DE69429739T2

DE69429739T2 - Die Steuerung von Partikelfliessen in unterirdischen Bohrlöchern

Info

Publication number: DE69429739T2
Application number: DE69429739T
Authority: DE
Inventors: Roger J Card; Jean-Pierre Feraud; Paul R Howard
Original assignee: Sofitech NV
Current assignee: Schlumberger Technology BV
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2014-03-30
Also published as: US5330005A; DE69429739D1; EP0619415A3; DK0619415T3; EP0619415B1; US5439055A; EP0619415A2

Description

Diese Erfindung betrifft die Technik zur Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen Formationen und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung des Transports von teilchenförmigen Feststoffen in Verbindung mit der Strömung eines Kohlenwasserstofffluids von der Formation in ein Bohrloch.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei der Wiedergewinnung von Fluidmineralien aus unterirdischen Formationen hat der Transport von teilchenförmigen Feststoffen während der Produktion von Fluiden aus einem Bohrloch lange Zeit ein Problem dargestellt. Diese transportierten teilchenförmigen Feststoffe können nicht nur das Bohrloch zusetzen, wodurch die Fluidproduktion eingeschränkt oder vollständig gestoppt wird, sie stellen außerdem einen bedeutenden Abnutzungsfaktor für die beim Rückgewinnungsprozeß verwendeten Produktionsausrüstung des Bohrlochs, einschließlich Pumpen und Verschlußvorrichtungen dar. Schließlich müssen diese teilchenförmigen Feststoffe von den wertvollen Fluiden getrennt werden, wodurch bei der Aufbereitung dieser Fluide weitere Kosten entstehen.
Partikel, die für den Transport in zum Bohrloch strömenden Fluiden zur Verfügung stehen, können aufgrund einer losen Natur der unterirdischen Formation und/oder als Ergebnis von verschiedenen Bohrlochbehandlungen, etwa durch das Aufbrechen und die Aufnahme von Schotter, vorhanden sein, die teilchenförmigen Feststoffe in die Formation oder in die Nähe des Bohrlochbereichs einbringen.
Es sind verschiedene Mittel geprüft worden, um die Rückströmung von teilchenförmigen Stützstoffen, die bei einem Frakturierungsvorgang in die Formation eingebracht wurden, zu begrenzen oder zu eliminieren. Ein Mittel, das eine annehmbare Effektivität aufweist, bestand darin, den Frakturierungsdruck allmählich zu vermindern, nachdem die Frakturierungsoperation beendet worden ist, so daß der Frakturierungsschließdruck, der gegen die Stützstofformen wirkt, allmählich ermöglicht, daß sich die Stützstoffmatrix vor dem Rückfluß des Frakturierungsfluids stabilisiert und die Bohrlochproduktion bedeutende Mengen des Stützstoffs aus den Bruchstellen und zurück zum Bohrloch befördern kann. Es war außerdem üblich, sogenannte "harzbeschichtete Stützstoffe" zu verwenden, d. h. partikelförmige Stützstoffmaterialien mit einer anhaftenden Beschichtung, die an ihrer äußeren Oberfläche anhaftet, so daß die Stützstoffpartikel aneinander haften, wobei dies einen Prozeß darstellt, der die Möglichkeit der Stützstoffrückströmung weiter einschränkt. Da Frakturierungsbehandlungen Tausende oder sogar Millionen Pfund an Stützstoffen verwenden, ist die Verwendung von teueren harzbeschichteten Stützstoffen aus ökonomischen Gründen allgemein auf die Verwendung bei den letzten Stufen einer Frakturierungsbehandlung beschränkt.
In losen Formationen ist es üblich, ein Filtrationsbett aus Kies im bohrlochnahen Bereich anzuordnen, um für den Transport von Siebfeinen der losen Formation bei der Produktion von Bohrlochfluiden eine physikalische Barriere zu schaffen. Typischerweise enthalten derartige sogenannte "Kiespackungsoperationen" das Pumpen und das Anordnen von Schotte Kies und/oder Sand mit einer Siebgröße zwischen 2 mm und 0,25 mm (10 bis 60 US-Mesh Standard- Siebreihen) in die lose Formation in der Nähe des Bohrlochs. Es ist außerdem manchmal erwünscht, die Kiespartikel aneinander zu binden, um eine poröse Matrix zu bilden, durch die Formationsfluide strömen können, während der Großteil von losem Sand und/oder Siebfeinen, die durch die Formationsfluide zum bohrlochnahen Bereich transportiert werden, ausgefiltert und zurückgehalten wird. Die Kiespartikel können einen harzbeschichteten Kies bilden, der entweder im voraus gehärtet wird oder durch ein Überfluten mit einem chemischen Bindemittel gehärtet wird, wenn der Kies am Verbringungsort ist. Es war außerdem bekannt, einem Überflutungsmittel der unbeschichteten Kiespartikel verschiedene Bindemittel direkt beizufügen, um sie zur Bildung der porösen Matrix aneinander zu binden.
In der Vergangenheit war bekannt, faserige Materialien in Lochbehandlungsfluiden zu verwenden, um in einer porösen Formation oder in einer durchlässigen Zone einen Fluidverlust zu verhindern oder zu begrenzen. Zu diesem Zweck wurden Glas-, Asbest-, Baumwoll- oder Zellulosefasern in einem Schlamm in ein Bohrloch oder in eine Formation gepumpt, um eine Matte aus faserigen Material über Gebieten mit hohem Fluidverlust zu erzeugen. Wenn sich die Matte bildet, ist eine Strömung von Lochbehandlungsfluiden in diese Gebiete mit hohem Fluidverlust unterdrückt oder verhindert. Solche Fluidverlustmittel werden typischerweise vor einem mit Stützstoffen beladenen Bruchstellenfluid zusammen mit Bohrfluiden oder in Stopflösungen, die keine Stützstoffe befördern, gepumpt. Der Hauptzweck der Verwendung solcher faserigen Materialien in diesen Fluiden besteht im Aufhalten oder Verhindern der Strömung von Fluid in bestimmte Bereiche des Bohrlochs oder der Formation.
US-A-5 891 565, US-A-3 888 811 und US-A-3 593 798 offenbaren jeweils den Stand der Technik des betrachteten Gebiets.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und ein Fluid zur Behandlung einer unterirdischen Formation sowie im Ergebnis einen porösen Block, der bei der Produktion von Formationsfluiden die Strömung sowohl von abgelagerten Partikeln als auch von Partikeln der natürlichen Formation und von Siebfeinen durch das Bohrloch zurück verhindert.
Gemäß der Erfindung umfaßt ein im Wortlaut von Anspruch 1 offenbartes Verfahren zum Behandeln einer unterirdischen Formation, durch die ein Bohrloch verläuft, die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Fluidsuspension, die eine innige Mischung aus einem Partikelmaterial mit einer Größe im Bereich von 10 bis 100 US-Mesh (Siebweite 0,149 bis 1,68 mm), wobei das Partikelmaterial aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Sand, harzbeschichtetem Sand, Keramikperlen, Glas-Mikrokugeln, synthetischen organischen Perlen und gesinterten Materialien besteht, und aus einem faserigen Material mit einer Länge von wenigstens 2 mm und einem Durchmesser von etwa 3 bis 200 Mikrometern enthält; Pumpen der Fluidsuspension, die das Gemisch aus dem Partikelmaterial und dem faserigen Material enthält, durch das Bohrloch und Ablagern der Mischung in der unterirdischen Formation, um einen porösen Block zu bilden, der aus dem Partikelmaterial, das mit dem faserartigen Material innig vermischt ist, besteht, wodurch eine Strömung sowohl der abgelagerten Partikel als auch von Partikeln der natürlichen Formation und von Siebfeinen in das Bohrloch verhindert wird.
Gemäß der Erfindung enthält ferner ein Lochbehandlungsfluid eine Fluidsuspension aus einer Simultanmischung eines Partikelmaterials und einem faserigen Material.
Gemäß der Erfindung umfaßt ferner ein Mittel zum Verhindern des Partikeltransports in unterirdischen Bohrlöchern einen porösen Block mit einem Partikelmaterial mit einer Größe im Bereich von 10 bis 100 US-Mesh (Siebweite 0,149 bis 1,68 mm) in inniger Mischung mit einem faserigen Material, das im Wortlaut des vorliegenden Anspruchs 11 offenbart ist.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Mittel und ein Verfahren zu schaffen, durch die ein Zurückströmen von Partikelmaterialien, die entweder mit einem Lochbehandlungsfluid gepumpt wurden oder als Ergebnis von Feinsieben der losen Formation vorhanden sind, durch das Vorhandensein der Fasern, die sich mit einem Partikelmaterial in einer innigen Mischung befinden, verhindert oder unterdrückt wird.
Es ist ferner eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Mittel zu schaffen, um das Zurückströmen von Partikelmaterial bei einer unterirdischen Fluidproduktion ohne die Verwendung von komplizierten und teueren Harzzusammensetzungen und Prozeduren zu steuern, wobei solche Harze verwendet werden, um ein poröses festes Bett aus Partikeln zu bilden.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Diese sowie weitere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch die Art und Form der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend in Verbindung mit verschiedenen Beispielen der bevorzugten Ausführungsformen, die die vorliegende Erfindung erläutern, beschrieben wird. Es ist selbstverständlich, daß die Beispiele lediglich zum Zweck der Erläuterung dienen und nicht als eine Begrenzung des Gesamtkonzepts der Erfindung angesehen werden.
Bei der Behandlung von unterirdischen Formationen ist es üblich, Partikelmaterialien als ein Filtermedium und/oder einen Stützstoff im bohrlochnahen Bereich und/oder in Frakturen, die sich vom Bohrloch nach außen erstrecken, anzuordnen. Bei Frakturierungsoperationen wird Stützstoff in Frakturen befördert, die erzeugt werden, wenn ein hydraulischer Druck auf diese unterirdischen Felsformationen an einem Punkt angewendet wird, wo Frakturen gebildet werden. Stützstoff, der in einem viskosen Frakturierungsfluid suspendiert ist, wird dann in die Frakturen, wenn diese durch fortgesetztes Pumpen erzeugt und erweitert werden, vom Bohrloch weg transportiert. Idealerweise bleibt das Stützmaterial bei Wegnahme des Pumpendrucks in den Frakturen und hält die abgetrennten Felsflächen in einer offenen Position, wodurch ein Kanal zum Strömen von Formationsfluiden zurück zum Bohrloch gebildet wird.
Das Zurückströmen von Stützstoff ist der Transport von Stützstoffsand zurück in das Bohrloch bei der Produktion von Formationsfluiden nach dem Frakturieren. Dieses unerwünschte Ergebnis bewirkt einen unzulässigen Verschleiß an Produktionsausrüstungen, die Notwendigkeit zur Trennung von Festkörpern von den erzeugten Fluiden und vermindert außerdem gelegentlich die Effektivität der Frakturierungsoperation, da der Stützstoff nicht in der Fraktur verbleibt und die Größe des erzeugten Strömungskanals einschränken kann.
Gegenwärtig besteht das Hauptmittel, sich dem Problem der Stützstoff- Rückströmung zu widmen, darin, Techniken der harzbeschichteten Stützstoffe, der Harzverfestigung des Stützstoffs oder der erzwungenen Schließung zu verwenden. Die Kosten der harzbeschichteten Stützstoffe sind hoch und liegen im Bereich von 44 $ bis 88 $ pro Kilogramm (20 $ bis 40 $ pro Pfund), deshalb werden sie lediglich als Abschluß in den letzten fünf bis zwanzig Prozent der Anordnung von Stützstoffsand verwendet. Harzbeschichteter Stützstoff ist nicht immer wirkungsvoll, da es bei seiner gleichmäßigen Anordnung in den Bruchstellen einige Schwierigkeiten gibt und außerdem kann die Harzbeschichtung einen nachteiligen Einfluß auf die Durchlaßfähigkeit der Bruchstellen haben. Außerdem reagiert der harzbeschichtete Stützstoff chemisch mit gewöhnlichen Bruchstellen-Fluidvernetzungssystemen, wie etwa Guar oder Hydroxypropyl-Guar mit Organometallverbindungen oder Borat. Diese Wechselwirkung hat geänderte Vernetzungs- und/oder Frakturierungsdauern für die Fluide zur Folge, wodurch die Anordnung beeinflußt wird. Außerdem können diese Chemikalien die Beschichtung des harzbeschichteten Stützstoffs auflösen, wodurch ihre Verwendung trotz der hohen Kosten ineffektiv wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Schwierigkeiten der Verwendung von harzbeschichteten Stützstoffen überwunden durch das Einbringen einer Menge aus faserigem Material, das mit herkömmlichen Stützstoffen in inniger Mischung ist. Die Fasern wirken als Brücken zwischen Einschnürungen und Öffnungen im Stützstoffblock und stabilisieren den Stützstoffblock ohne oder mit lediglich geringem Einfluß auf die Durchlaßfähigkeit des Stützstoffs. Obwohl es wünschenswerterweise keine theoretische Einschränkung gibt, erscheint es, daß die Fasern in dem Sand verteilt werden und beim Beginn der Sandproduktion aus der Fraktur konzentrieren sich die Fasern in einer Matte oder in einem anderen dreidimensionalen Gerüst, das den Sand am Ort hält, wodurch ein weiterer Rückfluß des Stützstoffs mit der Fluidproduktion eingeschränkt wird.
Wenn der Ausdruck "innige Mischung" in dieser Beschreibung verwendet wird, soll er so verstanden werden, daß er eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung von Komponenten in einer Mischung bedeutet. In ähnlicher Weise soll der Ausdruck "Simultanmischung" so verstanden werden, daß er bedeutet, daß die Mischungskomponenten in den anfänglichen Schritten des Prozesses vermischt werden, d. h. vor dem Pumpen.
Die Faserlänge, Dicke, Dichte und Konzentration sind wichtige Variable für das erfolgreiche Verhindern der Rückströmung von Stützstoffen. Gemäß der Erfindung liegt die Faserfänge in einem Bereich oberhalb 2 Millimeter, wobei der Faserdurchmesser im Bereich von etwa 3 bis 200 Mikrometer liegt. Vom Standpunkt der Stabilisierung scheint es keine oberen Begrenzungen der Länge der verwendeten Fasern zu geben. Praktische Begrenzungen der Ausrüstung zum Behandeln, Mischen und Pumpen begrenzen jedoch gegenwärtig die praktische Verwendungslänge der Fasern auf etwa 100 Millimeter. Es können außerdem gespleißte Fasern verwendet werden und die Durchmesser der Fasern können bedeutend kleiner sein als die zuvor erwähnten Faserdurchmesser. Die Fasermenge, die im Stützstoffblock verwendet wird, kann im Bereich von 0,01 bis 50 Gew.-% des Stützstoffsands liegen. Es ist stärker bevorzugt, daß die Faserkonzentration im Bereich von 0,1 bis 5,0 Gew.-% des Stützstoffs liegt.
Der Elastizitätsmodul oder die Steifheit der Faser scheint bei der Bestimmung des Wirkungsgrads wichtig zu sein. Der Elastizitätsmodul ist ein Maß des Widerstands gegen Verformung eines Materials und ist eine Materialeigenschaft und kein Phänomen einer Probe. Die Steifheit ist eine probenspezifische Zahl, die sowohl vom Material als auch von seinen Abmessungen abhängt. Als generelle Regel sind Fasern mit einem Elastizitätsmodul von etwa 70 GN/m² oder mehr bevorzugt. Dies schließt Materialien ein wie E-Glas, S-Glas, AR-Glas, Bor-, Aramid- und graphitierte Kohlenfasern ein. Organische Polymere, die von Aramiden verschieden sind, besitzen gewöhnlich Werte des Elastizitätsmoduls, die kleiner als dieser Wert sind. Damit organische Polymere, wie etwa Nylon, bei dieser Anwendung verwendet werden können, sind deswegen Fasern mit größerem Durchmesser erforderlich, um einen gleichwertigen Wirkungsgrad wie bei E-Glas und steiferen Materialien zu erreichen.
Bei den oben angeführten Materialien ist E-Glas eine kommerziell verfügbare Klasse von Glasfasern, die für elektrische Anwendungen optimiert wurde, S- Glas wird für Druckanwendungen verwendet und AR-Glas besitzt einen verbesserten alkalischen Widerstand. Diese Ausdrücke sind in der Glasfaserindustrie üblich und Zusammensetzungen aus diesen Glastypen sind allgemein bekannt.
Es gibt einen weiten Bereich von nützlichen Abmessungen. Länge und Durchmesser wurden bereits oben erläutert. Ein Größenverhältnis (Verhältnis von Länge zum Durchmesser) von über 300 ist bevorzugt. Die Faser kann eine Vielzahl von Formen besitzen, die von einfach runden oder ovalen Querschnittsflächen bis zum komplexeren dreiblättrigen, achtförmigen, sternförmigen und rechteckigen Querschnittsflächen oder dergleichen reichen.
Am häufigsten werden gerade Fasern verwendet. Gekrümmte, gekräuselte, spiralförmige und andere dreidimensionale Fasergeometrien sind nützlich. Die Fasern können gleichfalls an einem oder an beiden Enden hakenförmig sein. Sie können eine zusammengesetzte Struktur besitzen, z. B. eine mit Harz beschichtete Glasfaser, um die Adhäsion zwischen den Fasern zu erhöhen.
Die Materialien, aus denen die Fasern gebildet sind, ist keine Schlüsselvariable, unter der Voraussetzung, daß die Fasern nicht mit Komponenten des Lochbehandlungsfluids in chemische Wechselwirkung treten und in der unterirdischen Umgebung stabil sind. Deswegen können die Fasern aus Glas, Keramik, Kohlenstoff, natürlichen oder synthetischen Polymeren oder Metallfäden sein. außerdem können Mischungen dieser Fasern vorteilhaft verwendet werden. Glas-, Kohlenstoff- und synthetische Polymere sind wegen ihrer geringen Kosten und der relativen chemischen Stabilität bevorzugt. Die Dichte der verwendeten Fasern ist vorzugsweise größer als ein Gramm pro Kubikzentimeter, um eine Trennung durch Flotation im Fluid/Partikel-Schlamm zu vermeiden. Die Faserdichte liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 g/cm³, wobei die Dichte des verwendeten Partikelmaterials fast erreicht wird.
Glasfasern sind wegen ihrer relativ geringen Kosten, der leichten Verfügbarkeit und der hohen Steifheit besonders bevorzugt. Wegen der Tatsache, daß Arbeitsfluide sowie Fluide unterirdischer Formationen dazu neigen, einen alkalischen pH-Wert zu besitzen, ist es am meisten bevorzugt, ein alkalisch widerstandsfähiges Glas (hier nachfolgend AR-Glas) mit einem hohen Zirkoniumgehalt zu verwenden. Die Verwendung von gängigeren kommerziell verfügbaren Siliciumgläsern ist im Umfang dieser Erfindung möglich, die Löslichkeit dieser Gläser in einem alkalischen Medium, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, kann jedoch die langfristige Stabilität der Faser/Stützstoff-Mischung während ihrer Einsatzzeit im Bohrloch beeinflussen.
In dieser Erfindung können mehrere unterschiedliche Stützstoffe verwendet werden. Klassierter Sand und synthetische anorganische Stützstoffe werden am häufigsten verwendet. Beispiel enthalten klassierten Sand von 0,25 mm bis 0,425 mm (40/60 Mesh), klassierten Sand von 0,425 mm bis 0,85 mm (20/40 Mesh), klassierten Sand von 0,85 mm bis 1,7 mm (12/20 Mesh) sowie in ähnlicher Weise klassierte keramische Stützstoffe wie etwa "CARBOLITE"-Stützstoffe.
Der Stützstoff kann harzbeschichteter Sand oder ein keramischer Stützstoff sein. Harzbeschichteter Sand wird in einigen Fällen als Ersatz für teurere keramische Stützstoffe verwendet, da beide den Anspruch erheben, bruchfester als Sand zu sein. Der Zusatz von Fasern hilft bei der Steuerung des Rückflusses von Stützstoffen oder dient den anderen hier beschriebenen Zielen.
Die Kombination aus harzbeschichtetem Sand und Fasern schafft einen stärkeren Block als dies ein System allein schaffen würde. Dies allein mag bereits nützlich sein. Außerdem könnten die Fasern die Verwendung von stärker gehärteten harzbeschichteten Stützstoffen ermöglichen, wodurch die nachteilige Wechselwirkung von härtbarem harzbeschichteten Stützstoff mit typischen Bruchstellenfluidkomponenten minimiert wird.
Die bevorzugte Ausführungspraxis des Arbeitsschritts besteht darin, das faserige Material in die gesamte Ladung von Stützstoff einzumischen, die während des Arbeitsschritts gepumpt wird. Dies kann ausgeführt werden, indem die Faser dem Stützstoff zugefügt wird, bevor er mit dem Fluid vermischt wird, indem die Faser dem Fluid zugefügt wird, bevor es mit dem Stützstoff vermischt wird, und/oder indem ein Schlamm aus Fasern in irgendeiner anderen Stufe zugefügt wird, vorzugsweise bevor der Schlamm in das Bohrloch gepumpt wird.
In bestimmten Fällen kann es vorzuziehen sein, den Schlamm aus Stützstoff und Fasern lediglich während eines Abschnitts des Arbeitsschritts zu pumpen, z. B. als die letzten 10 bis 25% des Stützstoffs in die Fraktur als "Abschluß", um die Rückströmung auf die effektivste Weise zu steuern oder aus anderen Gründen. Der Stoß könnte außerdem in anderen Stufen gepumpt werden, z. B. um einen Inhibitor des aufgenommenen Kesselsteins zu schaffen, der zur Vorderseite der Bruchstelle zu pumpen ist.
In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, kleine Stöße des Schlamms aus Stützstoff und Fasern zwischen Stößen des Stützstoffschlamms oder kleine Stöße eines Faserschlamms zwischen Stößen aus Stützstoff zu pumpen. Dies könnte denkbar dazu verwendet werden, um die Fließdynamik an der Bruchstelle entlang zu steuern, z. B. durch das Schaffen eines Verhaltens einer eher idealen Strömung. Das Pumpen von kleinen Stößen des Faserschlamms als Abschluß ist ein Beispiel dieser allgemeinen Prozedur.
Der Schlamm aus einer Mischung von Stützstoff und Fasern ist im gesamten Bereich der Reservoiranwendungen vom Aufbrechen bis zur Sandsteuerung aus verschiedenen Gründen nützlich. Dies enthält insbesondere die neueren Technologien des Bruchstellen-und-Sand-Blocks und die Stimulation bei hoher Permeabilität. Bei diesen Anwendungen sind die Permeabilitäten der Formation typischerweise höher als jene bei klassischer Bruchstellenerzeugung und reichen in den Bereich von 10 md bis 2 Darcy. Im Ergebnis sind die Bruchstellen kürzer (z. B. 3 bis 60 m (10 bis 200 ft)) und breiter (z. B. 12 bis 50 mm (0,5 bis 2 Zoll)) als klassische Bruchstellen. Die Steuerung der Rückströmung von Stützstoff bei diesen Arbeitsabschnitttypen kann die Notwendigkeit für teuere Ausrüstungen, wie etwa im Loch befindliche Kiespackungssiebe, vermindern oder eliminieren und den Aufbau des Arbeitsabschnitts vereinfachen.
Die Auswahl der Faser kann auf chemischen sowie physikalischen Gründen basieren. Zum Beispiel werden bei einer Kiespackung oder verwandten Anwendungen, bei denen erwartet wird, daß die sich vor Ort ergebende Packung mit Säuremischungen behandelt wird, die Fluorwasserstoffsäure enthalten, Kohlenfasern den Glasfasern vorgezogen, wenn eine lange Lebensdauer der Fasern erwünscht ist.
Es kann auch das Gegenteil erwünscht sein. Die Verwendung von Kohlenfasern während der ersten etwa 90% des Arbeitsabschnitts, wobei anschließend zum Abschluß Glasfasern folgen, würde einen Block zur Folge haben, der mit Lösungen der Fluorwasserstoffsäure behandelt werden könnte, um das Glas aufzulösen, könnte eine Rückströmung einer kleinen Menge des Sands an der Front der Fraktur ermöglichen und die Produktivität des Bohrlochs verbessern. Dem Pumpen von abwechselnden Stößen von Stützstoff/Faser-Schlämmen, die die unterschiedlichen Fasern enthalten, könnte eine Säurebehandlung folgen, um eine Fraktur mit Zonen hoher Permeabilität (wo sich die Glasfasern befanden), jedoch mit stabilen Zonen mit Stützstoff/Faser-Packungen (wo sich die Kohlenstoffasern befanden) zu erzeugen.
Außer den Vorteilen der Vermeidung der Stützstoffrückströmung sind bei der Verwendung von faserigen Materialien im Lochbehandlungsfluid zusätzliche Vorteile festgestellt worden. Das Vorhandensein von Fasern im Fluid verlangsamt die Absetzrate der festen Materialien im Fluid, wodurch die Verwendung von kleineren Mengen des polymeren Geliermaterials im Einsetzfluid ermöglicht wird. Dieses Merkmal bietet die Vorteile von geringeren Kosten, einer größeren Permeabilität, die aufrechterhalten werden kann, einen Bedarf an geringeren Konzentrationen der Aufbrechmittel und die Vermeidung der chemischen Wechselwirkung mit den Komponenten des Behandlungsfluids.
Die Fluidverlusteigenschaften der Fasern stehen auch zur Verfügung, wenn die Fasern in einem Stützstoff enthalten sind, der das Bruchstellenfluid transportiert. In Bereichen mit hohem Fluidverlust konzentrieren sich Fasern und Sand zu einer Matte, wodurch in diesen Bereichen ein zusätzlicher Fluidverlust eingeschränkt wird.
Fasern bieten außerdem die Möglichkeit, Lochbehandlungschemikalien im Stützstoffblock in verteilter Form zu plazieren. Dadurch können poröse oder hohle oder lösbare Fasern mit verschiedenen Materialien, wie etwa Polymerbrecher, Kesselstein-Inhibitoren und/oder Paraffin- und Asphalt-Inhibitoren, die im Block langsam freigegeben werden können, gefüllt oder gebildet werden.
Die folgende Beispiele erläutern verschiedene Ansätze von Mischungen, die Fasern enthalten. Es ist selbstverständlich, daß die Darstellung dieser Beispiel lediglich dem Zweck der Erläuterung der Erfindung dienen und keinesfalls als eine Einschränkung des Umfangs oder der Anwendbarkeit des Konzepts der vorliegenden Erfindung betrachtet werden sollten.

BEISPIEL 1 (STEUERUNG):

Die Leckrate eines mit Bor vernetzten Guar-Frakturierungsfluids wurde in der folgenden Weise bestimmt: ein Frakturierungsfluid wurde aus synthetischem Seewasser hergestellt, das 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] eines Polymerschlamms, 1,0 l/1000 l [0,5 gal/1000 gal] Tensid und 0,51/1000 l [0,5 gal/1000 gal] Bakterizid sowie 0,25 l/1000 l [0,25 gal/1000 gal] Antischaummittel enthält. Etwa 2000 ml dieses Fluids wurden mit einem Borvernetzungsmittel vernetzt, in eine große stabförmige Zelle geschüttet und für 30 Minuten auf 200 F [93,3ºC] erwärmt. Bei einem Druck von 6,89 MPa [1000 psi] wurde ein Fluidlecktest mit einem Sandsteinkern mit geringer Permeabilität (0,5 Millidarcy) ausgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

BEISPIELE 2 bis 5:

In einer zum Beispiel 1 ähnlichen Weise wurde das Verhalten der Faser/Bruchfluid-Mischungen bestimmt. Alle Tests wurden identisch zum Beispiel ausgeführt, jedoch mit 2,0 g Glasfasern (Länge 12 mm [0,5 Zoll] und Durchmesser 16 Mikrometer), die dem Fluid vor der Vernetzung zugefügt wurden. Weitere Modifikationen zum Beispiel 1 waren:
BEISPIEL 2 enthielt 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] eines Polymerschlamms.
BEISPIEL 3 enthielt 3 kg/1000 l [25 lb/1000 gal] eines Polymerschlamms.
BEISPIEL 4 wurde unter Verwendung von 2% KCl Leitungswasser, 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] Polymerschlamm, 11/1000 l [1,0 lb/1000 gal] Tensid, 0,5 l/1000 l [0,5 lb/1000 gal] Bakterizid und 0,25 l/1000 l [0,25 lb/1000 gal] Antischaummittel hergestellt. Dem System wurde kein Vernetzungsmittel zugefügt.
BEISPIEL 5 ist mit dem Beispiel 3 identisch, es wurde jedoch ein Sandsteinkern mit einer Permeabilität von 100 Millidarcy verwendet.
Die Daten sind in Tabelle 1 dargestellt. Diese Daten demonstrieren, daß die Fasern die Leckrate unter Bruchstellenbedingungen dramatisch verringern. TABELLE A: LECKVOLUMINA ALS FUNKTION DER ZEIT

BEISPIEL 6: (STEUERUNG)

Die Leckrate eines partikelbefördernden Fluids wurde gemessen. Das Fluid enthielt Leitungswasser und 80 lb/1000 gal Hydroxyethyl-Zellulose. Die Partikel waren ein klassiertes Calciumcarbonat (1 bis 500 Mikrometer), das bei einer Konzentration von 0,6 kg/l, [0,5 lbs/gallon] des Fluids zugefügt wurde. Etwa 250 ml dieses Fluids wurden gemischt und einer großen stabförmigen Fluidverlustzelle zugefügt, die auf 79,4ºC [175 F] vorgewärmt war. Nach 15 Minuten wurde ein Stickstoffdruck von 3447 kPa [500 psi] angelegt, um das Fluid gegen einen Ein- Zoll-Sandsteinkern mit einer Permeabilität von 250 Millidarcy zu pressen. Die Ergebnisse sind in Tabelle B dargestellt.

BEISPIELE 7 bis 10:

Die Tests wurden unter Verwendung von Glasfasern allein und in Kombination mit dem Calciumcarbonat-Partikelmaterial wiederholt. Der Partikelgehalt blieb konstant bei 0,6 kg/l, [0,5 lbs/gallon] des Fluids. Die Fasern wurden dem Fluid zum Zeitpunkt der Zufügung des Calciumcarbonats zugefügt. Die Fasern wurden als eine Funktion der Gewichtsprozente des ursprünglichen Calciumcarbonatmaterials zugefügt.
BEISPIEL 6: 100% Calciumcarbonat, 0% Fasern
BEISPIEL 7: 99% Calciumcarbonat, 1% Fasern
BEISPIEL 8: 95% Calciumcarbonat, 5% Fasern
BEISPIEL 9: 90% Calciumcarbonat, 10% Fasern
BEISPIEL 10: 0% Calciumcarbonat, 100% Fasern TABELLE B: LECKVOLUMINA ALS FUNKTION DER ZEIT
Das Beispiel 10 (nur Fasern) zeigte keine Wanderung in den Kern. Das Partikelsystem (Beispiel 6) zeigt bereits eine geringe Wanderung in den Kern.
Die Daten demonstrieren eine hervorragende Lecksteuerung durch die Fasern. Ein zusätzlicher Vorteil der Fasern ist die fehlende Partikelwanderung in den Schotterblock oder in die Formation und demzufolge ein geringerer Schaden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Fähigkeit von gespleißten Fasern, Stützstoffblöcke zu stabilisieren:

BEISPIEL 11: (STEUERUNG)

200 g Sand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) in 105 ml wäßriger Guarlösung wurden in eine Glassäule mit 25 mm Durchmesser geschüttet, die mit einem Bodenventil ausgerüstet war. Die Permeabilität des Blocks betrug 380 Darcy. Der Sand strömte leicht durch das Ventil mit 3 m [118 Zoll] Durchmesser, wenn dies geöffnet wurde.

BEISPIEL 12:

Das Beispiel 11 wurde in ähnlicher Weise wiederholt, es wurden jedoch 2 g gespleißte Polyacrylnitril-Fasern mit demselben Schlamm gemischt, bevor er in die Säule geschüttet wurde. Die Permeabilität des Blocks betrug 120 Darcy. Der Block strömt nicht aus, wenn das Ventil geöffnet wurde. Er war ebenfalls stabil, wenn das Ventil vollständig entfernt wurde, wodurch direkt unter dem Sandblock ein Loch mit dem Durchmesser 6,3 mm [0,25 Zoll] entstand.
Das veranschaulicht die Fähigkeit gespleißter Fasern, einen Sandblock zu verfestigen.

BEISPIEL 13:

Durch Fasern stabilisierter Sandblock: Es wurde eine unvernetzte Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lbs/1000 gal] hergestellt. Die Zusammensetzung dieses Fluids war dieselbe wie die von Beispiel 1. Fünfzig Milliliter dieses Fluids wurden mit 0,8 g Glasfasern mit 12 mm Länge und 16 Mikrometer Durchmesser gemischt. Sie wurden mit einem Hamilton Beach Rührwerk bei geringer Drehzahl 15 Sekunden gemischt. 100 g Stützstoffsand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) wurden der Mischung zugefügt und in einem geschlossenen Gefäß mit 118 cm³ [4 oz.] durch sanftes Schütteln per Hand gemischt. Die sich ergebende Mischung wurde in eine vertikale Glassäule mit 12 mm Durchmesser mit einem "T"-Abschnitt am Boden geschüttet. Am linken Ende des "T" war ein Sieb installiert, wobei dies am rechten Ende nicht der Fall war. Zuerst wurde Wasser durch die Säule gelassen und aus der linken Seite des "T" ausgelassen, um das Guar aus der Verbindung Sand/Fasern zu entfernen und einen Block herzustellen. Anschließend wurde die Permeabilität des Blocks gemessen. Sie betrug 278 Darcy.
Dann strömte das Wasser von links nach rechts über das "T". Dadurch wurde der Sand und die Faser aus dem "T"-Abschnitt gewaschen. Der Sand/Faser-Block in der Säulensektion blieb stabil.
Die Wasserrichtung wurde dann geändert, damit es die Säule hinab und aus der rechten Seite des "T" strömte. Das erzeugte einen Druckabfall über dem Sand/Faser-Block und kein Sieb verhinderte, daß sich der Sand mit der Strömung bewegte. Der Druckabfall wurde vergrößert (durch Steigerung der Strömungsrate) bis der Sand/Faser-Block zerfiel und aus dem vertikalen Abschnitt der Säule ausströmte. Der dafür erforderliche Druckabfall über dem Sand/Faser-Block war größer als 275 kPa (40 psi). Es strömte nahezu kein Sand vom Sand/Faser-Block aus der vertikalen Sektion der Säule aus, bis der Sandblock "zerfiel".

BEISPIEL 14:

Eine unvernetzte Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] wurde mit dem Stützstoffsand gemischt (50 ml Lösung mit 100 g Sand), woraufhin dieselbe Prozedur wie in Beispiel 13 folgte, jedoch OHNE Fasern. Die Mischung wurde in die Säule gegeben und das Guar wurde in derselben Weise wie in Beispiel 13 aus dem Sandblock entfernt. Die Permeabilität des Sandblocks betrug 250 Darcy. Der Sandblock zerfiel bei einem unmeßbar geringem Druck.
Diese Beispiele (13 und 14) veranschaulichen, daß das Mischen von Fasern mit dem Stützstoffsand die Bildung eines stabilen Blocks in der Säule bewirkte. Die Fasern hielten den Sand gegen eine viel stärkere Kraft (Druck) am Ort als dies bei Sand ohne Fasern der Fall war. Außerdem hatten die Fasern einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Permeabilität des Sandblocks.

BEISPIEL 15:

Nylon-Fasern: 50 ml einer Guarlösung mit 3,6 kg/l 000 l [30 lb/1000 gal] wurden mit 0,2 g Nylon-Polyamidfasern mit 20 mm Länge und 64 Mikrometer Durchmesser gemischt. Die Mischung erfolgte in einer ähnlichen Weise wie im Beispiel 13. Die Mischung wurde in die Säule geschüttet und in der im Beispiel 13 beschriebenen Weise getestet. Die Permeabilität des Sand/Faser-Blocks betrug 200 Darcy. Der Sand/Faser-Block zerfiel bei einem Druckabfall über dem Block von 265 kPa.

BEISPIEL 16:

Sandblockstabilisierung bei Fluiden mit hoher Viskosität: 1 g Glasfasern mit 32 mm Länge und 16 Mikrometer Durchmesser wurden mit einer Lösung aus Maissirup und Wasser mit einer Viskosität von 600 mPas (Centipoise) gemischt. Die Mischung erfolge in einem Hamilton Beach Rührwerk bei geringer Drehzahl für 10 Sekunden. 100 Gramm Stützstoffsand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) wurden anschließend mit der Faser und der Lösung vermischt. Die Mischung wurde in die im Beispiel 13 beschriebene Säule geschüttet. In diesem Fall strömte die Maissiruplösung mit 600 mPas (Centipoise) durch die Säule. Die Permeabilität des Sand/Faser-Blocks betrug 352 Darcy. Der Druckabfall über dem Sand/Faser-Block wurde bei der Strömungsrichtung aus der rechten Seite des "T" (kein Sieb) vergrößert. Der Druckabfall über dem Sandblock wurde ohne Zerfallen des Blocks auf 400 kPa gesteigert.
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die Fasern bewirken, daß der Sandblock stabil ist, selbst wenn er von stark viskosen Fluiden durchströmt wird. Stark viskose Fluide, die durch den Sand strömen, würden auftreten, wenn während der Sanierung ein Guargel durch die Bruchstelle zurückströmt.

BEISPIEL 17:

Absetzen: Ein vernetztes Guar/Bor-Gel mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] wurde hergestellt. Die Zusammensetzung war die der Guarlösung von Beispiel 13. Glasfasern mit 12 mm Länge und 16 Mikrometer Durchmesser (0,8 Gew.-% des Sands) und Stützstoffsand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) wurden einer Menge des Gels so zugefügt, daß die Sandkonzentration 1,19 kg/l [10 lb/gal] des Gels betrug. Der Sand und die Fasern wurden der Guarlösung vor der Gelvernetzungslösung zugefügt. Die Fasern wurden der Lösung zugefügt und mit dem Hamilton Beach Rührwerk verteilt. Diese wurde dem Sand in einem geschlossenen Gefäß zugefügt und durch sanftes Schütteln gemischt. Die Zusammensetzung der Vernetzungslösung betrug 0,3 g Borsäure, 0,6 g Natriumhydroxid, 1,2 g Natriumgluconat, 0,5 ml Triethanolamin und 0,6 g Natriumthiosulfat für 500 ml der Guarlösung. Die resultierende Lösung wurde in eine erwärmte geschlossene Säule gegeben und weiter gemischt, indem die Säule einmal pro Minute umgedreht wurde. Die Mischung wurde auf 66ºC erwärmt und die Säule wurde vertikal ausgerichtet. Die Mischung lief auf den Boden der Säule. Das Absetzen des Sands und der Fasern im Guargel wurde bei 66ºC als eine Funktion der Zeit beobachtet. Der Prozentsatz des Absetzens wurde wie folgt berechnet:
Prozentsatz des Absetzens = 100 · (Gesamthöhe - Sandhöhe)/ maximale Höhe der Flüssigkeit.
Die Gesamthöhe ist die Höhe des Sands plus die der Gelflüssigkeit. Die Sandhöhe ist die Höhe der Oberseite der Sandschicht. Die maximale Höhe der Flüssigkeit wird bestimmt, wenn Sand und Wasser in gleichen Mengen vorliegen.
Nach 315 Minuten betrug das Absetzen für Sand und Fasern 17%. Es bestand keine Neigung des Sands und der Fasern zur Phasentrennung während des Absetzens.

BEISPIEL 18:

Das Experiment von Beispiel 17 wurde wiederholt mit 1,3% der Glasfasern in bezug auf das Sandgewicht. In diesem Fall betrug das Absetzen nach 260 Minuten 14%.

BEISPIEL 19:

Der Sand allein im Fluid von Beispiel 17 setzte sich in 300 Minuten zu 60% ab. Beim Vergleich der Beispiele 17 und 18 zeigt dieses Beispiel, daß die Glasfasern die Absetzrate des Sands im Gel vermindern.

BEISPIEL 20:

Wechselwirkung mit Borgel: Sechs Liter einer unvernetzten Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] wurden mit 47,6 g Glasfasern mit 12 mm Länge und 16 Mikrometer Durchmesser gemischt. Der Faseranteil basierte auf der Sandladung von 0,95 kg/l [8 lb/gallon]. Der Mischung Faser/Lösung wurde kein Sand zugefügt. Der Mischung Faser/Lösung wurde ermöglich, sich nach dem Mischen etwa eine halbe Stunde abzusetzen. Zwei Proben von fünfzig Millilitern wurden entnommen. Die Fasern wurden aus einer der 50 Milliliter-Proben gefiltert. Die Fann35-Viskosität jeder Probe wurde bei 70ºF (21,1ºC) gemessen. Die Probe mit Fasern besaß Viskositäten von 51 und 30 mPas [cp.]bei einer Rate von 170 s&supmin;¹ bzw. 510 s&supmin;¹. Die gefilterte Probe besaß Viskositäten von 42 bzw. 24 mPas [cp.]. Die Viskositäten der gefilterten Probe lagen gut innerhalb der Spezifikationen für diese Guarlösung. Die Lösung mit Fasern besaß eine etwas größere Viskosität.
Anschließend wurden beiden Lösungen eine Borvernetzungslösung (Zusammensetzung von Beispiel 17) zugefügt. Die Gelierzeit wurde für beide durch "Hang lip"-Verfahren gemessen. Die gefilterte Lösung besaß eine "Hang lip"-Zeit von 4 Minuten, 44 Sekunden. Die Probe mit Faser besaß eine "Hang lip"-Zeit von 4 Minuten, 27 Sekunden. Diese beiden Vernetzungszeiten liegen innerhalb der Spezifikationen für diese Guargels.
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die bevorzugten Glasfasern die Viskosität und die "Hang lip"-Gelierzeiten des vernetzten Bor-Guargels nicht beeinflussen. Dies veranschaulicht, daß die Glasfasern die chemischen Eigenschaften des Guargels oder die Viskosität nicht wesentlich beeinflussen.

BEISPIEL 21:

Wechselwirkung mit Zirconatgel: Dieselbe Mischprozedur von Beispiel 20 erfolgte mit einer Hydroxypropyl-Guarlösung mit 5,9 kg/1000 l [50 lb/100 gal]. Die 12 mm-Glasfasern wurden zugegeben, dann aus einem Teil der Lösung gefiltert. Dieser Teil und ein weiterer Teü, der nicht den Fasern ausgesetzt war, wurden mit einer Zirkonium-Lösung mit 0,5 kg/1000 l [4,5 lb/1000 gal] vernetzt. Die Lösung enthielt 40% Zirkonium-Vernetzer, 24% Hochtemperatur-Stabilisator und 36% Wasser. Die "Hang lip"-Vernetzungszeiten betrugen 9 : 19 min für die Probe, die nicht den Fasern ausgesetzt war, und 10 : 13 für die Probe, die den Fasern ausgesetzt war. Wiederum beeinflußten die Fasern die chemischen Eigenschaften des vernetzten Gels nicht.

BEISPIEL 22:

Durchlaßfähigkeit

Der Test der Durchlaßfähigkeit erfolgte mit Stützstoff der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh). Das Fluid war eine unvernetzte Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal]. Die Zusammensetzung betrug 17 ml von 2% KCl- Wasser, 0,12 ml Guarschlamm, 0,02 ml Fluorkarbonat-Tensid und 0,005 ml Antischaummittel. Das Fluid wurde mit 63 g des Stützstoffs der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) gemischt. Der Test erfolgte in einer Durchlaßfähigkeitszelle bei 121,1ºC (250 F) und einer Verschlußbelastung von 34,4 MPa (5000 psi). Die Durchlaßfähigkeit betrug nach 23 Stunden Rückströmung 157 Darcy.
Der Test wurde mit gleichen Mengen Fluid und Stützstoff wiederholt. Zusätzlich wurden 0,5 g (0,8%) Glasfasern mit 12 mm Länge und 16 Mikrometer Durchmesser mit dem Stützstoff und dem Fluid gemischt. Die Durchlaßfähigkeit betrug nach 24 Stunden Rückströmung 153 Darcy. Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die Fasern auf die Permeabilität des Stützstoffblocks eine vernachlässigbare Einwirkung besitzen.

BEISPIEL 23:

Schlitzströmung

Die Stabilität des Faser/Sand-Blocks wurde in einer Schlitzgeometrie geprüft. 5 Liter der unvernetzten Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] wurden hergestellt (34 ml Guarschlamm, 5 ml Tensid und 1,25 ml Antischaummittel sowie 5000 ml Leitungswasser). Dies wurde gemischt durch Umlaufen des Fluids durch einen Aufbewahrungstank und eine Zentrifugalpumpe während 15 Minuten. 5000 g des Sands der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) wurden anschließend zugefügt und während etwa 1 Minute eine Verteilung ermöglicht. Der Mischung wurden 50 g der Glasfasern mit 12 mm Länge und 16 Mikrometer zugefügt. Der resultierende Schlamm wurde in den Schlitz gepumpt.
Der Schlitz ist etwa 1,67 m [5,5 Fuß] lang, 6,3 mm [0,25 Zoll] breit und 15,2 cm [6 Zoll] hoch. Die Oberflächen sind glatt, wobei die vordere Oberfläche durchsichtig ist, um eine Beobachtung zu ermöglichen. Über dem Ausgangsanschluß wurde ein Sieb angeordnet, so daß der Sand nicht aus dem Schlitz ausströmen konnte. Der Schlamm wurde vom anderen Ende in den Schlitz gepumpt. Bei dieser Geometrie baut sich am Sieb ein Block aus Sand und Fasern auf, während dem Fluid ermöglicht wurde, durch das Sieb zu einem Aufbewahrungstank zu strömen. Am Sieb wurde ein 15,2 cm [6 Zoll] langer Sand/Faserblock aufgebaut.
Das Guarfluid wurde anschließend mit Wasser aus dem Block gewaschen. Das Sieb wurde vom Ende des Schlitzes entfernt, wobei der Block mit einer offenen Seite von 6,3 mm · 15,2 cm [0,25 Zoll · 6 Zoll] zurückblieb. Durch den Block wurde Wasser geschickt, um seine Festigkeit zu prüfen. Die Wasserströmung wurde verstärkt bis ein Druckabfall von 41,4 kPa [6 psi] durch den Block unterstützt wurde. An diesem Punkt begann der Block zu zerfallen und Sand strömte aus dem Schlitz aus.

BEISPIEL 24:

Schlitzströmung, rauhe Wände, Glasfasern:

Derselbe Schlamm wie in Beispiel 23 wurde wieder in der Schlitzgeometrie getestet. Bei diesem Beispiel waren die Wände des Schlitzes angerauht. Dies erfolgte durch das Anhaften einer Schicht von 20/40-Sand an den Wänden des Schlitzes mit einer Zement-Gummilösung. Bei dieser Geometrie wurde ein Sand/Faser-Block von 55,8 cm [22 Zoll] enthalten und die Festigkeit des Blocks überstieg 103 kPa [15 psi] Druckabfall (oberer Grenzwert der Pumpe).

BEISPIEL 25:

Schlitz mit Gasströmung

In diesem Beispiel wurde ein ähnlicher Schlamm wie der von Beispiel 23 verwendet. In diesem Beispiel wurde eine Guarlösung mit 0,1 kg/10001 [10 lb/1000 gallon] verwendet. Dieser Schlamm wurde in den mit rauhen Wänden und dem Sieb versehenen Schlitz, der im Beispiel beschrieben wurde, gepumpt. Die Guarlösung wurde mit Wasser aus dem Sand/Faser-Block gewaschen. Anschließend wurde der Block getrocknet, wobei ihn Luft während 3,5 Stunden durchströmte. Das Sieb wurde entfernt und der Test auf Blockfestigkeit wurde ausgeführt. Die Blocklänge betrug 45,7 cm [18 Zoll]. Die Strömungsrate der Luft wurde bis auf 13 psi Druckabfall über dem Block gesteigert. Der Block zerfiel nicht.
Der Block wurde anschließend weiter bei einer geringen Luftströmungsrate für zusätzliche zwei Stunden getrocknet. Der Test wurde wiederholt. Der Sand/Faser-Block zerfiel nicht bei einer Strömung mit einem Druckabfall bis zu 11 psi über dem Block.
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß der Sand/Faser-Block gegen Gasströmungen sowie Wasserströmungen resistent ist.

BEISPIEL 26:

Schlitzströmung mit 12,7 mm- [0,5 Zoll] Aramidfasern: In der Schlitzgeometrie mit rauhen Wänden wurden "Keflar"-Polyaramidfasern getestet. Das Fluid war eine unvernetzte Guarlösung mit 2,4 kg/1000 l [20 lb/1000 gallon] ähnlich dem Beispiel 23. Die Aramidfasern hatten eine Länge von 12 mm und einen Durchmesser von 12 Mikrometer. Die Schlammischung enthielt 4 Liter Fluid, 4 kg Stützstoffsand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) und 12 g "KEV- LAR"-Faser (0,3 Gew.-% des Sands).
Der Sand/Faser-Schlamm wurde in den mit rauhen Wänden versehenen Schlitz gepumpt, der an einem Ende ein Sieb aufwies, wie in den Beispielen 23 und 24 beschrieben wurde. Der resultierende Sandblock hatte eine Länge von 36,8 cm [14,5 Zoll]. Das Fluid wurde mit Wasser aus dem Sand/Faser-Block gewaschen. Das Sieb wurde entfernt und anschließend strömte wieder Wasser durch den Block. Der Block begann bei einem Druckabfall von 20,6 kPa [3 psi] zu zerfallen.

BEISPIEL 27:

Schlitzströmung, 2,5 cm- [1 Zoll] Nylonfasern:

Es wurden Nylonfasern der Länge 2,5 cm [1 Zoll] in dem mit rauhen Wänden versehenen Schlitz getestet. Die Fasern hatten einen Durchmesser von 64 Mikrometer. Der Schlamm enthielt 5 Liter der unvernetzten Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal], Stützstoffsand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) und 15 g Nylonfaser. Die Länge des Sand/Faser-Blocks betrug 15,2 cm [6 Zoll]. Der Block begann bei weniger als 6,89 kPa [1 psi] zu zerfallen.
Die Beispiele 23 bis 27 veranschaulichen, daß Fasern einen Stützstoffblock in einer Bruchgeometrie selbst bei glatten Wänden und ohne Verschlußbelastung stabilisieren.

BEISPIEL 28:

Schlitzströmung: Die Festigkeit des Sandblocks wurde getestet. Eine unvernetzte Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] mit derselben Zusammensetzung wie im Beispiel 23 wurde verwendet, mit der Ausnahme, daß 2% KCl-Wasser verwendet wurde. Der Stützstoff mit der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) wurde mit 12 Pfund pro Gallone dem Fluid zugefügt. Glasfasern mit der Länge 12 mm und dem Durchmesser 16 Mikrometer wurden außerdem mit einer Menge von 1% des Stützstoffs zugefügt.
Der Schlamm wurde in einen Schlitz der Maße 13,34 cm [5,25 Zoll] · 6,35 mm [0,25 Zoll] geladen. Die Wände des Schlitzes wurden mit Springwall- Sandstein ausgekleidet. Eine Verschlußbelastung von 1,72 MPa [250 psi] wurde angewendet. Die Zelle wurde auf 98,9ºC [210ºF] erwärmt. Das Fluid wurde mit einer 1% KCl-Lösung ausgewaschen, die bei einer geringen Rate strömt (50 ml/min). Die Salzlauge wurde anschließend aus der Zelle mit einer Strömung gesättigten Stickstoffgases gewaschen. Die Zelle wurde anschließend auf 107ºC [225ºF] erwärmt. Der Test wurde nicht ausgeführt bei einer Stickstoffströmung bei steigendem Druckabfall über dem Block. Der Block war stabil bei 452 kPa/m [20 psi/ft], wobei eine Verschlußbelastung im Bereich von 0,69 bis 1,37 MPa]100 bis 200 psi] lag.

BEISPIEL 29:

Schlitzströmung, ohne Fasern: Es wurde dasselbe Experiment wie im Beispiel 28 ausgeführt, wobei der Stützstoff ohne Fasern war. Bei einer Verschlußbelastung von 1,72 MPa [250 psi], einem Schlitz von 6,35 mm [0,25 Zoll] und 107ºC [225ºF] zerfiel der Stützstoff bei weniger als 4,5 kPa/m [0,2 psi/ft]. Diese Beispiele veranschaulichen die Fähigkeit der Fasern, einen Stützstoffblock unter repräsentativen Bohrlochbedingungen zu stabilisieren.

BEISPIEL 30:

Yard-Test: Die Glasfasern wurden in einem Yard-Test geprüft. Glasfasern mit der Länge 12 mm und dem Durchmesser 16 Mikrometer wurden in einem simulierten Frakturierungsarbeitsschritt dem Sand in einem Anteil von 1% zugefügt. Die Fasern wurden per Hand mit dem Stützstoff der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) in einen Mischer für Frakturfluid eingegeben. Diese Mischung wurde in dem Mischer mit dem vernetzten Frakturfluid mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] kombiniert. Sie strömte anschließend durch eine Dreifach-Pumpe, eine Rutschstellen-Sicherungseinrichtung, einen variablen Mengenregler mit einem Unterdruck von 6,89 MPa [1000 psi] und eine Rohrleitung der Länge 274 m [300 Yard] mit dem Durchmesser 7,6 cm.
Die Pumpenleistung betrug:
0,12 kg/l [1 ppg] Stützstoff bei 953 l [6 bbls]/min
0,18 kg/l, [1,5 ppg] Stützstoff bei 953 l [6 bbls]/min
0,24 kg/l, [2 ppg] Stützstoff bei 953 l [6 bbls]/min
0,36 kg/l [3 ppg] Stützstoff bei 1272 l [8 bbls]/min
0,48 kg/l, [4 ppg] Stützstoff bei 1272 l [8 bbls]/min
Am Austritt der Rohrleitung wurden Proben der Mischung genommen. Die Glasfasern waren mit dem Stützstoff und dem Fluid gut gemischt, obwohl einige Faserabsonderungsflächen sichtbar waren.
Die Beispiele veranschaulichen, daß Faser/Sand-Schlämme mit herkömmlichen Pumpenausrüstungen gepumpt werden können und daß die Fasern ausreichend stabil sind, um diese Behandlung zu überstehen.

BEISPIEL 31:

Perforationsverpackung: Die Fähigkeit der Fasern, Sand in einem Behälter mit einer 6,35 mm- [0,25 Zoll] Perforation zu halten, wurde getestet. Ein Modell mit einer Perforation, die einen Durchmesser 0,25 Zoll aufweist, und mit der Länge 7,6 cm [3 Zoll] mit einem 1,22 l [75 Kubikzoll] Behälter am Auslaß wurde für die Tests verwendet. Der Behälter wurde mit einem 0,85 mm- [20 Mesh] Sieb an der Außenseite der Perforation ausgerüstet. Schlamm konnte somit durch die Perforation in den Behälter strömen sowie durch das Sieb ausströmen. 4,5 l einer Hydroxyethyl-Zellulose- (HEC) Lösung mit 2,4 kg/1000 l [20 lb/1000 gallon] wurde vorbereitet (135 g NH&sub4;Cl (3 Gew.-%), 28,3 ml HEC-Lösung und Trockenbeize, um den pH-Wert auf 8 anzuheben). Diese wurde gemischt durch Umlaufenlassen des Fluids durch einen Aufbewahrungstank und eine Zentrifugenpumpe. Das Fluid wurde für 30 min hydratisiert. 13,5 g Aramid-Fasern mit der Länge 12,7 mm [0,5 Zoll] wurden eingemischt und 2695,5 g Sand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) wurden der Mischung zugefügt (0,6 kg/l [5 lbm/gal] Stützstoff, 0,5 Gew.-% Fasern in bezug auf den Stützstoff). Der resultierende Schlamm wurde durch die 6,35 mm- [0,25 Zoll] Perforation in den Behälter gepumpt. Am Sieb bildete sich ein Block aus Sand und Fasern, während das Fluid durch das Sieb in den Aufbewahrungstank strömen könnte.
Nach dem Blockieren der Perforation wurden die Leitungen, der Aufbewahrungstank und die Pumpe gereinigt und mit Wasser gefüllt. Die Strömungsrichtung wurde umgekehrt und Wasser wurde von der Siebseite durch die blockierte Perforation gepumpt. Durch das 6,355 mm- [0,25 Zoll] Loch wurde kein Stützstoff produziert, selbst bei Erhöhung der Strömungsrate, bis ein Druckabfall über dem Block von 103,4 kPa [15 psi] erreicht und für mehrere Minuten aufrechterhalten wurde. Die Wasserströmung wurde mehrfach ab- und angestellt. Auch dadurch wurde kein Sand erzeugt.

BEISPIEL 32:

Dieselbe Perforation wurde unter Verwendung einer unvernetzten Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] mit Sand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) und Glasfasern der Länge 12 mm und mit dem Durchmesser 16 Mikrometer blockiert. 4,5 l Fluid wurden vorbereitet (90 g KCl (2 Gew.-%), 4,5 ml Tensid, 1,125 ml Antischaummittel, 30,6 ml Guarschlamm) und für 30 min hydratisiert. 27 g Glasfasern wurden zugefügt und nach einer Minute 2700 g Stützstoff der Größe 20/40 (5 lbm/gal, 1 Gew.-% Fasern in bezug auf den Stützstoff). Die Blockbildung und die Wasserströmung erfolgten wie im Beispiel 31.
Die blockierte Perforation wurde 10 Tage lang aufrechterhalten. Innerhalb dieser Zeit wurde sie ca. fünfmal von Wasser durchflossen, wobei jedesmal die Pumpe mehrfach ein- und ausgeschaltet wurde. Der Block war stabil und gab maximal einen Teelöffel voll Stützstoff ab.

BEISPIEL 33:

Die gleiche Einstellung wie in Beispiel 31, außer einer 12,7 mm- [0,5 Zoll] Perforation. Diesmal wurden Polypropylenfasern (Länge 12,7 mm [0,5 Zoll], 4 den) und HEC mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] verwendet.
Fluid: 4,5 l, 135 g NH&sub4;Cl, 42,5 ml HEC-Lösung, Lauge zum Anheben des pH-Werts auf 8.
Stützstoff: 2696,5 g Sand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) (5 lbm/gal)
Faser: 27 g Polypropylen, 12,7 mm [0,5 Zoll] Länge, 4 den, (1 Gew.-% des Stützstoffs)
Die Blockierung und der Wasserdurchfluß funktionierten gut, selbst durch das 12,7 mm- [0,5 Zoll] Loch keine Sandabgabe.
Die Beispiele 31 bis 33 veranschaulichen, daß verschiedene Fasertypen verwendet werden können, um Sand in der Formation hinter den Perforationstunneln zu halten. Dies ist bei Kiespackungen anwendbar, wobei Kies außerhalb der Perforationen angeordnet wird, um die unterirdischen Formationssande zu stabilisieren.

BEISPIEL 34:

Stabilisierung von unterschiedlichen Typen des Stützstoffs:

Es wurden Säulenexperimente unter Verwendung der Fluidzusammensetzung (Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal)] und der Prozedur von Beispiel 31 ausgeführt. Ein Anteil von 50 ml des Fluids wurden mit 100 g jedes der verschiedenen Stützstoffe sowie mit jeweils 1 g (oder 1,6 g) der Glasfasern mit 12 mm Länge und 16 Mikrometer Durchmesser gemischt. Die Stützstoffe waren "CARBOLITETM" der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh), "AC- FRAC SB ULTRATM" härtbarer harzbeschichteter Sand der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh) und "ISOPACTM" leichter Kies der Größe 0,425 bis 0,85 mm (20/40 Mesh). Der "CARBOLITE"-Stützstoff besaß etwa dieselbe Dichte wie Sand, ist jedoch mehr kugelförmig. Der Stützstoff "SB ULTRA" besitzt etwa dieselbe Dichte und Kugelform wie Sand, weist jedoch eine Polymerbeschichtung auf. Der Leichtschotter "ISOPAC" besitzt eine viel geringere Dichte als Sand, ist mehr kugelförmig und weist eine Polymerbeschichtung auf.
Die Ergebnisse der Säulentests sind in der Tabelle C gezeigt. TABELLE C Festigkeit verschiedener Glasfaser/Stützstoff-Blöcke
Die Beispiele 13 und 34 veranschaulichen, daß die Beschichtung und die Kugelform des Stützstoffs die Fähigkeit der Faser, den Block zu verstärken, nicht beeinflussen. Stützstoffe mit geringer Dichte ("ISOPAC") können größere Mengen der Faser zur Blockverstärkung erfordern.

BEISPIEL 35:

Die Prozedur von Beispiel 31 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der Block in der Weise hergestellt wurde, daß die Hälfte der Perforationsform am nächsten zur Perforationsöffnung mit einer identischen Sand/Faser-Mischung gefüllt war, wobei die hintere Hälfte der Perforation mit Sand gefüllt war. Der Block wurde in gleicher Weise getestet. Es wurde kein Sand abgegeben.
Diese Beispiel demonstriert, daß der Stützstoff/Faser-Schlamm als Abschluß verwendet oder stufenweise zwischen Stößen von Stützstoffschlamm gepumpt werden kann.

BEISPIEL 36:

Tests der Festigkeit des Stützstoff/Faser-Bocks wurden in einer rechtwinkligen Zelle mit den inneren Abmessungen 12,7 cm Länge, 3,8 cm Breite und 2,5 cm Dicke ausgeführt. Die Zelle war an beiden Enden offen. Eine Geometrie des Perforationstyps wurde in der Zelle aufgebaut, indem eine Einschränkung von 0,63 cm an allen Innenabmessungen erzeugt wurde. Die Zelle wurde mit einem Sieb am Auslaß versehen. Ein Schlamm mit 500 ml der Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] in Wasser (Zusammensetzung von Beispiel 1), Wasser (Zusammensetzung von Beispiel 1), 500 g Sand der Größe 0,425 bis 0,85 m (20/40 Mesh) und 1,25 g Kohlenstoffaser der Abmessung 7 Mikrometer · 0,63 cm wurde in die Zelle gepumpt und bildete einen Block am Austrittssieb. Das Guar wurde aus dem Block gewaschen und anschließend wurde das Sieb von der Austrittsöffnung entfernt. Eine Verschlußbelastung von 3,44 MPa [500 psi] wurde auf die Vorderseite des Blocks angewendet. Wasser strömte über die Länge des Blocks vom Einlaß zum Auslaß. Der Block aus Stützstoff und Kohlenstoffaser widerstand der Strömung des Wassers bis zu 35 kPa (etwa 5 psi), bevor der Block zerfiel und durch die Einschränkung strömte.

BEISPIEL 37:

Es wurde derselbe Test wie oben ausgeführt, wobei 5 g Glasfaser der Klasse AR (Durchmesser 20 Mikrometer, Länge 1,27 cm) dem Schlamm aus Sand und Kohlenstoffaser zugefügt wurde. Der resultierende Block hielt einen Druckabfall von 135 kPa (etwa 18 psi) aus, ohne daß er zerfiel.

BEISPIEL 38:

Es wurde derselbe Test wie oben mit einem Schlamm aus 500 ml Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal], 500 g Sand der Größe 0,425 bis 0,85 m (20/40 Mesh) und 5 g Glasfasern der Klasse AR (Durchmesser 20 Mikrometer, Länge 1,27 cm) ausgeführt. Der Block zerfiel bei einem Druckabfall von 36 kPa (5 psi).

BEISPIEL 39:

Es wurde derselbe Test wie oben mit einem Schlamm aus 500 ml Guarlösung mit 3,6 kg/1000 l [30 lb/1000 gal] und 500 g Sand der Größe 0,425 bis 0,85 m (20/40 Mesh) ausgeführt, wobei keine Faser zugefügt wurde. Der Block zerfiel sofort beim Einsetzen der Wasserströmung und es wurde kein meßbarer Druckabfall über dem Block aufrechterhalten.
Die BEISPIELE 36 bis 39 zeigen, daß Kohlenstoffasern verwendet werden können, um den Block zu stabilisieren, und daß Fasermischungen stärkere Blöcke zur Folge haben können als ein Einzelfasertyp.

BEISPIEL 40:

Tests der Festigkeit von Stützstoff/Faser-Packungen wurden in einer scheibenförmigen Zelle ausgeführt. Der Durchmesser der Scheibe betrug 15,2 cm und die Dicke betrug 1,2 +/-0,05 cm. Die Zelle besaß Einlaß- und Auslaßöffnungen von 10,2 cm Querschnitt. Über dem Auslaß wurde ein Sieb angeordnet. Ein Schlamm mit 1000 ml der Guarlösung mit 50 lb/1000 gallon, 1000 g Stützstoff und 15 g AR-Glasfaser (Durchmesser 20 Mikrometer, Länge 12,7 mm) wurde in die Zelle gepumpt und bildete einen Block am Sieb. Bei jedem Test wurde die Stützstoffgröße variiert. Das Guar wurde aus dem Block gewaschen und anschließend wurde das Sieb entfernt. Auf die Vorderseiten der Scheibe wurde eine Verschlußbelastung von 6,89 MPa [1000 psi] aufgebracht. Der überschüssige Block wurde aus der Zelle entfernt, so daß sich der Block rechtwinklig zur Strömungsrichtung vom Einlaß zum Auslaß befand. Dies hatte eine Blocklänge vom Einlaß zum Auslaß von 11,4 cm zur Folge. Anschließend strömte Wasser durch den Block bis er zerfiel und der Stützstoff aus der Zelle ausströmte. Dies fiel mit einer Entspannung der Verschlußbelastung zusammen.

Stützstoff Blockstärke

20/40 60 kPa (8,65 psi)
12/20 21 kPa (3 psi)
16/30 21 kPa (3 si)
Es wurde anschließend dieselbe Prozedur wie in Beispiel 40 ausgeführt mit der Ausnahme, daß dem Block aus Sand der Größe 0,425 bis 0,85 m (20/40 Mesh) keine Faser zugefügt wurde. Der Block zerfiel beim Einsetzen der Wasserströmung und es wurde kein Druckabfall aufrechterhalten.
Die Ergebnisse zeigen, daß die Fasern verschiedene Stützstoffgrößen verfestigen.

BEISPIEL 41:

500 ml eines vernetzten Guargels mit 5,9 kg/1000 l [50 pound/1000 gallon] Bor wurden hergestellt. Das Gel enthielt 3 g Guar, 10 g Caliumchlorid, 0,5 ml Tensid, 0,25 ml Bacterizid, 0,125 ml Antischaummittel, 0,5 ml Stabilisator (Eisensteuerung), 0,6 g Sauerstoff-Scavenger, 0,6 g Borsäure, 1,5 g Natriumhydroxid und 3 g Natriumgluconat. In das Gel wurden 500 g Formsand der Größe 0,425 bis 0,85 m (20/40 Mesh) und 7,5 g Glasfasern der Klasse AR (Durchmesser 20 Mikrometer, Länge 12,7 mm) gemischt.
Der resultierende Schlamm wurde in ein Metallrohr mit 22,1 mm Innendurchmesser und 127 mm Länge geschüttet. Die Enden des Rohrs wurden mit einer Kappe versehen und anschließend für 24 Stunden auf 150ºC erwärmt. Das Rohr wurde gekühlt, geöffnet und eine Scheibe mit einem 12,7 mm-Loch wurde in ein Ende des Rohrs eingesetzt. Das Rohr wurde an eine Wasserquelle angeschlossen, so daß sich die Scheibe am Auslaßende des Rohrs befand. Die Schlammischung wurde durch die Scheibe effektiv vor dem Ausgleiten aus dem Rohr zurückgehalten, Wasser konnte jedoch durch die Schlamm/Sand-Packung strömen.
Die Wasserströmung wurde bei einer geringen Strömungsrate ausgelöst, um das offene Gel aus der Sandpackung zu waschen. Mit dem Wasser strömte kein Sand aus dem Rohr. Anschließend wurde die Strömungsrate des Wassers erhöht. Es strömte kein Sand, bis die Strömungsrate 7,61/min erreichte, was einem Druckabfall über der Packung von 381 kPa entsprach. An diesem Punkt zerfiel der Sandblock und lief durch die Scheibe aus dem Rohr aus.

BEISPIEL 42:

Es wurde dasselbe Experiment wie oben mit vernetztem Gel und Sand, jedoch ohne die AR-Glasfasern ausgeführt. Die Sandpackung lief während der Reinigung des offenen Gels aus der Packung bei einer sehr geringen Strömungsrate aus dem Rohr durch die Scheibe aus.
Obwohl die Erfindung in den stärker eingeschränkten Aspekten ihrer bevorzugten Ausführungsformen sowie in mehreren Beispielen beschrieben wurde, wurden andere Ausführungsformen vorgeschlagen und beim Lesen und Verstehen der vorangehenden Beschreibung werden Fachmännern weitere Ausführungsformen erscheinen. Es ist beabsichtigt, daß alle derartigen Ausführungsformen im Umfang dieser Erfindung eingeschlossen sind, die lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt ist.

Claims

1. Verfahren zum Behandeln einer unterirdischen Formation, durch die ein Bohrloch verläuft, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Fluidsuspension, die eine innige Mischung aus einem Partikelmaterial, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Sand, harzbeschichtetem Sand, Keramikperlen, Glas-Mikrokugeln, synthetischen organischen Perlen und gesinterten Mineralstoffen mit einer Partikel-Siebgröße im Bereich von 10 bis 100 US-Mesh (Siebweite 0,149 bis 1,68 mm) besteht, und aus einem faserigen Material mit einer Länge von wenigstens 2 mm und einem Durchmesser im Bereich von 3 bis 200 Mikrometern enthält; Pumpen der Fluidsuspension, die das Gemisch aus dem Partikelmaterial und dem faserigen Material enthält, durch das Bohrloch und Ablagern der Mischung in der unterirdischen Formation, um einen porösen, festen Block zu bilden, der aus dem Partikelmaterial, das mit dem faserartigen Material innig vermischt ist, besteht, wodurch eine Strömung sowohl der abgelagerten Partikel als auch von Partikeln der natürlichen Formation und von Siebfeinen in das Bohrloch verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das faserige Material aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus natürlichen organischen Fasern, synthetischen organischen Fasern, Glasfasern, Kohlenstoffasern, Keramikfasern, anorganischen Fasern, Metallfasern und Mischungen hiervon besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die innige Mischung aus einem Partikelmaterial mit einer Siebgröße im Bereich von 20 bis 40 US-Mesh (Siebweite 0,420 bis 0,841 mm) und einem faserigen Material mit einer Länge von 2 bis 30 mm und einem Durchmesser von 10 bis 100 Mikrometern besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Verhältnis des Partikelmaterials zum faserigen Material im Bereich von 0,2-1000 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das faserartige Material aus alkalisch resistenten Glasfasern besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das faserige Material aus alkalisch resistenten Glasfasern und Kohlenstoffasern besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bereitstellens einer Fluidsuspension das Bereitstellen eines Fluids umfaßt, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus gelierten wäßrigen Fluiden, geliertem Öl, wäßrigen Polymer-Lösungen, wäßrigen oberflächenaktiven Lösungen, Emulsionen aus Wasser und Öl sowie Mischungen aus einem dieser Fluide mit einem Gas besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Schritt des Bereitstellens einer Fluidsuspension das Bereitstellen einer gelierten wäßrigen Lösung eines Galactomannan-Gummis, die außerdem Kohlendioxid, Stickstoff oder Mischungen hiervon enthält, umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Pumpschritt bei einem den Bruchdruck für die unterirdische Formation übersteigenden Druck ausgeführt wird und der Ablagerungsschritt das Anordnen der Partikel- und Fasermischung in Bruchstellen, die während des Pumpschrittes in der Formation erzeugt werden, umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Pumpschritt bei einem Druck unterhalb des Bruchdrucks für die unterirdische Formation erfolgt und der Ablagerungsschritt das Anordnen der Partikel- und Fasermischung in einer bohrlochnahen Zone umfaßt.

11. Poröser, fester Block in einer von einem Bohrloch durchquerten unterirdischen Formation, der aus Partikelmaterial, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Sand, harzbeschichtetem Sand, Keramikperlen, Glas-Mikrokugeln, synthetischen organischen Perlen und gesinterten Mineralstoffen mit einer Partikelgröße im Bereich von 10 bis 100 US-Mesh (Siebweite 0.149 bis 1.68 mm) besteht, und mit einem faserigen Material mit einer Länge von wenigstens 2 mm und einem Durchmesser im Bereich von 3 bis 200 Mikrometern innig vermischt ist, besteht.

12. Poröser Block nach Anspruch 11, bei dem das faserartige Material aus einer Gruppe gewählt ist, die aus natürlichen organischen Fasern, synthetischen organischen Fasern, Glasfasern, Kohlenstoffasern, Keramikfasern, anorganischen Fasern, Metallfasern und Mischungen hiervon besteht.

13. Poröser Block nach Anspruch 11, wobei sich der Block in der Nähe des Bohrlochs befindet.

14. Poröser Block nach Anspruch 11, wobei das faserige Material Hohlfasern umfaßt, die eine Lochbehandlungschemikalie besitzen, die in einem Innenvolumen des faserigen Materials enthalten ist.

15. Poröser Block nach Anspruch 11, wobei die Lochbehandlungschemikalie aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymerbrechern, Korrosionsinhibitoren, Kesselsteinverhütungsmitteln und chemischen Indikatoren besteht.

16. Poröser Block nach Anspruch 11, wobei sich der Block in Bruchstellen befindet, die sich vom Bohrloch radial auswärts erstrecken.