[發明專利]一種天然氣前置增能壓裂裝置及工藝

在審

• 申請號: 202010694007.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111749670A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 石剛;張健;薛旭周;段超;周聰
• 申請（專利權）人: 杰瑞能源服務有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 煙臺炳誠專利代理事務所(普通合伙) 37258
• 代理人: 任連明

本發明公開了一種天然氣前置增能壓裂裝置，包括天然氣氣源、壓縮機、一級工具井、二級工具井、壓裂車、液罐和壓裂井。有益效果：采用天然氣作為增能氣體，天然氣可溶解于原油使原油膨脹，降低粘度；在儲層中可以形成混相驅，界面張力降低、毛管數增大，大幅降低了殘余油飽和度，從而有助于提高原油采收率；天然氣來源廣泛、價格低廉、方便快捷且效益最優；采用一級工具井和二級工具井對天然氣進行增壓，增加工具井單次儲氣能力，增壓效果不受壓縮機功率的限制，單次注氣量大，降低對壓縮機的依賴性，同時可通過多次增壓進一步增大壓力，滿足大排量、高壓力的要求。

技術領域

本發明涉及壓裂技術領域，具體涉及一種天然氣前置增能壓裂裝置及工藝。

背景技術

氣體前置增能壓裂技術是指在常規水基壓裂液的基礎上，在單級射孔后、分級壓裂前向射孔段注入一定量的氣體，利用氣體的彈性能以及能與原油形成混相驅的特點，為地層補充能量，提高致密油的采收率，同時，由于氣體對油層基本沒有傷害，能夠提高壓裂液的返排效率，減少壓裂液對油層的傷害，起到提高裂縫滲流能力、增加油井產能的目的。目前氣體前置增能壓裂主要采用CO₂或N₂作為增能氣體，雖然能提高壓裂效果，但CO₂或N₂會對地面設備、管線以及井筒產生強烈腐蝕，需要專用設備生產，注氣成本高；且采出后無用，對環境有一定的污染。而且注氣受到壓縮機或高壓泵功率限制，導致單次注氣儲能低，注氣壓力低、排量小。

發明內容

本發明的目的克服現有技術的不足，提供一種天然氣前置增能壓裂裝置及工藝，采用天然氣作為增能氣體，天然氣可溶解于原油使原油膨脹，降低粘度；在儲層中可以形成混相驅，界面張力降低、毛管數增大，大幅降低了殘余油飽和度，從而有助于提高原油采收率；天然氣來源廣泛、價格低廉、方便快捷且效益最優；采用一級工具井和二級工具井對天然氣進行增壓，增加工具井單次儲氣能力，增壓效果不受壓縮機功率的限制，單次注氣量大，降低對壓縮機的依賴性，同時可通過多次增壓進一步增大壓力，滿足大排量、高壓力的要求。

本發明的目的是通過以下技術措施達到的：一種天然氣前置增能壓裂裝置，包括天然氣氣源、壓縮機、一級工具井、二級工具井、壓裂車、液罐和壓裂井，所述一級工具井和二級工具井均設有氣相進口、氣相出口、液相進口和液相出口，所述天然氣氣源和壓縮機順序連接，所述壓縮機還分別與一級工具井和二級工具井的氣相進口連接，所述一級工具井和二級工具井的氣相出口均與壓裂井連接，所述壓裂車分別與一級工具井和二級工具井的液相進口連接，所述一級工具井和二級工具井的液相出口均與液罐連接，所述二級工具井為1個以上，多個所述二級工具井并聯。

進一步地，所述一級工具井和二級工具井均包括套管、油管和井口，所述井口設有氣相進口、氣相出口、液相進口和液相出口，所述氣相進口和氣相出口分別與套管的一端連接，所述套管的另一端伸入井底并密封設置，所述液相進口和液相出口分別與油管的一端連接，所述油管的另一端伸入套管內并與套管連通。

進一步地，所述壓裂車還與液罐連接。

進一步地，所述天然氣氣源為CNG罐車或天然氣輸送管線。

進一步地，所述第一工具井和第二工具井的氣相進口、氣相出口、液相進口、液相出口以及壓裂井的進口端均設有安全閥。

進一步地，所述安全閥均可遠程控制。

一種天然氣前置增能壓裂工藝，包括如下步驟：

(1)一級工具井和二級工具井注氣：一級工具井和二級工具井注氣：天然氣經壓縮機加壓后分別輸送至一級工具井和二級工具井的氣相進口，一級工具井和二級工具井內注滿天然氣，同時天然氣將一級工具井和二級工具井內的壓裂液經一級工具井和二級工具井的液相出口排至液罐內；