CN110513094A - 一种变浓度二氧化碳酸压方法 - Google Patents

一种变浓度二氧化碳酸压方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种变浓度二氧化碳酸压方法，包括以下步骤：（1）分别将酸罐A、酸罐B、水罐A直接与混砂车A的一端相连；（2）将混砂车A的另一端与压裂车A、高压管汇A依次串联；（3）将水罐B、混砂车B、压裂车B依次串联后与高压管汇A相连，然后将高压管汇A与井口相连；（4）将CO2槽车、CO2泵车、压裂车C、高压管汇B依次串联后与井口相连；（5）酸压施工时，压裂车A总泵注液量和总泵注排量分别为V A 、Q A ，压裂车B总泵注液量和总泵注排量分别为V B 、Q B ，压裂车C总泵注二氧化碳液量和总泵注二氧化碳排量分别为V 2 、Q 2 。本发明通过逐级控制变化酸液浓度及二氧化碳浓度，增大裂缝导流能力，显著改善酸压效果。

Description

一种变浓度二氧化碳酸压方法
技术领域
本发明属于油气田酸化压裂技术领域，具体涉及一种变浓度二氧化碳酸压方法。
背景技术
酸化压裂(酸压)是低渗碳酸盐岩储层油气井投产和增产的有效措施。它通过酸液对人工或天然裂缝壁面的非均匀刻蚀形成沟槽状或凹凸不平形态的通道，当裂缝闭合后，仍然具有极高渗流能力，从而改善油气井的渗流状况，使油气井获得增产。
气体增能酸压是常用的一种酸压工艺，但是目前常规做法是施工过程中拌注液氮。专利CN 106285612A虽然通过实时控制酸液浓度进行压裂，能增大裂缝导流能力，但是，其在高压注液阶段全程拌注液氮，仍然存在以下四方面的问题：一是仅变化酸液浓度对降低酸岩反应速率没有作用，不能有效提高酸液作用距离，导致难以显著改善酸压效果；二是恒定排量拌注液氮仅发挥增能促返排作用，对储层岩石致裂、降低酸岩反应速率没有作用；三是拌注的液氮会提高井筒流动摩阻，造成井口安全限压条件下酸液排量受限，不利于形成深穿透复杂缝网，难以有效沟通远井地层，导致酸压效果受限；四是液氮使用成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种变浓度二氧化碳酸压方法，以便有效提升酸压效果，并且满足油气田安全环保生产要求。
一种变浓度二氧化碳酸压方法，包括以下步骤：
(1)分别将酸罐A、酸罐B、水罐A直接与混砂车A的一端相连；
(2)将混砂车A的另一端与压裂车A、高压管汇A依次串联；
(3)将水罐B、混砂车B、压裂车B依次串联后与高压管汇A相连，然后将高压管汇A与井口相连；
(4)将CO2槽车、CO2泵车、压裂车C、高压管汇B依次串联后与井口相连；其中，所述CO2槽车装有液态二氧化碳，水罐A和水罐B均装有滑溜水，酸罐A装有降阻酸，酸罐B装有转向酸；
(5)酸压施工时，压裂车A总泵注液量和总泵注排量分别为压裂车B总泵注液量和总泵注排量分别为VB＝V1-VA、压裂车C总泵注二氧化碳液量和总泵注二氧化碳排量分别为其中，ωo为原始酸液质量分数，％；ρo为原始酸液密度，g/cm3；V1为设计酸液用量，m3；Q1为设计酸液排量，m3/min；ω1为设计酸液质量分数，％；ρ1为设计酸液质量分数对应的酸液密度，g/cm3；VA为压裂车A总泵注液量，m3；QA为压裂车A总泵注排量，m3/min；VB为压裂车B总泵注液量，m3；QB为压裂车B总泵注排量，m3/min；V2为压裂车C总泵注二氧化碳液量，m3；Q2为压裂车C总泵注二氧化碳排量，m3/min；ω2为设计酸液质量分数对应的二氧化碳质量分数，％；并且所述二氧化碳质量分数ω2随设计酸液质量分数ω1的增大而增大。
优选地，ω2＝ω1+5％。
优选地，所述压裂车A有多个且并联连接；所述压裂车B有多个且并联连接；所述压裂车C有多个且并联连接。
优选地，所述酸罐A、酸罐B、水罐A均有多个，且均与混砂车A的一端相连。
优选地，所述水罐B有多个，且均与混砂车B相连。
优选地，所述CO2槽车有多个，且均与CO2泵车相连。
本发明的优点：
(1)本发明提供的变浓度二氧化碳酸压方法，使用二氧化碳进行前期致裂造缝，更有利于形成复杂缝网；
(2)在高压注酸阶段拌注二氧化碳，二氧化碳浓度随酸浓度增大而增大，通过压裂车A、压裂车B、压裂车C的排量变化，逐级控制变化酸液浓度及二氧化碳浓度，能够有效抑制高浓度酸液条件下加剧的酸岩反应，大幅提高酸液有效作用距离，增大裂缝导流能力，降低储层伤害，显著改善酸压效果；
(3)拌注的二氧化碳在井筒温压作用下转化为超临界状态，流动摩阻较小，井口安全限压条件下可以提高酸液排量，利于形成深穿透复杂缝网，有效沟通远井地层，能够达到更好的酸压效果；
(4)本发明提供的变浓度二氧化碳酸压方法不仅减少井场酸罐数量，适应环境保护要求，同时二氧化碳的使用成本远低于液氮，拌注二氧化碳还能增能促返排。
附图说明
图1本发明一种变浓度二氧化碳酸压方法的地面设备布局示意图。
具体实施方式
实施例1
一种变浓度二氧化碳酸压方法，包括以下步骤：
(1)分别将酸罐A、酸罐B、水罐A直接与混砂车A的一端相连；
(2)将混砂车A的另一端与压裂车A、高压管汇A依次串联；
(3)将水罐B、混砂车B、压裂车B依次串联后与高压管汇A相连，然后将高压管汇A与井口相连；
(4)将CO2槽车、CO2泵车、压裂车C、高压管汇B依次串联后与井口相连；其中，所述CO2槽车装有液态二氧化碳，水罐A和水罐B均装有滑溜水，酸罐A装有降阻酸，酸罐B装有转向酸；
(5)酸压施工时，压裂车A总泵注液量和总泵注排量分别为压裂车B总泵注液量和总泵注排量分别为VB＝V1-VA、压裂车C总泵注二氧化碳液量和总泵注二氧化碳排量分别为其中，ωo为原始酸液质量分数，％；ρo为原始酸液密度，g/cm3；V1为设计酸液用量，m3；Q1为设计酸液排量，m3/min；ω1为设计酸液质量分数，％；ρ1为设计酸液质量分数对应的酸液密度，g/cm3；VA为压裂车A总泵注液量，m3；QA为压裂车A总泵注排量，m3/min；VB为压裂车B总泵注液量，m3；QB为压裂车B总泵注排量，m3/min；V2为压裂车C总泵注二氧化碳液量，m3；Q2为压裂车C总泵注二氧化碳排量，m3/min；ω2为设计酸液质量分数对应的二氧化碳质量分数，％；并且所述二氧化碳质量分数ω2随设计酸液质量分数ω1的增大而增大，以抑制高浓度酸液条件下加剧的酸岩反应。
实施例2
在实施例1的基础上，ω2＝ω1+5％；所述压裂车A有多个且并联连接；所述压裂车B有多个且并联连接；所述压裂车C有多个且并联连接；所述酸罐A、酸罐B、水罐A均有多个，且均与混砂车A的一端相连；所述水罐B有多个，且均与混砂车B相连；所述CO2槽车有多个，且均与CO2泵车相连；其地面设备布局如图1所示。
实施例3
在实施例2的基础上，利用本发明变浓度二氧化碳酸压方法对X井下古生界马家沟组碳酸盐岩储层进行改造；
X井碳酸盐岩储层目标层为下古生界马家沟组，改造层段3625.0～3636.5m，改造层段有效厚度7.5m，靠近储层上部3627.0～3630.0进行集中射孔；设计液态二氧化碳104.7m3、降阻酸196.5m3、滑溜水442.5m3、转向酸140.0m3；
施工所用降阻酸为工业盐酸配置，质量分数31％、密度1.1543g/cm3，即：ωo为31％，ρo为1.1543g/cm3；根据表1的不同酸液质量分数与密度对应数据，得到不同施工阶段设计酸液质量分数的密度；
表1：
酸液质量分数，％ 31 25 20 15
密度，g/cm<sup>3</sup> 1.1543 1.1239 1.0980 1.0725
再通过分别计算压裂车A的总泵注液量和总泵注排量，通过VB＝V1-VA、分别计算压裂车B的总泵注液量和总泵注排量，通过 分别计算压裂车C的总泵注二氧化碳液量和总泵注二氧化碳排量；其中，ωo为原始酸液质量分数，％；ρo为原始酸液密度，g/cm3；V1为设计酸液用量，m3；Q1为设计酸液排量，m3/min；ω1为设计酸液质量分数，％；ρ1为设计酸液质量分数对应的酸液密度，g/cm3；VA为压裂车A总泵注液量，m3；QA为压裂车A总泵注排量，m3/min；VB为压裂车B总泵注液量，m3；QB为压裂车B总泵注排量，m3/min；V2为压裂车C总泵注二氧化碳液量，m3；Q2为压裂车C总泵注二氧化碳排量，m3/min；ω2为设计酸液质量分数对应的二氧化碳质量分数，％；采用本发明设计的二氧化碳酸压施工泵注程序列于表2中；
表2：
经过变浓度二氧化碳酸压改造，该井返排率83.2％，日产气量达到39.66×104m3/d。
以该区块同期采用专利CN106285612A的方法进行酸压为对比例，其最高返排率为67.9％，日产气量最高仅28.38×104m3/d。
可见，X井采用本方法后，取得了较好的酸压效果。
实施例4
在实施例2的基础上，利用本发明变浓度二氧化碳酸压方法对XX井下古生界马家沟组碳酸盐岩储层进行改造；
XX井碳酸盐岩储层目标层为下古生界马家沟组，改造层段3098.5～4011.0m，改造层段有效厚度8.0m，靠近储层上部4000.0～4003.0进行集中射孔。设计液态二氧化碳214.2m3、降阻酸213.3m3、滑溜水481.7m3、转向酸160.0m3；
采用本发明设计的二氧化碳酸压施工泵注程序列于表3中；
表3：
经过变浓度二氧化碳酸压改造，该井返排率92.1％，日产气量达到53.52×104m3/d。
以该区块同期采用专利CN106285612A的方法进行酸压为对比例，其最高返排率为75.3％，日产气量最高仅35.15×104m3/d。
可见，XX井采用本方法后，取得了较好的酸压效果。
综上所述，本发明提供的变浓度二氧化碳酸压方法有效提升了酸压效果，并且满足油气田安全环保生产要求。

Claims (6)

1.一种变浓度二氧化碳酸压方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)分别将酸罐A、酸罐B、水罐A直接与混砂车A的一端相连；
(2)将混砂车A的另一端与压裂车A、高压管汇A依次串联；
(3)将水罐B、混砂车B、压裂车B依次串联后与高压管汇A相连，然后将高压管汇A与井口相连；
(4)将CO2槽车、CO2泵车、压裂车C、高压管汇B依次串联后与井口相连；其中，所述CO2槽车装有液态二氧化碳，水罐A和水罐B均装有滑溜水，酸罐A装有降阻酸，酸罐B装有转向酸；
(5)酸压施工时，压裂车A总泵注液量和总泵注排量分别为压裂车B总泵注液量和总泵注排量分别为VB＝V1-VA、压裂车C总泵注二氧化碳液量和总泵注二氧化碳排量分别为其中，ωo为原始酸液质量分数，％；ρo为原始酸液密度，g/cm3；V1为设计酸液用量，m3；Q1为设计酸液排量，m3/min；ω1为设计酸液质量分数，％；ρ1为设计酸液质量分数对应的酸液密度，g/cm3；VA为压裂车A总泵注液量，m3；QA为压裂车A总泵注排量，m3/min；VB为压裂车B总泵注液量，m3；QB为压裂车B总泵注排量，m3/min；V2为压裂车C总泵注二氧化碳液量，m3；Q2为压裂车C总泵注二氧化碳排量，m3/min；ω2为设计酸液质量分数对应的二氧化碳质量分数，％；并且所述二氧化碳质量分数ω2随设计酸液质量分数ω1的增大而增大。
2.根据权利要求1所述变浓度二氧化碳酸压方法，其特征在于：ω2＝ω1+5％。
3.根据权利要求1所述变浓度二氧化碳酸压方法，其特征在于：所述压裂车A有多个且并联连接；所述压裂车B有多个且并联连接；所述压裂车C有多个且并联连接。
4.根据权利要求1所述变浓度二氧化碳酸压方法，其特征在于：所述酸罐A、酸罐B、水罐A均有多个，且均与混砂车A的一端相连。
5.根据权利要求1所述变浓度二氧化碳酸压方法，其特征在于：所述水罐B有多个，且均与混砂车B相连。
6.根据权利要求1所述变浓度二氧化碳酸压方法，其特征在于：所述CO2槽车有多个，且均与CO2泵车相连。
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