[发明专利]液态CO2

说明书

本发明涉及一种高压条件下液态CO₂/N₂两相体系干法压裂液加砂系统及其实施方法，属于液态CO₂/N₂两相体系干法压裂液性能测试的技术领域。所述加砂系统包括气体加压系统、加砂泵、加砂控制系统、输送管、输送泵和流量控制阀；所述气体加压系统包括CO₂储罐、CO₂泵、液氮储罐、液氮泵；CO₂储罐与CO₂泵连接，液氮储罐与液氮泵连接；CO₂泵通过输送管依次与加砂泵底端、液氮泵、流量控制阀和输送泵连接，CO₂泵通过一支路输送管与加砂泵上端连接，加砂泵与加砂控制系统连接。该系统实现向液态CO₂/N₂两相体系压裂中均匀加砂，并实时调节砂比，防止砂堵，提升压裂施工的效果，进而提升采收率和开发效果。

技术领域

本发明涉及一种高压条件下液态CO₂/N₂两相体系干法压裂液加砂系统及其实施方法，属于液态CO₂/N₂两相体系干法压裂液性能测试的技术领域。

背景技术

随着石油天然气能源的需求量与日俱增，越来越多的非常规低渗透油气藏包括页岩油、页岩气、致密油被开发利用，对于这些非常规油气藏的开发最有效的方式就是进行压裂改造，提高油气产能。与常规压裂相比，干法压裂具有独特的优势：由于体系中没有水，与地层配伍性好，适用性更广；压裂后返排迅速，无残渣，避免了对地层的污染等。

液态CO₂/N₂两相体系干法压裂是以液态CO₂和N₂形成的无水两相体系作为压裂液对油气储层进行压裂改造的增产工艺，其中液态CO₂为外相，N₂为内相。压裂过程中，液态CO₂/N₂两相体系作为压裂液压开地层并携砂支撑裂缝，压裂施工结束，温度升高、压力降低，液态 CO₂变成气态，与N₂快速、彻底地从地层排出，不留残渣，是一种真正意义上的无伤害压裂工艺。液态CO₂/N₂两相体系干法压裂特别适合于非常规油气储层的增产改造，同时也是CO₂资源化利用的一种有效途径。在压裂过程中，液态CO₂/N₂两相体系需要携带支撑剂，进入裂缝，完成压裂过程。压裂液(这里指液态CO₂/N₂两相体系)携砂性能是压裂液的一个重要指标，是评价压裂液性能和进行压裂设计的关键参数，而实现携砂性能评价，需要在压裂液中进行加砂操作。传统的加砂实验设备结构简单，功能单一，加砂不均匀，加砂速度不易调节，而在压裂过程中，施工压力普遍较高，液态CO₂/N₂两相体系状态复杂，现有加砂设备难以实现液态CO₂/N₂两相体系的均匀加砂。

中国专利CN106593394B公开了一种页岩气压裂阶梯加砂方法，(1)向井筒泵注前置液量，液体进入地层造缝；(2)、泵注第一个加砂段塞，阶梯加砂；(3)、泵注第一个液体段塞，若压力现为斜线上升表明压力变化平缓，砂比有提高空间，进入步骤(4)；若压力表明现阶段不宜提升砂比，需要进一步泵注压裂液造缝，进入步骤(1)；(4)、泵注第二个加砂段塞，阶梯加砂； (5)、泵注第二个液体段塞，观察不同砂比的加砂段塞进入地层后的压力变化趋势；(6)、重复步骤(4)至步骤(5)15～20次，具体以达到压裂设计加砂量为要求，完成各阶段加砂，最后泵注顶替液，完成整个压裂施工任务；本发明采用阶梯式加砂方法，有效预防储层砂堵，减少施工风险，保障施工顺利进行。