CN111042794A - 一种常压混砂二氧化碳压裂施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种常压混砂二氧化碳压裂施工工艺，包括如下步骤：1)常压混砂；2)携砂液增压；3)液态二氧化碳一次增压；4)液态二氧化碳二次增压；5)增压携砂液与二次增压二氧化碳汇合入井进行压裂。该方法兼有常规水力压裂和二氧化碳干法压裂二者优势，实现了不需专用密闭混砂设备的二氧化碳压裂施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种非常规储层的压裂技术，尤其涉及一种超临界二氧化碳压裂施工工艺，属于储层改造技术研究领域。
背景技术
2013年美国能源信息署(EIA)的全球非常规油气资源进行统计结果显示中国待发现的页岩气技术可采资源量约为31.6×1012m3，居世界首位。然而，由于页岩储层具有低孔隙度、低渗透率以及非均质性强等特性，与常规油气资源相比，开采难度大，绝大部分情况下，需要对页岩储层采取有效的增产改造措施。
21世纪初，以美国为代表的北美国家与地区，依靠水平井压裂技术对储集层进行改造，实现了页岩气的商业化开采，该区页岩气的勘探及开发技术取得了巨大的进步。然而，页岩气压裂仍然面临诸多问题，如环境污染、成本高等，因此页岩气压裂工艺技术仍在不断完善之中。与北美相比，中国在页岩气勘探开发领域起步较晚，整体上处于前期探索和准备阶段。
国内致密气压裂施工总结发现：与水基压裂液相比，液态二氧化碳具有独特的物理化学性质，使得二氧化碳干法压裂技术具有无污染、无残渣压后返排快、返排彻底等优势。然而也存在：液态二氧化碳粘度低，悬砂能力差；液态二氧化碳摩阻大；压裂设备不易配套和二氧化碳相态变化难以预测等缺点。因此如何充分发挥二氧化碳干法压裂优势的同时避免其在压裂过程中的不足，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种常压混砂二氧化碳压裂施工工艺，可有效提高对低孔、低渗油气藏的压裂增产改造效果，解决现有二氧化碳干法压裂需密闭混砂容器难题，同时降低水基压裂液所带来的储层伤害。
为解决上述技术问题，本发明所提供的超临界二氧化碳增产工艺包括如下步骤：
1)Step1：常压混砂；
2)Step2：携砂液增压；
3)Step3：液态二氧化碳一次增压；
4)Step4：液态二氧化碳二次增压；
5)Step5：增压携砂液与二次增压二氧化碳汇合入井进行压裂。
作为上述技术方案的进一步描述：所述常压混砂是根据施工设计按比例在普通混砂车上同步加支撑剂、水、压裂液增稠剂、和二氧化碳减阻增稠剂。所述混砂车输出排量2～2.5m3/min，输出砂比80％；所述水、压裂液增稠剂和二氧化碳减阻增稠剂的质量比为100﹕(6～8)﹕(6～10)。
作为上述技术方案的进一步描述：所述携砂液增压是将从混砂车泵入压裂车组的携砂液通过压裂车组增压至施工设计要求，与常规水力压裂无异。
作为上述技术方案的进一步描述：所述液态二氧化碳一次增压是通过增压泵将来自二氧化碳罐车的二氧化碳增压5MPa。
作为上述技术方案的进一步描述：所述液态二氧化碳二次增压是将一次增压后的液态二氧化碳通过压裂车组继续增压至施工设计要求。所述压裂车组整体输出排量4～5m3/min。
作为上述技术方案的进一步描述：增压携砂液与二次增压二氧化碳汇合是经压裂车组增压后携砂液和液态二氧化碳在入井前经三通管汇混合为一体。所述二次增压后的液态二氧化碳与携砂液中水汇合之前的体积比为3:1。
本发明具有如下有益效果：
1、与水力压裂相比，本方案用水量小，仅为水力压裂的10～30％，配液所用药剂种类少，配液简单，且实现了在线连续配制携砂液，更有利于实现规模化和连续化压裂施工；对储层伤害低，少量水溶有饱和二氧化碳，如同二氧化碳干法压裂，避免水敏和水锁等伤害；具有很好的增能作用，在压力释放后，二氧化碳气体膨胀，可实现迅速返排；二氧化碳流动性强，可以流入储集层中的微裂缝，更好地沟通储集层等。
2、与二氧化碳干法压裂对比，无需专用密闭混砂设备，大大降低了配液设备使用和维护费用；该工艺施工现场砂比可高达40％，有效解决了二氧化碳干法压裂时压裂液粘度低，砂比低难题，同时大大降低泵送摩阻，更有利于在储层形成有效裂缝。
附图说明
图1为本发明施工流程示意图。
附图标记说明如下：
1-二氧化碳罐车组；2-二氧化碳减阻增稠剂；3-水罐；4-加砂车；5-压裂液增稠剂；6-二氧化碳增压泵车；7-混砂车；8和9-压裂车组；10-三通；11-井口
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种常压混砂二氧化碳压裂施工工艺，如图1所示，该工艺施工步骤如下：
1)Step1：常压混砂：向混砂车7中泵入水罐3中水的同时，根据施工设计按比例，向混砂车7中泵注压裂液增稠剂5和二氧化碳减阻增稠剂2，并通过加砂车4漏斗向混砂车7中加入支撑剂。混砂车7输出排量2～2.5m3/min，输出砂比80％；加入混砂车7中的水、压裂液增稠剂和二氧化碳减阻增稠剂的质量比为100﹕(6～8)﹕(6～10)。
2)Step2：携砂液增压：Step1配好后的携砂液经地面高压管汇进入压裂车组9，增压至施工设计要求。
3)Step3：液态二氧化碳一次增压：二氧化碳罐车组1中低压液态二氧化碳经地面高压管汇流经二氧化碳增压泵车6，利用增压泵车6将液态二氧化碳增压5MPa。
4)Step4：液态二氧化碳二次增压：Step3一次增压后的液态二氧化碳经地面高压管汇流入压裂车组8，增压至施工设计要求。压裂车组8的整体注入排量4～5m3/min。
5)Step5：Step2和Step4增压后的携砂液与液态二氧化碳通过地面高压管汇在井口11不远处的三通10汇合，入井进行压裂。Step4的液态二氧化碳与Step2的水在汇合之前的体积比为3:1。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种常压混砂二氧化碳压裂施工工艺，包括如下步骤：
1)Step1：常压混砂；
2)Step2：携砂液增压；
3)Step3：液态二氧化碳一次增压；
4)Step4：液态二氧化碳二次增压；
5)Step5：增压携砂液与二次增压二氧化碳汇合入井进行压裂。
2.根据权利要求1所述的压裂施工工艺，其特征在于，无需提前配置压裂液，无需专用密闭混砂设备，携砂液和液态二氧化碳入井前井口不远的三通处混合。
3.根据权利要求1所述的压裂施工工艺，其特征在于，Step1所述的常压混砂是根据施工设计按比例在普通混砂车上同步加入支撑剂、水、压裂液增稠剂、和二氧化碳减阻增稠剂。所述混砂车输出排量2～2.5m3/min，输出砂比80％；所述水、压裂液增稠剂和二氧化碳减阻增稠剂的质量比为100﹕(6～8)﹕(6～10)。
4.根据权利要求1所述的压裂施工工艺，其特征在于，Step2所述的携砂液增压是将从混砂车泵入压裂车组的携砂液通过压裂车组增压至施工设计要求。
5.根据权利要求1所述的压裂施工工艺，其特征在于，Step3所述的液态二氧化碳一次增压是通过增压泵将来自二氧化碳罐车的二氧化碳增压5MPa。
6.根据权利要求1所述的压裂施工工艺，其特征在于，Step4所述的液态二氧化碳二次增压是将一次增压后的液态二氧化碳通过压裂车组继续增压至施工设计要求。所述压裂车组整体输出排量4～5m3/min。
7.根据权利要求1所述的压裂施工工艺，其特征在于，Step5所述的增压携砂液与二次增压二氧化碳汇合是经压裂车组增压后携砂液和液态二氧化碳在入井前经三通管汇混合为一体。所述二次增压后的液态二氧化碳与携砂液中水汇合之前的体积比为3:1。
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