СИСТЕМА И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФЛЮИДА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИСТВОЛЬНОЙ ЗОНЫ
SYSTEM AND METHOD OF PREPARING FLUID FOR PROCESSING NEAR-WELLBORE ZONE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
В целом изобретение относится к приготовлению флюидов для обработки приствольной зоны подземного пласта, а более конкретно, но не ограничиваясь ими, к системам и способам введения добавок к флюиду для обработки приствольной зоны с использованием пакетов добавок.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изложенная в этом разделе информация всего лишь предоставляет информацию об уровне техники, относящуюся к изобретению и не представляет собой изложение известного уровня техники.
В нефтегазодобывающей и буровой промышленности вязкие водные флюиды обычно используются для обработки подземных скважин, а также как флюиды-носители. Такие флюиды могут использоваться в качестве флюидов для гидроразрыва пласта, флюидов для кислотной обработки и флюидов высокой плотности для заканчивания скважины. В операции, известной как гидроразрыв пласта, такие флюиды используются для инициирования и распространения подземных трещин для повышения нефтедобычи.
Вязкие флюиды, как например гели, обычно представляют собой водный раствор полимерного материала. Такие жидкости могут также содержать другие добавки, такие как волокна, добавки для снижения водоотдачи флюида (ДСВФ) и брейкеры. В настоящее время процесс подачи таких добавок (например, волокон) происходит в интенсивном ручном режиме, что требует от оператора открывать крупногабаритные мешки с добавками над загрузочным устройством (например, шнековым загрузочным устройством) для подачи в смеситель для введения добавки в флюид для обработки приствольной зоны. Сам материал может быть сложным для подачи из-за большого относительного удлинения в случае волокон или малых диаметров частиц в случае порошков, таких как ДСВФ или брейкеры. Следовательно, такая технология ручной подачи приводит к отсутствию постоянного контроля скорости добавления добавки.
Следовательно, существует потребность в эффективных системах и способах, полезных для подачи добавок в флюид для обработки приствольной зоны, которые в меньшей степени зависят от деятельности оператора и на которые меньше влияют физические свойства частиц, и такая потребность удовлетворяется, по крайней мере, частично, нижеизложенным изобретением.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В варианте реализации изобретения описана система для приготовления флюида для обработки приствольной зоны, состоящая из первого контейнера, содержащего зону хранения пакетов первого контейнера с отверстием для выдачи пакетов, при этом зона хранения пакетов первого контейнера предназначена для хранения пакетов, содержащих добавку, покрытую оболочкой; измельчителя пакетов, содержащего приемное отверстие измельчителя и выпускное отверстие измельчителя, при этом приемное отверстие измельчителя расположено ниже отверстия для выдачи пакетов; смесителя, содержащего первое приемное отверстие смесителя, второе приемное отверстие смесителя и выпускное отверстие смесителя, при этом первое приемное отверстие смесителя расположено так, что гидравлически связано с выпускным отверстием измельчителя; и второго контейнера для хранения водного раствора, содержащего выпускное отверстие для водного раствора, гидравлически связанного со вторым приемным отверстием смесителя.
Система может дополнительно содержать ствол скважины, проходящий вглубь подземного пласта и гидравлически связанного с выпускным отверстием смесителя посредством выпускного трубопровода смесителя.
Первый контейнер может дополнительно содержать зону хранения проппанта первого контейнера для хранения проппанта и отверстие для выдачи проппанта.
В соответствии с другим вариантом реализации изобретения описан способ приготовления флюида для обработки приствольной зоны, который включает в себя: использование пакетов, содержащих покрытую оболочкой добавку, в зоне хранения пакетов первого контейнера; пропускание пакетов из зоны хранения пакетов первого контейнера в измельчитель пакетов, расположенный ниже первого контейнера; по меньшей мере частичное разрушение оболочек пакетов для вскрытия добавки, тем самым получение незащищенной оболочкой добавки; пропускание незащищенной оболочкой добавки в первое приемное отверстие смесителя; пропускание водного раствора во второе приемное отверстие смесителя; и смешивание незащищенной оболочкой добавки с водным раствором в смесителе для получения флюида для обработки приствольной зоны.
Способ может дополнительно включать нагнетание флюида для обработки приствольной зоны в ствол скважины, проходящий вглубь подземного пласта.
Первый контейнер может дополнительно содержать зону хранения проппанта первого контейнера для хранения проппанта и отверстие для выдачи проппанта, а способ может дополнительно включать пропускание проппанта в первое приемное отверстие смесителя, чтобы он стал частью флюида для обработки приствольной зоны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Ниже со ссылками на прилагающиеся графические материалы описаны некоторые варианты реализации изобретения, при этом одинаковые цифровые обозначения обозначают одинаковые элементы. Следует, однако, понимать, что прилагаемые фигуры лишь иллюстрируют различные реализации, описанные в данном документе, и не предназначены для ограничения объема различных описанных в данном документе технологий.
На Фиг. 1 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 2 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 3 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 4 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 5 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 5A изображен вид сверху бункера 202 по Фиг. 5 в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 5B изображен вид сбоку бункера 202 по поперечному сечению 5B-5B по Фиг. 5A в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 5C изображен вид сбоку бункера 202 по поперечному сечению 5C-5C по Фиг. 5A в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 6 показан разрез, иллюстрирующий некоторые варианты реализации направляющего устройства 230 в бункере 202 в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 7 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 8 изображен вид сверху емкости 252 и бункера 202 по Фиг. 7 в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 9 изображен вид сверху бункера 202 по Фиг. 7 с четырьмя емкостями 252A-252D, расположенными над бункером 202 в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 10 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 11 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 12 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 13 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 13A изображен вид сверху емкости 352 по Фиг. 13 в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения.
На Фиг. 14 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 15 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 16 показаны некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
На Фиг. 17A - 17D показаны варианты реализации измельчителя пакетов в соответствии с изобретением.
Фиг. 18 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
Фиг. 19 представляет собой увеличенный вид в перспективе системы 200 по Фиг. 18, иллюстрирующий некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
Фиг. 20 представляет собой увеличенный вид сбоку системы 200 по Фиг. 18, иллюстрирующий некоторые варианты реализации в соответствии с изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для обеспечения понимания некоторых вариантов реализации настоящего изобретения в нижеследующем описании изложены многочисленные конкретные детали. Тем не менее, специалистам в данной области техники будет понятно, что систему и/или способ можно осуществить на практике без этих деталей, и что возможны многочисленные вариации или модификации описанных вариантов реализации изобретения.
Если прямо не указано иное, «или» относится к включающему «или», а не к исключающему «или». Например, условие A или B удовлетворяется одним из следующих утверждений: А истинно (или присутствует), а В ложно (или не присутствует), А ложно (или не присутствует), а В истинно (или присутствует), и А и В вместе истинны (или присутствуют).
Кроме того, использование неопределенных артиклей «a» или «an» в англоязычном оригинале патентной заявки применяется для описания элементов и компонентов вариантов реализации изобретения в данном документе. Это делается для удобства и для придания идее изобретения общего смысла. В настоящем описании следует понимать, что один, или по крайней мере один, и единственное число также подразумевает множественное число, если не указано иное.
Терминология и фразеология, используемые в данном документе, приведены с целью описания и не должны интерпретироваться как ограничивающие объем изобретения. Такие выражения как «включающее», «содержащее», «имеющее», «состоящее из» или «включающее в себя» и их варианты предназначены для широкой трактовки и охватывают объект изобретения, указанный ниже, эквиваленты и дополнительные, не указанные объекты изобретения.
Наконец, в данном документе используется принцип, что любые ссылки на «один вариант реализации изобретения» или «вариант реализации изобретения» означает, что конкретный элемент, конструктивная особенность, конструкция или характеристика, описанные в связи с вариантом реализации изобретения, включены по меньшей мере в один вариант реализации изобретения. Появление фразы «в одном варианте реализации изобретения» в различных местах по всему описанию не обязательно предполагает ссылку на один и тот же вариант реализации изобретения.
Некоторые аспекты изобретения относятся к системам для приготовления и способам приготовления флюида для обработки приствольной зоны.
Со ссылкой на Фиг. 1, в некоторых вариантах реализации изобретения система 100 для приготовления флюида для обработки приствольной зоны может содержать, состоять из, или состоять главным образом из первого контейнера 102, содержащего зону хранения 104 пакетов первого контейнера с отверстием 106 для выдачи пакетов, при этом зона хранения 104 пакетов первого контейнера предназначена для хранения пакетов, содержащих покрытую оболочкой добавку; измельчителя 108 пакетов, содержащего приемное отверстие 110 измельчителя и выпускное отверстие 112 измельчителя, при этом приемное отверстие 110 измельчителя расположено ниже отверстия 106 для выдачи пакетов; смесителя 114, содержащего первое приемное отверстие 116 смесителя, второе приемное отверстие 118 смесителя и выпускное отверстие 120 смесителя, при этом первое приемное отверстие 116 смесителя расположено так, что гидравлически связано с выпускным отверстием 112 измельчителя; и второго контейнера 122, содержащего водный раствор и выпускное отверстие 124 для водного раствора, гидравлически связанного со вторым приемным отверстием 118 смесителя. Первый контейнер 102 может быть бункером или может быть емкостью.
В некоторых вариантах реализации изобретения, система 100 дополнительно может содержать ствол скважины 126, проходящий вглубь подземного пласта и гидравлически связанный с выпускным отверстием 120 смесителя. Ствол скважины может быть соединен с выпускным отверстием 120 смесителя через насос 128 и выпускной трубопровод 130 смесителя.
В некоторых вариантах реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 1-4, между отверстием 106 для выдачи пакетов и приемным отверстием 110 измельчителя пакетов для транспортировки пакетов из зоны хранения 104 пакетов первого контейнера в измельчитель 108 пакетов может быть расположен спускной желоб 132. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения дозирующее устройство 134 может быть расположено между спускным желобом 132 и приемным отверстием 110 измельчителя пакетов для дозирования пакетов перед транспортировкой в измельчитель 108 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 1 и 3, дозирующее устройство 134 может быть расположено между отверстием 106 для выдачи пакетов и спускным желобом 132 для дозирования пакетов перед транспортировкой в спускной желоб 132. Дозирующее устройство может быть отобрано из группы, состоящей из дозирующего шнека, оптического счетчика или лопастного дозатора, который избирательно выдает заданное количество пакетов на один оборот, или их комбинаций.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 1 ̶ 4, система 100 дополнительно может содержать шнек 136, содержащий приемное отверстие 138 шнека и выпускное отверстие 140 шнека; и при этом выпускное отверстие 112 измельчителя гидравлически связано с приемным отверстием 138 шнека, а выпускное отверстие 140 шнека расположено так, что гидравлически связано с первым приемным отверстием 116 смесителя.
В некоторых вариантах реализации изобретения, как показано на Фиг. 5, система 200 может содержать, состоять из, или состоять главным образом из первого контейнера 202, содержащего зону хранения пакетов 204 первого контейнера с отверстием 206 для выдачи пакетов, при этом зона хранения пакетов 204 первого контейнера предназначена для хранения пакетов, содержащих покрытую оболочкой добавку, и зону хранения проппанта 208 первого контейнера для хранения проппанта с отверстием 210 для выдачи проппанта; измельчителя 212 пакетов, содержащего приемное отверстие 214 измельчителя и выпускное отверстие 216 измельчителя, при этом приемное отверстие 214 измельчителя расположено ниже отверстия 206 для выдачи пакетов; смесителя 218, содержащего первое приемное отверстие 220 смесителя, второе приемное отверстие 222 смесителя и выпускное отверстие 224 смесителя, при этом первое приемное отверстие 220 смесителя расположено так, что гидравлически связано с выпускным отверстием измельчителя 216 и с отверстием 210 для выдачи проппанта; и второго контейнера 226, содержащего водный раствор и выпускное отверстие 228 для водного раствора, гидравлически связанного со вторым приемным отверстием 222 смесителя. Кроме того, зона хранения пакетов 204 первого контейнера может быть определена с помощью направляющего устройства 230, герметично прикрепленного к внутренней стенке 232 первого контейнера 202. Направляющее устройство 230 может содержать направляющую пластину, содержащую нижний конец 234, прикрепленный к внутренней стенке 232 первого контейнера, и верхний конец 236. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, первый контейнер может быть бункером (как показано) или емкостью, содержащими перегородку, определяющую зону хранения пакетов первого контейнера и зону хранения проппанта первого контейнера.
В некоторых вариантах реализации изобретения, система 200 дополнительно может содержать ствол скважины 238, проходящий вглубь подземного пласта и гидравлически связанный с выпускным отверстием 224 смесителя. Ствол скважины может быть соединен с выпускным отверстием 224 смесителя через насос 240 и выпускной трубопровод 242 смесителя.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 5, выпускное отверстие 216 измельчителя может быть расположено над первой зоной 274 первого приемного отверстия смесителя 220; а отверстие 210 для выдачи проппанта может быть расположено над второй зоной 276 первого приемного отверстия смесителя 220.
Как показано на Фиг. 5A, которая представляет собой вид сверху первого контейнера 202, показанного на Фиг. 5, направляющее устройство 230 дополнительно может содержать первую боковую грань 244 и вторую боковую грань 246. Как показано на Фиг. 5В и 5С, которые представляют собой виды сбоку первого контейнера 202 по поперечным сечениям 5В-5В и 5С-5С на Фиг. 5А, соответственно, направляющее устройство может содержать первый уплотнительный элемент 248, прикрепленный к первому боковой грани 246 и внутренней стенке 232, и второй уплотнительный элемент 250, прикрепленный ко второй боковой грани 246 и внутренней стенке 232. Нижний конец 234 направляющей пластины может быть шарнирно прикреплен к внутренней стенке 232 первого контейнера 202, а конфигурации каждого из первого уплотнительного элемента 248 и второго уплотнительного элемента 250 могут регулироваться так, чтобы можно было изменять положение направляющей пластины 230, что позволяет регулировать размеры зоны хранения пакетов 204 первого контейнера и зоны хранения проппанта 208 первого контейнера. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, первый и второй уплотнительные элементы 248 и 250 могут быть фиксированными или регулируемыми. В случае регулируемых элементов, первый и второй уплотнительные элементы 248 и 250 могут иметь любую конфигурацию и/или материал, который позволяет им быть регулируемыми. Первый и второй уплотнительные элементы 248 и 250 могут состоять из гибкого материала, скользящих металлических пластин, или могут быть конструктивно выполнены по типу гармошки. Как показано на Фиг. 6, верхний конец 236 направляющей пластины 230 может содержать шарнирную секцию 246, соединенную с нижним концом 234 шарниром 247. Этот шарнир преодолевает ограничение радиального пути определяемого верхним концом 236 таким образом, чтобы избежать какой-либо закупорки, когда емкость размещается непосредственно над первым контейнером на пути подвижной направляющей пластины 230.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 7, система 200 дополнительно может содержать емкость 252, расположенную над первым контейнером 202. Фиг. 8 представляет собой вид сверху емкости 252 и первого контейнера 202. Со ссылкой на Фиг. 7 и 8, емкость 252 содержит перегородку 254, разделяющую емкость 252 на зону хранения пакетов 256 емкости, содержащую выпускное отверстие пакетов 258 емкости, и зону хранения проппанта 260 емкости, содержащую выпускное отверстие проппанта 262 емкости, при этом выпускное отверстие пакетов 258 емкости расположено над зоной хранения пакетов 204 первого контейнера, а выпускное отверстие проппанта 262 емкости расположено над зоной хранения проппанта 208 первого контейнера.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, Фиг. 9 представляет собой вид сверху, показывающий четыре емкости 252A ̶ 252D, расположенные над первым контейнером 202. Со ссылкой на Фиг. 7 ̶ 9, каждая из емкостей 252A и 252B содержит перегородку 254, разделяющую емкость на зону хранения пакетов 256 емкости, содержащую выпускное отверстие пакетов 258 емкости, и зону хранения проппанта 260 емкости, содержащую выпускное отверстие проппанта 262 емкости, при этом выпускное отверстие пакетов 258 емкости расположено над зоной хранения пакетов 204 первого контейнера, а выпускное отверстие проппанта 262 емкости расположено над зоной хранения проппанта 208 первого контейнера. Каждая из емкостей 252C и 252D содержит перегородку 254, разделяющую емкость на две зоны хранения проппанта 260 емкости, каждая из которых содержит выпускное отверстие проппанта 262 емкости, расположенное над зоной хранения проппанта 208 первого контейнера.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 5 и 10, между отверстием 206 для выдачи пакетов и приемным отверстием 214 измельчителя пакетов для транспортировки пакетов из зоны хранения 204 пакетов первого контейнера в измельчитель 212 пакетов может быть расположен спускной желоб 264. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 10, дозирующее устройство 266 может быть расположено между спускным желобом 264 и приемным отверстием 214 измельчителя пакетов для дозирования пакетов перед транспортировкой в измельчитель 212 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 11, дозирующее устройство 266 может быть расположено между отверстием 206 для выдачи пакетов и спускным желобом 264 для дозирования пакетов перед транспортировкой в спускной желоб 264. Дозирующее устройство может быть отобрано из группы, состоящей из дозирующего шнека, оптического счетчика или лопастного дозатора, который избирательно выдает заданное количество пакетов на один оборот, или их комбинаций.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 12, система 200 дополнительно может содержать шнек 268, содержащий приемное отверстие 270 шнека и выпускное отверстие 272 шнека; и при этом выпускное отверстие 216 измельчителя гидравлически связано с приемным отверстием 270 шнека, а выпускное отверстие 272 шнека расположено так, что гидравлически связано с первым приемным отверстием 220 смесителя. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 12, выпускное отверстие 272 шнека может быть расположено над первой зоной 274 первого приемного отверстия 220 смесителя; и при этом отверстие 210 для выдачи проппанта может быть расположено над второй зоной 276 первого приемного отверстия 220 смесителя.
В некоторых вариантах реализации изобретения, как показано на Фиг. 13, система 300 может содержать, состоять из, или состоять главным образом из емкости 352 (как первый контейнер), содержащей выпускное отверстие пакетов 358 емкости и выпускное отверстие проппанта 362 емкости; измельчителя 312 пакетов, содержащего приемное отверстие 314 измельчителя и выпускное отверстие 316 измельчителя, при этом приемное отверстие 314 измельчителя расположено ниже выпускного отверстия пакетов 358 емкости; смесителя 318, содержащего первое приемное отверстие 320 смесителя, второе приемное отверстие 322 смесителя и выпускное отверстие 324 смесителя, при этом первое приемное отверстие 320 смесителя расположено так, что гидравлически связано с выпускным отверстием 316 измельчителя и с выпускным отверстием проппанта 362 емкости; и контейнера 326, содержащего водный раствор и выпускное отверстие 328 для водного раствора, гидравлически связанного со вторым приемным отверстием 322 смесителя. Фиг. 13A представляет собой вид сверху емкости 352. Согласно Фиг. 13 и 13A, емкость 352 содержит перегородку 354, разделяющую емкость 352 на зону хранения пакетов 356 емкости для хранения пакетов, содержащих покрытую оболочкой добавку и содержащую выпускное отверстие пакетов 358 емкости, и зону хранения проппанта 360 емкости для хранения проппанта и содержащую выпускное отверстие проппанта 362 емкости.
В некоторых вариантах реализации изобретения, система 300 дополнительно может содержать ствол скважины 338, проходящий вглубь подземного пласта и гидравлически связанный с выпускным отверстием 324 смесителя. Ствол скважины может быть соединен с выпускным отверстием 324 смесителя через насос 340 и выпускной трубопровод 342 смесителя.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 13, выпускное отверстие 316 измельчителя может быть расположено над первой зоной 374 первого приемного отверстия 320 смесителя; а выпускное отверстие проппанта 362 емкости может быть расположено над второй зоной 376 первого приемного отверстия 320 смесителя.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 13 ̶ 14, спускной желоб 364 может быть расположен между выпускным отверстием пакетов 358 емкости и приемным отверстием 314 измельчителя пакетов для транспортировки пакетов из зоны хранения пакетов 356 емкости в измельчитель 312 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 14, дозирующее устройство 366 может быть расположено между спускным желобом 364 и приемным отверстием 314 измельчителя пакетов для дозирования пакетов перед транспортировкой в измельчитель 312 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 15, дозирующее устройство 366 может быть расположено между выпускным отверстием пакетов 358 емкости и спускным желобом 364 для дозирования пакетов перед транспортировкой в спускной желоб 364. Дозирующее устройство может быть отобрано из группы, состоящей из дозирующего шнека, оптического счетчика или лопастного дозатора, который избирательно выдает заданное количество пакетов на один оборот, или их комбинаций.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 16, система 300 дополнительно может содержать шнек 368, содержащий приемное отверстие 370 шнека и выпускное отверстие 372 шнека; и при этом выпускное отверстие 316 измельчителя гидравлически связано с приемным отверстием 370 шнека, а выпускное отверстие 372 шнека расположено так, что гидравлически связано с первым приемным отверстием 320 смесителя. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 16, выпускное отверстие 372 шнека может быть расположено над первой зоной 374 первого приемного отверстия 320 смесителя; и при этом выпускное отверстие проппанта 362 емкости может быть расположено над второй зоной 376 первого приемного отверстия 320 смесителя.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения добавка может представлять собой твердый материал, выбранный из группы, состоящей из добавок для снижения водоотдачи, брейкеров и волокна. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения оболочки пакетов могут быть водорастворимыми, а пакеты в среднем могут содержать менее чем около 1728 (28.32 л) или менее чем 216 (3.54 л) или менее чем 27 (0.44 л) кубических дюймов добавки.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 1, способ приготовления флюида для обработки приствольной зоны включает обеспечение наличия описанных выше пакетов в зоне хранения 104 пакетов первого контейнера 102; пропускание пакетов из зоны хранения 104 пакетов первого контейнера в измельчитель 108 пакетов, расположенный ниже первого контейнера 102; по меньшей мере частичное разрушение оболочек пакетов в измельчителе 108 пакетов для вскрытия добавки, тем самым получение незащищенной оболочкой добавки; пропускание незащищенной оболочкой добавки в первое приемное отверстие 116 смесителя 114; пропускание водного раствора во второе приемное отверстие 118 смесителя 114; и смешивание незащищенной оболочкой добавки с водным раствором в смесителе 114 для получения флюида для обработки приствольной зоны. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 1, флюид для обработки приствольной зоны может нагнетаться из выпускного отверстия 120 смесителя в ствол скважины 126 проходящий вглубь подземного пласта. Ствол скважины может быть соединен с выпускным отверстием 120 смесителя через насос 128 и выпускной трубопровод 130 смесителя, как показано на Фиг. 1.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 2, между отверстием 106 для выдачи пакетов и измельчителем 108 пакетов расположен спускной желоб 132, и пакеты можно загружать из зоны хранения 104 пакетов первого контейнера в спускной желоб 132 до пропускания в измельчитель 108 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 2, между спускным желобом 132 и измельчителем 108 пакетов может быть расположено дозирующее устройство 134; и пакеты могут быть дозированы перед транспортировкой в измельчитель 108 пакетов. Такое дозирование позволяет более точно контролировать скорость добавления добавки к смеси, а данные дозатора могут использоваться для управления скоростью введения пакетов в измельчитель пакетов путем, помимо прочего, контроля размера отверстия для выдачи пакетов. Первый контейнер 102 дополнительно может содержать шиберную заслонку 178 (показана на Фиг. 2), расположенную с возможностью сдвига в отверстии 106 для выдачи пакетов чтобы обеспечить управление размером отверстия 106 для выдачи пакетов. По причинам, указанным выше, дозирующее устройство 134 может быть расположено между отверстием 106 доставки пакетов и желобом 132, и пакеты могут быть дозированы перед транспортировкой в желоб 132, а затем в измельчитель пакетов 108, как показано на Фиг. 3.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 4, шнек 136 может быть расположен между измельчителем 108 пакетов и первым приемным отверстием 116 смесителя, и незащищенная оболочкой добавка из измельчителя 108 пакетов может быть подана на приемное отверстие 138 шнека. Незащищенная оболочкой добавка может быть пропущена из выпускного отверстия 140 шнека в первое приемное отверстие 116 смесителя 114.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 5, способ приготовления флюида для обработки приствольной зоны включает обеспечение наличия описанных выше пакетов в зоне хранения 204 первого контейнера 202; пропускание пакетов из зоны хранения пакетов первого контейнера 204 в измельчитель 212 пакетов, расположенный ниже отверстия 206 для выдачи пакетов первого контейнера 202; по меньшей мере частичное разрушение оболочек пакетов в измельчителе 212 пакетов для вскрытия добавки, тем самым получение незащищенной оболочкой добавки; пропускание незащищенной оболочкой добавки в первое приемное отверстие 220 смесителя 218; пропускание водного раствора во второе приемное отверстие 222 смесителя 218; и смешивание незащищенной оболочкой добавки с водным раствором в смесителе 218 для получения флюида для обработки приствольной зоны. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 5, проппант загружают в зону хранения проппанта 208 первого контейнера и проппант может быть пропущен в первое приемное отверстие 220 смесителя 218, чтобы он стал частью флюида для обработки приствольной зоны. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, проппант может быть сначала смешан с незащищенной оболочкой добавкой перед прохождением в смеситель (не показано). В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 5, флюид для обработки приствольной зоны может нагнетаться из выпускного отверстия 224 смесителя в ствол скважины 238, проходящий вглубь подземного пласта. Ствол скважины может быть соединен с выпускным отверстием 224 смесителя через насос 240 и выпускной трубопровод 242 смесителя, как показано на Фиг. 5. Система, пригодная для осуществления способа (способов), как описано в данном документе, может быть любым из вышеописанных вариантов реализации изобретения или их эквивалентов.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как описано выше со ссылкой на Фиг. 7 ̶ 9, по меньшей мере одна емкость 252 может быть расположена над первым контейнером 202. Проппант может быть пропущен из зоны хранения проппанта 260 емкости в зону хранения проппанта 208 первого контейнера, а пакеты могут быть пропущены из зоны хранения пакетов 256 емкости в зону хранения пакетов 204 первого контейнера.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 10, между отверстием 206 для выдачи пакетов и измельчителем 212 пакетов расположен спускной желоб 264, и пакеты можно загружать из зоны хранения 204 пакетов первого контейнера в спускной желоб 264 до пропускания в измельчитель 212 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 10, между спускным желобом 264 и измельчителем 212 пакетов может быть расположено дозирующее устройство 266; и пакеты могут быть дозированы перед транспортировкой в измельчитель 212 пакетов. Такое дозирование позволяет более точно контролировать скорость добавления добавки к смеси, а данные дозатора могут использоваться для управления скоростью введения пакетов в измельчитель пакетов путем, помимо прочего, контроля размера отверстия для выдачи пакетов. Первый контейнер 202 дополнительно может содержать шиберную заслонку 278 (показана на Фиг. 10), расположенную с возможностью сдвига в отверстии 206 для выдачи пакетов, чтобы обеспечить управление размером отверстия 206 для выдачи пакетов. По причинам, указанным выше, дозирующее устройство 266 может быть расположено между отверстием 206 доставки пакетов и желобом 264, и пакеты могут быть дозированы перед транспортировкой в желоб 264, а затем в измельчитель пакетов 212, как показано на Фиг. 11.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 12, шнек 268 может быть расположен между измельчителем 212 пакетов и первым приемным отверстием 220 смесителя, и незащищенная оболочкой добавка из измельчителя 212 пакетов может быть подана на приемное отверстие 270 шнека. Незащищенная оболочкой добавка может быть пропущена из выпускного отверстия 272 шнека в первое приемное отверстие 220 смесителя 218. Как показано на Фиг. 12, выпускное отверстие 272 шнека может быть расположено над первой зоной 274 первого приемного отверстия 220 смесителя и незащищенная оболочкой добавка может быть подана в первую зону 274 первого приемного отверстия 220 смесителя, а проппант может быть пропущен из отверстия 210 для выдачи проппанта во вторую зону 276 первого приемного отверстия смесителя 220.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 13 и 13A, способ приготовления флюида для обработки приствольной зоны включает обеспечение наличия описанных выше пакетов в зоне хранения пакетов 356 емкости 352 (первый контейнер); пропускание пакетов из зоны хранения пакетов 356 емкости в измельчитель 312 пакетов, расположенный ниже выпускного отверстия пакетов 358 емкости 352; по меньшей мере частичное разрушение оболочек пакетов в измельчителе 312 пакетов для вскрытия добавки, тем самым получение незащищенной оболочкой добавки; пропускание незащищенной оболочкой добавки в первое приемное отверстие 320 смесителя 318; пропускание водного раствора во второе приемное отверстие 322 смесителя 318; и смешивание незащищенной оболочкой добавки с водным раствором в смесителе 318 для получения флюида для обработки приствольной зоны. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 13 и 13A, проппант загружают в зону хранения проппанта 360 емкости и проппант может быть пропущен в первое приемное отверстие 320 смесителя 318, чтобы он стал частью флюида для обработки приствольной зоны. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, проппант может быть сначала смешан с незащищенной оболочкой добавкой перед прохождением в смеситель (не показано). В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 13 и 13A, флюид для обработки приствольной зоны может нагнетаться из выпускного отверстия 324 смесителя в ствол скважины 338, проходящий вглубь подземного пласта. Ствол скважины может быть соединен с выпускным отверстием 324 смесителя через насос 340 и выпускной трубопровод 342 смесителя, как показано на Фиг. 13. Система, пригодная для осуществления способа (способов), как описано в данном документе, может быть любым из вышеописанных вариантов реализации изобретения или их эквивалентов.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, со ссылкой на Фиг. 14, спускной желоб 364 расположен между выпускным отверстием пакетов 358 емкости и измельчителем 312 пакетов, и пакеты могут загружаться из зоны хранения пакетов 356 емкости в спускной желоб 364 до пропускания в измельчитель 312 пакетов. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, и со ссылкой на Фиг. 14, между спускным желобом 364 и измельчителем 312 пакетов может быть расположено дозирующее устройство 366; и пакеты могут быть дозированы перед транспортировкой в измельчитель 312 пакетов. Такое дозирование позволяет более точно контролировать скорость поступления добавки к смеси, а данные дозатора могут использоваться для управления скоростью введения пакетов в измельчитель пакетов путем, помимо прочего, контроля размера выпускного отверстия пакетов 358 емкости. Емкость 352 дополнительно может содержать шиберную заслонку 378 (показана на Фиг. 14) расположенную с возможностью сдвига в выпускном отверстии пакетов 358 емкости, чтобы обеспечить управление размером выпускного отверстия пакетов 358 емкости. По причинам, указанным выше, дозирующее устройство 366 может быть расположено между выпускным отверстием пакетов 358 емкости и спускным желобом 364, и пакеты могут быть дозированы перед транспортировкой в желоб 364, а затем в измельчитель 312 пакетов, как показано на Фиг. 15.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, как показано на Фиг. 16, шнек 368 может быть расположен между измельчителем 312 пакетов и первым приемным отверстием 320 смесителя, и незащищенная оболочкой добавка из измельчителя 312 пакетов может быть подана в приемное отверстие 370 шнека. Незащищенная оболочкой добавка может быть пропущена из выпускного отверстия 372 шнека в первое приемное отверстие 320 смесителя 318. Как показано на Фиг. 16, выпускное отверстие 372 шнека может быть расположено над первой зоной 374 первого приемного отверстия 320 смесителя и незащищенная оболочкой добавка может быть подана в первую зону 374 первого приемного отверстия 320 смесителя, а проппант может быть пропущен из выпускного отверстия проппанта 362 емкости во вторую зону 376 первого приемного отверстия 320 смесителя.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения описанный выше водный раствор может содержать компоненты, выбранные из группы, состоящей из: гелеобразующих агентов, понизителей трения, поверхностно-активных веществ, биоцидов, сшивающих агентов, кислот, добавок для снижения водоотдачи, брейкеров, волокон в водной суспензии, и их комбинаций.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения измельчитель пакетов, обозначенный как ссылочный номер 108 на Фиг. 1 ̶ 4, и обозначенный как ссылочный номер 212 на Фиг. 5, 7 и 10  ̶ 12 и обозначенный как ссылочный номер 312 на Фиг. 13  ̶ 16, может быть любым измельчителем или другим устройством, способном разрушать оболочку пакета. Измельчитель или устройство могут содержать острое лезвие, такое как упорный нож, перочинный нож, отрезные диски или шнеки. Измельчитель пакетов может быть выбран из группы, состоящей из: измельчителя по типу сырной терки, как показано на Фиг. 17А, измельчителя, использующего множество скребков на двух встречно вращающихся валах как показано на Фиг. 17В, скользящий блок-измельчитель как показано на Фиг. 17С, вращающийся дисковый измельчитель как показано на рисунке 17D, или любой их комбинации.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, смеситель обозначенный как ссылочный номер 114 на Фиг. 1 ̶ 4, и обозначенный как ссылочный номер 218 на Фиг. 5, 7 и 10  ̶ 12, и обозначенный как ссылочный номер 318 на Фиг. 13  ̶ 16, может быть любым смесителем, способным смешивать добавку и/или проппант с водным раствором для приготовления флюида для обработки приствольной зоны. Смеситель может представлять собой лопастной смеситель, содержащий обращенный вверх отражающий диск, соединенный с обращенной вниз крыльчаткой. В процессе работы смеситель может создавать открытое межлопастное пространство внутри суспензии, циркулирующей над отражающим диском. Открытое межлопастное пространство может иметь диаметр от около 0.25 футов (0.075 м) до около 8 футов (2.4 м), или от около 0,5 футов (0.015 м) до около 3 футов (0.9 м), или от около 1 фута (0.3 м) до около 2 (0.6 м) футов. Со ссылкой на Фиг. 12 и 16 первая область (274 на Фиг. 12 и 374 на Фиг. 16) расположена над одной стороной суспензионного кольца, образующего межлопастное пространство, а вторая область (276 на Фиг. 12 и 376 на Фиг. 16) расположена над другой стороной суспензионного кольца, образующего межлопастное пространство. В соответствии с одним из вариантов реализации изобретения смеситель может также представлять собой смесительный резервуар, который может быть прямоугольным, квадратным или круглым, может достигать размеров трейлера, соответствующего дорожным ограничениям (шириной 8 футов (2.4 м)), а верхняя часть может быть открыта для непосредственного сброса добавок/пакетов во флюид.
В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения на Фиг. 18 показан вид в перспективе системы 200 расположенной на технологическом прицепе на буровой площадке. На Фиг. 19 показан увеличенный вид в перспективе системы 200 по сравнению с показанной на Фиг. 18, а на Фиг. 20 показан увеличенный вид сбоку системы 200 по сравнению с показанной на Фиг. 18. Ссылочные номера на Фиг. 19 и 20 являются такими же, как и номера, используемые при описании системы 200 со ссылкой на Фиг. 5 ̶ 12, как описано в данном документе.
Используемый в данном документе термин «гидравлически связанный» должен включать в себя соединение устройств по трубам или другим трубопроводам, а также должен включать взаимодействие потока флюида под действием силы тяжести. Как, например, когда компонент переходит от первого устройства ко второму устройству, расположенному ниже первого устройства, даже если приемное отверстие второго устройства физически не соединено с выпускным отверстием первого устройства трубой или другим трубопроводом.
Вышеприведенное описание вариантов реализации изобретения было предоставлено с целью иллюстрации и описания. Типовые варианты реализации изобретения представлены таким образом, чтобы это описание было всесторонним и полностью передало бы объем изобретения специалистам в данной области техники. Многочисленные конкретные детали изложены как примеры конкретных компонентов, устройств и способов, чтобы обеспечить полное понимание вариантов реализации изобретения, но не являются исчерпывающими или ограничивающими изобретение. Отдельные элементы или конструктивные особенности конкретного варианта реализации изобретения, как правило, не ограничиваются этим конкретным вариантом реализации изобретения, но там, где применимо, являются взаимозаменяемыми и могут использоваться в выбранном варианте реализации изобретения, даже если они не показаны конкретно или не описаны. То же самое можно варьировать разными способами. Такие изменения не следует рассматривать как отклонение от изобретения, и все такие модификации предназначены для включения в объем изобретения.
Специалистам в данной области техники очевидно, что конкретные детали не обязательно должны использоваться, типовые варианты реализации изобретения могут быть воплощены во многих различных формах, и что ни одна из них не должна толковаться как ограничивающая объем изобретения. В некоторых типовых вариантах реализации изобретения хорошо известные процессы, хорошо известные конструкции устройств и хорошо известные технологии подробно не описаны. Кроме того, специалистам в данной области техники будет очевидно, что при проектировании, изготовлении и эксплуатации устройства для достижения описанного в раскрытии изобретения результата могут присутствовать различные изменения проекта, конструкции, состояния устройства, например, эрозии компонентов, промежутков между компонентами.
Хотя термины первый, второй, третий и т.д. могут использоваться в данном документе для описания различных элементов, компонентов, зон, разрезов и/или сечений, эти элементы, компоненты, зоны, разрезы и/или сечения не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины могут использоваться лишь для того, чтобы отличать один элемент, компонент, зону, разрез или сечение от другого элемента, разреза или сечения. Такие термины, как «первый», «второй» и другие числовые термины, используемые в данном документе, не подразумевают последовательность или порядок, если это четко не указано контекстом. Таким образом, первый элемент, компонент, зона, разрез или сечение, обсуждаемые ниже, могут быть названы вторым элементом, компонентом, зоной, разрезом или сечением не отступая от идей типовых вариантов реализации изобретения.
Термины пространственного отношения, такие как «внутренний», «внешний», «под», «ниже», «нижний», «выше», «верхний» и т.п., могут использоваться здесь для удобства описания, чтобы описать взаимоотношение одного элемента или конструктивной особенности к другому элементу (элементам) или конструктивной особенности (особенностям), как показано на чертежах. Термины пространственного отношения могут быть предназначены для охвата различных ориентаций используемого устройства или эксплуатации в дополнение к ориентации, изображенной на чертежах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, элементы, описанные как «ниже» или «под» другими элементами или конструктивными особенностями затем будут ориентированы «над» другими элементами или конструктивными особенностями. Таким образом, типовой термин «ниже» может охватывать как ориентацию выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иначе (повернуто на 90 градусов или установлено в другие положения), и применяемые в данном документе характеристики пространственного расположения интерпретированы соответствующим образом.
Хотя различные варианты реализации изобретения были описаны относительно достаточно для воспроизведения описаний, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами реализации изобретения. Вариации и модификации, которые могут возникнуть у специалиста в данной области после прочтения описания изобретения также входят в объем изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.