[發(fā)明專利]一種頁巖油藏氮氣輔助二氧化碳壓裂與開發(fā)一體化方法

有效

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• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112377166B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 周翔;趙玉龍;張博寧;孫新革;鄭愛萍;石蘭香;張烈輝;曾斌;潘軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/16
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發(fā)明公開一種頁巖油藏氮氣輔助二氧化碳壓裂與開發(fā)一體化方法，包括利用氮氣輔助二氧化碳對目標頁巖油藏進行壓裂操作；壓裂操作完成后，向目標頁巖油藏中注入二氧化碳氣體，后續(xù)再向目標頁巖油藏中注入氮氣氣體，用于將二氧化碳氣體推入油藏深部；對目標頁巖油藏實施燜井作業(yè)；燜井結(jié)束后，開井實施衰竭生產(chǎn)；第一周期生產(chǎn)后；后續(xù)生產(chǎn)過程中，注入氣體段塞體積、燜井時間均為上一周期的1.5倍，每個周期重復步驟五?步驟七的操作。本發(fā)明最大化的提高頁巖油藏的采收率；這樣最大效率地利用二氧化碳氣體，使得頁巖油藏的開發(fā)更加經(jīng)濟、高效；壓裂、開發(fā)一體化設計，使得現(xiàn)場操作流程化、規(guī)范化，不同部門能夠建立起更加緊密合作。

技術領域

本發(fā)明涉及頁巖油藏開采技術領域，具體涉及一種頁巖油藏氮氣輔助二氧化碳壓裂與開發(fā)一體化方法。

背景技術

我國頁巖油儲量巨大，這部分原油的高效開發(fā)將成為滿足我國經(jīng)濟發(fā)展能源需求的重要保證。頁巖油資源的儲量巨大，該類資源的開發(fā)利用，是解決我國能源危機的關鍵。但是由于頁巖油藏的滲透率極低，并伴有一定的水敏性影響，使得該類原油利用常規(guī)開發(fā)方式(注水開發(fā))不適用(注水注不進、注入水傷害地層)。為了提高頁巖油開發(fā)，目前常用的方式為注氣開發(fā)，對比不同的注氣介質(zhì)(天然氣、氮氣、二氧化碳等)，注二氧化碳開發(fā)頁巖油(吞吐、驅(qū)替方式等)能夠取得更好的開發(fā)效果。為了降低頁巖油藏，滲透性極低的儲層對注氣量的影響，對頁巖油層實施壓裂，在油層中形成不同方向、長度的裂縫，使得注入的氣體能夠沿著裂縫向油藏深處傳遞，接觸到油藏深處的原油，達到提高頁巖油采收率的目的。

在壓裂實施過程中，與水力壓裂相比注二氧化碳壓裂具有更多優(yōu)勢：(1)注入的二氧化碳氣體不會產(chǎn)生水敏影響，減少對地層的傷害；(2)壓裂后，注入的二氧化碳氣體直接注入到油層中與原油作用，起到提高頁巖油采收率的目的；(3)注入的二氧化碳氣體與油藏中地層水反應，形成碳酸水，腐蝕附近地層，一定程度上改善了地層滲透率，有利于原油在油藏中的流動；(4)實現(xiàn)二氧化碳氣體的地層中的埋存，減小碳足跡。

然而，注二氧化碳壓裂存在一定的局限性。一方面，由于二氧化碳氣體的捕集過程復雜，捕集大量的二氧化碳氣體具有一定的難度；另一方面，由于區(qū)域所限，利用罐車運輸液態(tài)二氧化碳氣體時受到距離的影響，成本較高。因此，在保證壓裂效果以及開發(fā)效果的前提下，減少二氧化碳使用量將是提高經(jīng)濟效益重要因素。

現(xiàn)有技術中，授權(quán)公開號為CN205117321U，名稱為“一種超臨界二氧化碳、氮氣、水力復合壓裂系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利文獻公開了一種新型的利用超臨界二氧化碳、氮氣、水為復合介質(zhì)的壓裂系，包括N₂罐，CO₂罐，CO₂罐的出口端通過管線依次連接有加熱器、增壓泵、攪拌調(diào)黏器，N₂罐的出口端與加熱器的入口端通過管線連接，N₂罐入口端與CO₂罐入口端之間的管線上依次安裝有控制閥、空氣分離器，增壓泵的另一個入口端通過管線依次連接有水基壓裂液罐、液體分離器、頁巖氣分離器、空氣壓縮機、冷卻器，冷卻器的出口端與空氣分離器的入口端連通，液體分離器的另一個入口端通過管線連通有固體分離器、卸壓泵。該專利詳細闡述了壓力系統(tǒng)裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，工藝流程簡單；但是其并未涉及如何在頁巖油藏中實施壓裂操作及氮氣輔助二氧化碳壓裂的原理、特點、優(yōu)勢等問題。

申請公布號為CN108397171A，名稱為“一種氮氣輔助二氧化碳吞吐開采致密油的方法”的中國發(fā)明專利文獻公開了一種氮氣輔助二氧化碳吞吐開采致密油的方法：在第一輪二氧化碳吞吐開采后，第二個輪次將氮氣與二氧化碳按照一定的比例先后注入致密油藏，注入完成后進行燜井。燜井時，氮氣同二氧化碳向深部地層擴散。由于氮氣的原油中的溶解度較小，氮氣可有維持地層壓力，從而增加地層彈性能量。氮氣與二氧化碳的協(xié)同作用使得一次吞吐后，油井可保持較高的采油量。其雖然能夠?qū)崿F(xiàn)進行多輪次吞吐后，可有效維持地層壓力，提高致密油藏采收率；但是其存在二氧化碳消耗大，混合后的氮氣一定程度上阻礙二氧化碳向油藏中的擴散效率，難以最大化的提高致密油采收率。

發(fā)明內(nèi)容