[發明專利]一種CO2

在審

• 申請號: 202210521185.5
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114909117A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 時際明;王志興;安耀清;許云春;于思想;蔡為立;牛慶華
• 申請（專利權）人: 四川安碩石油工程技術服務有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 李林

本發明公開了一種CO₂少水壓裂液體系及超臨界CO₂準干法加砂壓裂方法，CO₂少水壓裂液體系包括液態CO₂、壓裂液、攜砂液和頂替液，液態CO₂用于在壓裂造縫前注入地層對地層進行預處理；壓裂液用于注入地層進行壓裂造縫，包括CO₂少水壓裂液和降濾段塞用于交替注入地層；降濾段塞由CO₂少水壓裂液和支撐劑組成；攜砂液用于注入造縫后的地層中起支撐作用，由CO₂少水壓裂液和支撐劑組成；述頂替液用于頂替地層中的液體。CO₂少水壓裂液由20％?25％的水基壓裂液和75％?80％的液態CO₂組成。本發明利于解決目前的液態CO₂粘度低、攜砂能力受限、壓裂效果較差等技術問題。

技術領域

本發明涉及油氣增產技術領域，具體涉及一種CO₂少水壓裂液體系及超臨界CO₂準干法加砂壓裂方法。

背景技術

從CO₂流體的相態圖中可以看出，當溫度達到31.3℃、壓力超過7.39MPa時，CO₂流體便處于超臨界狀態。超臨界CO₂流體既不同于液體，也不同于氣體，具有許多獨特的物理化學性質。超臨界CO₂的密度接近于液體，黏度接近于氣體，而且擴散系數較高、表面張力接近于零，具有很強的滲透能力以及良好的傳熱、傳質性能。利用超臨界CO₂流體對儲層進行壓裂改造能夠避免傳統壓裂液所帶來的一系列問題。

現有的CO₂超臨界連續油管噴射壓裂技術主要包括噴砂射孔和壓裂地層兩個部分。首先進行噴砂射孔作業，利用密閉混砂車將液態CO₂與磨料充分混合，經高壓管線輸送到壓裂車。壓裂車組將混合流體通過連續油管泵入到井筒中。混合流體逐漸下行，溫度壓力不斷升高，當到達噴射壓裂裝置后，產生高速超臨界CO₂磨料射流，射穿套管和儲層巖石，形成射流孔道。實驗和模擬研究表明，超臨界CO₂射流具有比水射流更低的破巖門限壓力和更快的破巖速度，且加入磨料后會有更強的沖蝕切割能力，使得超臨界CO₂射流能在噴射壓裂的套管和地層開窗過程中發揮顯著優勢。射孔完成后進行壓裂作業。通過連續油管或連續油管與環空同時泵入純凈液態CO₂，液態CO₂在下行過程中轉變為超臨界態。超臨界CO₂射流直接噴射到射流孔道中，產生比水射流更強的孔內增壓效果，從而壓開儲層。當裂縫延伸到一定長度后，用混砂車將支撐劑混入CO₂中，泵入裂縫中進行支撐，完成第1段壓裂；第2段壓裂前，需泵入少量的隔離液以防止第2段壓裂時的CO₂進入第1段壓裂的裂縫中，然后上提連續油管至目標層段，重復進行上述壓裂施工步驟。連續油管超臨界CO₂噴射壓裂流程，主要由CO₂存儲系統、混砂系統、壓裂泵組、井口控制系統、注入及傳輸系統、井下壓裂裝置等組成。對于常規油管壓裂方式，可先進行地層射孔，隨后下入光油管到射孔段并錨定，也可以采用水力噴砂射孔，隨后用CO₂替換井筒中的水，進行后續的壓裂作業，后續的壓裂過程與連續油管噴射壓裂相同。

現有的CO₂超臨界加砂壓裂技術的主要缺點如下：

1、液態CO₂粘度極低，本身無法攜砂。

2、液態CO₂增粘后粘度低(增粘后粘度在0.1～10mPa.s)，攜砂難度大，壓裂施工砂比低。

3、液態CO₂增粘后粘度低，造縫效率低。

4、現有的液態CO₂壓裂需要密閉混砂車，成本高。