[发明专利]使用多次诱导裂缝的改进的烃类采收方法

说明书

要求优先权的权益

本申请要求于2013年7月4日提交的第2,820,742号加拿大专利申请以及于2013年11月28日提交的第2,835,592号加拿大专利申请的优先权，其每一个通过引用以其全部内容结合在此。

发明领域

本发明涉及流体驱动的烃类采收方法，并且更特别地涉及在地下含烃地层中机械诱导的交替的裂缝中使用流体注入并从交替的裂缝生产油和/或气的流体驱动方法。

发明背景和现有技术的描述

具有低渗透性的油、气和含煤层甲烷的地层(即，“致密”储层)的多次压裂通常是充分地生产烃类所必需的。在现有技术中各种这样的方法目前完全商业化为原油和/或气采收方法。

当前所使用的用于压裂地层的两种类型的完井是PackersPlusEnergyServicesInc.的StackFrac^TM(StackFrac^TM是PackersPlusEnergyServicesInc.的注册商标，用于封隔器、压裂孔和球座的制品)工艺，该工艺使用由Halliburton公司提供的技术(阀、衬管等)使用裸眼完井和带衬管的/用水泥固定的完井。将水平井钻在目标固结致密岩石烃类储层中的下部。在Halliburton技术中，将衬管安置在井中并用水泥固定在内。这确保了未来的沿井眼的外部的诱导裂缝之间没有直接连通。在PackersPlus技术中，裂缝由无衬管的裸眼井完成。当在井中时将位于注入管道上的隔离封隔器密封(“封隔器”)井下启动，以使得当进行压裂作业时压向岩石自身以隔离该区域并在岩石中建立裂隙，所述裂隙通常从水平井眼向上延伸。在压裂作业之后，在称为“一次生产”的过程中，将封隔器停用并且然后将全部裂缝产生至地面，该术语也适合并用于本文中。将裂缝通过已由压裂液携带至裂缝中的“支撑剂”在裂缝内的沉积保持打开。支撑剂通常由砂、金属或陶瓷球，和/或多种化学品组成，并且提供相对高渗透性的流动通道。然后流至所述裂缝中的地层流体容易地排至水平井或井眼内的生产管道用于输送至地面。

多次诱导压裂的储层的主要特点和益处是高的初始生产速率。然而，问题是，当从全部裂缝同时生产时，由于以下所说明的原因这种储层的生产速率通常随着该地层内的压力减缓而遭受迅速下降。所述多次压裂方法昂贵，并且这些类型的地层的总采收率通常较低，通常对于油获得小于10％的采收率。为了保持良好的全油田的生产率，需要新的多次压裂井的资本密集型钻井的有力方案以弥补高下降速率。油生产机制是通过溶解气驱动，并因此存在储层压力上的迅速下降，这对潜在未来油采收不利。在这一点上，由于当地层内压力下降时溶解气从溶液中出来，剩余的油的粘度增加，因为从油中去除了轻的组分。此外，建立混合的油和气的两相，从而降低了油相对渗透率，并进一步降低了生产速率。因此油流动速率迅速降低。

因为烃类如页岩气和煤层甲烷存在于低渗透率的地层中，这些类型的烃类的采收尤其受到低采收率的困扰。

所需要的是用于与多次压裂致密储层结合使用的烃采收方法，以便减少或限制地层中的压力的迅速下降，这通常导致并且限制在致密地层中需要的所需多次压裂井的数量，以从这种地层获得令人满意的采收百分比。尤其是，可用作一次以及二次采油方法，具有并且需要多次诱导裂缝的有效的地层的流体驱动方法将是特别有益的。

除油和气储层之外，类似的问题存在于致密的煤层甲烷地层中。甲烷吸附在煤上，并且通过将地层降压而被采收，这仅提供了甲烷从煤地面的部分释放。所需的是理想地使用吸附比甲烷强得多的CO₂的有效流体驱动方法。

如从其图3最佳地看出的，US2013/0048279教导了两个平行的垂直井，第二井设置为离开第一井一定距离，其中从地层生产油或气的机械装置位于第二井。

US20120168182和US20080087425两者都教导了生产油和/或气的方法等，所述方法包括：从第一井将可溶混的提高油采收率的制剂注入至地层的裂缝中持续第一时间段；从第二井从所述裂缝生产油和/或气持续所述第一时间段；从第二井将可溶混的提高油采收率的制剂注入至地层的裂缝中持续第二时间段；并且从第一井从所述裂缝生产油和/或气持续所述第二时间段。