co2干法壓裂技術在長慶氣田的適應性研究(已修改)
2025-06-17 18:22 本頁面
【正文】 一． C02干法壓裂技術在長慶氣田的適應性研究————————————————————————————————————————————一———————————r．=_—————————————————————————一002干法壓裂技術在長慶氣田的適應性研究宋振云潘新偉李志航李勇(長慶石油勘探局工程技術研究院)摘要：C02干法壓裂技術的顯著特點是不含任何水相，避免了施工過程中低壓、低滲、水敏性儲層 的二次傷害，國外現(xiàn)場應用1000口井以上，增產(chǎn)效果十分明顯。長慶氣田上古儲層為典型的低壓、 低滲氣藏，自吸水能力強、水鎖傷害嚴重，分析認為C02干法壓裂技術對該儲層有較強的適應性。室 內(nèi)進行了C02干法壓裂液體系的流動特性實驗和研究，為壓裂設計和施工提供了參數(shù)。 關鍵詞：C0。干法壓裂長慶氣田水鎖傷害適應性前言北美從1981年開始利用純液態(tài)COz體系作為壓裂液，從1994年開始利用N。／C使泡沫體系作為壓 裂液進行干法壓裂施工。這種新型壓裂液體系的顯著特點是不含任何的水相，對于低壓、低滲、水 鎖、水敏性地層來說也就消除了外來水相造成的儲層傷害。至今，干法壓裂已經(jīng)應用了超過1000口 井，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。長慶氣田為典型的低壓、低滲、低孔氣藏，儲層條件復雜、物性差、非均質(zhì)性強。而施工過程中外 來液相的侵入所引起的氣相有效滲透率的下降是造成氣層損害的一個主要因素，采用C02干法壓裂技 術則在壓裂過程中完全避免了水相侵入地層，也就從根本上消除了產(chǎn)生儲層二次傷害的因素。在室內(nèi)實驗研究中，利用高溫、高壓C02專用試驗系統(tǒng)模擬現(xiàn)場條件，在不同的溫度、壓力條件 下進行了純液態(tài)C0液態(tài)COz+N2泡沫兩種壓裂液體系的流體流動特性試驗，獲得了流體摩阻、流 變性能等參數(shù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立了流體參數(shù)計算的關系式，為C02干法壓裂優(yōu)化設計提供了參數(shù)， 并進行了配套技術研究，為該技術的現(xiàn)場試驗及應用打下了良好的基礎。一、C02干法壓裂技術特點及國外現(xiàn)場應用情況CO：干法壓裂技術發(fā)展概況 C02用于壓裂技術開始于二十世紀60年代，最初是為了助排，后來加大了C0：的比例使其也參與造縫，從而形成了C0：泡沫壓裂液體系，這種體系的出現(xiàn)使其在低壓、低滲儲層的施工效果相對于常 規(guī)水力壓裂來說有了明顯的提高。但是對于水鎖、水敏性儲層來說，C02汞!水基液體形成的泡沫液仍 然有太多的水相進入儲層，其造成的傷害抵消了相當一部分增產(chǎn)效果。針對這種情況，國外又發(fā)展3119石油技術發(fā)展研討會論文集了干法壓裂技術，純液態(tài)C02干法壓裂技術于1981年起源于加拿大，其最明顯的優(yōu)勢就是消除了殘 余液體以及殘渣對儲層的傷害。第～次純液體COz干法壓裂現(xiàn)場實施是1981年7月16日在海綠石砂 巖儲層，井號為：161027—8W4M。從該井的應用到1987年9月，國外完成了超過450井次COz干法 壓裂施工，其中95％是氣井，5％是油井。最大井深超過3100m，最大砂量44t。95％的井深小于2500m， 加砂量最大22t，最大加砂濃度達到了llOOkg／m3。已經(jīng)超過30種不同的儲層進行了液態(tài)CO。干法壓 裂，而截止2003年底，在加拿大、美國、歐洲已經(jīng)完成了超過1100井次的C02干法壓裂增產(chǎn)措施。 由于純液態(tài)CQ粘度低，攜砂能力差，盡管已經(jīng)取得了很大的成功7，但是要求施工排量較高，摩阻大， 造成所需設備馬力較大，施工成本高。從1994年以來，為了提高攜砂能力以及降低摩阻，又引入了 將N。加入液態(tài)C02中形成泡沫壓裂液的技術，形成了NCOz泡沫體系，這種新的壓裂液體系保留了純 液態(tài)C02所有的無傷害的特性但能增加體系粘度，使干法壓裂技術有了新的進展。到目前為止，已經(jīng) 使用這種體系完成了超過350井次的壓裂施工。C02千法壓裂技術特點 (1)純液體C0z干法壓裂的優(yōu)點①純液態(tài)c02壓裂相對于常規(guī)壓裂液壓裂來說避免了水相進行地層，消除了儲層傷害。②返排迅速，液態(tài)C也在儲層氣化后以氣態(tài)排出地層，因而沒有任何的壓裂液殘余。③利用液態(tài)COz作為壓裂液比較經(jīng)濟。與常規(guī)壓裂液相比，其返排及返排時占用的設備費用相對比較 低。根本不需要壓后抽汲以及處理返排的液體。(2)液態(tài)C0z壓裂設備特點①地面設備C02干法壓裂所需的地面設備主要包括壓裂泵車、特殊的加壓混砂器、C02儲罐、N2儲罐以及管匯 系統(tǒng)等。②C0。干法壓裂用混砂器與常規(guī)壓裂的不同 A、與常規(guī)壓裂的區(qū)別在于需要加壓，在壓力下使支撐劑與液態(tài)C02混合； B、混砂器內(nèi)部壓力大約在2．07MPa左右，溫度大約在一18℃左右； C、混砂器中充N。以保持壓力： D、受混砂器容量限制，單混砂器砂量一般在21t
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