在基础液体中包含碳水化合物系增稠剂、盐和支撑剂的井处理液，和制备方法及用图
【专利说明】在基础液体中包含碳水化合物系増稠剂、盐和支撑剂的井处理液，和制备方法及用途发明领域
[0001]本发明涉及:能源采收介质、生产能源采收介质的方法、从地中采收能源携带介质的方法、用于从地中采收能源携带介质的装置、和使用的方法。
[0002]发明背景
[0003]水力压裂是导致产生岩石的人工裂隙的方法。水力压裂的重要的工业用途是对油井和气井进行增产处理。从钻入储集岩层的井眼(井筒)进行压裂以增强油和天然气采收。水力压裂可以是天然的或人工的，并且由内部流体压力扩展，所述内部流体压力打开裂隙并且导致其伸入岩石中。人工流体驱动的裂隙在井眼深处形成并且扩展入目标岩层中。通常，通过将支撑材料(支撑剂)引入注射的流体中来在注射后维持裂隙宽度。支撑剂防止当注射终止时裂隙闭合。水力压裂技术用于增加或修复流体(如油、气或水)可以从常规砂岩储集层产生的速率，所述常规砂岩储集层包括储集层如页岩或煤层或甚至致密地层天然气储集层(例如石灰岩、白云石等)。常规使用的压裂液由在携带液中的悬浮颗粒形成，并且用于在水力压裂处理后保持裂隙打开，从而产生流体能够正确流经的传导通路。
[0004]然而，常规压裂材料由于其可能对环境有负面影响而受到非议。之前提供生物相容的压裂液的尝试是失败的，因为其还不可能成功产生具有足够稳定性的生物相容性压裂液，使得这样的常规构思的经济效率还不是足够的。
[0005]发明目的和概述
[0006]本发明的目的是提供在功能上替代常规压裂材料并且显示长期稳定性而对环境没有任何负面影响的介质。
[0007]为了实现上文所述目的，提供根据独立权利要求的能源采收介质、生产能源采收介质的方法、从地中采收能源携带介质的方法、从地中采收能源携带介质的装置、和使用方法。
[0008]根据本发明的一个示例性实施方案，提供用于插入地中的地孔中的能源采收介质(尤其是生物增强的能源采收介质)，所述地包含可采收的能源携带介质，其中所述能源采收介质包含:基础液体，在基础液体中混合的碳水化合物系增稠剂(尤其是有机增稠剂)，溶解于基础液体中并且配置用于增加基础液体密度的盐，和在基础液体、增稠剂和盐(其优选还用作缓蚀剂(corros1n inhibitor))的混合物内漂浮(而不是沉降到能源采收介质底部，即不是沉淀的)的支撑剂颗粒。
[0009]根据另一示例性实施方案，提供生产用于插入地中的地孔中的能源采收介质的方法，所述地包含可采收的能源携带介质，其中所述方法包括将碳水化合物系增稠剂与基础液体混合，将盐溶解在基础液体中，其中将盐配置为用于增加基础液体的密度(尤其是所述盐的密度可以大于基础液体的密度)，并且加入支撑剂颗粒，从而支撑剂颗粒在基础液体、增稠剂和盐的混合物内漂浮(特别是在能源采收介质的整个体积中均匀分布)。
[0010]根据还一个示例性实施方案，提供从地中采收能源携带介质的方法，其中所述方法包括:在地中形成地孔(其可以包含一个或多个竖直地孔段和/或一个或多个水平地孔段，其中不同段可以相互连接，并且其中倾斜的地孔段也是可能的)，将具有上述特征的能源采收介质插入地孔的至少一部分中用于与地相互作用(这样的相互作用可以包括例如形成进一步的地孔段、加宽地孔段和/或机械地支撑或稳定地孔段)，在与地相互作用之后从地中移除至少部分能源采收介质(其中能源采收介质的一部分，尤其是支撑剂颗粒的至少部分，可以留在地孔内)，以及将能源携带介质从地中运输出地孔，尤其是经由至少部分由能源采收介质的支撑剂颗粒界定出的通道(或地孔段)。
[0011 ]根据再一个实施方案，提供从地中采收能源携带介质的装置，其中所述装置包括配置为用于在地中形成地孔的地孔形成单元(如钻孔设备)，具有上述特征的用于插入形成的地孔中的至少一部分的用于与地临时相互作用的能源采收介质，和用于将能源携带介质从地中运输(尤其是经由至少部分由能源采收介质的支撑剂颗粒界定出的通道)出地孔的运输单元(如栗)。
[0012]根据再一个实施方案，具有上述特征的能源采收介质或具有上述特征的装置用于采收由来自地的油(如矿物的和)、气体(如石油气)、和热水(特别是用于地热应用)组成的组中的至少一种。所述方法还可应用于增强的注入性(injectivity)。
[0013]术语“能源采收介质”可以特别表示基于支撑剂的材料，其可以用于保持井眼开口的裂隙(例如在将能源携带介质栗出井眼期间)。能源采收介质可以具有流体性质。例如，能源采收介质可以具有溶液样性质(考虑到盐溶解在基础液体中)并且可以同时具有悬浮样性质(考虑到将碳水化合物系增稠剂和支撑剂颗粒与基础液体混合)。可以将这样的能源采收介质栗入或挤压入深的井眼并且从而在地中形成、加宽和/或稳定裂缝或裂隙。通过采用此措施，增加了地的流体(即气体和/或液体)渗透性，从而能源携带流体如石油气、矿物油和/或热水可以更容易地流向井眼，通过将其栗出井眼而被采收。通过这样的技术，可以采收(或是能够得到)甚至由于地材料的比较小的渗透性而较难采收的小的剩余量的流体的携带化石能源的原材料。
[0014]术语“可采收的能源携带介质”可以特别表示地中本身携带能源的材料，其可以通过相应能源采收处理采收。例如，携带的能源可以是热能，如对于地热采收系统而言热水的情况。然而携带的能源还可以是可以通过进行相应物理或化学反应采收的能源，如原油或石油气的情况。可采收的能源携带介质可以是流动的介质如液体和/或气体，其中任选地具有另外的固体颗粒。
[0015]术语“基础液体”可以特别表示能源采收介质的液体组分，可以向其中加入其它固体组分以使所述固体组分可流动。
[0016]术语“碳水化合物系增稠剂”可以特别表示基于碳水化合物材料形成的增稠剂。碳水化合物可以表示为包含(尤其是仅包含)碳、氢和氧的有机化合物(其可以天然或通过技术制造)。
[0017]术语“盐”可以特别表示由阳离子(即带正电的离子)和阴离子(即带负电的离子)构成的化学品。示例性实施方案使用可以溶解在适当的基础液体如水中的盐。
[0018]术语“支撑剂颗粒”可以特别表示固体颗粒，例如颗粒形式的(其可以不溶于基础液体)，其可以用在能源采收介质中，用于在地中形成的地孔内提供支撑功能。支撑剂颗粒的存在可以防止地孔、连接的裂隙和地孔内通道和/或狭窄间隔由地材料的压力导致闭合。因此，所述通道中的支撑剂颗粒的存在可以促进要采收的能源携带介质的渗透性。
[0019]术语“漂浮”可以特别表示阻止至少大多数(即至少50%，特别是至少80%，更特别是至少90%)的支撑剂颗粒沉淀，即在含有能源采收介质的容器的底部积累。与此相对，漂浮支撑剂颗粒可以长期在能源采收介质中均匀分布。因此，在使用前直接搅拌或振荡能源采收介质(以重悬沉淀的支撑剂颗粒)通常不必要。
[0020]术语“井眼”或井筒可以特别表示钻入地层如岩石中的可以位于较深区域的纵向、横向或倾斜的孔，以接近地层中的开采流体如油、气或水。
[0021]术语“裂隙”可以特别表示形成井眼的延伸的地层中的空隙。在通过施加液压形成这样的裂隙后，可以通过使用能源采收介质防止其再次闭合，从而形成用于随后从地中采收包含能源的介质的基础。
[0022]根据本发明的一个示例性实施方案，提供高效的能源采收介质以维持地面开口中的裂隙或其它通道，用于简化能源携带介质从地孔的采收并且对于在容器等中的可储存性而言具有出色的长期性。同时，能源采收介质可以仅由全部完全生物相容的并且对环境根本无害的组分构成。因此，通过示例性实施方案提供生物增强的能源采收系统。可从天然组分获得或生产的并且可与生物相容性基础液体如水适当混合的碳水化合物系增稠剂具有这样的效应:能源采收介质的粘度增加，从而抑制不希望的支撑剂颗粒沉淀(甚至是在小量的碳水化合物系增稠剂的情况下)。碳水化合物系增稠剂本身也不易于沉淀在能源采收介质中。盐也可以从天然材料制备并且可以溶解于生物相容性基础液体如水。通过使用比基础液体密度高的盐，整个能源采收介质的密度可以显著增加，其还通过施加某种提升力对于抑制不希望的较重支撑剂颗粒