[發明專利]一種基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝

在審

• 申請號: 202110216556.4
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112943185A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 劉衛彬;徐興友;張君峰;劉暢;白靜;陳珊;李耀華;徐銀波;仝立華
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局油氣資源調查中心
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/26;E21B43/267;C09K8/68;C09K8/90
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 呂露

1.一種基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，其包括以下步驟：

S1、往地層注入超臨界二氧化碳進行預壓裂用以形成縫網；

S2、依次向所述縫網注入不同類型的攜帶支撐劑的壓裂液進行水力攜砂壓裂用以擴大、支撐、打磨縫網，在所述水力攜砂壓裂的過程中，全程拌注液態N₂；

S3、注入滑溜水進行頂替作業以將所述壓裂液頂入地層。

2.根據權利要求1所述的基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，在步驟S2中，全程拌注液態N₂的排量為150～200L/min。

3.根據權利要求1所述的基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，所述超臨界二氧化碳是將液態二氧化碳升溫升壓至超臨界狀態得到，臨界溫度為31.1℃，臨界壓力為7.38MPa；

和/或，所述超臨界二氧化碳的注入排量為3～4m³/min。

4.根據權利要求1所述的基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，在步驟S2中，所述水力攜砂壓裂包括以下步驟：

依次向所述縫網按照14～18m³/min排量注入攜帶粗粒徑支撐劑的高粘度凍膠壓裂液用以擴大縫網，按照12～14m³/min排量注入攜帶小粒徑支撐劑的低粘度滑溜水壓裂液用以支撐全部縫網，按照14～16m³/min排量注入攜帶中粒徑支撐劑的中粘度線性膠壓裂液用以打磨縫網；

其中，所述高粘度凍膠壓裂液的粘度＞50mPa·s，所述粗粒徑支撐劑為30～50目的陶粒，加砂比例為4wt％～6wt％；

所述低粘度滑溜水壓裂液的粘度為3～5mPa·s，所述小粒徑支撐劑為70～140目的陶粒，加砂比例為10wt％～15wt％；

所述中粘度線性膠壓裂液的粘度為10～30mPa·s，所述中粒徑支撐劑為40～70目的陶粒，加砂比例為8wt％～10wt％。

5.根據權利要求4所述的基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，所述高粘度凍膠壓裂液主要以質量分數計的0.5％～0.8％羧甲基羥丙基瓜膠、1％～2％KCL防膨劑、0.3％～0.5％氟碳助排劑、0.5％～0.7％交聯劑、0.1％～0.2％降阻劑和95％～98％清水組成；所述高粘度凍膠壓裂液的防膨率＞85％，90℃下破膠時間＜1h，降阻率＞70％；

所述低粘度滑溜水壓裂液主要以質量分數計的0.1％～0.2％羧甲基羥丙基瓜膠、1％～2％KCL防膨劑、0.3％～0.5％氟碳助排劑、0.1％～0.2％降阻劑和96％～98％清水組成；所述低粘度滑溜水壓裂液的防膨率＞85％，降阻率＞70％；

所述中粘度線性膠壓裂液主要以質量分數計的0.2％～0.4％羧甲基羥丙基瓜膠、1％～2％KCL防膨劑、0.3％～0.5％氟碳助排劑、0.3％～0.5％交聯劑、0.1％～0.2％降阻劑和95％～98％清水組成；所述中粘度線性膠壓裂液的防膨率＞85％，90℃下破膠時間＜1h，降阻率＞70％；

和/或，所述陶粒的抗壓強度＞70Mpa，所述陶粒的密度＜1.6g/cm³。

6.根據權利要求1所述的基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，先分段選簇，確定橋塞坐封位置及每段射孔位置，再按照步驟S1～S3分別對每個單段進行復合壓裂工藝。

7.根據權利要求6所述的基于超臨界二氧化碳前置預壓裂的復合壓裂工藝，其特征在于，每個單段的段長控制在20～40m；

和/或，所述射孔位置的選擇原則包括：選擇脆性礦物含量＞50％的部位；同一段內射孔點破裂壓力低于平均值的50％，并且各射孔點破裂壓力差值幅度＜20％；儲層總孔隙度＞4％，滲透率大于0.01md的部位；氣測總烴＞0.8％，TOC＞1.0％，S₁大于0.3mg/g的部位；測井聲幅＜20％的部位；

和/或，單段簇數為3～5簇，簇長為1～2m，簇間距為10～20簇/m。