一种CO2少水压裂液体系及超临界CO2准干法加砂压裂方法技术

本发明专利技术公开了一种CO2少水压裂液体系及超临界CO2准干法加砂压裂方法，CO2少水压裂液体系包括液态CO2、压裂液、携砂液和顶替液，液态CO2用于在压裂造缝前注入地层对地层进行预处理；压裂液用于注入地层进行压裂造缝，包括CO2少水压裂液和降滤段塞用于交替注入地层；降滤段塞由CO2少水压裂液和支撑剂组成；携砂液用于注入造缝后的地层中起支撑作用，由CO2少水压裂液和支撑剂组成；述顶替液用于顶替地层中的液体。CO2少水压裂液由20％

【技术实现步骤摘要】
一种CO2少水压裂液体系及超临界CO2准干法加砂压裂方法


[0001]本专利技术涉及油气增产
，具体涉及一种CO2少水压裂液体系及超临界CO2准干法加砂压裂方法。

技术介绍

[0002]从CO2流体的相态图中可以看出，当温度达到31.3℃、压力超过7.39MPa时，CO2流体便处于超临界状态。超临界CO2流体既不同于液体，也不同于气体，具有许多独特的物理化学性质。超临界CO2的密度接近于液体，黏度接近于气体，而且扩散系数较高、表面张力接近于零，具有很强的渗透能力以及良好的传热、传质性能。利用超临界CO2流体对储层进行压裂改造能够避免传统压裂液所带来的一系列问题。
[0003]现有的CO2超临界连续油管喷射压裂技术主要包括喷砂射孔和压裂地层两个部分。首先进行喷砂射孔作业，利用密闭混砂车将液态CO2与磨料充分混合，经高压管线输送到压裂车。压裂车组将混合流体通过连续油管泵入到井筒中。混合流体逐渐下行，温度压力不断升高，当到达喷射压裂装置后，产生高速超临界CO2磨料射流，射穿套管和储层岩石，形成射流孔道。实验和模拟研究表明，超临界CO2射流具有比水射流更低的破岩门限压力和更快的破岩速度，且加入磨料后会有更强的冲蚀切割能力，使得超临界CO2射流能在喷射压裂的套管和地层开窗过程中发挥显著优势。射孔完成后进行压裂作业。通过连续油管或连续油管与环空同时泵入纯净液态CO2，液态CO2在下行过程中转变为超临界态。超临界CO2射流直接喷射到射流孔道中，产生比水射流更强的孔内增压效果，从而压开储层。当裂缝延伸到一定长度后，用混砂车将支撑剂混入CO2中，泵入裂缝中进行支撑，完成第1段压裂；第2段压裂前，需泵入少量的隔离液以防止第2段压裂时的CO2进入第1段压裂的裂缝中，然后上提连续油管至目标层段，重复进行上述压裂施工步骤。连续油管超临界CO2喷射压裂流程，主要由CO2存储系统、混砂系统、压裂泵组、井口控制系统、注入及传输系统、井下压裂装置等组成。对于常规油管压裂方式，可先进行地层射孔，随后下入光油管到射孔段并锚定，也可以采用水力喷砂射孔，随后用CO2替换井筒中的水，进行后续的压裂作业，后续的压裂过程与连续油管喷射压裂相同。
[0004]现有的CO2超临界加砂压裂技术的主要缺点如下：
[0005]1、液态CO2粘度极低，本身无法携砂。
[0006]2、液态CO2增粘后粘度低(增粘后粘度在0.1～10mPa.s)，携砂难度大，压裂施工砂比低。
[0007]3、液态CO2增粘后粘度低，造缝效率低。
[0008]4、现有的液态CO2压裂需要密闭混砂车，成本高。
[0009]5、密闭混砂罐容积小(仅为20m3左右)，使加砂量受限。因整个压裂过程都在密闭系统内进行，压裂施工中途无法继续补充支撑剂，因此，受密闭混砂罐容积的影响，每口井加砂量最多为20m3，使单井单层压裂规模严重受限。
[0010]6、需要在地面配备加热装置才能使CO2到达井底之后达到超临界温度，这样大大
增加了成本和现场操作难度。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是：目前的液态CO2粘度低，携砂能力受限，压裂效果较差，本专利技术提供了解决上述问题的一种CO2少水压裂液体系及超临界CO2准干法加砂压裂方法。
[0012]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0013]一种CO2少水压裂液体系，包括液态CO2、压裂液、携砂液和顶替液，所述液态CO2用于在压裂造缝前注入地层对地层进行预处理；所述压裂液用于注入地层进行压裂造缝；压裂液包括CO2少水压裂液和降滤段塞，CO2少水压裂液和降滤段塞用于交替注入地层；所述降滤段塞由CO2少水压裂液和支撑剂组成；所述携砂液用于注入造缝后的地层中起支撑作用；所述携砂液由CO2少水压裂液和支撑剂组成；所述顶替液用于顶替地层中的液体；所述顶替液由CO2少水压裂液和水基压裂液配合使用；所述CO2少水压裂液由20％
‑
25％的水基压裂液和75％
‑
80％的液态CO2组成，其中水基压裂液可以是低粘、中粘或高粘滑溜水、可以是酸性胍胶压裂液、可以是聚合物压裂液等。
[0014]本专利技术提供的CO2少水压裂液体系，通过改进CO2少水压裂液以及各组分相互配合使用关系，利于提高压裂效果。其中，利用少量(重量含量20％
‑
25％)的水基压裂液和液态CO2(重量含量75％
‑
80％)在井口混合，混合后的液体在从井口向地层流动的过程中，随着温度压力的升高(温度逐步超过31.3℃、压力逐步超过7.39MPa)，混合液体达到超临界状态。同时加在水基压裂液中的CO2增稠剂，在井筒内和液态CO2混合，对液态CO2起到增稠作用，粘度显著提升。整个压裂过程中，水基压裂液与液态CO2起到协同增稠的作用，经过增稠后的液态CO2和水基压裂液的混合液，其粘度可达到100mPa.s，其携砂能力大大增强，携砂砂比可达到40％。超临界CO2准干法加砂压裂方法实现了在常温常压非密闭状态下、在不使用地面加热装置的情况下，使液态CO2增稠并达到超临界状态，同时兼具降阻、造缝和携砂能力，使CO2超临界加砂压裂在非密闭情况下得以实现。
[0015]进一步可选地，所述水基压裂液由1％
‑
3％降阻剂、0.1％
‑
0.5％防膨剂、1％
‑
3％CO2增稠剂和余量的水组成。
[0016]进一步可选地，所述降滤段塞由95％
‑
97％CO2少水压裂液和3％
‑
5％支撑剂组成。
[0017]进一步可选地，所述降滤段塞中，支撑剂的粒径为40目
‑
70目。
[0018]进一步可选地，所述携砂液包括两种，第一种携砂液是由95％
‑
97％CO2少水压裂液和粒径为40目
‑
70目3％
‑
5％支撑剂组成；第二种携砂液是由95％
‑
97％CO2少水压裂液和粒径为30目
‑
50目3％
‑
5％支撑剂组成；两种携砂液配合使用。
[0019]进一步可选地，所述顶替液采用的顶CO2少水压裂液由1％
‑
3％降阻剂、0.1％
‑
0.5％防膨剂和余量的水组成。
[0020]进一步可选地，所述压裂液中，CO2少水压裂液和降滤段塞均加入相对自身质量百分含量为2％的降滤纤维；所述携砂液中加入相对自身质量百分含量为2％的降滤纤维。
[0021]一种超临界CO2准干法加砂压裂方法，采用上述的一种CO2少水压裂液体系，包括以下步骤：
[0022]步骤1：预前置液：
[0023]向地层中注入液态CO2，对地层进行预处理。利用液态CO2的特性，使近井地层的特性发生变化，以利于后续人工裂缝的形成。预处理的主要目的有四个方面：一是消除水锁伤害。液态CO2的表面张力极低，可进入微小的孔隙喉道空间，把原油剥离、包裹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2少水压裂液体系，包括液态CO2、压裂液、携砂液和顶替液，其特征在于，所述液态CO2用于在压裂造缝前注入地层对地层进行预处理；所述压裂液用于注入地层进行压裂造缝；压裂液包括CO2少水压裂液和降滤段塞，CO2少水压裂液和降滤段塞用于交替注入地层；所述降滤段塞由CO2少水压裂液和支撑剂组成；所述携砂液用于注入造缝后的地层中起支撑作用；所述携砂液由CO2少水压裂液和支撑剂组成；所述顶替液用于顶替地层中的液体；所述顶替液由CO2少水压裂液和水基压裂液配合使用；所述CO2少水压裂液由20％
‑
25％的水基压裂液和75％
‑
80％的液态CO2组成。2.根据权利要求1所述的一种CO2少水压裂液体系，其特征在于，所述水基压裂液由1％
‑
3％降阻剂、0.1％
‑
0.5％防膨剂、1％
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3％CO2增稠剂和余量的水组成。3.根据权利要求1所述的一种CO2少水压裂液体系，其特征在于，所述降滤段塞由95％
‑
97％CO2少水压裂液和3％
‑
5％支撑剂组成。4.根据权利要求3所述的一种CO2少水压裂液体系，其特征在于，所述降滤段塞中，支撑剂的粒径为40目
‑
70目。5.根据权利要求1所述的一种CO2少水压裂液体系，其特征在于，所述携砂液包括两种，第一种携砂液是由95％
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97％CO2少水压裂液和粒径为40目
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70目3％
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5％支撑剂组成；第二种携砂液是由95％
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97％CO2少水压裂液和粒径为30目
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50目3％
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5％支撑剂组成；两种携砂液配合使用。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：时际明，王志兴，安耀清，许云春，于思想，蔡为立，牛庆华，
申请(专利权)人：四川安硕石油工程技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：