一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法技术

本发明专利技术公开一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法，包括利用氮气辅助二氧化碳对目标页岩油藏进行压裂操作；压裂操作完成后，向目标页岩油藏中注入二氧化碳气体，后续再向目标页岩油藏中注入氮气气体，用于将二氧化碳气体推入油藏深部；对目标页岩油藏实施焖井作业；焖井结束后，开井实施衰竭生产；第一周期生产后；后续生产过程中，注入气体段塞体积、焖井时间均为上一周期的1.5倍，每个周期重复步骤五

【技术实现步骤摘要】
一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法


[0001]本专利技术涉及页岩油藏开采
，具体涉及一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法。

技术介绍

[0002]我国页岩油储量巨大，这部分原油的高效开发将成为满足我国经济发展能源需求的重要保证。页岩油资源的储量巨大，该类资源的开发利用，是解决我国能源危机的关键。但是由于页岩油藏的渗透率极低，并伴有一定的水敏性影响，使得该类原油利用常规开发方式(注水开发)不适用(注水注不进、注入水伤害地层)。为了提高页岩油开发，目前常用的方式为注气开发，对比不同的注气介质(天然气、氮气、二氧化碳等)，注二氧化碳开发页岩油(吞吐、驱替方式等)能够取得更好的开发效果。为了降低页岩油藏，渗透性极低的储层对注气量的影响，对页岩油层实施压裂，在油层中形成不同方向、长度的裂缝，使得注入的气体能够沿着裂缝向油藏深处传递，接触到油藏深处的原油，达到提高页岩油采收率的目的。
[0003]在压裂实施过程中，与水力压裂相比注二氧化碳压裂具有更多优势：(1)注入的二氧化碳气体不会产生水敏影响，减少对地层的伤害；(2)压裂后，注入的二氧化碳气体直接注入到油层中与原油作用，起到提高页岩油采收率的目的；(3)注入的二氧化碳气体与油藏中地层水反应，形成碳酸水，腐蚀附近地层，一定程度上改善了地层渗透率，有利于原油在油藏中的流动；(4)实现二氧化碳气体的地层中的埋存，减小碳足迹。
[0004]然而，注二氧化碳压裂存在一定的局限性。一方面，由于二氧化碳气体的捕集过程复杂，捕集大量的二氧化碳气体具有一定的难度；另一方面，由于区域所限，利用罐车运输液态二氧化碳气体时受到距离的影响，成本较高。因此，在保证压裂效果以及开发效果的前提下，减少二氧化碳使用量将是提高经济效益重要因素。
[0005]现有技术中，授权公开号为CN205117321U，名称为“一种超临界二氧化碳、氮气、水力复合压裂系统”的中国专利技术专利文献公开了一种新型的利用超临界二氧化碳、氮气、水为复合介质的压裂系，包括N2罐，CO2罐，CO2罐的出口端通过管线依次连接有加热器、增压泵、搅拌调黏器，N2罐的出口端与加热器的入口端通过管线连接，N2罐入口端与CO2罐入口端之间的管线上依次安装有控制阀、空气分离器，增压泵的另一个入口端通过管线依次连接有水基压裂液罐、液体分离器、页岩气分离器、空气压缩机、冷却器，冷却器的出口端与空气分离器的入口端连通，液体分离器的另一个入口端通过管线连通有固体分离器、卸压泵。该专利详细阐述了压力系统装置，结构紧凑，工艺流程简单；但是其并未涉及如何在页岩油藏中实施压裂操作及氮气辅助二氧化碳压裂的原理、特点、优势等问题。
[0006]申请公布号为CN108397171A，名称为“一种氮气辅助二氧化碳吞吐开采致密油的方法”的中国专利技术专利文献公开了一种氮气辅助二氧化碳吞吐开采致密油的方法：在第一轮二氧化碳吞吐开采后，第二个轮次将氮气与二氧化碳按照一定的比例先后注入致密油藏，注入完成后进行焖井。焖井时，氮气同二氧化碳向深部地层扩散。由于氮气的原油中的溶解度较小，氮气可有维持地层压力，从而增加地层弹性能量。氮气与二氧化碳的协同作用
使得一次吞吐后，油井可保持较高的采油量。其虽然能够实现进行多轮次吞吐后，可有效维持地层压力，提高致密油藏采收率；但是其存在二氧化碳消耗大，混合后的氮气一定程度上阻碍二氧化碳向油藏中的扩散效率，难以最大化的提高致密油采收率。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要是克服现有技术中存在的缺点，本专利技术提供一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法。
[0008]本专利技术解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法，包括：
[0009]步骤一、利用氮气辅助二氧化碳对目标页岩油藏进行压裂操作；
[0010]步骤二、压裂操作完成后，向目标页岩油藏中注入二氧化碳气体，后续再向目标页岩油藏中注入氮气气体，用于将二氧化碳气体推入油藏深部；
[0011]步骤三、对目标页岩油藏实施焖井作业，使页岩油与注入的二氧化碳气体充分融合，使页岩油体积得到膨胀，粘度降低，抽提页岩油轻质组分；
[0012]步骤四、焖井结束后，开井实施衰竭生产，待油藏压力衰竭至原始油藏压力的1/2时，结束第一周期生产；
[0013]步骤五、第一周期生产后，向目标页岩油藏中注入二氧化碳气体，后续再注入氮气气体，用于将二氧化碳气体推入油藏深部的同时提高油藏压力至接近于原始油藏压力，其中二氧化碳气体和氮气气体的段塞体积为步骤三中的1.5倍；
[0014]步骤六、再对目标页岩油藏实施焖井作业，其焖井时间为步骤三中的1.5倍；
[0015]步骤七、焖井结束后，开井实施衰竭生产，待油藏压力衰竭至原始油藏压力的1/2时，结束第二周期生产；
[0016]步骤八、后续生产过程中，注入气体段塞体积、焖井时间均为上一周期的1.5倍，每个周期重复步骤五-步骤七的操作。
[0017]进一步的技术方案是，所述步骤一中的具体压裂操作过程为：
[0018]前期注入0.1PV高压二氧化碳段塞，后续注入0.1PV高压氮气；
[0019]增加注入气体压力，将井筒中压力提高到大于页岩油破裂压力，实现目标页岩油藏压裂，将支撑剂注入裂缝中，使裂缝不会闭合，有利于后续气体的注入。
[0020]进一步的技术方案是，所述步骤二中二氧化碳气体和氮气气体的段塞体积均为0.1-0.2PV。
[0021]进一步的技术方案是，所述步骤二中二氧化碳气体和氮气气体的压力均为目标页岩油藏的油藏压力。
[0022]进一步的技术方案是，所述步骤三的焖井时间为30-45天。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术注入油藏中的二氧化碳气体，在高压下能够与油藏中的页岩油融合，抽提原油中的轻质组分，使原油体积得到膨胀，降低原油粘度；注入油藏中的氮气，一方面将二氧化碳气体推至油藏深部与原油充分接触，提高原油采收率；另一方面起到保持油藏压力的作用，因此可以最大化地提高页岩油藏的采收率；这样最大效率地利用二氧化碳气体，使得页岩油藏的开发更加经济、高效；压裂、开发一体化设计，使得现场操作流程化、规范化，不同部门能够建立起更加紧密合作。
附图说明
[0024]图1为页岩油藏完井后井身结构图；
[0025]图2为注二氧化碳实施页岩油藏压裂造缝井身结构示意图；
[0026]图3为注二氧化碳压裂造缝后注氮气保压井身结构示意图；
[0027]图4为注气压裂后焖井阶段井身结构示意图；
[0028]图5为开井生产阶段井身结构示意图；
[0029]图6为压裂页岩长岩心不同气体介质吞吐实验采收率对比图；
[0030]图7为压裂页岩长岩心不同气体介质吞吐实验压力对比图。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩油藏氮气辅助二氧化碳压裂与开发一体化方法，其特征在于，包括：步骤一、利用氮气辅助二氧化碳对目标页岩油藏进行压裂操作；步骤二、压裂操作完成后，向目标页岩油藏中注入二氧化碳气体，后续再向目标页岩油藏中注入氮气气体，用于将二氧化碳气体推入油藏深部；步骤三、对目标页岩油藏实施焖井作业，使页岩油与注入的二氧化碳气体充分融合，使页岩油体积得到膨胀，粘度降低，抽提页岩油轻质组分；步骤四、焖井结束后，开井实施衰竭生产，待油藏压力衰竭至原始油藏压力的1/2时，结束第一周期生产；步骤五、第一周期生产后，向目标页岩油藏中注入二氧化碳气体，后续再注入氮气气体，用于将二氧化碳气体推入油藏深部的同时提高油藏压力至接近于原始油藏压力，其中二氧化碳气体和氮气气体的段塞体积为步骤三中的1.5倍；步骤六、再对目标页岩油藏实施焖井作业，其焖井时间为步骤三中的1.5倍；步骤七、焖井结束后，开井实施衰竭生产，待油藏压力衰竭至原始油藏压力的1/2时，结束第二周期生产；步骤八、后续...

【专利技术属性】
技术研发人员：周翔，赵玉龙，张博宁，孙新革，郑爱萍，石兰香，张烈辉，曾斌，潘军，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：