本发明是在美国能源部授予的合同号DE-AC26-07NT42677的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及一种水力压裂系统和方法，用于增强低渗透性地层的有效渗透率以增加碳氢化合物产量，通过减少由于弯曲和射孔引起的流体进入摩擦来提高操作效率，并且打开使用传统射孔技术（包括利用成型炸药的技术）未打开或不能有效打开的射孔，以及在多级水力压裂作业期间减少开槽管道中的进入摩擦。

背景技术：

水力压裂是一种从地层中提取碳氢化合物的方法，其中将数千加仑的压裂流体（通常是水，支撑剂和其他化学物质）注入井筒和周围的地层中。高压在地层中产生裂缝，沿着该裂缝，诸如气体和石油的碳氢化合物可以流到井筒并从中收集。但是，这种基本的水力压裂法无法提取最大量的碳氢化合物。通常，在初始压裂操作之后，通过注入更多流体继续泵送以引起裂缝的加深和变宽。虽然通常希望在选定的层中打开多个裂缝，但基本工艺仅能够产生次优量的裂缝。当初期裂缝开始打开时，压裂流体进入这个新的空间，井筒和裂缝中的压力降低，从而减少了打开新裂缝的趋势。这种现象限制了基本压裂工艺的结果。

其他已知的水力压裂工艺试图通过增加锤击效应来改善上述工艺，以对待压裂的地层传递相对大的液压冲击。例如，Donald S.Hulse的美国专利No. 2,915,122和E. W. Smith的美国专利No.3,048,226。其他已知的水力压裂工艺使用一系列压力脉冲来改善典型的压裂工艺。例如，Norman F.Whitsitt的美国专利No.3,602,311和Othar Meade Kiel的美国专利No.3,933,205。然而，这些已知的工艺通常仅影响从井筒辐射的少量裂缝并且可能导致管道和设备的损坏。

其他已知的水力压裂技术试图通过阻塞新形成的裂缝来克服由于新打开的裂缝引起的压力降低的问题，以允许返回到初始压力以允许产生额外的裂缝。这些方法包括使用可降解和/或不可降解的球封闭器，其进入新打开的射孔以限制压裂流体流入打开的射孔，从而迫使压裂流体打开新的射孔并产生新的裂缝。球封闭器落在新打开的射孔上，直到完成完全的球出（ball-out），即所有可能的射孔都被打开然后用球密封。此时，不再可能有流动，并且必须通过使井流回以移除球封闭器，或者在使用可降解球的情况下，需要长时间以允许球溶解。这些技术在使用100个或更多个射孔簇来使长水平井增产的长水平井中是不实用的。此外，可降解球封闭器溶解的等待时间将使操作不经济。

因此，需要一种改进的水力压裂工艺，其提供增加的碳氢化合物产量而没有已知工艺的缺点。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种系统和方法，用于向井筒提供压力脉冲，以改善地层的压裂，从而提供增加的碳氢化合物产量。

本发明的另一个目的是提供压力脉冲并最小化或消除对压裂泵和/或其他压裂设备的磨损或损坏。

本发明的一个实施方案可以提供这些和其它益处，该实施方案包括压裂流体储罐、预混合器、浆料混合器、支撑剂储存和输送系统、歧管、高压压裂泵、化学卡车、连接到井筒井口的流动管线、排放阀、和连接到槽的排放管线中的一种或多种。本发明的替代实施例可以没有所列组件中的一种或多种，并且可以包括附加组件。

在优选的实施方案中，压裂罐供应压裂流体和/或压裂浆料的主要组分，压裂流体和/或压裂浆料各自优选包含水。然而，其他流体、凝胶和其他材料可用作压裂流体和/或压裂浆料的主要组分。压裂罐连接到预混合器，预混合器例如是也与化学卡车连接的混合卡车，并且混合水、聚合物和其他化学物质以制造压裂流体（没有支撑剂）。预混合器连接到歧管和/或浆料混合器，以将压裂流体或压裂浆料任一提供给高压压裂泵。浆料混合器连接到支撑剂储存和输送系统，以通过将压裂流体与支撑剂混合来产生压裂浆料。浆料混合器连接到歧管。歧管在低压下从预混合器或浆料混合器接收具有或不具有支撑剂的压裂流体，并将流体和/或浆料分配到高压压裂泵。然后歧管从高压压裂泵接收高压流体，并将流体引导至通向井口和井筒的地面铁管道（ground iron）。

高压压裂泵通过流动管线以泵流量将带有或不带有支撑剂的压裂流体泵送到井口。在优选实施例中，流动管线包括多个管道，这些管道通过单个或多个共同的歧管将高压压裂泵连接到井筒的井口。在本发明的一个实施例中，多个流动管线包括至少一个恒流管线和至少一个变流管线，其包括排放阀和排放管线。恒流管线提供由高压压裂泵提供给井口的流量的第一百分比。恒流管线的流量优选地不会显著变化。变流管线提供由高压压裂泵提供给井口的流量的第二百分比。在一个优选实施例中，变流管线的流量可以通过将一部分压裂流体经由排放阀转移到槽、罐、另一个井口和井筒或任何其他保持装置来改变。在一个替代实施例中，流动管线可以包括连接到井口的单个管道，其具有排放管线并且没有恒流管线。

在操作中，根据本发明的一个实施例的水力压裂增产方法包括以泵流量泵送具有或不具有支撑剂的压裂流体并且在压力下将压裂流体以初始流量注入井口并且在深部岩层中产生小的裂缝。随着系统朝向平衡压力移动而几乎没有或没有新裂缝产生和/或裂缝网络复杂性不再增加，本发明的方法包括将压力脉冲引入井筒一段脉冲时间段产生临时压力增加导致打开新裂缝。压力脉冲包括将初始流量改变为初级或脉冲流量，然后改变为次级流量。在本发明的实施例中，初级或脉冲流量小于初始流量，范围从低于初始流量10%到接近低于初始流量100%，并且次级流量等于初始流量。在优选的实施方案中，初级或脉冲流量可以比初始流量低25%至75%。更优选地，初级或脉冲流量比初始流量低50%。在本发明的另一个实施例中，初级或脉冲流量理想地降至零，但是由于设备的限制和/或因为零流量将导致支撑剂运输问题并且可能损坏设备，零流量可能不实用。在替代实施例中，初级或脉冲流量可以大于初始流量和/或次级流量可以不等于初始流量，而是可以大于或小于初始流量。在本发明的一个实施例中，脉冲时间段（pulse period of time）小于一分钟。在本发明的一个优选实施例中，脉冲时间段小于10秒。

在本发明方法的一个实施例中，通过将一部分压裂流体转移离开井筒以在脉冲时间段内向井筒提供减小的流量来引入压力脉冲。在该实施例中，高压压裂泵的泵流量保持恒定，以避免在高压压裂泵上施加额外的应力。在优选实施例中，引入加压脉冲的步骤包括多个加压的脉冲。

在一个替代实施例中，通过将压裂泵的泵流量从泵流量改变为脉冲泵流量并返回到泵流量来引入压力脉冲。优选地，脉冲泵流量小于泵流量。或者，脉冲泵流量大于泵流量。

在另一替代实施例中，压力脉冲包括将初始流量增加到预脉冲或中间流量，将该流量快速降低到初级或脉冲流量并将该流量返回到预脉冲或中间流量，并且在将流量返回到初始流量之前重复该循环多次。该方法可以通过增加和降低泵流量和/或通过改变压裂流体的流向以改变流量来完成。

在本发明的一个方面，提供了一种在具有总射孔数的地层中产生许多额外的开放射孔的水力压裂的新方法。根据一个实施方案，这种方法包括将压裂流体以第一压力（P1）和第一流量（Q1）泵送到地层中。随后，压裂流体以第二压力（P2）和第二流量（Q2）泵入地层，以将流量的变化引入地层一段时间，其中第二流量（Q2）与第一流量（Q1）相比显著减少。该方法还包括返回至以第一流量将压裂流体泵送到地层中（其中所述返回的泵送流量被指定为（QR）），并且识别与所述返回的泵送流量（QR）相关联的泵送压力（PR），并计算地层中额外开放射孔的数量和开放射孔的总数。

根据另一个实施例，提供了一种水力压裂方法，以在地层中形成许多额外的开放射孔。这种方法包括将压裂流体以第一压力（P1）和第一流量（Q1）泵送到地层中。接着，再将压裂流体以第二压力（P2）和第二流量（Q2）泵入地层，以将流量的变化引入地层一段时间，其中第二流量（Q2）与第一流量（Q1）相比显著减少。随后，返回至以第一流量将压裂流体泵入地层（其中所述返回的泵送流量被指定为（QR）），并且识别与所述返回的泵送流量（QR）相关联的泵送压力（PR）。将与至第一流量的返回相关联的泵送压力（PR）与第一压力（P1）进行比较，并且相应地调整从流量、持续时间和频率的组中选择的至少一个压裂流体操作参数。

根据另一个实施例，一种在地层中产生许多额外的开放射孔的水力压裂方法包括：

a. 以第一压力（P1）和第一流量（Q1）将压裂流体泵入地层；

b. 以第二压力（P2）和第二流量（Q2）将压裂流体泵入地层，以将流量的变化引入地层一段时间，其中第二流量（Q2）与第一流量相比显著减少；

c. 返回至以第一流量将压裂流体泵入地层中（其中所述返回的泵送流量被指定为（QR））并且识别与返回的第一流量（QR）相关的泵送压力（PR）；和

d. 将与至第一流量的返回相关的泵送压力（PR）与第一压力（P1）进行比较，以确定以下中的一个或多个：最初在地层中开放射孔的数量和由水力压裂产生的额外开放射孔的数量。

本发明提供了一种改进的水力压裂工艺，其提供增加的碳氢化合物产量而没有已知工艺的缺点。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更好地理解本发明的这些和其他目的和特征，其中：

图1是井筒的示意图。

图2是显示根据本发明的一个实施方案的水力压裂方法的泵流量和表面处理压力的图。

图3是显示根据本发明的一个实施方案的水力压裂方法的井口泵流量和表面处理压力的图。

图4是根据本发明的一个实施方案的用于水力压裂的系统的示意图。

图5是显示根据本发明的另一个实施方案的表面处理压力和井口泵流量的曲线图，其中总泵流的一部分被转向。

图6是根据本发明另一实施方案的用于水力压裂的系统的一部分的示意图。

图7是显示在本发明的另一个实施方案中到第一井口的第一总流量和到第二井口的第二总流量的图。

图8是显示根据本发明的一个实施方案的引入流量波动的处理压力和井口泵流量的图。

图9是显示根据本发明的一个实施方案的可变流量波动工作流程设计的处理压力和井口泵流量的图表的示意图。

图10是示出根据本发明的一个实施方案的设计可变流量波动以优化射孔开口的劳动力的曲线图。

图11是射孔开口“合成曲线”的图形表示，以及由于引入的流量波动“r”导致的额外的射孔打开的三种可能情形。

图12是根据本发明的一个实施方案中从二叠纪盆地观测到的处理阶段的射孔开口的图示。

图13是根据本发明的一个实施方案中表面地震检波器位置和在表面下方1000英尺处的井眼投影的图。

图14是根据本发明的一个实施例的使用微震属性来诊断完井有效性的简化流程示意图。

图15是本发明的一个实施方案的示意图。

具体实施方式

水力压裂增产是一种通过在地层中延伸井筒并产生支撑裂缝来增强低渗透率地层的有效渗透率的方法，该裂缝能够从大量储层中生产碳氢化合物并将碳氢化合物引导回产生水力压裂的井筒。图1示出了用于压裂操作的水平井筒10的示意图。在该图示中，井筒10垂直向下延伸到地下，直到到达目标储层12（例如，气页岩），在该目标储层12井筒10以略微向上的角度大致水平地延伸。应该注意的是，井筒10是代表性的，并且本发明的系统和方法可用于进入地层所需的任何类型的井筒。此外，将结合气页岩描述本发明的方法，但是应该理解，该方法也可以用于致密气、致密油、煤层气和其他需要水力压裂增产的地层，包括但不限于到地热储层。

在图1的实施例中，井筒10包括导管（conductor）套管14，表面套管16，中间套管18和生产套管20。然而，应该理解的是，本发明的方法不限于图1中所示的井筒10，并且可以与其他类型的井筒配置一起使用，包括垂直或倾斜井筒的压裂增产。图1显示了延伸到包括表面层、盐水层、地层和气页岩层的地下的井筒。然而，应该理解，本发明的系统不限于这种地质构造，并且可以与其他地质构造一起使用。还应该理解，本发明的系统和方法可以与地下提取工艺一起使用，包括但不限于增强的地热系统。

在本发明的一个优选实施例中，井筒10还包括多个射孔簇22。工业标准是对水平或垂直井筒的多个部分穿孔，通常在称为射孔簇的3或4个短段中，间隔短距离分开。例如，如果储层的200英尺部分要进行断裂增产，那么一种方法是穿孔四个间隔50英尺的井筒的1英尺部分，产生应产生4个或更多独立裂缝的4个射孔簇。然而，可以使用任何数量的射孔簇和/或间隔。例如，长水平井可包括120或更多个射孔簇。

典型的压裂处理设计为以恒定的流量被泵送到井口和井筒，其中井筒中的压力增加使地层破裂。本发明的方法包括快速改变压裂流量以产生压力脉冲，该压力脉冲可以通过超过射孔击穿压力打开未打开的射孔。

在本发明的一个实施例中，通过快速关闭压裂泵42（图4）并使压裂泵42重新接通来产生压力脉冲。或者，可以通过快速增加或减少压裂泵42的泵流量的压力来改变从而产生压力脉冲。这些方法优选用不包括支撑剂的压裂流体进行，然而，该方法也可以用含有支撑剂的压裂流体（也称为压裂浆料）进行。

图2示出了显示本发明一个实施例的曲线图，其中泵流量70被改变以向井口施加压力脉冲以引起表面处理压力72的变化（ΔP）。在该实施例中，泵流量70流量以初始泵流量74开始并在返回初始泵流量74之前迅速下降至初级或脉冲泵流量76，该循环优选重复多次。如上方图线所示，表面处理压力72增加直至达到平台压力78。当引入初级或脉冲泵流量76时，表面处理压力72随后压力下降并迅速增加至第二平台压力80。第二平台压力80的压力低于平台压力78。这种压力变化（delta P（ΔP））表明表面处理压力72中的压降与额外的射孔的打开和/或地层中的裂缝相关。在图2的实施方案中，本发明的方法在压裂流体中没有支撑剂的情况下开始。随着该实施方案的方法的进行，压裂流体中的支撑剂浓度82增加。

图2还以虚线形式示出了一个实施方案，其中泵流量的一次或多次下降或降低以及表面处理压力的相关下降或降低是相对延长的时间段。

在如图3所示的另一个实施例中，该方法包括将压裂泵流量100从每分钟90桶（bpm）改变为大约45bpm，然后迅速将流量恢复到90bpm。注意，这里提到的流量是用于产生压力脉冲的突然流量实质流量降低的示例，并不旨在限制。将压裂流体或浆料泵送到井口中导致地层的表面处理压力110增加。在图3中，泵流量100增加直到其达到初始泵流量102，大约20bpm。从点1开始，泵流量100增加到预脉冲或中间泵流量104，大约90bpm，并迅速下降到初级或脉冲泵流量106，大约45bpm，并返回到预脉冲或中间泵流量104，约90bpm。在该实施例中，脉冲重复三次，然后在点2处返回到初始泵流量102。泵流量100在井筒中引起处理压力110。实施该实施例以引发三个压力脉冲112，然而可以使用任何数量的压力脉冲。在每个连续脉冲中，当泵流量106返回到预脉冲或中间泵流量104时，处理压力110（压力脉冲112）较低，表明在该系统中摩擦较小。这只有在打开了额外的流动通道时才会发生，因而这意味着先前未打开的射孔已被打开，或者从射孔延伸的新裂缝已经创建。Delta P （ΔP）114示出了与该实施例中的额外的射孔和/或裂缝的打开相关联的每个压力脉冲112的处理压力110的压降。其重要性在于，本发明的方法在没有物理分流器（例如球封闭器或压裂球）的情况下打开新的射孔，并且不需要额外的任何费用来执行。然而，在执行这种迅速泵流量变化时，应变被施加在压裂泵上。

在本发明的一个优选实施例中，不是快速增加和/或减少压裂泵的泵流量、或者除了改变泵流量之外，压裂流体的一部分（有或没有支撑剂）被转移离开井口，改变流量，以向井筒10提供压力脉冲。图4示出了用于在有或没有改变泵流量的情况下向井筒10提供压力脉冲的本发明的整个系统布局30的实施例的示意图。该实施例的系统30优选地包括压裂罐32，通常是水箱，以存储水和/或其他流体，其将包括压裂流体的一部分。系统30优选地还包括预混合器34，优选地是混合卡车，其将来自压裂罐的水或其他流体与压裂流体的其他组分（例如聚合物和其他化学品）混合以制造压裂流体。此时，压裂流体优选不包括支撑剂。本发明的系统还包括浆料混合器36，其将压裂流体与支撑剂和/或其他化学品混合以产生压裂浆料。支撑剂在于浆料混合器36中混合之前，储存在支撑剂储存和输送系统38中。本发明的系统优选地还包括歧管40，歧管40在低压下从浆料混合器接收压裂浆料并分配到高压压裂泵42。高压压裂泵42使压裂流体在有或没有支撑剂的情况下以高压返回到歧管40，并返回到流动管线44返回到连接至井筒10的井口46。在优选实施例中，系统30还包括化学品卡车48，其向预混合器34和浆料混合器36中的至少一个供应化学品。

在一个优选实施例中，本发明的系统包括到井口46的多条流动管线44。优选地，流动管线44中的至少一条是变流管线58，其连接到与打开或封闭的槽52或其他类型的存储部相连的排放管线50，或连接到另一个井口。而流动管线44中的至少另一条是恒流管线60。这些管线58、60可以保持独立，或者可以在引入井口时或之前连接。在操作中，高压压裂泵42以恒定压力将压裂流体或初始压裂流体供应到流动管线44，并且恒流管线60向井筒供应由高压压裂泵供应的第一百分比的流量，变流管线58供应由高压压裂泵供应的第二百分比的流量。在优选实施例中，由恒流管线60提供的流量在压力脉冲期间不改变，而由变流管线58提供的流量在压力脉冲期间改变。可以打开和关闭连接到变流管线58的排放管线50中的排放阀54，以从井口46转移一部分流体，以向井口46提供压力脉冲。例如，在图5中，两条流动管线用于向井口46供应例如总流量为90桶/分钟（bpm）的井口泵流量90。在该实施例中，恒流管线60和变流管线58各自供应总流量（F1 + F2）的一个百分比，例如恒流管线提供总流量的50%的恒定流量92，等于45bpm，并且变流管线提供总流量的50%的可变流量94，等于45 bpm。通过允许恒流管线F2继续供应45bpm并且将变流管线58的流F1从井口46改变方向至槽52一段短时间来引起压力脉冲。例如，短时间可能在1分钟到1秒之间。优选地，该短时间段等于10秒。或者，可以使用任何时间段。通过在短时间内改变流向，该方法模拟了泵中的一些被关闭的情况（在示例情况下为一半的泵），引起表面处理压力96的压力脉冲。如图5所示，当排放阀关闭并且井口泵流量返回到卡车泵流量时，表面处理压力96低于初始处理压力Delta P（ΔP）98，表明在系统中的摩擦力较小。这只有在打开额外的流动通道时才会发生，因此这意味着先前未打开的射孔已被打开或者已经产生了从射孔延伸的新裂缝。其重要性在于，本发明的方法在没有物理分流器（例如球封闭器或压裂球）的情况下打开新的射孔，并且不需要改变卡车泵流量。请注意，上述示例中的流量和时间是示例性的，并且可以根据井筒和地层的要求而变化。

在图5的实施方案中，本发明的方法在压裂流体中没有支撑剂的情况下开始。随着该实施方案的方法的进行，压裂流体中的支撑剂浓度82增加。或者，整个工艺可以在有或没有支撑剂的情况下进行。

在一个替代实施例中，一条或多条流动管线44可包括阀（未示出），该阀可以打开和关闭以限制流体到井筒10的流动以提供压力脉冲。

在图6中部分示出的本发明的另一个实施例中，该系统包括一对井口202、204，每个井口连接到井筒206、208。多个流动管线210连接到井口202、204。在该实施例中，每个井口包括恒流管线212、214和与两个井口202、204连接的分流器管线216。管线212、214和216中的每一个优选地连接到未示出的系统，例如图4中所示的系统，用于向井口202、204提供压力流量。在图6的实施例中，井口202、204中的每一个包括单独的恒流管线212、214，并且井口202、204与一个或多个阀218、219共享分流器管线216。在操作中，高压压裂泵（未示出）以恒定的流量将压裂流体或压裂浆料供应到流动管线210。第一百分比的流量通过第一恒流管线212，第二百分比的流量通过第二恒流管线2014，并且第三百分比的流量通过分流器管线216。在优选实施例中，由每个恒流管线212、214供应的流量在压力脉冲期间不改变。而在压力脉冲期间，由分流器管线216供应的流量被转移到每个井口202、204。例如，在图7中，高压压裂泵向第一井口202提供第一总流量220，向第二井口204提供第二总流量230。最初，两个阀218都打开，允许第三百分比的流量提供至井口202、204两者。压力脉冲222、232通过关闭阀219之一而引发，增加到第一井口202的总流量220并且减少到第二井口204的总流量230一小段时间。例如，该一小段时间可以从1分钟到1秒。优选地，该一小段时间等于10秒。或者，可以使用任何时间段。然后通过关闭阀218重复该过程，增加到第二井口204的总流量230并减少到第一井口202的总流量220一小段时间。使用该系统，压裂流体得以保存，不会转移到槽中。

在操作中，本发明的一种或多种方法赋予压裂流体流量的流量变化，该流量变化优选比原始井口处理流量低至少10%，一直到0（零）流量。在优选的实施方案中，流量变化范围为低25%至75%，更优选为变化50%。此外，压力脉冲的持续时间为1分钟至1秒。或者，可以通过增加流量变化来诱导压力脉冲。

在压裂工艺的任何部分期间可以执行多次流量降低。在一个优选的实施方案中，本发明的方法，流量降低（压力脉冲）在垫阶段（pad stage）、即提供没有支撑剂的压裂流体的阶段中风险最小且可能最有效。在垫阶段中执行这些快速、大的流量变化和/或泵流量变化（尤其是减少）具有最小的风险，其理由是，设备、井筒和地层中没有可以在流量减少期间沉降或桥接的支撑剂，因为流量降低会使流体速度降低，并反过来降低流体的支撑剂输送能力。在垫阶段，流量变化也可能更有效，因它们打开新射孔，然后无支撑剂流体能够在支撑剂有机会桥接并可能将其关闭之前延伸新产生的裂缝。

结合以下实施例进一步详细描述本发明，所述实施例说明或模拟本发明实践中涉及的或涉及本发明实践的各个方面。应理解，落入本发明精神内的所有变化应被保护，因此本发明不应被解释为受这些实施例的限制。

实施例

页岩资源中的可变流量压裂实验在比较已经执行的具有快速流量波动（可变流量压裂）的裂缝阶段与没有快速流量波动的阶段时已经显示出了产量增加。虽然生产率或流量变化是技术影响的可靠指标，但它不一定能够优化技术或未来的改进。如本领域技术人员将理解的并且在本文提供的教导的指导下，生产本身不会导致驱动生产增加的基本物理工艺的低估。

下面讨论了一系列正在进行的努力，以便在基础物理层面上更好地理解可变流量压裂技术，以及正在进行的现场实施、软件开发、分析技术、相关性等，以便进一步优化。

在水力压裂处理期间计算开放射孔的数量通常涉及使用某种流体流动方程。在这样的工作中，由于压裂流体通常被泵送到井下并且通过先前产生的射孔进入地层，因此可以使用通过孔口的流体流动来模拟该问题。在其最简单的形式中，对于亚音速流体流动，不可压缩的伯努利方程可用于描述通过孔口的流动，其具有稳态的内蕴假设，即具有沿着管道表面作用的粘性力可忽略不计的不可压缩的流动；

连续性方程可用于将模型转换为体积形式。排放系数用于说明粘度和湍流效应，流量系数用于说明流动模型下游端的不确定性；

对在n个射孔以给定流量流动所需的ΔP进行重新排列，

其中CMF给出乘数以根据需要转换为任何所需的测量单位，D表示开放射孔的直径（通常<1”）。排放系数“C”随着流动管道横截面积以及流动条件（雷诺数）的变化而显著变化。对于有限的进入处理计算，处理前（新射孔）可以使用~0.6的值，处理后（高度侵蚀的射孔）可以使用0.85。同样，弯曲压力下降也可以通过以下方式解释：

传统上，已经采用步降测试（step-down test）通过将每个流量下降后观测到的压降与从上述两个模型获得的理论压降相匹配来识别开放射孔。观测到的压降应该与射孔的压降之和以及由于流体弯曲引起的压降相匹配。通过这样的测试，需要多次降低流量以适应所有未知数并获得合理准确的预测。在实践中，可以根据需要在处理开始或结束时执行步降测试作为关闭程序的一部分。在标准的步降测试中，已知性质的流体以足以引发裂缝的足够高的流量注入地层中。一旦达到稳定的注入流量，在最终关井之前，以逐步的方式降低注入流量。由流量变化引起的压力响应主要是射孔摩擦和弯曲的结果。此外，由于在每次流量降低后压力响应需要一段有限的时间才能稳定，因此需要仔细选择用于计算的数据点。如果不仔细控制测试参数，结果可能包括重大错误。对该数据的分析涉及将上面强调的压力损失模型与在受控步降测试期间观测到的实际压力vs.流量数据相匹配。

开放射孔的数量是通过最小化所有实际压力-流量观测结果与对于相应的流量从前面定义的模型得到的理论压力计算结果之间的误差来计算的，即

因此，这种分析的结果是基于通过考虑所有步降观测结果（总共N）而计算的每个观测（每个流量降低）的两个值之间的最小误差。

根据本发明的优选方面，提供了一种评估如本文所述的可变流量压裂效果的方法或技术，并且该方法或技术可以实施为在引发支撑剂泵送之前增加开放射孔数量的手段。目的是计算在应用可变流量压裂时打开的额外的射孔，而不对例如明确包含步降测试等的处理设计进行任何重大改变。如下面进一步详述的，这不仅有助于理解开放额外的射孔的流量波动的有效性，而且还有助于选择和设计可变流量压裂工艺和参数，例如对于可变流量压裂来说，包括诸如流量（例如，变化幅度和持续时间）以及频率（例如，根据连续流量变化的结尾之间的时间段而测得）等参数。

额外的射孔的计算

根据本发明的一个方面，提供了一种确定或计算最终打开的或在应用处理过程中的可变或脉冲流量波动作为水力压裂工艺的一部分时打开的额外射孔的数量的方法或技术。

由于根据本发明的一个方面，可变或脉冲流量波动涉及一段时间内的压力下降以及相应的流量下降，然后将流量返回到流量下降之前的水平，因此在所述流量下降之前和之后观察到的观察压力变化可归因于新射孔的打开和射孔组的更高累积流量吞吐量，即阶段完成。这假设其他因素例如弯曲度的变化、不稳定状态条件、流量不匹配等的影响被最小化。图8示出了与引入流量变化之前的压力相比，在可变流量压裂期间瞬时流量下降之后压力的显著变化的示例。

图8示出了代表性阶段完井数据子集，突出了可变流量压裂设计如何产生处理压力的下降。实际现场测试表明压力下降范围为100 psi。由于前流量变化和后流量变化稳态流量保持相同（在±2 bpm的窄误差范围内），由弯曲效应引起的压降效应也应保持相似，除非所述流量明显不同。因此，根据一个优选的实施方案，关键的是根据设计在每次引入的流量变化之后实现的新流量保持在原始稳态流量的窄范围内。这也意味着在每次流量下降之后观察到的ΔP主要是射孔摩擦力的变化的函数。

基于射孔压降的原始方程，可以将观察到的压降（见图8）拟合到流动模型中，得到以下关系：

其中，

P0是引入任何流量波动之前的初始稳态压力；

“r”是评估中任何一点的开放射孔数；

ΔP1和ΔP2是压降（参见图8）； 以及

Cc是一个常数，它取决于用于评估的单位。

基于这些个体关系，可以获得两个特征函数，这些函数可以用于预测射孔的数量，更重要的是，在三个有益的点处打开额外的射孔。

现在有两个非线性方程和三个未知数要解决（注意在其他可能的实现中，可以有更多数量的流量脉冲，这将产生更多的方程，但未知数的数量总是比方程的数量多一个）。然而，根据完井设计，射孔的最大可能数量受到所讨论的特定阶段的射孔射击次数的限制。对于这种情况，通过使用最小二乘法最小化所计算的ΔP1和ΔP2与实际观察结果之间的“r”的所有可能组合的误差来求解方程组。这可以基于被分析的流量脉冲的数量单独地（即，对于每个流量下降单独地）或对所有系统来完成。因此，最小化函数变为：

当根据所引入的流量脉冲的数量一次性对“r” 的所有值最小化时，该函数可表示为：

其中rfinal是在最后一次流量波动结束时最后观察到的开放射孔数。由于与考虑用于分析的每个点相关的不确定性可以根据流量的差异（尽管很小）以及来自后流量脉冲压力数据的已识别的稳态压力测量值的误差而显著不同，并且因为这种不确定性的可能性很大，根据一个实施例，系统的每个等式从第一流量脉冲开始单独地并且依次求解，并且在要求解的系统的后续等式中限制先前流量脉冲的参数“r”的值。同时，计算复合拟合，其中来自所有流量下降的数据一起求解并使用在两个计算结果之间观察到的开放射孔之间的不匹配来预测所得估计的不确定性。为了约束“r”的解，不确定性度量被最小化。开放射孔每次评估“r”的不确定性计算如下：

即不确定性较高，因为单独计算的预测开放射孔（ri^singular）和从所有流量下降一起计算的预测开放射孔（ri^composite）显著偏离。不确定性函数的范围在0到1之间（因为它被基于射孔射击缩放到最大可能射孔，即rmaximum）。因此，“r”的最终解将r的不确定性最小化为：

根据测试，这里针对评估的不确定性进行了以下两个重要观察。

首先，随着进程从第一流量变化或脉冲发展到随后的流量变化或脉冲，不确定性通常会增加。这归因于第一次计算或评估被“携带”到下一次或后续计算或评估所产生的任何误差，因为在任何流量波动之前的开放射孔数量是通过在先前的流量波动结束时观察到的数量来确定的。然而，在某些情况（与第一流量变化或脉冲相比随后的流量脉冲通过明确定义的处理可以是“更干净的”）下，随后的流量变化或脉冲的不确定性可以更低。其次，已经发现，与引入所述流量变化或脉冲之前的开放射孔的数量相比，引入流量变化或脉冲后的开放射孔的数量通常更高。这导致解低于“r-在前 = r-在后”恒等式。此外，存在多个局部最小值突出多个可能的解，但最优解是基于次要约束来选择，即，最小化所有评估的“r”的累积不确定性（式13）。

根据一个优选实施例，利用具有最小可能模型不确定性的结果。为此，作为第一步，根据数据质量对“可用”和“不可用”流量脉冲实验进行主观分类。值得注意的是，被认为“不可用”的那些可能仍然具有打开的额外的射孔并产生了额外的流动路径，但射孔的精确建模是困难且容易出错的。接下来，为了验证主观分类与计算中观察到的相似，映射了不确定性的计算分布，并且与被识别为可用的那些阶段的显著差异显示出较低的不确定性。不确定性的分布表明，这种分析所得的量化不确定性也可以用作“可用性”的相当可靠的指标。

如上所述，由于只要仔细进行分析，传统的流量降低测试可以用于估计开放射孔的数量，因此根据本申请在引入流量变化或脉冲之前和之后引入的这种实验可用于验证上述技术，以单独根据流量变化或脉冲之后的压降计算额外的开放射孔。在该领域实际操作条件下的实践中，通常不进行步降测试，这是由于时间限制，但更重要的是，是由于难以在显著高的初始流量下控制这些实验。在这种现场实践中可能出现的问题的例子包括缺乏压力稳定和不充分的流体体积以在没有事先计划的情况下结合这些实验。通过主题方法，这种步降测试变得冗余，并且作为主题压裂技术的一部分自然生成的数据可以直接用于诊断。

根据本发明在处理之前和之后引入的流量降低测试所得的数据可用于验证从压降后脉冲压裂技术的数据分析中观察到的结果。

基于模拟的开放射孔，对于某些阶段，可变流量脉冲的引入在打开新射孔方面比其他方法更有效。这种实时诊断工具可用于设计流量脉冲，流量脉冲是可变流量压裂的基础。例如，如果有足够的流体可用于灵活的垫液体积，则可以在实际支撑剂泵送和裂缝发展开始之前尝试更多的流量波动、更高的ΔQ即流量下降等。为了决定何时停止额外的波动，可以实时计算开放射孔的数量。

最后，为了观察可变流量脉冲压裂对典型处理过程中打开的射孔数量的总体影响，可以比较有或没有可变流量脉冲压裂的处理前后的额外的开放射孔的分布情况。例如，在使用可变流量压裂的阶段的一个试验中，处理之前和之后的额外开放射孔的平均数量被发现为14 [6阶段]。对于正常完井的阶段（即，在处理之前没有使用可变流量脉冲），发现额外的开放射孔的平均数为7 [5阶段]。

重要的是要注意，并非所有额外的开放射孔在处理过程中都会接受或吸收流体和支撑剂。使用部署在井筒中的光纤的完井诊断已经示出了靠近后跟部（heel）的射孔簇和靠近趾部（toe）的射孔簇在流量吞吐量方面表现不同。因此，额外的开放射孔增加100%不一定会导致这些阶段的生产力相应地增加100%。然而，取决于由于可变流量脉冲的引入而影响哪个射孔簇，可能发生一些增加。在至少一次试验中，就额外的射孔开放而言，第一流量降低和第二流量降低之间没有显著差异。在某些情况下，第一脉冲似乎会产生更多的开口，在某些情况下，是第二脉冲，而对于其他情况，它们似乎都会产生相似数量的额外射孔开口。

鉴于发现并非所有射孔都接受或吸入流体并且可以在支撑剂引入地层之前使用可变流量压裂打开额外的射孔，因此提出了替代方案来设计处理过程中可变流量压裂的参数。

方案A：在可变流量波动之前和/或之后引入步降测试并使用开放射孔的初始估计来约束射孔开口的估计和/或识别射孔开放行为。

如果进行多次实验以确定由于可变流量压裂以及引入了大量的可变流量波动导致的开放射孔数量的变化，则射孔开口的整体行为预期表现为S形函数（sigmoid function）。图9显示了可能的实验设计的示意图，图10显示了建议测试的数据的预期行为。注意，在泵送支撑剂之前，在最终可变流量波动之后立即进行最终测量点r-sdt2步降测试。先前的测试发现，在r-sdt1和r1观察到的开放射孔如果不相同则是相似的。根据提出的实验设计，从rk和r-sdt2观测得到的开放射孔计数预计相同/相似。

在图9中所示的情景中，可变流量波动跨越两个单独的流量步降测试，在其他替代设计中，可以丢弃两个跨越步降测试中的任一个或两个。将简要讨论关于每种替代方案的可能优点或问题的含义。具有前-（r-sdt1）和后-（r-sdt2）流量步降测试的首要目的是估计引入可变流量波动之前和之后的开放射孔的数量。这有助于准确地预测每个流量下降的开放射孔计数，并确保计算值与另一个类似但独立的计算组相关联。这是因为来自第一步降测试的结果可用于约束第一流量波动的r-在前估计。最终流量步降测试提供了一个控制点，以确保所有可变流量波动的估计值与估计中的最小误差相结合。

在另一个变型中，丢弃初始和最终流量步降测试，并且流量波动后紧接着支撑剂注入。虽然该方案通常不允许精确约束的解决方案，但它仍然可以允许有用的数据点用于设计和诊断。根据一个实施例，为了增加或最大化可能的开放射孔的数量，期望流量波动的数量足够高。为了在现场设计这个，有必要看是否在开放射孔方面正在接近渐近行为。射孔“合成曲线”的产生被提出作为确定可变脉冲压裂的总体响应及其有效性的手段。这些曲线量化了所研究的引入波动结束时开放射孔数量的变化，并帮助描述了具有可变流量波动的射孔方面的响应行为。使用这些合成曲线的评估涉及在任何观察点处识别开放射孔并将其映射在曲线上以识别趋势行为。注意，为了参考来自这些曲线的数据，评估的开放射孔数量必须针对来自每个实验的数据进行归一化，该实验使用特征缩放来限制0和1之间的所有观察值，即具有标准化范围。图1显示了三种可能的情景，表明测试案例中开放射孔的早期、渐进或晚期跳跃。这里，射孔的初始数量已知为24（基于步降测试或第一可变流量波动的分析），并且可能的开放射孔的最大数量（rmaximum）为48。出于设计目的，那些表现为前者的需要较少的流量波动，而表现为后者的需要更多的流量下降且具有可能更高的ΔQ。同时，三个突出的场景在最终开放射孔方面有所不同，这可以通过引入可变流量脉冲来实现。在设计或额外流量波动方面的决定可以根据开放行为的方式主观进行（图41），也可以对此使用模糊决策系统（Fuzzy decision system）等软计算工具。作为示例，可以使用来自先前流量波动的归一化开放射孔以及所有先前流量波动的梯度（差异）函数作为这种决策系统的输入。其他设计参数可包括跟踪的射孔曲线下面积与和rmaximum对应的曲线下面积的比率。

根据一个优选实施例，根据所讨论的水力压裂阶段的射孔设计，最终渐近行为不应超过rmaximum（即，在归一化曲线上为1），并且对于大多数阶段应显著低于rmaximum。图12显示了来自二叠纪盆地的一个阶段的实际数据，其中实施了所提出的实验设计，并且可以清楚地看到朝向末端的渐近行为和与合成曲线相关的总体拟合。

从图12可以清楚地看出，设计尚未优化，因为没有应用额外的可变流量波动来查看是否可以打开额外的射孔。观察到的行为类似于图4中突出显示的案例II。也没有看到如上所述的S形行为。在r-sdt1和r1之间存在（1射孔计数的）轻微差异（“r”计算不受来自r-sdt1计算的观察到的开放射孔的限制）。提出以下设计工作流程来设计这些可变流量波动：

1. 一旦流在崩溃（breakdown）后充分稳定，则引入单一的可变流量波动。计算引入变流量波动前后的开放射孔数。在引入额外的可变流量波动之前，等待稳态处理压力；

2. 将数据归一化并将射孔数据映射为建模合成曲线上的叠加图。如果合成曲线上的数据趋势保持接近零（即，显著的射孔最初不打开），则调整（增加）可变流量波动参数（ΔQ、频率等）；

3. 使用每个评估步骤的数据重复步骤1和2。重复直到根据合成曲线的拟合达到其中一个渐近极限。或者，使用模糊决策系统来决定流量下降设计参数和额外下降的终止。

方案B：在每个可变流量波动之后顺序比较开放射孔

在该方案中，比较先前可变流量波动结束时的开放射孔数和当前可变流量波动后的开放射孔数，并且基于这些数据点之间的大的或可忽略/无差异进行设计决策。其他参数也可以用于可能涉及或不涉及模糊决策系统的设计。

虽然这种针对这些可变流量波动的设计工作流程的方法可能更简单，例如它不需要合成曲线生成，但最终设计可能仍然不是最理想的，因为只有最后几个数据点的比较被用于设计决策，因此直至额外的射孔的开放的总体趋势行为不予考虑。

总结

因此，作为本发明可变流量压裂技术的一部分提出了一种方法来利用引入的快速流量波动来识别由于所述流量波动而打开的额外的射孔。所提出的方法开发和扩展了现有的使用步降测试的技术，但是在每次流量波动之后不需要实际的流量下降。根据前面所述的问题的本质，该解决方案是非独特的，但是可以获得开放射孔数量变化的估计，其可以用作量化使用脉冲压裂技术的有效性的诊断工具以及用于决定何时停止这些快速流量波动的设计工具。通过更多或额外的开放射孔，期望更多的流体流动通道从井筒处的射孔发展到地下岩层中，导致旁路区域的减少和总体上更有效的刺激。

因此，根据一个实施例，提供了一种水力压裂方法，以在具有总射孔数的地层中产生多个额外的开放射孔，该方法包括：

a. 以第一压力（P1）和第一流量（Q1）将压裂流体泵送到地层中；

b. 以第二压力（P2）和第二流量（Q2）将压裂流体泵送到地层中以将流量的变化引入地层一段时间，其中第二流量（Q2）与第一流量相比显著减小；

c. 以第一流量将压裂流体返回泵送到地层中（其中所述泵送的返回流量指定为（QR）），并且识别与所述泵送的返回流量（QR）相关的泵送压力（PR）；和

d. 计算地层中额外的开放射孔的数量和开放射孔的总数。

如上所述，在优选的实施方案中，这种显著降低的第二流量可以比初始流量低25%至75%。

此外，这种方法可以进一步包括重复步骤b，c和d，包括例如在一些实施方案中，这样的重复中，重复的步骤b中压裂流体的压力和流量不同于初始的步骤b中压裂流体的压力和流量；以及在一些实施方案中，这种重复中，重复的步骤b中压裂流体的压力和流量不从初始的步骤b中压裂流体的压力和流量进行改变。

在一些实施例中，重复步骤b，c和d，直到例如在连续迭代中，额外的开放射孔的数量减少并且开放射孔的总数至少为射孔总数的90%。

在一些实施例中，在连续迭代中，额外的开放射孔的数量减少并且开放射孔的总数不超过射孔总数的75%，该方法还包括：在下一次迭代中，积极改变选自流量、持续时间和频率的至少一个压裂流体操作参数，其中所述流量的积极改变包括采用小于40%的Q2/ Q1比率；其中所述持续时间的积极改变包括采用在Q1改变时至达到QR之间小于20秒的持续时间；并且其中所述频率的积极改变包括每分钟采用一个以上的循环。

在一些实施例中，在连续迭代中，额外的开放射孔的数量增加或保持不变，并且开放射孔的总数大于射孔总数的75%，该方法另外包括，在下一次迭代中保守地改变至少一种选自流量、持续时间和频率的压裂流体操作参数，其中所述流量的保守改变包括采用大于40%的Q2/ Q1比率；其中所述持续时间的保守改变包括采用在Q1改变时至达到QR之间大于20秒的持续时间；并且其中所述频率的保守改变包括每分钟采用少于一个周期。

在一些实施例中，在连续迭代中，额外的开放射孔的数量增加并且开放射孔的总数减少或保持不变，该方法另外包括在下一次迭代中应用前一次迭代的压裂流体操作参数。

在一些实施例中，该方法还可以另外包括计算地层中的额外的开放射孔的数量和开放射孔的总数中的至少一个的不确定性值。

在一些实施方案中，例如其中不确定性值大于5%且小于15%，该方法另外包括重复步骤b、c和d而不改变流量、持续时间和频率的压裂流体操作参数。

在一些实施方案中，例如其中不确定性值为至少15%，该方法另外包括重复步骤b、c和d，其中保守地改变选自流量、持续时间和频率的至少一个压裂流体操作参数，其中所述流量的保守改变包括采用大于40%的Q2/ Q1比率；其中所述持续时间的保守改变包括采用在Q1改变时至达到QR之间大于20秒的持续时间；并且其中所述频率的保守改变包括每分钟采用少于一个周期。

水锤压力瞬态分析

水锤压力瞬态分析（或有时在本文中称为“压力脉冲衰减分析”）是从使用对不稳定状态条件的压力响应的水力压裂工艺期间产生的生产性储层体积（SRV）中提取信息的方式。提出了一种瞬态压力响应建模方法，用于识别和隔离完井问题，并展示如何定期使用相应的分析来实时优化完井，并通常从裂缝阶段提高生产性能。该方法不需要任何额外的数据收集，但可以提供显著的潜力，以提高对有效生产性储层体积的理解。本质上，在处理的各个阶段观察到的水锤响应被建模，以使模拟的瞬态响应与观察匹配并识别模型参数。

在该分析中评估的两个特定有益的参数包括：1）裂缝岩石体积（VRock），其与SRV类似，并且指示一阶段可能有什么程度的生产性；以及2）阶段之间隔离参数（LOF），其识别潜在的阶段之间隔离问题。实时处理和完井诊断对于理解所提出的水力压裂方法的有效性非常有用并且允许立即或中期修复。PPA完井诊断和优化工作流程的建议的使用足够快，可以近乎实时地完成，足够精确以实际使用，并且最终非常经济。该方法为阶段间隔离问题和完井质量提供了直接指标。建模参数可用于在处理期间和处理结束时执行裂缝诊断，并帮助优化正在进行的增产。

当井筒内的流动条件突然变化（例如泵关闭或故障或突然的流量波动）时，会产生“水锤”压力瞬变。传统地；水力压裂处理结束时的水锤流量和压力响应数据已用于估算进入摩擦。此外，其他人已经研究了流体瞬变的建模以表征裂缝尺寸等。然而，这些方法被设计用于表征单个垂直完井，并且它们需要延伸以适用于水平英里长的平巷（lateral）。最近，已经尝试利用这些压力瞬变来理解所产生的水力压裂和完井的其他方面，例如质量和有效性。

在一个实施例中，估计的VRock以及流体损失程度可用于理解完井效率。“额外的开放射孔的数量”可以与建模的生产性岩石体积相关联，导致在两个参数之间发现强烈的正相关。这表明由于在主题水力压裂设计中引入的流量变化或脉冲而打开的额外射孔可能导致从增产阶段的生产率的显著提高。这具有直观意义，因为额外的射孔导致支撑的开口裂缝连接到井筒，导致更高的估计的VRock。

在过去，微震发射图谱已被观察到是非常有用的裂缝诊断工具。然而，这里提出了使用“迷你表面阵列”，而不是使用涉及数百个表面地震检波器的井筒地震检波器部署的传统勘测，该传统勘测由于采集几何形状而受到覆盖率的限制并且面临诸如成本和良好可用性之类的其他问题。图13示出了这种阵列的可能部署模式，但是在设计方面的其他替代方案，例如所使用的地震检波器的类型，地震检波器的放置等，可以根据多个设计标准而变化。除了表面放置，目前井下地震检波器放置的实践也可用于类似的分析。在另一个实施例中，表面和井下仪器（地震检波器/加速度计）都用于映射发射。

分析表面数据的工作流程涉及映射传统上未在微震测量中映射的地震属性。这包括使用诸如主频率以及在整个处理上连续映射的平均带宽之类的属性，并使用它们来理解作为我们的水力压裂设计方法的一部分引入的流量波动处理的有效性。这涉及使用基于针对正在处理的特定阶段的地下发生的任何事件计算的行进时间所估计的时差，并且使用时差在处理期间的每个时间点选择多个“到达窗口”。在这个窗口内，可以使用诸如“总能量”、“主频率”、“平均带宽”、“信号相关性”、“最大能量”等属性来检测来自潜在微震事件的任何能量的存在。其他信号处理技术诸如使用滤波器（带通等），波束形成器（自适应、时间延迟和求和等）也是可能的，因为它有助于消除可能在稍后阶段影响我们的理解的相干和非相干噪声伪像。

基于使用我们的水力压裂法分析接近引入的流量脉冲的这些属性的行为，可以推导出所述流量脉冲是“有效”还是“无效”。这有助于在处理期间决定流量波动的数量及其时间分布。在本主题工艺中人工智能（AI）工具可用于识别所述流量脉冲的功效。

开发了用于理解在引入所述流量波动时在排放行为或其他可观察的变化方面什么是可预期的预测模型。这样的模型可以使用基于人工神经网络的分类器（可以在网络设计方面使用多种变化）。他们还可以使用其他分类器，如模糊分类技术或混合技术等。甚至可以使用简单的回归。一旦确定了相关性，就可以实时识别用于诊断分析的属性。

分类试验可用于帮助缩小搜索范围，并专注于一些已识别的有益属性。其他属性也可以以类似的方式进行分析，并可根据需要进行研究。图14显示了使用这种方法诊断完井并帮助设计主题水力压裂工艺的两种可能方式。

针对主题水力压裂方法设计的诊断方法已在软件工具箱中实施，该软件工具箱包含所有数据处理和数据分析元素，用于在水力压裂操作期间在现场实时应用以及使用在实地活动期间所收集的数据的后完井。根据本发明的一个优选实践，设想用于组合在主题诊断方法中显示高依赖性的不同属性的一种方式是选择期望的属性和相关联的分类模型，然后基于来自所有选择的模型的输出，计算综合得分，其在输出中提供“有效性”和“置信度”度量。然后将这些用于决定如所设想的那样的进一步的流量波动，以成为主题水力压裂方法的一部分。

使用处理压力数据来决定引入流量波动的最佳时间

作为诊断工具，处理压力可用于理解处理期间的压裂行为。根据一个实施方案，如Nolte&Smith（1981）最初建议的并且由Pirayesh等人（2013）进一步扩展的裂缝扩展/生长行为改进方法被使用。该计算的属性在本文中称为“修改的nolte索引”。实时计算修改的参数，并为局部暂时行为验证映射的属性。所述参数的快速波动被用作传播水力压裂与由于局部应力扰动引起的裂缝激活的天然裂缝群的相互作用的指标。波动程度被量化并用于确定在处理期间任何给定时间额外“流量下降”的必要性。

图15示出了本发明的另一个优选实施例，其包括泵304，通常如上所述其将高压压裂流体引导至井口302。一系列阀门将压裂流体引导至井口302和/或流体箱308以储存高压或低压压裂流体。压裂流体可以从流体箱308通过到泵304重新使用和/或低压压裂流体可以重新引导到搅拌器306，然后提供给泵304以传输到井口302和/或流体箱308。以这种方式，转移的压裂流体可以再循环并放回使用流中，从而消除浪费。类似的变化可以利用多个井或多个流体流动管线到井口或来自一个或多个泵。在两个井同时增产的情况下，流体可以从一个井口转移到另一个井口。这种方法可以在两个井之间使注入流量交替而不需要转移流体来再循环或处置。

因此，本发明提供了一种改进的水力压裂工艺，其提供增加的碳氢化合物产量而没有已知工艺的缺点。

应当理解，出于说明的目的给出的前述实施方案的细节不应解释为限制本发明的范围。尽管上面仅详细描述了本发明的几个示例性实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在示例性实施例中可以进行许多修改而不实质上脱离本发明的新颖教导和优点。因此，所有这些修改旨在包括在本发明的范围内，本发明的范围由所附权利要求及其所有等同物限定。此外，应该认识到，可以设想许多实施例不能实现一些实施例的所有优点，特别是优选实施例的所有优点，但是不存在特定优点不应被解释为必然意味着这样的实施例在本发明的范围之外。