CN105822279B - 压裂方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压裂方法和系统，方法包括：采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理，生成废液；排出废液；在排出废液的同时，采用来自压裂液体管道中的第二压裂液体对第二口单井进行压裂处理；其中，第一口单井与第二口单井之间通过压裂液体管道连接。本发明提供的压裂方法和系统，能够节约对多个单井处理的总时间，提高处理效率，缩短施工周期。

Description

压裂方法和系统

技术领域

本发明涉及采油工程技术，尤其涉及一种压裂方法和系统。

背景技术

压裂的过程是在地面采用高压大排量的泵，利用液体传压的原理，将具有一定粘度的液体，以大于油层的吸收能力的压力向油层注入，并使井筒内压力逐渐升高，从而在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石的抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝：继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产的目的。

常规多口单井压裂过程是，先对第一口单井进行配液、压裂、排液，完成之后，再对第二口单井进行配液、压裂、排液，如此依次对其他单井进行处理，常规多口单井压裂的方法不能同时对多个单井的压裂处理过程实现同步作业，导致施工周期长。

发明内容

本发明提供了一种压裂方法和系统，用以解决现有技术中不能同时对多个单井的压裂处理过程实现同步作业，导致施工周期长的问题。

本发明实施例一方面提供一种压裂方法，包括，

采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理，生成废液；

排出所述废液；

在所述排出所述废液的同时，采用来自所述压裂液体管道中的第二压裂液体对所述第二口单井进行所述压裂处理；

其中，所述第一口单井与所述第二口单井之间通过所述压裂液体管道连接。

进一步地，所述方法还包括：

排出所述废液的时间小于或等于对所述第二口单井进行所述压裂处理的时间。

进一步地，对采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理之前，还包括，

配置所述第一压裂液体；

打开所述第一口单井的压裂液体进入阀，以使所述压裂液体管道中的第一压裂液体通过压裂液体进入阀进入所述第一口单井。

进一步地，在所述排出所述废液之后，还包括，

对所述废液进行净化处理生成净化液体；

采用所述净化液体生成新的压裂液，并将所述新的压裂液体输送至所述压裂液体管道。

本发明实施例另一方面提供一种压裂系统，包括：

至少一个第一口单井和至少一个第二口单井，所述第一口单井和所述第二口单井之间通过压裂液体管道连接；

所述压裂液体管道，用于向所述第一口单井输送第一压裂液体和用于向所述第二口单井输送第二压裂液体；

混配装置，与所述压裂液体管道进行连接，所述混配装置用于生成所述第一压裂液体和所述第二压裂液体；

压裂装置，分别与所述第一口单井和所述第二口单井连接，所述压裂装置用于采用所述第一压裂液体对所述第一口单井进行压裂处理，以及采用所述第二压裂液体对所述第二口单井进行所述压裂处理；

排液装置，与所述第一口单井连接，用于排出所述第一压裂液体经过压裂处理后生成的废液。

进一步地，所述系统还包括，

净化装置，分别与所述排液装置和所述混配装置连接，所述净化装置用于对所述废液进行净化处理，生成净化液体。

进一步地，所述系统还包括：

储液装置，连接于所述净化装置和所述混配装置之间，所述储液装置用于存储所述净化液体。

进一步地，所述混配装置包括配液罐、混配车和混砂车，所述混配车连接于所述储液装置和所述配液罐之间，所述混砂车与所述配液罐连接，以及通过所述压裂液体管道与所述压裂装置连接；

其中，所述混配车用于采用所述净化液体生成压裂液体原料，所述配液罐用于存储所述压裂液体原料，所述混砂车用于采用所述压裂液体原料和支撑剂，生成新的压裂液体。

进一步地，所述压裂装置包括液氮车和压裂机组，

所述液氮车连接于所述压裂液体管道与所述压裂机组之间，所述压裂机组分别与所述压裂液体管道和所述混砂车连接，所述液氮车用于向所述压裂液体管道输送氮气，所述压裂液体管道用于将所述第一压裂液体与所述氮气通过所述压裂液体管道输送至所述第一口单井，以及将所述第二压裂液体与氮气通过所述压裂液体管道输送至所述第二口单井。

进一步地，所述排液装置包括沉砂池，所述沉砂池用于存放并沉淀所述废液。

本发明提供的压裂方法和系统，通过对第一口单井进行压裂处理，在将生成的废液排出的同时，对第二口单井进行压裂处理，节约了对多个单井处理的总时间，提高了处理效率，缩短了施工周期。

附图说明

图1为根据本发明实施例一的压裂方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例三的压裂方法的流程示意图；

图3为根据本发明实施例四的压裂方法的流程示意图；

图4为根据本发明实施例五的压裂系统的结构示意图；

图5为根据本发明实施例六的压裂系统的结构示意图；

图6为根据本发明实施例七的压裂系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供的压裂方法可应用于油气井开采中，本实施例的执行主体为压裂系统。

图1为本发明实施例一的压裂方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的压裂方法包括：

步骤101，采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理，生成废液。

具体的，第一压裂液体为具有一定粘度的液体，压裂液体管道用于输送第一压裂液体。以油井压裂为例，本实施例中的压裂处理过程具体为，第一压裂液体经过压裂机组加入液氮后，通过压裂液体管道以大于油层吸收能力的排量输送到第一口单井中，使第一口单井井筒内的压力逐渐升高，当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层会形成一条或几条水平或垂直裂缝，此时继续注入液体，裂缝会向油层深处延伸与扩展，直到液体注入速度等于油层渗透速度时，裂缝才会停止延伸与扩展。当压裂处理过程完成之后，第一口单井井筒内会生成很多废液，该废液的主要成分为压裂返排液，压裂返排液即压裂过程中没有渗透到油层中的第一压裂液。

步骤102，排出废液。

经过压裂处理之后会产生大量废液，废液中的主要成分为压裂返排液，即压裂处理完成之后，返排出来的液体。压裂返排液中包含第一压裂液，由于第一压裂液留在地层的裂缝中可能会降低裂缝的导流能力，对地层造成一定的伤害，因此必须采取措施，及时快速地排出第一口单井中的废液，以减小对地层的伤害，提高压裂增产效果。

步骤103，在排出废液的同时，采用来自压裂液体管道中的第二压裂液体对第二口单井进行压裂处理；

其中，第一口单井与第二口单井之间通过压裂液体管道连接。

具体的，第二压裂液体跟第一压裂液体的成分相同。在第一口单井排出废液的同时，对第二口单井进行压裂处理，即第二压裂液体通过压裂液体管道以大于油层吸收能力的排量输送到第二口单井中，直到液体注入速度等于油层渗透速度。

由于第一口单井与第二口单井之间通过压裂液体管道连接，所以为了防止第一口单井的废液进入第二口单井，在第一口单井进行废液排出时，应将第二口单井的废液排出阀关闭，且为了防止在对第二口单井进行压裂处理时，进入第二口单井的第二压裂液进入第一口单井，应将第一口单井的压裂液体进入阀关闭。

当然，接下来，压裂系统还可以对第三口单井、第四口单井、第五口单井等等执行如上描述的压裂方法，本实施例不再赘述。此外，还可以根据实际需要对各单井采用相同或不同的压裂液体，压裂效果更佳。

本实施例中的压裂方法，通过对第一口单井进行压裂处理，在将生成的废液排出的同时，对第二口单井进行压裂处理，节约了对多个单井处理的总时间，提高了处理效率，缩短了施工周期。

实施例二

本实施例基于实施例一，对上述压裂方法做进一步补充说明。

进一步地，在上述实施例一的基础上，排出废液的时间小于或等于对第二口单井进行压裂处理的时间。

具体的，对第二口单井压裂处理完成之后，由于留在地层的裂缝中的第二压裂液可能会降低裂缝的导流能力，对地层造成伤害，因此需要采取措施，及时快速地排出第二口单井中的废液，以减小对地层的伤害，从而提高压裂增产效果，所以为了使废液对第二口单井中压裂产生的缝隙造成的伤害尽可能小，应在对第二口单井压裂处理完成之后，就立即开始排出废液处理，而由于第一口单井与第二口单井之间通过压裂液体管道连接，所以在第二口单井进行排出废液处理时，第一口单井是不能进行排出废液处理的，因为若是第一口单井在进行排出废液处理，那么第一口单井的废液排出阀是不会关闭的，则第二口单井里排出的废液就有可能会进入到第一口单井中，不仅影响第一口单井的压裂增产效果，还需要再次将该废液从第一口单井中排出，造成重复排出废液，降低了工作效率。

本实施例中，通过设置排出废液的时间小于或等于对第二口单井进行压裂处理的时间，那么第一口单井的排出废液处理完成时，第一口单井的废液排出阀是关闭的，这样，当第二口单井压裂处理完成后进行废液排出处理时，第二口单井排出的废液就不会进入到第一口单井中，第一口单井完全不受第二口单井排出废液处理过程的影响，而此时第一口单井的全部处理过程已经完成，也不会对第二口单井的废液处理过程造成影响，第一口单井和第二口单井各自的处理过程能够同步进行，又互不干扰，节约了多个单井处理的总时间，提高了处理效率，缩短了施工周期。

实施例三

本实施例是对上述实施例的压裂方法做进一步补充说明，图2为本发明实施例三的压裂方法的流程示意图，如图2所示，该压裂方法采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理之前，即在步骤101之前，还包括：

步骤201，配置第一压裂液体。

具体的，从水源引入清水通到混配车中，在混配车中形成混合液体，然后将该混合液体通过压裂液体管道输送到混砂车中，在混砂车中，向混合液体中添加支撑剂，例如石英砂、核桃壳等，从而形成第一压裂液体，第一压裂液体具有一定的粘度，且携带支撑剂。其中，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。

以向油井中输入第一压裂液体为例，由于第一压裂液体具有一定的粘度，在将第一压裂液体挤入油层时，会把油层压出许多裂缝，然后第一压裂液体中携带的支撑剂会充填进裂缝，从而可提高油层的渗透能力，达到增产的目的。

步骤202，打开第一口单井的压裂液体进入阀，以使压裂液体管道中的第一压裂液体通过压裂液体进入阀进入第一口单井。

第一口单井在进行压裂处理之前，压裂液体进入阀是关闭的，当第一压裂液体配置好之后，需要先打开第一口单井的压裂液体进入阀，使第一压裂液体进入第一口单井中，从而实现对第一口单井的压裂处理。

本实施例中通过预先配置第一压裂液体，并打开压裂液体进入阀，为后续对第一口单井进行压裂处理做好准备，由于第一压裂液体具有一定的粘度，在将第一压裂液体挤入油层时，会把油层压出许多裂缝，随后第一压裂液体中携带的支撑剂会充填进裂缝，从而可提高油层的渗透能力，达到增产的目的。

实施例四

本实施例对上述实施例的压裂方法做进一步补充说明，图3为本发明实施例四的压裂方法的流程示意图，如图3所示，在步骤102之后，该压裂方法还包括：

步骤301，对废液进行净化处理生成净化液体。

具体的，废液中的主要成分为压裂返排液，即压裂处理完成之后，返排出来的液体。在净化处理时，先将第一口单井中排出的废液放置在沉砂池中进行沉淀，去除废液中的沙砾等，然后将沉淀后的液体输入到净化装置中，在净化装置中除去各种化学物质后，获得净化液体，该净化液体的主要成分为水。

步骤302，采用所述净化液体生成新的压裂液，并将所述新的压裂液体输送至所述压裂液体管道。

具体的，由于净化装置中生成的净化液体的主要成分为水，所以可将该净化液体送入压裂系统的混配装置中，混配装置采用净化液体生成新的压裂液体，该新的压裂液体与第一压裂液体和第二压裂液体的成分是完全相同的，所以将新的压裂液体送入压裂液体管道后，该新的压裂液体可用于压裂处理。

进一步地，当进入到混配装置中的净化液体不足以让混配装置生成新的压裂液体时，混配装置仍旧能够从水源引入清水进行新的压裂液体的配置。

由于废液中污染物种类多，含量高，如果直接排放，会对环境造成严重污染，本实施例通过将废液进行净化处理获得净化液体，将净化液体送入混配装置，经混配装置生成新的压裂液体来实现废液净化，循环使用，在保护环境的同时，也节约了资源。

实施例五

本发明还提供一种压裂系统，用于执行上述实施例的压裂方法。图4为本发明实施例五的压裂系统的结构示意图，压裂系统中的单井可以包括多口，例如三口单井、十口单井甚至更多口单井，具体可以根据实际需要进行设定。本实施例仅以两口单井为例进行说明。

图4为根据本发明实施例五的压裂系统的结构示意图，如图4所示，压裂系统包括：至少一个第一口单井401、至少一个第二口单井402、压裂液体管道403、混配装置404、压裂装置405和排液装置406。

其中，第一口单井401和第二口单井402之间通过压裂液体管道403连接。

第一口单井401和第二口单井402均可以包括一个或多个，且各单井之间均可以通过压裂液体管道403连接。

本实施例中的压裂液体管道403用于向第一口单井401输送第一压裂液体和用于向第二口单井402输送第二压裂液体。

压裂液体管道403不仅仅将第一口单井401和第二口单井402连接，还用于向第一口单井401输送第一压裂液体和用于向第二口单井402输送第二压裂液体。即所有的单井用到的压裂液体均通过压裂液体管道403输送至相应的单井。

其中，第一压裂液体和第二压裂液体的成分可以相同。

本实施例中的混配装置404与压裂液体管道403进行连接，混配装置404用于生成第一压裂液体和第二压裂液体。

具体的，在混配装置404中生成第一压裂液体和第二压裂液体，然后将第一压裂液体和第二压裂液体通过压裂液体管道403分别输送给第一口单井401和第二口单井402。

压裂装置405，分别与第一口单井401和第二口单井402连接，压裂装置405用于采用第一压裂液体对第一口单井401进行压裂处理，以及采用第二压裂液体对第二口单井402进行压裂处理。

具体的，在混配装置404中生成第一压裂液体和第二压裂液体之后，第一压裂液体和第二压裂液体分别通过压裂液体管道403输送到压裂装置405中，然后压裂装置405采用第一压裂液体对第一口单井401进行压裂处理，采用第二压裂液体对第二口单井402进行压裂处理。

本实施例的排液装置406与第一口单井401连接，用于排出第一压裂液体经过压裂处理后生成的废液。图中也示出了该排液装置406与第二口单井402连接，即排液装置406也可以用于排出第二压裂液体经过压裂处理后生成的废液。其中，排液装置406可以包括沉砂池，用于存放并沉淀废液。

具体的，第一口单井401经过压裂处理之后会产生大量废液，废液中的主要成分为压裂返排液，即压裂处理完成之后，返排出来的液体。压裂返排液中包含部分第一压裂液，由于第一压裂液留在裂缝中可能会降低裂缝的导流能力，对地层造成一定的伤害，因此必须采取措施，及时快速地排出第一口单井中的废液，以减小对地层的伤害，提高压裂增产效果，所以通过排液装置406与第一口单井401连接可及时排出第一口单井401中的废液。其中，第一口单井401经过压裂处理后生成的废液存放在排液装置406的沉砂池中，并在沉砂池中将废液中的沙砾除去。

本实施例中的压裂系统用于执行上述实施例中的压裂方法，具体不再赘述。

该压裂系统利用压裂装置405对第一口单井401进行压裂处理，在将生成的废液排出的同时，利用压裂装置405对第二口单井402进行压裂处理，节约了对多个单井处理的总时间，提高了处理效率，缩短了施工周期。

实施例六

本实施例对实施例五的压裂系统做进一步补充说明。

图5为根据本发明实施例六的压裂系统的结构示意图，如图5所示，在实施例五的基础上，本实施例提供的压裂系统还包括净化装置407，该净化装置407分别与排液装置406和混配装置404连接，净化装置407用于对废液进行净化处理，生成净化液体。

具体的，在净化处理时，先将第一口单井中排出的废液放置在沉砂池中进行沉淀，去除废液中的沙砾等，然后将沉淀后的液体输入到净化器中，在净化器中除去各种化学物质后，获得净化液体，该净化液体的主要成分为水。

由于废液中污染物种类多，含量高，如果直接排放，会对环境造成严重污染，本实施例中的净化装置407通过将废液进行净化处理获得液体，由于液体的主要成分为水，即使将净化处理后的废液直接排放也不会对环境造成任何不利影响，而且还可以对净化处理后的废液进行再利用，节约资源。如图5所示，本实施例的压裂系统还可以包括储液装置408，储液装置408连接于净化装置407和混配装置404之间，储液装置408用于存储净化液体。

具体的，为了便于对净化装置407中生成的净化液体进行再利用，可将生成的净化液体进行存储，储液装置408即用来存储净化液体，储液装置408中的净化液体被送入混配装置404，经混配装置404生成新的压裂液体，该新的压裂液体可被压裂装置405利用，以此来实现水源的循环使用，节约水资源。

实施例七

本实施例以具体举例的方式对上述实施例的压裂系统做进一步补充说明。

图6为根据本发明实施例七的压裂系统的结构示意图，如图6所示，本实施例的压裂装置405可以包括液氮车4051和压裂机组4052。所述混配装置404包括配液罐4041、混配车4042和混砂车4043，所述混配车4043连接于所述储液装置408和所述配液罐4041之间，所述混砂车与所述配液罐4041连接，以及通过所述压裂液体管道403与所述压裂装置405连接，具体与压裂装置405中的压裂机组4052连接。其中，所述混配车4042用于采用所述净化液体生成压裂液体原料，所述配液罐4041用于存储所述压裂液体原料，所述混砂车4043用于采用压裂液体原料和支撑剂，生成新的压裂液体。

其中，液氮车4051连接于压裂液体管道403与压裂机组4052之间，压裂机组4052分别与压裂液体管道403和混配装置404连接，液氮车4051用于向压裂液体管道403输送氮气，压裂液体管道403用于将第一压裂液体与氮气输送至第一口单井401，以及将第二压裂液体与氮气输送至第二口单井402。

本实施例中，在第一口单井401上设置有压裂液体进入阀4011和废液排出阀4012，第二口单井402上同样设置有压裂液体进入阀4021和废液排出阀4022。压裂液体进入阀4011打开时，压裂液体管道403中的第一压裂液体就可以通过压裂液体进入阀4011进入第一口单井401中，之后关闭压裂液体进入阀4011，对第一口单井401进行压裂处理，压裂处理完毕后，打开废液排出阀4012，排出压裂处理过程中生成的废液，并将该废液传输至排液装置406中。在第一口单井401排出废液的同时，例如打开废液排除阀4012的同时，打开压裂液体进入阀4021，此时，压裂液体管道403中的第二压裂液体就可以通过压裂液体进入阀4021进入第二口单井402中，进行压裂处理，压裂处理完成之后，打开废液排出阀4022，排出压裂处理过程中生成的废液，并将该废液传输至排液装置406中。排液装置406中的废液经过沉淀之后，送入净化装置407中净化，生成净化液体，接下来，净化液体被送入存储装置408中，该存储装置408具体可以是一个存储罐，且该存储装置与供水中心连接，可以存储自来水。存储装置408中的净化液体可以被送入混配车4042中，生成压裂液体原料，并送入配液罐4041中进行存储，接下来，配液罐4041中的压裂液体原料被输送至混砂车4043中，与支撑剂生成新的压裂液体。液氮车4051向压裂液体管道403中输送液氮，以与通过压裂机组4052输送至压裂液体管道403中的新的压裂液体混合，进而输送至各单井。

本实施例中，通过向第一压裂液中加入液氮，能够加速废液从缝隙排放到第一口单井中的速度，而且氮气膨胀，可进一步提高废液排放量，从而降低第一压裂液对地层的伤害，提高压裂增产效果，同时，加快废液从缝隙中排放到第一口单井中的速度，也可提高废液排出到第一口单井外的效率，从而缩短工期。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种压裂方法，其特征在于，包括，

采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理，生成废液；

排出所述废液；

在所述排出所述废液的同时，采用来自所述压裂液体管道中的第二压裂液体对第二口单井进行所述压裂处理；

其中，所述第一口单井与所述第二口单井之间通过所述压裂液体管道连接；

排出所述废液的时间小于或等于对所述第二口单井进行所述压裂处理的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对采用来自压裂液体管道的第一压裂液体对第一口单井进行压裂处理之前，还包括，

配置所述第一压裂液体；

打开所述第一口单井的压裂液体进入阀，以使所述压裂液体管道中的第一压裂液体通过压裂液体进入阀进入所述第一口单井。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述排出所述废液之后，还包括，

对所述废液进行净化处理生成净化液体；

采用所述净化液体生成新的压裂液，并将所述新的压裂液体输送至所述压裂液体管道。

4.一种用于执行权利要求1-3任一项所述的压裂方法的压裂系统，其特征在于，包括：

至少一个第一口单井和至少一个第二口单井，所述第一口单井和所述第二口单井之间通过压裂液体管道连接；

所述压裂液体管道，用于向所述第一口单井输送第一压裂液体和用于向所述第二口单井输送第二压裂液体；

混配装置，与所述压裂液体管道进行连接，所述混配装置用于生成所述第一压裂液体和所述第二压裂液体；

压裂装置，分别与所述第一口单井和所述第二口单井连接，所述压裂装置用于采用所述第一压裂液体对所述第一口单井进行压裂处理，以及采用所述第二压裂液体对所述第二口单井进行所述压裂处理；

排液装置，与所述第一口单井连接，用于排出所述第一压裂液体经过压裂处理后生成的废液；

还包括，

净化装置，分别与所述排液装置和所述混配装置连接，所述净化装置用于对所述废液进行净化处理，生成净化液体；

所述净化装置包括净化器，用于除去各种化学物质；

所述混配装置包括配液罐、混配车和混砂车，所述混配车连接于储液装置和所述配液罐之间，所述混砂车与所述配液罐连接，以及通过所述压裂液体管道与所述压裂装置连接；

其中，所述混配车用于采用所述净化液体生成压裂液体原料，所述配液罐用于存储所述压裂液体原料，所述混砂车用于采用所述压裂液体原料和支撑剂，生成新的压裂液体。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

储液装置，连接于所述净化装置和所述混配装置之间，所述储液装置用于存储所述净化液体。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述压裂装置包括液氮车和压裂机组，

所述液氮车连接于所述压裂液体管道与所述压裂机组之间，所述压裂机组分别与所述压裂液体管道和所述混砂车连接，所述液氮车用于向所述压裂液体管道输送氮气，所述压裂液体管道用于将所述第一压裂液体与所述氮气通过所述压裂液体管道输送至所述第一口单井，以及将所述第二压裂液体与氮气通过所述压裂液体管道输送至所述第二口单井。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述排液装置包括沉砂池，所述沉砂池用于存放并沉淀所述废液。