[發(fā)明專利]一種提高超臨界二氧化碳干法壓裂效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711164286.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN108009670B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜林麟;張斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方寶麟科技發(fā)展（北京）有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;姚亮

本發(fā)明提供一種提高超臨界二氧化碳干法壓裂效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其通過研發(fā)、優(yōu)選更合適的增粘劑，提升超臨界CO₂壓裂液體系的流變性、攜砂性、降阻性、降濾失性等性能；同時(shí)該增粘劑還可以大幅度提高壓裂液體系粘度；該方法還通過優(yōu)選適合的超臨界CO₂壓裂所用支撐劑材料，進(jìn)一步提高壓裂施工的鋪砂程度，增強(qiáng)裂縫導(dǎo)流能力；該方法還通過優(yōu)選密閉混砂裝置，提升其容積性能，滿足現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工砂量要求；該方法還通過優(yōu)化施工參數(shù)和注入方式等，在保證改造效果的同時(shí)，逐步提高砂比和CO₂利用率，以對(duì)該壓裂工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化、調(diào)整，盡可能避免地質(zhì)傷害，建立深度溝通，擴(kuò)大波及體積，強(qiáng)化裂縫支撐，提升超臨界二氧化碳干法壓裂改造效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高超臨界二氧化碳干法壓裂效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在石油行業(yè)興起的超臨界流體應(yīng)用案例中，超臨界CO₂壓裂液的應(yīng)用已逐步得到石油天然氣行業(yè)技術(shù)人員的認(rèn)可，并根據(jù)其使用方式、規(guī)模的不同，形成了以下幾種優(yōu)缺點(diǎn)各異的液態(tài)CO₂壓裂工藝。

(1)超臨界CO₂蓄能前置壓裂工藝，該工藝前置小規(guī)模CO₂，折算CO₂質(zhì)量比為10-20％，其優(yōu)勢(shì)在于能夠增加地層能量，降低壓裂液濾失、促進(jìn)壓裂液快速返排，降低傷害；其缺點(diǎn)在于前置CO₂規(guī)模小，波及范圍小，且無法避免水基壓裂液對(duì)儲(chǔ)層及支撐裂縫的傷害。

(2)超臨界CO₂全程伴注壓裂工藝，該工藝采用全程注入CO₂，CO₂質(zhì)量比為30-50％，其優(yōu)勢(shì)在于能夠降低水基壓裂液濾失，促進(jìn)返排；其缺點(diǎn)在于超臨界CO₂規(guī)模小，波及范圍小，且無法避免水基壓裂液對(duì)儲(chǔ)層及支撐裂縫的傷害；該工藝主要應(yīng)用于低壓油氣藏，弱水敏儲(chǔ)層，以提高壓裂液返排率為主。

(3)超臨界CO₂泡沫壓裂工藝，該工藝采用全程注入CO₂，CO₂質(zhì)量比為50-70％，其優(yōu)勢(shì)在于能夠降低壓裂液濾失、增強(qiáng)造縫能力、促進(jìn)壓裂液快速返排；其缺點(diǎn)在于無法避免水基壓裂液對(duì)儲(chǔ)層及支撐裂縫的傷害；該工藝主要應(yīng)用于低壓油氣藏，中-強(qiáng)水敏儲(chǔ)層，以減小濾失、減小污染。

(4)超臨界CO₂壓裂前置+水基攜砂壓裂工藝，其優(yōu)勢(shì)在于能夠增加地層能量，降低濾失；同時(shí)，由于CO₂規(guī)模較大，波及范圍較大，且對(duì)形成復(fù)雜裂縫增大改造體積有利，水基壓裂液(交聯(lián)凍膠)攜砂濃度高且量大，有利于形成高導(dǎo)流穩(wěn)定裂縫；其缺點(diǎn)在于無法避免水基壓裂液對(duì)儲(chǔ)層及支撐裂縫的傷害；該工藝主要應(yīng)用于致密儲(chǔ)層，低壓油氣藏，強(qiáng)水敏、強(qiáng)水鎖儲(chǔ)層。

(5)超臨界CO₂干法無支撐壓裂工藝，該工藝采用全程注入CO₂，CO₂質(zhì)量比為100％，其優(yōu)勢(shì)在于超臨界CO₂規(guī)模大，波及范圍大，改造體積大且壓裂形成以剪切縫為主的復(fù)雜裂縫，導(dǎo)流能力較高；其缺點(diǎn)在于無裂縫骨架支撐，地層應(yīng)力敏感及生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，裂縫閉合且導(dǎo)流能力下降，產(chǎn)量遞減快。

(6)超臨界CO₂干法加砂壓裂工藝，其優(yōu)勢(shì)在于超臨界CO₂規(guī)模大，波及范圍大，改造體積大且壓裂形成以剪切縫為主的復(fù)雜裂縫，且得到有效支撐，形成的裂縫導(dǎo)流能力具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性；其缺點(diǎn)在于對(duì)設(shè)備要求高，加砂存在砂堵風(fēng)險(xiǎn)；該工藝主要應(yīng)用于低壓油氣藏，強(qiáng)水敏、強(qiáng)水鎖儲(chǔ)層。