CN116517516A - 一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法，压裂装置包括管体、套设于管体外的加厚套筒以及管体内由上到下设置的矫正筛碗、降温漏桶和扰动器，管体顶端连接压裂油管，矫正筛碗顶端开口底端与降温漏桶相连通，侧壁上设有网孔，连续油管与降温漏桶相连接，扰动器设置于管体中部，包括两块磁块固定环和旋转叶轮，磁块固定环上设置有多块强磁块，旋转叶轮置于由两块磁块固定环与管体内壁共同围成容置空间内，旋转叶轮的滚轴上设有带动旋转叶轮偏心运动的偏心磁块，管体底部设有侧向喷孔和泄压喷孔。本发明综合压裂装置的撞击力和流体的冲击力，配合液氮降温压裂改造储层的同时埋藏CO2，有效解决了深层储层压裂施工困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及深层油气藏储层改造技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法。
背景技术
随着世界能源需求的不断增加，油气勘探开发的重点由浅层油气藏转移至深层油气藏已成为必然趋势。然而，随着油气资源埋深的增加，开发环境逐渐呈现“高温、高压、高应力”的趋势，开发难度增大，需要借助有效手段改造油气储层以获得理想的产量，提高油田开发的经济效益。
油气储层压裂作为一种油气田常用的储层改造技术，通过向储层中注入水或气体使岩体破碎，形成高渗透的岩石复杂裂缝网络，以利于油气从储层流向井筒。注入过程中裂缝内流体或气体的流动促进了裂缝的扩展和延伸，增加了储层岩石的孔隙度和渗透率，进而提高油气产量。然而，传统大规模水力压裂存在耗水、污染环境和损害地层等问题，增加了油气藏储层改造的风险，近年来越来越受到人们的批评。为了解决传统大规模水力压裂技术所存在的问题，现阶段提出了二氧化碳压裂等无水压裂方法。
但是，受高温、高压和高应力环境的影响，深层储层内的压裂施工往往带来更多的技术难题和挑战，由于岩石在高温、高压和高应力环境下表现出不同的力学性质，岩石的力学行为发生显著变化，严重影响深层储层的压裂施工。
因此，亟需提出一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法，用于解决深层储层高温、高压、高应力环境下无水压裂方法压裂施工困难的问题，提高深层油气资源的开发效率。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法，解决了深层高温环境下压裂施工困难的问题，通过向待压裂地层提供撞击应力和液体冲击应力形成裂缝网络，降低了储层改造的成本，为深层油气资源的安全高效开发奠定了基础。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，包括管体以及管体内部由上到下依次设置的矫正筛碗、降温漏桶和扰动器；
所述管体顶端开口底端封闭，管体内壁顶部设置有用于连接压裂油管的连接螺纹，管体外壁套设有加厚套筒；
所述矫正筛碗固定于连接螺纹下方，位于管体顶部，矫正筛碗呈顶端开口的倒圆锥体结构，底端与降温漏桶相连通，侧壁上设置有多个网孔；
所述降温漏桶的桶体呈鼓槌状，降温漏桶顶端设置有用于连接连续油管的内管螺纹，底端封闭，顶端与矫正筛碗相连通形成过流通道，侧壁上设置有多个漏孔；
所述扰动器设置于降温漏桶下方，位于管体中部，包括第一磁块固定环、第二磁块固定环和旋转叶轮；所述管体内壁上对称设置有一对限位槽，第一磁块固定环和第二磁块固定环固定于限位槽上，第一磁块固定环和第二磁块固定环上均固定有多个强磁块，第一磁块固定环、第二磁块固定环与管体内壁共同围成容置空间，容置空间内设置有旋转叶轮；
所述旋转叶轮设置有滚轴以及沿滚轴周向均匀设置的多个叶片，叶片两侧的滚轴上错向设置有一对磁性相反的偏心磁块，所述滚轴的两端置于限位槽内，叶片一端与滚轴固定连接，另一端从容置空间伸出；
所述扰动器底部的管体侧壁上开设有多个侧向喷孔，管体底面设置有多个泄压喷孔，侧向喷孔和泄压喷孔均用于将管体内部与待压裂井相连通。
优选地，所述第一磁块固定环的顶面和第二磁块固定环的底面均等间隔设置有第一强磁块、第二强磁块、第三强磁块和第四强磁块，其中，第一强磁块与第三强磁块对称设置且磁性相同，第二强磁块与第四强磁块对称设置且磁性相同，第一强磁块与第二强磁块磁性相反。
优选地，所述网孔在矫正筛网侧壁上呈阵列分布。
优选地，所述偏心磁块设置为扇形结构，扇形结构的圆心角固定在旋转叶轮的滚轴上。
优选地，所述旋转叶轮中叶片轴线与滚轴轴线之间的夹角设置为15°。
优选地，所述侧向喷孔和泄压喷孔均设置为锥形喷孔，锥形喷孔由顶端到底端内径逐渐减小，泄压喷孔的直径大于侧向喷孔的直径。
一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂方法，采用如上所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，具体包括如下步骤：
步骤1，将超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体与压裂油管通过连接螺纹相连接，再根据待压裂井的压裂设计方案，确定压裂层位、压裂层位的地层压力、前置液注入量，从待压裂井的井口将管体下放至压裂层位后，将连续油管从压裂油管内下放至压裂层位，并通过内管螺纹与降温漏桶相连接，完成超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的安装；
所述压裂油管上设置有压裂油管注入泵和压裂油管压力表，连续油管上设置有连续油管注入泵和连续油管压力表，压裂油管注入泵、压裂油管压力表、连续油管注入泵和连续油管压力表均设置于地表，且靠近待压裂井的井口处；
步骤2，开启压裂油管注入泵，按照预设的前置液注入量，通过压裂油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入前置液，同时开启连续油管注入泵，通过连续油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入空气，实时观测压裂油管压力表和连续油管压力表的示数，控制压裂油管注入泵和连续油管注入泵的泵注压力，使得前置液和空气的注入压力相同；
步骤3，前置液注入完成后，开始压裂施工作业，通过压裂油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入超临界二氧化碳压裂液，同时通过连续油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入液氮，实时观测压裂油管压力表和连续油管压力表的示数，控制压裂油管注入泵和连续油管注入泵的泵注压力，使得超临界二氧化碳压裂液和液氮的注入压力相同；
超临界二氧化碳压裂液经过压裂油管流入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的矫正筛碗内，经矫正筛碗侧壁上设置的网孔流入管体内，液氮经过连续油管流入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的降温漏桶后，经降温漏桶上设置的漏孔流入管体内，利用液氮降低超临界二氧化碳压裂液的温度，液氮与超临界二氧化碳压裂液混合形成压裂混合液；
步骤4，压裂混合液在管体内向下流动冲击扰动器，将压裂混合液的流体动力转化为旋转叶轮转动的旋转力，使得扰动器的旋转叶轮在压裂混合液的冲击下转动做圆周运动，同时，旋转叶轮滚轴上的偏心磁块受到第一磁块固定环和第二磁块固定环上强磁块的吸引和排斥，使得滚轴在容置空间内移动做偏心运动，扰动器带动超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击井壁，超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击井壁的同时，压裂混合液经过侧向喷孔和泄压喷孔从超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内喷出，冲击地层对地层进行压裂；
步骤5，基于压裂混合液的液力应力和超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的撞击应力的双重作用下，压裂层位处的岩石破裂形成裂缝网络，储层压裂施工作业完成，关闭压裂油管注入泵和连续油管注入泵，压裂层位处的地层压力降低使得压裂混合液中的液氮分解为氮气，用于补充地层压力。
优选地，所述步骤2，前置液注入过程中，根据压裂油管压力表的示数实时调整压裂油管注入泵，使得压裂油管压力表的示数始终小于压裂层位的地层压力。
本发明所带来的有益技术效果为：
1、本发明提出了一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法，采用压裂油管内置连续油管的方式分离超临界二氧化碳压裂液与液氮分离，内部结构紧凑，在注入过程中即利用液氮对超临界二氧化碳压裂液进行降温处理，注入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体后，配合从矫正筛碗上的网孔与降温漏桶上的漏孔内流出混合形成压裂混合液，压裂混合液冲击扰动器的旋转叶轮，使得旋转叶轮旋转，配合强磁块对旋转叶轮滚轴上偏心磁块的磁力作用，使得超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置在待压裂井内摆动撞击储层，同时，超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置内的压裂混合液经侧向喷孔和泄压喷孔中喷出冲击储层，利用流体的冲击作用和扰动器的晃动冲击作用共同作用破坏储层岩石的应力环境形成裂缝网络，实现对储层的改造。
2、本发明提出的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置应用于压裂施工作业时，基于分离式降温注入法注入液氮降低超临界二氧化碳压裂液和储层岩石的温度，配合超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的撞击和低温高压射流的喷射，降低岩石起裂压力的同时实现对储层的压裂施工作业，增强了压裂施工造缝所形成裂缝网络的扩展性，大幅度提高了压裂施工效果。
3、本发明提出的超临界二氧化碳降温波动增压压裂方法利用超临界二氧化碳对储层进行压裂施工作业时，既利用超临界二氧化碳实现了对储层岩石的冲击造缝以及压裂施工后对地层压力的补充，还通过将超临界二氧化碳注入储层中实现了二氧化碳的封存，实现了能源的有效利用。
附图说明
图1为本发明一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的结构示意图。
图2为本发明扰动器的主视图。
图3为本发明扰动器的俯视图。
图中，1、管体，2、矫正筛碗，3、降温漏桶，4、扰动器，5、加厚套筒，6、网孔，7、漏孔，8、强磁块，9、旋转叶轮，10、滚轴，11、叶片，12、偏心磁块，13、侧向喷孔，14、泄压喷孔，15、限位槽。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本发明提出了一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，如图1所示，包括管体1以及管体1内部由上到下依次设置的矫正筛碗2、降温漏桶3和扰动器4。
所述管体1顶端开口底端封闭，管体内壁顶部设置有连接螺纹，用于与压裂油管相连接。
所述矫正筛碗2固定于连接螺纹下方，位于管体顶部，矫正筛碗呈顶端开口的倒圆锥体结构，底端与降温漏桶3相连通，侧壁上设置有多个呈阵列排列的网孔6，使得压裂油管注入矫正筛碗内的流体流入管体中。
所述降温漏桶3的桶体呈鼓槌状，降温漏桶顶端设置有内管螺纹，用于将连续油管直接与降温漏桶相连接，使得连续油管内的流体直接注入降温漏桶中，降温漏桶底端封闭，顶端固定在矫正筛碗上且与矫正筛碗底端相连通形成过流通道，降温漏桶的桶体侧壁上设置有多个漏孔7，用于将降温漏桶内部与管体内部相连通，使得连续油管内的流体经过漏孔流入管体内。
所述扰动器4设置于降温漏桶下方，位于管体中部，如图2和图3所示，包括第一磁块固定环、第二磁块固定环和旋转叶轮9；所述管体内壁上对称设置有一对限位槽15，第一磁块固定环和第二磁块固定环固定于限位槽15上，第一磁块固定环、第二磁块固定环与管体内壁共同围成容置空间，容置空间内设置有旋转叶轮9。
本实施例中，第一磁块固定环的顶面和第二磁块固定环的底面均等间隔设置有四块强磁块8，分别为第一强磁块、第二强磁块、第三强磁块和第四强磁块，其中，第一强磁块与第三强磁块对称设置且磁性均设置为N极，第二强磁块与第四强磁块对称设置且磁性相同，均设置为S极。
所述旋转叶轮9设置有滚轴10以及沿滚轴周向均匀设置的多个叶片11，叶片与滚轴支架呈一定的角度，本实施例中叶片轴线与滚轴轴线之间的夹角为15°，管体内的流体向下流动时冲击旋转叶轮的叶片，使得叶片带动旋转叶轮旋转做圆周运动，叶片两侧的滚轴上错向设置有一对磁性相反的偏心磁块12，偏心磁块设置为扇形结构，扇形结构的圆心角固定在旋转叶轮的滚轴上，用于在强磁块的磁力作用下利用滚轴带动扰动器在容置空间内做偏心运动，从而使得管体在偏心力的作用下在压裂井内摆动撞击待压裂井的井壁。
所述滚轴的两端置于限位槽内，限位槽用于限制旋转叶轮滚轴的位置，确保旋转叶轮受到管体内流体冲击以及强磁块的吸引和排斥时滚轴的运动始终限制在限位槽内，旋转叶轮的叶片一端与滚轴固定连接，另一端从容置空间伸出。
所述管体底部套设有加厚套筒5，加厚套筒既用于保护管体，避免超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置与井壁撞击时管体发生损伤，又用于增大超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击地层时的应力。
本实施例中扰动器底部的加厚套筒上开设有多个侧向喷孔13，管体底面设置有阵列设置有四个泄压喷孔14，泄压喷孔的直径大于侧向喷孔的直径，将管体内部与管体外部相连通，用于将管体内的流体喷射至压裂层位的储层，利用管体内部流出流体的液压力冲击岩石表面，并配合管体对压裂层位岩石的撞击，使得压裂层位的岩石产生裂缝网络。
为了在压裂过程中获得更大流体冲击力，本实施例中将侧向喷孔和泄压喷孔均设置为锥形喷孔，且锥形喷孔由顶端到底端内径逐渐减小，用于为储层的压裂施工作业提供更大的冲击力，在岩石内形成裂缝网络，提高压裂施工作业的质量。
实施例2
本发明提出了一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂方法，采用实施例1中所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，具体包括如下步骤：
步骤1，将超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置与压裂油管通过连接螺纹相连接，再根据待压裂井的压裂设计方案，确定压裂层位、压裂层位的地层压力、前置液注入量，从待压裂井的井口将超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置下放至压裂层位后，将连续油管从压裂油管内下放至压裂层位，并通过内管螺纹与降温漏桶相连接，完成超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的安装。
压裂油管上设置有压裂油管注入泵和压裂油管压力表，连续油管上设置有连续油管注入泵和连续油管压力表，压裂油管注入泵、压裂油管压力表、连续油管注入泵和连续油管压力表均设置于地表，且靠近待压裂井的井口处，压裂油管压力表和连续油管压力表均用于监测超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置内部的压力，保证超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置内部压力的平衡。
步骤2，开启压裂油管注入泵，按照预设的前置液注入量，通过压裂油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入前置液，观察压裂油管压力表的示数，使得压裂油管压力表的示数始终小于压裂层位的地层压力，同时，开启连续油管注入泵，通过连续油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入空气，实时观测压裂油管压力表和连续油管压力表的示数，控制压裂油管注入泵和连续油管注入泵的泵注压力，使得前置液和空气的注入压力相同，空气的注入既保证了压裂层位地层压力的稳定，又排出了矫正筛碗和降温漏桶内的流体。
步骤3，前置液注入完成后，开始压裂施工作业，通过压裂油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入超临界二氧化碳压裂液，同时通过连续油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入液氮，实时观测压裂油管压力表和连续油管压力表的示数，控制压裂油管注入泵和连续油管注入泵的泵注压力，使得超临界二氧化碳压裂液和液氮的注入压力相同，防止因超临界二氧化碳压裂液和液氮注入过程中，因超临界二氧化碳压裂液的注入压力过大而造成超临界二氧化碳压裂液从网孔反窜至降温漏桶内，造成连续油管的堵塞。
超临界二氧化碳压裂液经过压裂油管流入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的矫正筛碗内，经矫正筛碗侧壁上设置的网孔流入管体内，液氮经过连续油管流入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的降温漏桶后，经降温漏桶上设置的漏孔流入管体内，降低超临界二氧化碳压裂液的温度，并与超临界二氧化碳压裂液混合形成压裂混合液，此时，因超临界二氧化碳压裂液和液氮的注入，超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内部处于高压状态，管体内部的温度和压力使得注入的液氮处于临界平衡状态仍旧保持液态。
步骤4，压裂混合液在管体内向下流动冲击扰动器，推动旋转叶轮的叶片带动旋转叶轮的滚轴转动，将压裂混合液的流体动力转化为旋转叶轮转动的旋转力，使得扰动器的旋转叶轮在压裂混合液的冲击下转动做圆周运动，同时，旋转叶轮滚轴上的偏心磁块受到第一磁块固定环和第二磁块固定环上强磁块的吸引和排斥，使得旋转叶轮的滚轴在容置空间内移动做偏心运动，扰动器的旋转叶轮在冲击力和强磁力的作用下在容置空间内摆动，带动超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击井壁，超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击井壁的同时，压裂混合液经过侧向喷孔和泄压喷孔从超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内喷出，冲击地层对地层进行压裂，侧向喷孔和泄压喷孔将管体内部的压裂混合液喷出，将压裂混合液的高压传递给地层，既卸载了管体内部压力，又利用压裂混合液的液体冲击提供应力破碎岩石产生裂缝，实现地层的增压破裂效果。
步骤5，基于压裂混合液的液力应力和超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的撞击应力的双重作用下，破坏储层压力层位处岩石的应力平衡条件，使得压裂层位处的储层岩石破裂形成裂缝网络，完成压裂施工作业，关闭压裂油管注入泵和连续油管注入泵，压裂层位处地层压力降低使得压裂混合液中液氮的临界平衡状态被打破，液氮由液态转化为气态的氮气，经压裂产生的裂缝网络中注入地层中，对地层压力进行补充，保证了压裂施工作业后地层压力的稳定，有利于提高后续开采阶段储层的产量。
在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，其特征在于，包括管体以及管体内部由上到下依次设置的矫正筛碗、降温漏桶和扰动器；
所述管体顶端开口底端封闭，管体内壁顶部设置有用于连接压裂油管的连接螺纹，管体外壁套设有加厚套筒；
所述矫正筛碗固定于连接螺纹下方，位于管体顶部，矫正筛碗呈顶端开口的倒圆锥体结构，底端与降温漏桶相连通，侧壁上设置有多个网孔；
所述降温漏桶的桶体呈鼓槌状，降温漏桶顶端设置有用于连接连续油管的内管螺纹，底端封闭，顶端与矫正筛碗相连通形成过流通道，侧壁上设置有多个漏孔；
所述扰动器设置于降温漏桶下方，位于管体中部，包括第一磁块固定环、第二磁块固定环和旋转叶轮；所述管体内壁上对称设置有一对限位槽，第一磁块固定环和第二磁块固定环固定于限位槽上，第一磁块固定环和第二磁块固定环上均固定有多个强磁块，第一磁块固定环、第二磁块固定环与管体内壁共同围成容置空间，容置空间内设置有旋转叶轮；
所述旋转叶轮设置有滚轴以及沿滚轴周向均匀设置的多个叶片，叶片两侧的滚轴上错向设置有一对磁性相反的偏心磁块，所述滚轴的两端置于限位槽内，叶片一端与滚轴固定连接，另一端从容置空间伸出；
所述扰动器底部的管体侧壁上开设有多个侧向喷孔，管体底面设置有多个泄压喷孔，侧向喷孔和泄压喷孔均用于将管体内部与待压裂井相连通。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，其特征在于，所述第一磁块固定环的顶面和第二磁块固定环的底面均等间隔设置有第一强磁块、第二强磁块、第三强磁块和第四强磁块，其中，第一强磁块与第三强磁块对称设置且磁性相同，第二强磁块与第四强磁块对称设置且磁性相同，第一强磁块与第二强磁块磁性相反。
3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，其特征在于，所述网孔在矫正筛网侧壁上呈阵列分布。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，其特征在于，所述偏心磁块设置为扇形结构，扇形结构的圆心角固定在旋转叶轮的滚轴上。
5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，其特征在于，所述旋转叶轮中叶片轴线与滚轴轴线之间的夹角设置为15°。
6.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，其特征在于，所述侧向喷孔和泄压喷孔均设置为锥形喷孔，锥形喷孔由顶端到底端内径逐渐减小，泄压喷孔的直径大于侧向喷孔的直径。
7.一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂方法，其特征在于，采用权利要求1～6中任一所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置，具体包括如下步骤：
步骤1，将超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体与压裂油管通过连接螺纹相连接，再根据待压裂井的压裂设计方案，确定压裂层位、压裂层位的地层压力、前置液注入量，从待压裂井的井口将管体下放至压裂层位后，将连续油管从压裂油管内下放至压裂层位，并通过内管螺纹与降温漏桶相连接，完成超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的安装；
所述压裂油管上设置有压裂油管注入泵和压裂油管压力表，连续油管上设置有连续油管注入泵和连续油管压力表，压裂油管注入泵、压裂油管压力表、连续油管注入泵和连续油管压力表均设置于地表，且靠近待压裂井的井口处；
步骤2，开启压裂油管注入泵，按照预设的前置液注入量，通过压裂油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入前置液，同时开启连续油管注入泵，通过连续油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入空气，实时观测压裂油管压力表和连续油管压力表的示数，控制压裂油管注入泵和连续油管注入泵的泵注压力，使得前置液和空气的注入压力相同；
步骤3，前置液注入完成后，开始压裂施工作业，通过压裂油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入超临界二氧化碳压裂液，同时通过连续油管向超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内注入液氮，实时观测压裂油管压力表和连续油管压力表的示数，控制压裂油管注入泵和连续油管注入泵的泵注压力，使得超临界二氧化碳压裂液和液氮的注入压力相同；
超临界二氧化碳压裂液经过压裂油管流入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的矫正筛碗内，经矫正筛碗侧壁上设置的网孔流入管体内，液氮经过连续油管流入超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的降温漏桶后，经降温漏桶上设置的漏孔流入管体内，利用液氮降低超临界二氧化碳压裂液的温度，液氮与超临界二氧化碳压裂液混合形成压裂混合液；
步骤4，压裂混合液在管体内向下流动冲击扰动器，将压裂混合液的流体动力转化为旋转叶轮转动的旋转力，使得扰动器的旋转叶轮在压裂混合液的冲击下转动做圆周运动，同时，旋转叶轮滚轴上的偏心磁块受到第一磁块固定环和第二磁块固定环上强磁块的吸引和排斥，使得滚轴在容置空间内移动做偏心运动，扰动器带动超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击井壁，超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置撞击井壁的同时，压裂混合液经过侧向喷孔和泄压喷孔从超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的管体内喷出，冲击地层对地层进行压裂；
步骤5，基于压裂混合液的液力应力和超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置的撞击应力的双重作用下，压裂层位处的岩石破裂形成裂缝网络，储层压裂施工作业完成，关闭压裂油管注入泵和连续油管注入泵，压裂层位处的地层压力降低使得压裂混合液中的液氮分解为氮气，用于补充地层压力。
8.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳降温波动增压压裂方法，其特征在于，所述步骤2，前置液注入过程中，根据压裂油管压力表的示数实时调整压裂油管注入泵，使得压裂油管压力表的示数始终小于压裂层位的地层压力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310582048.7A CN116517516A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法 |
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| CN202310582048.7A CN116517516A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 一种超临界二氧化碳降温波动增压压裂装置及方法 |
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| CN116517516A true CN116517516A (zh) | 2023-08-01 |
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ID=87408309
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117605413A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 中国石油大学(华东) | 一种油井高能气体压裂增产增注设备及方法 |
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2023
- 2023-05-22 CN CN202310582048.7A patent/CN116517516A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117605413A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 中国石油大学(华东) | 一种油井高能气体压裂增产增注设备及方法 |
| CN117605413B (zh) * | 2024-01-24 | 2024-04-26 | 中国石油大学(华东) | 一种油井高能气体压裂增产增注设备及方法 |
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