二氧化碳蓄能压裂技术在吉林油田的应用

吉林油田黑帝庙油层压力不足,原油黏度高,凝固点高,常温下不易流动。针对这一问题开展了CO2蓄能压裂的研究与应用,并在黑+79-31-45井现场应用成功。该技术采用纯液态CO2代替常规水基冻胶压裂液进行造缝和携砂,与常规水力压裂相比在施工设备、地面管线、施工参数等多方面都存在很大差异。     

二氧化碳干法压裂技术——应用现状与发展趋势

总结了CO2干法压裂技术的原理、施工工艺、设备要求及技术特点等,并分析了该技术存在的问题和发展趋势。与常规水力压裂技术相比,CO2干法压裂技术具有高返排、对储集层伤害小、增产幅度大等优点。该技术存在的问题包括:液态CO2摩阻高;液态CO2黏度低,悬砂能力和降滤失性能差,不利于压裂造缝;压裂过程中CO2相态变化复杂,难以实现精确的相变预测和控制;压裂设备有待完善,关键设备密闭混砂车存在明显缺陷;缺乏适用于CO2干法压裂的施工参数计算方法。超临界CO2压裂技术具备传统CO2干法压裂技术的全部优点,且增产效果更佳、施工压力小、对混砂车要求更低,是CO2干法压裂技术的发展趋势。     

CO2泡沫压裂在煤层气井中的适应性

CO2泡沫压裂液由于对储层伤害小、返排能力强、滤失量小和携砂能力强等特点,在油气田,特别在低压、水敏性储层中得到应用.CO2泡沫压裂液与常规水基压裂液最大的差异是交联环境的不同.常规水基压裂液是在碱性环境下交联、酸性环境下破胶,而CO2泡沫压裂液则要求在酸性环境下交联.为使稠化剂在酸性条件下能形成良好的冻胶,开发研制出了AC-8酸性交联剂,并通过室内研究,形成了CO2泡沫压裂的配套技术.现场应用表明,CO2泡沫压裂液是一种优质低伤害压裂液体系,该体系粘度高,滤失量低,能够清洁裂缝,对地层损害小,易返排,能够满足煤层气井的压裂施工.     

CO2压裂技术在杏南试验区的应用研究

与常规压裂技术相比,CO2压裂技术具有低滤失、高返排、对油层伤害小、增产幅度大、有效期长等优点,该技术在利用CO2作为介质造缝的同时,还具备在地层温度下CO2快速气化、溶混于原油中、大幅度降低原油粘度和增加溶解气驱能量的独特增产机理.该文对该技术所适用的地质条件、压裂选井的原则及压裂施工的具体流程进行了阐述.杏南试验区3口井CO2压裂的现场应用效果表明,该技术不仅适用于厚油层和老井的重复压裂,而且对于表外储层和有效厚度小于0.5 m的薄差层也具有更好的增产效果.运用压裂有效期内最低增油模型,计算出该技术比普通压裂可多创效5.8～13.8万元, 经济效益更为可观.CO2压裂技术是低压、低渗油层的一项较好的增产改造措施,它扩大了压裂选井选层的范围、提高了压裂效果,在杏南试验区具有广阔的应用前景.     

吉林油田新型压裂液体系试验成功

吉林油田兴业油化公司研发的羧甲基香豆胶压裂液体系通过前期室内评价后,进入现场应用试验阶段。2013年9月25日,这个体系在乾安地区黑165-6-2和黑165-6-1井上进行应用试验,现场施工完全按照压裂设计进行,各项参数平稳,压裂一次成功。     

CO2泡沫压裂工艺技术在中原油田的实践

针对中原油田开发后期的低压、水敏油气层的特点，对CO2、CO2泡沫压裂液的主要特性以及CO2泡沫压裂工艺技术的主要特点进行了探索。CO2泡沫压裂设计应充分考虑温度和压力对CO2相态变化的影响，应优化施工管柱，最大限度地降低施工压力，应开发多种抗高温、酸性环境交联的压裂液体系，以更加适应中原油田CO2泡沫压裂施工需要。因泡沫压裂液滤失量小，所以施工排量不宜太高，一般以不低于3．2m^3／min为宜。在CO2泡沫压裂液、CO2泡沫压裂优化设计、现场施工质量控制等方面取得了较大的进展，在现场取得了较好的应用效果。     

中原油田二氧化碳压裂改造初探

中原油田的地质特点决定了水力压裂是低渗透油气藏勘探开发的主导措施，对于低压、水敏油气藏及深层凝析气藏采用常规的压裂工艺及水基压裂液进行压裂改造，增产效果不甚理想。为了解决压裂中存在的问题，探索压裂增产的新途径，中原油田引进了美国SS公司生产的CO2罐车和CO2增压泵，与斯伦贝谢公司进行合作，完成了CO2压裂地面流程的配套和泵注CO2压裂车的改造。在斯伦贝谢公司技术人员的指导下，进行了5口井的CO2压裂实施。在此基础上，我们总结了前期工作的经验和教训，独自完成了5口井的CO2泡沫压裂的设计与施工，取得初步成效。     

液态CO2压裂技术在煤层气压裂中的应用

煤层气是一种非常规天然气资源。煤层气储层与常规天然气储层相比具有很大的差异。煤层通常以多个煤层组形式存在，各组之间相距的距离不等，这一特征加上煤岩本身的一些特性，使得煤层压裂与常规储层压裂之间存在一些差异。文章介绍了液态CO2压裂技术的原理、优缺点以及工艺技术特点。对利用液态CO2施工的步骤及效果进行了对比分析，建议在煤层气压裂中有针对性地利用谊项技术；     

CO2压裂技术在苏里格气田的应用

针对苏里格气田低压、低渗气藏的特点,以及常规压裂压后液体返排困难,储层水伤害严重的问题,研究利用CO2压裂技术提高压裂液返排效果,减少储层伤害。有针对性地研究了CO2压裂工艺的原理、压裂优化设计技术及压裂配套工艺等。该技术在长庆油田苏里格气田的现场应用表明,应用CO2压裂技术降低了压裂液对气层的伤害,提高了气井单井产量和压裂效果。     

陆相页岩气层的CO_2压裂技术应用探讨

中国陆相页岩气资源潜力较大。与海相页岩相比,陆相页岩气层具有厚度薄、脆性矿物含量低、黏土矿物含量高、压力低等特点,海相页岩气的开发技术(特别是压裂技术)并不完全适用。为此,针对陆相页岩气层的储层特征和压裂改造难点,分析了CO2泡沫压裂技术、CO2增能压裂技术和液态CO2压裂技术的特点,并在鄂尔多斯盆地中生界延长组长7段页岩气层开展了液态CO2压裂、CO2增能压裂应用试验。结果表明:纯液态CO2在2.0m3/min排量下可压开长7段页岩气层,压后排液迅速,24h后即点火可燃;同时,CO2增能压裂能显著提高压裂液返排速度和返排率,缩短排液周期,有利于陆相页岩气的勘探开发。此外,根据目前国内压裂设备和技术现状以及环保问题,提出了陆相页岩气层CO2压裂技术今后的应用和发展思路。     

中国致密砂岩气藏勘探开发关键工程技术现状与展望

中国致密砂岩气藏具有低孔低渗、裂缝发育、局部超低含水饱和度、高毛管压力、地层压力异常、高损害潜力等工程地质特征。经过10多年持续攻关，已经形成了裂缝性致密砂岩气藏保护屏蔽暂堵技术系列、气体钻井及全过程欠平衡完井保护技术系列，成功试验了CO2泡沫压裂液体系、N2增能压裂液体系和低摩阻高黏度瓜胶有机硼冻胶压裂液大排量套管注入的大型压裂工艺。实践证明，贯彻储集层保护与改造并举的方针，实现全过程储集层保护是致密砂岩气藏及时发现、准确评价和经济开发的重要保证。建议加强致密砂岩岩石物理学基础研究，重视水平井及特殊工艺井的钻井及完井储集层保护配套技术应用，大力提高增产改造技术的适应性，形成针对不同类型致密砂岩气藏的配套技术系列。参42     

基于含硅类增稠剂的新型超临界CO2压裂液的流变特性及岩心伤害评价

针对超临界CO2压裂液黏度低、携砂能力差的应用现状合成了含硅类增稠剂,并研究了超临界CO2压裂液的流变特性及岩心伤害情况,旨在为增稠剂的优选以及现场压裂施工提供参考依据。通过溶液聚合法室内合成了聚甲基倍半硅氧烷PMSQ和聚甲基倍半硅氧烷-醋酸乙烯酯PMSQ-VAc二元共聚物增稠剂,采用红外光谱测试验证了增稠剂样品的主要官能团,运用高压长管管流实验法测试了超临界CO2压裂液的增黏效果及其流变特性,最后评价了超临界CO2压裂液在人造裂缝天然长岩心中的滤失性、岩心伤害率。研究结果表明,随着温度、压力的升高,2种增稠剂的增黏效果均先增大后减小;随着增稠剂注入量的增大,2种CO2压裂液的黏度先增大后减小;在超临界CO2流体中,PMSQ-VAc的增黏效果相对较好,可使其黏度最大达到3.892 mPa·s;在渗透率为0.551 mD的岩心中,PMSQ-VAc与超临界CO2流体混合后压裂液的滤失系数为1.435×10-2 m/min1/2,滤失速度为0.010 m/min,岩心的伤害率为16.33%~25.36%,滤失系数和滤失速度较小,伤害程度属弱。     

二氧化碳泡沫压裂液性能研究

对低压、低渗、水敏地层采用CO2泡沫压裂技术,起到增产增注效果。泡沫压裂由于具有地层伤害小、返排迅速、滤失低、粘度高、摩阻低以及携砂能力强等优点,因而在以上储层的改造中得到了广泛应用。研究了影响CO2泡沫压裂液性能的主要因素,如泡沫质量、温度、压力、稠化剂、酸性交联剂,并对CO2泡沫压裂液性能进行了评价。     

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BJ石油服务（中国）有限公司（简称BJ公司）在苏里格气井进行了两口井的压裂试验，压裂液采用对低渗透低压气藏排液有效的CO₂酸性交联液压裂液体系，增稠剂采用羧甲基羟丙基瓜尔胶，交联剂采用有机锆交联剂；施工前进行小型测试压裂，确定储层的滤失系数、裂缝延伸速度、延伸压力、裂缝闭合压力等重要设计参数；施工设计中预前置液中加入纯CO₂，能增加溶解气驱的能量，CO₂可以起到冷却作用，达到降低储层温度的目的；在人工裂缝的尺寸方面采用了宽、短裂缝的设计,采用高强度支撑剂——陶粒提高缝长和改善导流能力，加大前置液量和提高末端砂比技术，前置液比例达到50%以上，而在后期的施工过程中，迅速将支撑剂浓度由200 kg/m2提至1000 kg/m2，施工过程中很好地运用端部脱砂技术；加强现场质量控制，对指导压裂施工具有较大的借鉴作用。     

页岩储层超临界CO2压裂液滤失规律实验研究

压裂施工过程中,压裂液的滤失量是影响压裂裂缝几何形态和压裂效果的主要因素,但目前中国还没有对页岩储层超临界CO₂压裂液滤失规律实验方面的报道。因此,结合中国典型页岩气储层特征,研究了非线性滤失条件下,不同初始相态的CO₂压裂液在地层岩心中的滤失规律,在此基础上分析了CO₂压裂液滤失规律的主要影响因素,以及不同实验条件下CO₂压裂液的滤失机理。实验结果表明,CO₂压裂液的滤失规律受注入压力、压差、裂缝开启度及压裂液黏度等因素的影响,随着注入压力、压差、裂缝开启度的增大,CO₂压裂液滤失速率增大;不同滤失实验条件下,影响CO₂压裂液滤失规律的主导因素不同,当CO₂压裂液处于超临界状态(7.38 MPa,31.1℃)时,由于黏度较大,超临界CO₂压裂液的滤失系数相对较小。      

CO2泡沫压裂液在裂缝中的两相流动研究

CO2泡沫压裂液具有油层伤害低、滤失量小、返排能力强等特点，不仅能在高渗透地层压裂中应用，在低渗透油气田的开发中也起到了关键性的作用。通过矩形裂缝实验系统研究了不同流体特性、不同流速、不同泡沫干度条件下CO2泡沫压裂液的两相流阻力特性，提出了两相流阻力的泡沫干度修正系数。在低粘度下，CO2泡沫压裂液在矩形裂缝中的两相流动阻力随流速和泡沫干度的增大而增大；在高粘度和高泡沫干度下，两相流阻力特性曲线相当于低流速区阻力特性曲线沿流速坐标轴向高流速区的平移，表明在该条件下的CO2泡沫压裂液在裂缝中能更好地满足高摩阻悬砂、低摩阻返排的压裂工艺要求，为泡沫压裂液性能的评估以及合理选择钻呆压裂参数提供依据。     

新型CO2压裂用增稠剂的增稠性能及机理

为了改善CO₂压裂液的黏度,需要加入适合该体系的增稠剂,笔者以八甲基环四硅氧烷与四甲基四乙烯基环四硅氧烷为原料,六甲基二硅氧烷为封端剂,五甲基二硅氧烷为支链添加剂,四甲基氢氧化铵与氯铂酸为催化剂合成了一种支链聚硅氧烷CO₂增稠剂,并对该增稠剂的结构进行红外光谱（FT-IR）分析。此外,对加入支链聚硅氧烷增稠剂的CO₂压裂液的性能进行了研究。结果表明,在20℃、7%的加量下,加入相同分子量的聚二甲基硅氧烷CO₂压裂液的黏度为1.66mPa×s,而加入硅氧烷增稠剂CO₂压裂液的黏度为6.67 mPa×s,硅氧烷增稠剂增稠效果明显;CO₂压裂液的黏度随着增稠剂浓度的增加而显著改善,增稠剂的浓度在1%~3%时,随压力从8 MPa升高到14 MPa,含支链聚硅氧烷增稠剂的CO₂压裂液黏度升高明显。然而,压裂液的黏度随温度的增大明显降低。新型支链聚硅氧烷增稠剂比聚二甲基硅氧烷的增稠效果明显优异,与国外产品的增黏效果相差较小。同时提出了聚硅氧烷对CO₂压裂液的增稠机理。      

CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液研究与试验

目前常用的压裂液存在与非常规油气储层配伍性差、破胶返排困难和容易对储层造成二次伤害等问题,无法满足非常规油气井压裂施工的需求。为此,结合清洁压裂液和泡沫压裂液的特点,研制了新型双子表面活性剂WG-2,形成了一种CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液,并对其综合性能进行了评价。评价结果表明:该压裂液具有较强的泡沫稳定性、良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能、携砂性能、破胶性能和低伤害特性。CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液在X-3井进行了现场试验,该井压裂施工过程顺利,压裂后的日产油量是采用羟丙基胍胶压裂液邻井X-4井的2倍多,增产效果显著。室内与现场试验结果表明,该压裂液能够满足非常规油气储层的压裂施工作业,具有良好的推广应用前景。