用于提高液压压裂效率和降低破裂压力的冷却方法与流程

背景技术：

1、液压压裂是一种油田生产技术，其涉及注入加压流体以人工压裂地下地层。例如，可以将加压液压压裂液泵送到要处理的地下地层中，从而导致地下地层中的裂隙打开。裂隙可根据地层内的自然应力而远离井筒延伸。支撑剂如砂粒可以与加压液压压裂液一起提供，其可以滞留在液压产生的裂隙中，以便在处理压力被释放时保持裂隙打开。支撑剂支撑的裂隙可以为大面积的地层提供高传导性流动通道，以增强烃提取。

2、压裂液典型地在非常高的压裂压力(例如大于9,000psi)下泵送到井下，以便压裂周围的地层。压裂压力是指这样的压力，在高于该压力下流体的注入将引起周围的地层液压压裂。类似地，破裂压力是指这样的压力，在该压力下可以开始产生裂隙。传播压力可以是指这样的压力，其可以引起裂隙延伸到岩石基质中。传播压力典型地低于破裂压力。因此，液压压裂操作包括在高于地层的破裂压力的压力下泵送压裂液，以便在地层内部产生裂隙。

技术实现思路

1、提供这个概述以介绍在以下详细描述中进一步描述的一系列构思。这个概述并不意图确定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不意图用作限制所要求保护的主题的范围的辅助。

2、在一个方面，本文公开的实施方案涉及一种用于降低地层处的破裂压力的方法。该方法包括检测井中的致密储藏地层(tight reservoir formation)，和在井的表面处提供被组装在一起作为液压压裂系统的液压压裂设备。该液压压裂系统包括流体连接至拌合机(blender，或称为搅拌机)的包含基液的流体源以及将拌合机的出口流体连接至井的井口的泵和管汇(manifold)系统。该方法还包括将冷却系统连接至液压压裂系统，使用该冷却系统在泵和管汇系统上游将基液冷却至冷却基准温度，将经冷却的基液沿井向下泵送至致密储藏地层，以及使用经冷却的基液来降低致密储藏地层的温度并降低致密储藏地层的破裂压力。

3、在另一个方面，本文公开的实施方案涉及一种方法，其包括确定在井中的井下位置处的井下温度，选择在井下位置处的目标温度降低量(target temperaturereduction)，计算当流体从井的表面行进到井下位置时该流体的温度变化，以及基于计算的温度变化在井的表面处将液压压裂系统中的流体冷却至初始温度以提供井下位置处的目标温度降低量。该方法还包括将经冷却的流体沿井向下泵送至井下位置，并将井下位置处的井下温度降低目标温度降低量以降低井下位置处的破裂压力。

4、在又一个方面，本文公开的实施方案涉及一种系统，其包括液压压裂系统。该液压压裂系统包括拌合机、流体连接至拌合机的出口的泵和管汇系统以及流体连接至拌合机的入口的流体源。该系统还包括在泵和管汇系统上游连接至液压压裂系统的冷却系统。

5、根据以下描述和所附权利要求书，所要求保护的主题的其他方面和优点将显而易见。

技术特征：

1.一种方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述致密储藏地层的基质渗透率小于1.0毫达西。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括基于所述基液的冷却基准温度来选择化学添加剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其中选择所述化学添加剂包括测试经冷却的基液并确定所述化学添加剂和经冷却的基液的优化混合物。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述化学添加剂和经冷却的基液在所述拌合机中合并。

6.根据权利要求1所述的方法，其中冷却所述基液包括向所述基液中添加冷却水。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基液在温控罐中冷却。

8.一种方法，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述液压压裂系统包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述冷却系统包括温控罐，其中所述温控罐冷却所述流体并将所述流体维持在所述初始温度。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述液压压裂系统还包括连接至所述拌合机的化学添加剂源，其中所述化学添加剂源包含基于所述流体的所述初始温度选择的化学添加剂。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中计算所述初始温度以考虑由于在所述拌合机中合并所述流体导致的摩擦温度升高。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述冷却系统包括连接至所述拌合机的冰分配器。

14.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述流体包括二氧化碳。

15.一种系统，包括：

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述冷却系统沿着所述泵和管汇系统与所述拌合机之间的流体连接件定位。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述冷却系统连接至所述流体源。

18.根据权利要求15或权利要求16所述的系统，其中所述冷却系统包括连接至所述拌合机的冰分配器。

19.根据权利要求15或权利要求16所述的系统，其中所述冷却系统包括流体连接至所述拌合机的包含一定体积的水的超隔热罐。

20.根据权利要求15或权利要求17所述的系统，其中所述冷却系统包括包含所述流体源的温控罐。

技术总结一种用于降低地层处的破裂压力的方法包括检测井(100)中的致密储藏地层，以及提供在井(100)的表面处被组装在一起作为液压压裂系统的液压压裂设备。所述液压压裂系统包括流体连接至拌合机(220)的流体源以及将拌合机(220)的出口流体连接至井(100)的井口(202)的泵(222)和管汇(224)系统。冷却系统(230)连接至所述液压压裂系统以在泵(222)和管汇(224)系统上游将流体源的基液冷却至冷却基准温度。将经冷却的基液沿井(100)向下泵送至致密储藏地层，其中经冷却的基液被用于降低所述致密储藏地层的温度并由此降低其破裂压力。技术研发人员：米斯弗·J·阿尔马里,穆尔塔达·J·阿尔塔马尔,哈立德·穆罕默德·阿尔鲁瓦伊里受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15