景技术

随着世界范围内的石油储量下降，石油的找寻和采收正日益变得困难。在许多情况下，困在某些低渗透性地层(如某些砂岩地层、碳酸盐地层和/或页岩地层)内部的储量显示出很少的产量或不显示产量，并且因此在经济上以当前的石油和气体价格开发是不利的。在某些非常规地层中，如低渗透性地层中，确定开发储层是否将经济可行的最重要的要素是找到储层中的最佳钻探点(sweet spot)。当找到最佳钻探点时，才能确认致密气井可能在商业上是可行的。最佳钻探点在本文中通常定义为储层内部代表最佳产量或潜在产量的区域。不幸地，当前技术不能定位或预测给定地层内何时及何处存在最佳钻探点。

在致密储层中，由于地层的低渗透性，井产能一般较低，因此从开发的观点看，使得该井是不经济的。增产处理是可以用来提高井产能并提高井开发的经济性的一种已知方法。用于使低产井增产的一种常用技术是水力压裂，水力压裂通常涉及将高粘度流体以足够高的速度注入井中，从而在井筒内部建立起足够高的压力以使地层碎裂。产生的水力诱导裂缝从井筒延伸至地层深处。本领域技术人员可以基于诱导裂缝的所需高度和长度来设计增产工作。

增产程序可以采用若干技术以确保诱导裂缝在注入停止时具有导流性。例如，在碳酸盐地层的酸化压裂过程中，将基于酸的流体注入地层中以产生酸蚀裂缝和导流通道，当裂缝闭合时导流通道保持张开。在用于砂岩地层或页岩地层时，压裂液中可包含支撑剂，从而使得在诱导裂缝闭合时使其保持张开。然而，这些方法的应用有限。例如，由于页岩地层和砂岩地层不与酸反应，因此一般不使用酸增产流体，而是仅采用含有支撑剂的水力压裂。然而，在碳酸盐地层中，酸化压裂液和支撑剂均可以使用。然而，这些技术通常所使用的化学品要求充分措施以确保对地层和周围区域的环境影响较低。

因而，额外需要增强致密气层内的开采以增强其产量。特别地，需要对环境影响小的方法和组合物以用于形成人工最佳钻探点(synthetic sweet spot)。

发明内容

总体上，本发明提供了用于形成人工最佳钻探点的方法和组合物。

在一个方面，提供了用于在致密气井内原位生成氮气的反应混合物。该反应混合物可以包含含铵的化合物、含亚硝酸根的化合物；和释放氢的激活物(hydrogen releasing activator)。含铵的化合物和含亚硝酸根的化合物中的至少一者被涂料包封，该涂料能够有效延迟含铵的化合物和含亚硝酸根的化合物的反应。

在某些实施方案中，含铵的化合物是氯化铵。在某些实施方案中，含亚硝酸根的化合物是亚硝酸钠。在某些实施方案中，包封含铵的化合物和含亚硝酸根的化合物中的至少一者的涂料为选自瓜尔胶、壳聚糖、聚乙烯醇和类似化合物的聚合物。在某些其他实施方案中，包封含铵的化合物和含亚硝酸根的化合物中的至少一者的涂料选自55-羧甲基纤维素、黄原胶和类似化合物。在某些实施方案中，激活物选自乙酸和氢氯酸。

在另一个方面，提供了一种用于使致密气层中的气体增产的方法，所述方法包括以下步骤：将含有含铵的化合物和含亚硝酸根的化合物的水溶液注入地层中，其中所述含铵的化合物和所述含亚硝酸根的化合物中的至少一者包括能够有效延迟其二者之间的反应的涂料；并且随后将激活物注入地层中，所述激活物能够引发所述含铵的化合物和所述含亚硝酸根的化合物之间的反应，从而使该反应生成热和氮气。当在地层内部生成氮气和热时，在地层内部产生微裂缝并且储层内部的静水压力降低至小于储层流体压力，从而使来自地层的烃的产率增加。