[发明专利]一种超临界CO

权利要求书

1.一种超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于包括以下步骤：

a. 从地面打水平井，水平段位于待压裂煤层中；

b. 将CO₂输送至CO₂增压泵车，通过增大压力，使CO₂保持为液态，然后将其注入密闭混砂装置；

c. 将增黏剂注入密闭混砂装置，并加入细砂，形成低砂比的CO₂压裂液；

d. 将上述CO₂压裂液输送至CO₂主压车，打开CO₂注入阀门，将CO₂压裂液经油管注入水平井，注入过程中，在水头、摩擦阻力和地层传热的综合作用下，压力和温度逐渐增加，其相态逐渐转变为超临界态，对待压煤层进行分段初次压裂，压裂完毕后，关闭CO₂注入阀门，利用油管输送钻机，钻破封隔桥塞，取出油管并封井；

e. 将清水和砂在水混砂装置中混合均匀后，输送至水主压车，打开水注入阀门，将水基压裂液经套管压入水平井，对煤层进行二次压裂，压裂完毕后关闭水注入阀门，先利用井底高压力自动返排部分水基压裂液，然后利用抽水泵返排剩余压裂液，返排结束后封井，最后排采煤层气。

2.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的CO₂增压泵车中的压力要根据CO₂温度—压力相变图来设置，原则是保证CO₂处于液态。

3.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的增黏剂为TNJ，具体配方为质量比2.0%TNJ+98.0%液态CO₂。

4.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的利用SC-CO₂初次压裂，支撑剂选用细砂，且压裂液中砂的质量含量小于10%。

5.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的利用SC-CO₂初次压裂，压裂油管直径为Φ=88.9mm。

6.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的利用SC-CO₂初次压裂，施工排量控制在2~4m³/min。

7.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的利用SC-CO₂初次压裂，压裂完毕后，封井时间不低于24h，且不进行排采操作。

8.根据权利要求1所述的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的方法，其特征在于：所述的利用水基压裂液二次压裂，水基压裂携砂粒径需大于CO₂压裂携砂粒径。

9.一种用于上述权利要求1~8所述的方法的超临界CO₂和水复合压裂开采煤层气的装置，其特征在于：包括CO₂罐车、CO₂增压泵车、增黏剂泵注装置、密闭混砂装置、CO₂主压车、CO₂注入阀门、水注入阀门、水主压车、水混砂装置；CO₂罐车和CO₂增压泵车与增黏剂泵注装置并联然后与密闭混砂装置连接，密闭混砂装置另一端连接CO₂主压车；水混砂装置与水主压车连接，水主压车和CO₂主压车共混后与水平井连接，在连接管路上分别设有水注入阀门和CO₂注入阀门。