[發明專利]二氧化碳無水壓裂系統及方法

在審

• 申請號: 201911135720.8
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN112901132A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王峰;許建國;李邊生;段永偉;趙晨旭;陳實;王翠翠;張珊美佳;朱浩宇;任碩
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B43/16
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 賈敏

1.一種二氧化碳無水壓裂系統，其特征在于，所述系統包括：

多個二氧化碳運輸車(1)、氣液分離罐(2)、增壓泵(3)、混砂罐(4)、加液泵(5)、輸液管(6)、攪拌件(7)以及多個壓裂泵車(8)；

多個所述二氧化碳運輸車(1)均與所述氣液分離罐(2)連接，所述氣液分離罐(2)與所述增壓泵(3)的進口端連接，所述增壓泵(3)的出口分別與所述混砂罐(4)的頂部、多個所述壓裂泵車(8)底部的進液端連接，多個所述壓裂泵車(8)頂部的出液端均用于與油井的井口連接；

所述混砂罐(4)的底部與所述輸液管(6)的第一進液口連接，所述攪拌件(7)位于所述輸液管(6)內，所述加液泵(5)與所述輸液管(6)的第二進液口連接，所述輸液管(6)的出液口與多個所述壓裂泵車(8)連接。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：第一閥門(9)，所述第一閥門(9)設置在所述增壓泵(3)與所述混砂罐(4)之間的管線上，所述第一閥門(9)用于調節通過所述增壓泵(3)進入所述混砂罐(4)內液態二氧化碳的含量。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：第二閥門(10)，所述第二閥門(10)設置在所述混砂罐(4)的頂部，所述第二閥門(10)用于控制所述混砂罐(4)內的壓力在安全閾值內。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：第三閥門(11)，所述第三閥門(11)設置在所述混砂罐(4)的底部與所述輸液管(6)的第一進液口之間，所述第三閥門(11)用于控制所述混砂罐(4)內的支撐劑進入所述油井內的含量。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：密度計(12)，所述密度計(12)設置在所述混砂罐(4)與多個所述壓裂泵車(8)之間，所述密度計(12)用于檢測所述混砂罐(4)內支撐劑進入所述壓裂泵車(8)內的含量。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：回流管線，所述回流管線的一端與多個所述壓裂泵車(8)連接，另一端與多個所述二氧化碳運輸車(1)連接。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：第四閥門(13)，所述第四閥門(13)設置多個所述壓裂泵車(8)與所述油井的井口之間，所述第四閥門(13)用于控制液態二氧化碳與支撐劑進入所述油井的進口內的含量。

8.一種二氧化碳無水壓裂方法，所述方法用于權利要求1-7任一所述的系統，其特征在于，所述方法包括：

將支撐劑放入混砂罐(4)中，對二氧化碳無水壓裂系統進行清理和干燥；

對所述混砂罐(4)中的支撐劑進行冷卻，使所述混砂罐(4)中液態二氧化碳的溫度與多個二氧化碳運輸車(1)內液態二氧化碳的溫度一致；

降低多個壓裂泵車(8)內的溫度，使多個所述壓裂泵車(8)內的溫度與多個所述二氧化碳運輸車(1)內液態二氧化碳的溫度一致；

液態二氧化碳從多個所述二氧化碳運輸車(1)被輸出，通過氣液分離罐(2)分離掉所述液態二氧化碳中的氣體，通過增壓泵(3)對分離后的液態二氧化碳進行增壓，增壓后的液態二氧化碳進入混砂罐(4)，通過所述混砂罐(4)向多個所述壓裂泵車(8)內輸送增壓后的液態二氧化碳，通過多個所述壓裂泵車(8)向油井輸入液態二氧化碳；

當所述增壓泵(3)的排量達到預設值時，通過加液泵(5)向與所述混砂罐(4)連接的輸液管(6)內加入二氧化碳稠化劑，通過設置在所述混砂罐(4)底部的所述輸液管(6)內的攪拌件(7)對從所述混砂罐(4)出來的支撐劑進行攪拌，將攪拌后的支撐劑與二氧化碳液體輸出至多個所述壓裂泵車(8)，通過多個所述壓裂泵車(8)向所述油井內注入液態二氧化碳與支撐劑，完成對油井的注液與注砂作業。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，通過所述混砂罐(4)輸出的支撐劑與液態二氧化碳的含量相等。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，通過混砂罐(4)輸出支撐劑與液態二氧化碳時，多個所述二氧化碳運輸車(1)內的壓力與所述混砂罐(4)內的壓力保持平衡。