[发明专利]在烃生产和运输中的金属硅化物

说明书

本发明提供水力压裂的方法，其使用金属硅化物以在井眼内产生显著的压力。所述方法包括将压裂流体和含水或反应流体注入所述井眼中以与所述压裂流体反应。所述压裂流体包含可能未被涂覆或被涂覆的金属硅化物和烃流体。所述反应流体包含水或溶剂。还提供除去在例如海底管线的管线中的累积物的方法，其使用金属硅化物以在所述管线内产生热和压力。所述方法包括注入有机段塞和含水段塞。所述有机段塞包含金属硅化物和烃流体。所述含水段塞包含水。或者，还提供纯化由水力压裂方法产生的回流水的方法，其包括将金属硅化物加到由水力压裂方法产生的所述回流水中。

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2013年6月25日；申请号：2013800444148(PCT/US2013/047665)；发明名称：“在烃生产和运输中的金属硅化物”。本申请要求2012年6月25日提交的美国临时申请61/663,880号的提交日期的优先权，其在此通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明涉及使用金属硅化物以在井眼中产生显著压力的新颖且改进的水力压裂操作。所述金属硅化物可为碱金属硅化物或另一金属硅化物。

本发明还涉及通过金属硅化物的使用简化在水力压裂方法期间产生的回流水的处理/处置或再循环的方法。所述金属硅化物可为碱金属硅化物或另一金属硅化物。

本发明还涉及使用金属硅化物除去在管线(例如，海底管线)中的沥青质和/或蜡质沉积物的累积物的新颖且改进的方法。所述金属硅化物可为碱金属硅化物或另一金属硅化物。

背景技术

水力压裂

水力压裂是用于回收否则的话捕集或存在于地下地层的孔隙中的例如气体(例如，天然气)或液体(例如，油或石油)的烃流体的公知方法。在其最基本的水平下，水力压裂包括在岩石或地下地层中产生地裂(例如，裂缝、裂隙等)，其将允许烃流体朝向生产井流动。也就是说，地下岩层的水力压裂(有时称为碎裂)提供烃流体更容易地移动穿过致密低渗透率(微达西)地层(例如，页岩、某些粘土砂岩、石灰石等)到达生产井的途径。

一旦适当地钻出孔以提取烃流体(即，“井眼”)，压裂流体则在高压下注入井眼中以产生将增强捕获在地下地层中的烃流体的流动的地裂。这些压裂流体典型地包含支撑剂，支撑剂为固体材料，例如圆形砂粒、铝土矿或陶瓷，其用于在释放压裂压力之后“保持”新产生的地裂开放，从而捕获在地下地层中的烃流体可流动到预定的生产井。也就是说，这些“支撑的地裂”充当将较大比例的含有捕集的烃流体的地层的内部深度直接连接到生产井的途径。

或者，水力压裂还可包括在很高的压力下将预制垫(prepad)、垫(pad)和支撑剂段塞注入适当准备的井眼中。

在任一情形下，水力压裂的关键是施加高压以在地层的产油区(该区含有气体和/或液体)中产生地裂，随后将地裂用支撑剂材料填充以防止其在除去所施加的压力之后完全闭合。必须施加足够的压力以超过在产油区之上岩石地层的超载围限压力(overburdenconfining pressure)。

一旦产生了地裂，则接着注入冲洗流体以破胶并从井眼中驱扫残余材料，为烃生产作准备。结果，在水力压裂中常需要大量的新鲜或清洁的水。实际上，水管理在水力压裂操作期间是一个严肃的关注问题，具有多级压裂的单井可能需要数百万加仑的相对新鲜的水以在长水平侧枝中完成该操作。在干旱地区或由于其他现有公共和商业需要而缺乏水资源的任何地方，获取并运输足够的水可能是一项挑战并造成一个显著的成本因素。

另外，在完成水力压裂或增产操作之后，用过/回收的水(即，“回流”或“倒流”水)常含有大量的从地层中采集的总悬浮固体(TSS)和具有例如Ca、Mg、Fe、Al、Sr、Ba、Ra等多价阳离子的总溶解固体(TDS)以及残余量的最初加入以进行水力压裂过程的化学品。必须将该水处理和/或适当地处置，和/或充分清洁，从而可使其再循环以便用于在附近井上的后续增产工作。因而，水杂质含量也是水力压裂方法中的关注问题。