CO_2泡沫压裂的基本原理

二氧化碳是空气中常见的化合物,其分子式为CO2,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。二氧化碳分子质量44.01,碳氧化物之一,俗名碳酸气,也称碳酸酐或碳酐。临界压力7.391MPa,临界温度31.04℃。空气中有微量的二氧化碳,约占0.039%。常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,微溶于水,并生成碳酸。CO2分子是直线型的,属于非极性分子,但是可以溶于极性较强的溶剂中,也可以溶于凝析油和原油中。     

CO_2泡沫压裂技术在大庆扶杨油层的应用

针对该储层物性差、泥质含量高、水敏性强、水基压裂液对储层伤害严重等特点,对CO2泡沫压裂技术进行相应的改进,取得了较好效果。与常规水基压裂技术进行压后评价对比分析,结果表明,CO2泡沫压裂技术具有更好的效果,主要表现在返排速度快、返排率高、压裂液绝对残渣含量低、地层伤害小、增产效果好,压后地层完善程度高。因此得出结论,CO2泡沫压裂技术对大庆长垣西南扶杨油层具有较好的适应性,应用效果显著。     

文23气田CO2泡沫压裂技术先导试验与分析

中原油田文23断块属中等埋深、高丰度、中低产中型气田。该断块为低渗储层、断层多、储层埋藏深、温度高,压裂改造难度大。根据文23气田以往压裂改造的情况,对该断块进行了CO2泡沫压裂工艺技术的专题研究,现场应用3口井,取得了较好的增产效果。文中介绍了文23块CO2泡沫压裂改造的方法和技术,对类似气田的压裂改造有借鉴作用。     

CO2泡沫压裂中井筒的压力分布研究

正确选择泵压关系到压裂的成败,而井筒的压力分布直接影响泵压的大小。本文在现有方法存在问题的基础上,考虑了压裂过程中泡沫压裂液的泡沫质量、密度、流变参数等变化,总结出二氧化碳泡沫压裂液在注入过程中压力分布的基本理论模型。运用以上方法对某井进行了预测,计算简单,精度较高,具有一定的实用性。     

扶扬油层CO_2泡沫压裂后产能效果分析

大庆油田扶杨油层有低孔、低渗、埋藏深,孔隙结构复杂,没有明显的油水界面等特点,所以出现常规压裂反排率较低,储层伤害严重等问题,利用CO2压裂技术则能提高压裂液返排效果,减少储层伤害。该技术在大庆油田的现场应用表明,应用CO2压裂技术降低了压裂液对储层的伤害,提高了单井产能和压裂效果。     

致密砂岩气藏的压裂增产和压裂后储层保护技术

致密砂岩气是一种非常重要的非常规资源,它具有低孔（4%~12%）、低渗（﹤0.1×10-3 um2）、含气饱和度低、含水饱和度高、孔喉半径小等特征。由于致密砂岩气藏具有复杂的储层结构,多种孔隙、喉道、微裂缝发育,因此通过压裂技术实现低渗致密气藏增产是很重要的。致密砂岩气藏的压裂增产技术主要有分层压裂技术、大型压裂技术、水平井分段压裂技术、CO2泡沫压裂技术等,这些技术现在在国内外致密砂岩气藏增产中都取得了一定的成果。本文对这几种主要的压裂方法做了介绍。同时,由于压裂增产改造后,外来颗粒和滤液侵入会对储层造成一定的损害,因此压裂改造后的储层保护也非常重要,现在主要使用屏蔽暂堵技术来降低损害程度,保护储层,为今后的开发提供保障。     

CO2泡沫压裂液性能试验

CO2泡沫压裂液是在普通压裂液基础上开发的一系列新型压裂液体系,以液态CO2为内相,原胶液和相关化学添加剂为外相的泡沫压裂体系。泡沫压裂液由基液、气体、起泡剂、稳定剂和其他添加剂组成。压裂液作为压裂技术的重要组成部分,其性能的好坏直接关系到施工的成败以及增产效果的差异。     

CO2泡沫压裂在大牛地低渗透气田先导性试验

大牛地气田储层低压、低渗、非均质性较强,强水锁且碱敏严重,普通的压裂改造效果较差,压裂液返排困难。而泡沫压裂工艺技术是低压、低渗、水敏性地层增产增注以及完井投产的重要而有效的措施。本文系统介绍了CO2泡沫压裂的基本特点,并对优选的压裂液配方进行了性能评价,提出了适合该区块的CO2压裂工艺技术方法并进行了矿场试验。施工结果表明,CO2泡沫液具有良好的携砂能力、滤失低、返排快、对地层伤害低,为低渗透油气藏的开发提供了一种有效的手段。     

CO_2泡沫蒸汽驱油藏适应性研究

根据胜利地质条件,利用数值模拟方法,采用半经验模型,研究了CO2泡沫蒸汽驱对油藏的适应性。研究结果表明:CO2泡沫蒸汽驱对不同韵律地层都有较好的适应性,更适用于正韵律地层;油藏深度是影响开发效果的重要因素,采用CO2泡沫蒸汽驱技术的油藏埋深下限为1400m;地层连通性好的地层,开发效果较好;该开发方式对于非均质性地层和不同粘度的油藏都有非常良好的适应性。所得结果对于现场应用具有借鉴和指导作用,为我国处于蒸汽驱的稠油油藏提供了一种有效的开发技术。     

CO2泡沫的物理性及其特性

泡沫是一种大量气体分散在少量液体中均匀分散体系,气泡的直径一般小于0.254mm,气泡彼此之间被一层液体薄膜隔开。这种液体薄膜有两个背对背的表面活性剂层,两层之间含有水。尽管目前使用的泡沫被称为＂稳定泡沫＂,但实际上,泡沫一旦形成,其稳定性就开始降低。这是由于泡沫的气液界面形成了一种热力学的不稳定系统。     

红河油田长8油藏压裂水平井生产规律研究

红河油田位于鄂尔多斯盆地天环向斜南部,红河油田长8油藏属于低孔、特超渗储层,局部裂缝发育,基本无自然产能,需压裂投产。压裂投产后,按产量分类,第一类水平井产量高、含水低是高效生产模式,第三类水平井产量低、含水高是低效生产模式。3类水平井均符合双曲递减规律。通过地质、试油试采资料与地震相结合,第一类水平井主要位于河道主体部位且地震位于Ⅱ级、Ⅲ级及其附近断裂带;第二类水平井位于河道砂体相对较薄部位且地震位于Ⅰ类、Ⅱ级断裂区;第三类水平井位于裂缝不发育的基质区。     

页岩气藏与无水压裂介质CO_2源汇匹配研究

我国是世界上最大的CO_2排放国,CO_2的大量排放致使面临巨大的环境压力。利用CO_2开采页岩气,不仅可以减少我国的CO_2排放量,还可实现CO_2的资源化利用。为研究我国CO_2排放源与页岩气藏的分布与现状,通过查阅年鉴和文献,计算了火电、钢铁和水泥等行业的CO_2排放量以及在全国的分布,并对比页岩气藏的分布,简析了两者的地域分布匹配情况。分析结果显示:页岩气藏分布周围火电行业CO_2排放量占全国火电行业总排放量的70%,钢铁行业CO_2排放量占全国钢铁行业总排放量的75%,水泥行业CO_2排放量占全国水泥行业总排放量的65%以上。在页岩气藏分布地区CO_2排放源分布比较集中,保证了无水压裂介质CO_2来源。我国页岩气藏与工业CO_2排放源的分布地域匹配良好,采用CO_2作为压裂介质开采页岩气具有良好的发展前景。     

水平井分段压裂技术在歧北斜坡低渗储层的应用

歧北斜坡区油藏埋深大、孔隙度低、渗透率低、自然产量很低;近年的勘探开发中还没有形成有效的手段提高储层产量。文章通过分析歧北斜坡区BS1601H井采用封隔器分段压裂技术成功实施对致密储层的改造,并且获得高产;对大港油田低孔低渗储层改造具有一定的借鉴意义。     

CO_2泡沫封窜提高采收率实验研究

三维人造岩心可模拟油藏非均质性,如韵律性、渗透率极差、大孔道等,可以较为真实地模拟地层情况。泡沫是一种有效的封窜手段,通过不同注入时机下CO_2泡沫封窜提高采收率室内模拟实验,得出了以下结论 :气交替见效最快,泡沫驱提高采收率能力最强,但泡沫用量最大,在现场开发过程中针对气窜,前期选用CO_2/水交替注入方式延缓气体窜逸,气窜后选用泡沫封窜。     

CO_2泡沫封堵能力评价实验研究

中原油田高温高盐特性导致化学驱无法大规模应用,CO2驱可有效提高原油采收率,是中原油田提高采收率的一条有效途径。但CO2驱主要存在气窜问题降低了CO2的驱替效率和推广应用。泡沫是一种良好的防气窜手段,本文通过大量室内模拟实验研究,对影响封窜的各种因素予以评判,优化出最佳封窜参数。研究认为,CO2泡沫在地层情况下处于超临界状态具有良好的封窜效果,优选出浓度在0.5%,气液比为1∶1,小段塞多次注入封窜效果良好。在井场上大规模应用时,混合交替段塞注入工艺更优。但是封堵也存在一个上限水平,在室内实验认为超过3达西以后,封堵效果变差。     

CO_2泡沫压裂液添加剂优选

压裂液体系及添加剂的选择要满足不同储层温度、井深、施工规模、排量、支撑剂浓度要求,还要适应不同储层的矿物特性、储层流体性质和减少对储层支撑裂缝导流能力的伤害。CO2泡沫压裂液是在普通压裂液基础上开发的一系列新型压裂液体系,以液态CO2为内相,原胶液和相关化学添加剂为外相的泡沫压裂体系。泡沫压裂液由基液、气体、起泡剂、稳定剂和其他添加剂组成。     

液态CO_2压裂管流摩阻特征实验研究

液态CO2压裂是采用液态CO2作为压裂液进行增产改造的工艺技术,对储层无伤害,可替代水基压裂液,近年来在致密气藏、页岩气藏等非常规气藏的开发中受到广泛关注。液态CO2压裂管流摩阻的合理预测及适于工程应用计算模型的建立对于压裂施工设计具有非常重要的意义。采用高温高压流体循环回路系统地测试了模拟施工条件下液态CO2管流特征,液态CO2粘温特征研究表明温度的升高会降低液态CO2粘度,而压力的升高会增加液态CO2的粘度,温度对液态CO2粘度的影响相比于压力的影响要更为明显。同时实验测试了不同温度、压力条件下液态CO2管流摩阻,表现为温度的升高会降低液态CO2管流摩阻,压力的升高反而会增大管流摩阻,建立了液态CO2管流摩阻系数与雷诺数之间的布拉修斯形式的计算模型,该模型与现有经验公式相比具有较高的计算精度以及工程实用价值。     

液态CO_2压裂管流摩阻特征实验研究

液态CO2压裂是采用液态CO2作为压裂液进行增产改造的工艺技术,对储层无伤害,可替代水基压裂液,近年来在致密气藏、页岩气藏等非常规气藏的开发中受到广泛关注。液态CO2压裂管流摩阻的合理预测及适于工程应用计算模型的建立对于压裂施工设计具有非常重要的意义。采用高温高压流体循环回路系统地测试了模拟施工条件下液态CO2管流特征,液态CO2粘温特征研究表明温度的升高会降低液态CO2粘度,而压力的升高会增加液态CO2的粘度,温度对液态CO2粘度的影响相比于压力的影响要更为明显。同时实验测试了不同温度、压力条件下液态CO2管流摩阻,表现为温度的升高会降低液态CO2管流摩阻,压力的升高反而会增大管流摩阻,建立了液态CO2管流摩阻系数与雷诺数之间的布拉修斯形式的计算模型,该模型与现有经验公式相比具有较高的计算精度以及工程实用价值。     

低孔、低渗油气层试油气的探讨

本文针对低孔、低渗油气层的特点,结合目前试油气工艺技术的发展,以现场施工情况为依托,对低孔、低渗油气层试油气工艺技术进行了探讨,提出了压裂试油气工艺技术,为低孔、低渗油气层试油气工作提供了一条途径。     

低渗储层干法加砂压裂增黏剂的研发及压裂液体系优选

针对长庆气田原采用水基压裂液存在的问题,首次采用分子模拟技术,开展高聚物分子设计和增黏效果模拟,开发出了针对二氧化碳干法加砂压裂施工专用增黏剂。通过室内试验及数学模型分析,优选出5%增黏剂+95%液态二氧化碳作为压裂液体系,大大提高了液态二氧化碳携砂性能。该工艺在长庆气田开展现场试验,并通过微地震监测评价储层改造效果,试验井微地震监测裂缝半长81~113 m,裂缝高度57 m。现场初步试验结果表明:二氧化碳干法加砂压裂技术对低渗、强水锁储层具有较好的改造效果,同储层条件下,裂缝长度达到常规水力压裂改造的2倍;排液速度快,完井周期是常规水基压裂的三分之一,储层伤害低,单井产量可增加2~3倍,储层改造效果良好。研究和应用结果可以为类似低渗储层增产改造提供技术参考。