co2泡沫壓裂液在低滲氣藏中應(yīng)用(石油學(xué)會(huì))

1、COCO2 2泡沫壓裂液在低滲氣藏中應(yīng)用泡沫壓裂液在低滲氣藏中應(yīng)用中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院分院中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院分院壓裂酸化技術(shù)中心壓裂酸化技術(shù)中心匯報(bào)人：叢連鑄匯報(bào)人：叢連鑄匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱 CO2泡沫壓裂液的發(fā)展概況泡沫壓裂液的發(fā)展概況 技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn) 解決的對(duì)策解決的對(duì)策 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施 結(jié)論結(jié)論壓裂液的發(fā)展概況壓裂液的發(fā)展概況壓裂液類(lèi)型壓裂液類(lèi)型導(dǎo)流能力保持率（導(dǎo)流能力保持率（% %）生物聚合物生物聚合物9595泡沫壓裂液泡沫壓裂液80809090聚合物乳化液聚合物乳化液65658585油基壓裂液（凝膠）油基壓裂液（凝膠）45457070線(xiàn)性膠（不交聯(lián)）線(xiàn)性膠（不交聯(lián)

2、）45455555交聯(lián)水基凍膠交聯(lián)水基凍膠10105050不同壓裂液對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力的保持率對(duì)比不同壓裂液對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力的保持率對(duì)比泡沫壓裂液的發(fā)展泡沫壓裂液的發(fā)展 第一代泡沫壓裂液：第一代泡沫壓裂液：7070年代，水年代，水+ +起泡劑，起泡劑，N N2 2，砂液比，砂液比1 12lb2lbgalgal，利于壓后返徘，解決低壓氣井；利于壓后返徘，解決低壓氣井； 第二代泡沫壓裂液：第二代泡沫壓裂液：8080年代，水年代，水+ +起泡劑起泡劑+ +聚合物，聚合物，N N2 2、COCO2 2，提高流，提高流體粘度，增加穩(wěn)定性，砂液比體粘度，增加穩(wěn)定性，砂液比4 4 5lb5lbgalgal

3、，高壓油氣藏；，高壓油氣藏； 第三代泡沫壓裂液：第三代泡沫壓裂液：8080年代末年代末9090年代初，水年代初，水+ +起泡劑起泡劑+ +聚合物聚合物+ +交聯(lián)交聯(lián)劑，以劑，以N N2 2泡沫壓裂液為主泡沫壓裂液為主, ,粘度和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，造縫和攜砂能力增粘度和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，造縫和攜砂能力增強(qiáng)，適合于高溫深井大型水力壓裂，砂液比達(dá)強(qiáng)，適合于高溫深井大型水力壓裂，砂液比達(dá)5lb5lbgal gal ； 第四代泡沫壓裂技術(shù)：第四代泡沫壓裂技術(shù)：恒定內(nèi)相技術(shù)，控制內(nèi)相體積，降低施工摩恒定內(nèi)相技術(shù)，控制內(nèi)相體積，降低施工摩阻阻, ,滿(mǎn)足大型泡沫壓裂施工：最高砂液比達(dá)滿(mǎn)足大型泡沫壓裂施工：最高

4、砂液比達(dá)12lb12lbgalgal以上，砂量以上，砂量150150噸噸以上。以上。匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱 CO2泡沫壓裂液的發(fā)展概況泡沫壓裂液的發(fā)展概況 技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn) 解決的對(duì)策解決的對(duì)策 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施 結(jié)論結(jié)論COCO2 2泡沫壓裂液的特點(diǎn)泡沫壓裂液的特點(diǎn) COCO2 2泡沫壓裂液適用性泡沫壓裂液適用性應(yīng)用范圍廣：油氣井，高溫、低溫油氣藏，深井；應(yīng)用范圍廣：油氣井，高溫、低溫油氣藏，深井；特別應(yīng)用于低壓、水敏性油氣藏。特別應(yīng)用于低壓、水敏性油氣藏。 COCO2 2泡沫壓裂液的特點(diǎn)泡沫壓裂液的特點(diǎn)密度高：接近水的密度，適合深井施工；浮力大，攜砂能力強(qiáng)；密度高：接近水的密度，適合

5、深井施工；浮力大，攜砂能力強(qiáng)；水溶性較好，壓后緩慢釋放，提供了良好的溶解氣驅(qū)，利于返徘；水溶性較好，壓后緩慢釋放，提供了良好的溶解氣驅(qū)，利于返徘；水溶液水溶液pHpH值低值低(3(35)5)，降低了壓裂液對(duì)基質(zhì)的傷害；，降低了壓裂液對(duì)基質(zhì)的傷害；水溶液具有低的表面張力，有利于壓裂液返徘。水溶液具有低的表面張力，有利于壓裂液返徘。 不足不足酸性影響流變性能，提高穩(wěn)定劑和起泡劑的用量；酸性影響流變性能，提高穩(wěn)定劑和起泡劑的用量；與高瀝青質(zhì)、高含蠟原油混合，形成酸渣和蠟析出與高瀝青質(zhì)、高含蠟原油混合，形成酸渣和蠟析出。COCO2 2泡沫壓裂液泡沫壓裂液技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)難點(diǎn) COCO2 2 壓裂現(xiàn)狀壓裂現(xiàn)

6、狀國(guó)外：美國(guó)、加拿大、德國(guó)等已大量應(yīng)用，在壓裂液、工藝設(shè)計(jì)、國(guó)外：美國(guó)、加拿大、德國(guó)等已大量應(yīng)用，在壓裂液、工藝設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制和壓裂設(shè)備形成系統(tǒng)，并配套?，F(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制和壓裂設(shè)備形成系統(tǒng)，并配套。國(guó)內(nèi)：室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)階段國(guó)內(nèi)：室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)階段 設(shè)備不能完全配套：加砂濃縮器、升溫裝置、設(shè)備不能完全配套：加砂濃縮器、升溫裝置、COCO2 2 容量容量 工藝設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)方法、軟件工藝設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)方法、軟件 壓裂液：室內(nèi)研究不夠、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制較差壓裂液：室內(nèi)研究不夠、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制較差 國(guó)內(nèi)外差距國(guó)內(nèi)外差距起步晚起步晚20203030年：國(guó)外始于年：國(guó)外始于6060年代后期，國(guó)內(nèi)始于年代

7、后期，國(guó)內(nèi)始于9090年代中期；年代中期；機(jī)理研究薄弱：相態(tài)轉(zhuǎn)變條件、超臨界特性、流變特性、摩阻；機(jī)理研究薄弱：相態(tài)轉(zhuǎn)變條件、超臨界特性、流變特性、摩阻；缺乏試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，添加劑不配套，無(wú)系統(tǒng)的壓裂液配方體系；缺乏試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，添加劑不配套，無(wú)系統(tǒng)的壓裂液配方體系；工藝設(shè)計(jì)軟件少、經(jīng)驗(yàn)不足；工藝設(shè)計(jì)軟件少、經(jīng)驗(yàn)不足；設(shè)備裝置少，不配套；設(shè)備裝置少，不配套；施工井?dāng)?shù)少，施工井淺，施工規(guī)模小，施工經(jīng)驗(yàn)不足。施工井?dāng)?shù)少，施工井淺，施工規(guī)模小，施工經(jīng)驗(yàn)不足。COCO2 2泡沫壓裂液泡沫壓裂液技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)難點(diǎn)建立試驗(yàn)方法建立試驗(yàn)方法形成配套壓裂液添加劑系列形成配套壓裂液添加劑系列形成壓裂液泡沫壓裂液配方

8、體系形成壓裂液泡沫壓裂液配方體系高溫酸性起泡與穩(wěn)泡技術(shù)（高溫酸性起泡與穩(wěn)泡技術(shù)（9090110110、280028003500m3500m）相態(tài)轉(zhuǎn)變條件及其對(duì)壓裂液流變性能的影響相態(tài)轉(zhuǎn)變條件及其對(duì)壓裂液流變性能的影響現(xiàn)有壓裂設(shè)備和工藝技術(shù)水平要求現(xiàn)有壓裂設(shè)備和工藝技術(shù)水平要求COCO2 2壓裂液更應(yīng)具有良?jí)毫岩焊鼞?yīng)具有良好的耐溫耐剪切性能和低摩阻、低濾失特性好的耐溫耐剪切性能和低摩阻、低濾失特性破膠與返排時(shí)間（溫度、壓力、化學(xué)因素對(duì)泡沫粘度的破膠與返排時(shí)間（溫度、壓力、化學(xué)因素對(duì)泡沫粘度的影響）影響）難點(diǎn)：難點(diǎn)：酸性破膠是壓裂液的降解的重要機(jī)酸性破膠是壓裂液的降解的重要機(jī)制制COCO2 2的稀

9、釋作用，使壓裂液增粘更困的稀釋作用，使壓裂液增粘更困難難酸性增粘羧甲基聚合物酸性增粘羧甲基聚合物匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱 CO2泡沫壓裂液的發(fā)展概況泡沫壓裂液的發(fā)展概況 技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn) 解決的對(duì)策解決的對(duì)策 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施 結(jié)論結(jié)論COCO2 2泡沫壓裂液泡沫壓裂液解決對(duì)策解決對(duì)策 硼中性交聯(lián)及硼中性交聯(lián)及COCO2 2 酸性介質(zhì)對(duì)壓裂液流變性能的影響酸性介質(zhì)對(duì)壓裂液流變性能的影響 硼中性交聯(lián)的必要性及其流變性能硼中性交聯(lián)的必要性及其流變性能(200(200250mPas)250mPas)COCO2 2 酸性介質(zhì)對(duì)流變性能的影響：酸性介質(zhì)對(duì)流變性能的影響：RV20RV20、170S17

10、0S-1-1、1515、P P：1 5MPa1 5MPa， ：20048 43mPas20048 43mPas。（0.5%GRJ0.5%GRJ改性瓜爾膠：基液粘度改性瓜爾膠：基液粘度72.0mPas72.0mPas）COCO2 2 酸性介質(zhì)對(duì)流變性能有著嚴(yán)重影響酸性介質(zhì)對(duì)流變性能有著嚴(yán)重影響 酸性交聯(lián)劑酸性交聯(lián)劑-AC-8-AC-8酸性交聯(lián)劑酸性交聯(lián)劑交聯(lián)時(shí)間交聯(lián)時(shí)間20203030可形成明顯增稠及可挑掛的凝膠可形成明顯增稠及可挑掛的凝膠耐剪切穩(wěn)定性：耐剪切穩(wěn)定性：8080，90min90min，粘度，粘度8080120mPas120mPas粘彈特性：粘彈特性： 0.5%GRJ+AC-80.5

11、%GRJ+AC-8，GG：8.335Pa, G8.335Pa, G：2.952Pa2.952Pa 0.7%GRJ+AC-8 0.7%GRJ+AC-8，GG：11.99Pa, G11.99Pa, G：6.835Pa6.835Pa不同泡沫質(zhì)量壓裂液的微觀結(jié)構(gòu)不同泡沫質(zhì)量壓裂液的微觀結(jié)構(gòu)0.1mm0.1mm30%30%泡沫質(zhì)量泡沫質(zhì)量50%50%泡沫質(zhì)量泡沫質(zhì)量AC-8AC-8酸性酸性交聯(lián)交聯(lián)COCO2 2泡沫泡沫壓裂液耐溫耐剪切性能壓裂液耐溫耐剪切性能（52%52%泡沫質(zhì)量，泡沫質(zhì)量，170s170s-1-1，8585，0.7%HPG0.7%HPG）交聯(lián)泡沫壓裂液酸性交聯(lián)凍膠通入CO2，粘度降低C

12、OCO2 2泡沫壓裂液流變性能泡沫壓裂液流變性能（8080、60%60%）0.7%0.7%改性瓜爾膠改性瓜爾膠COCO2 2泡沫壓裂液動(dòng)態(tài)試驗(yàn)泡沫壓裂液動(dòng)態(tài)試驗(yàn)（9090，750psi750psi，變泡沫質(zhì)量，變泡沫質(zhì)量606040%20%40%20%）匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱 CO2泡沫壓裂液的發(fā)展概況泡沫壓裂液的發(fā)展概況 技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn) 解決的對(duì)策解決的對(duì)策 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施 結(jié)論結(jié)論COCO2 2泡沫施工參數(shù)統(tǒng)計(jì)泡沫施工參數(shù)統(tǒng)計(jì)井井 號(hào)號(hào)陜陜2828陜陜156156蘇蘇6 6陜陜1111陜陜24224218-1118-11陜陜1-91-923-4 23-4 26-126-1宜探宜探

13、1 1層層 位位盒盒8 8盒盒8 8山山1 1盒盒8 8盒盒8 8山山2 2盒盒8 8盒盒8 8盒盒8 8石盒子石盒子壓裂日期壓裂日期6.76.76.176.177.107.108.28.210.210.210.1810.1810.27 10.27 10.3010.30壓裂井段壓裂井段(m)(m)3175.23175.23182.33182.33034.03034.03041.63041.63375.33375.33385.43385.42926.02926.02937.02937.03140.33140.33148.33148.33260.03260.03273.43273.43051.33

14、051.33063.43063.43281.03281.03296.23296.23323.13323.13327.83327.82053.42053.42058.62058.6有效厚度有效厚度(m)(m)8.08.07.67.69.59.511.011.08.08.010.010.012.012.015.015.0孔隙度孔隙度(%)(%)10.710.77.67.69.469.469.19.18.128.125.0625.0627.57.57.07.0滲透率滲透率(10(10-3-3mm2 2) )1.0991.0990.8920.8920.670.671.281.280.740.740.5

15、920.5920.4670.4670.500.50加砂量加砂量（m m3 3）17.517.521.421.417.417.428.028.017.517.535.035.035.035.038.038.036.036.032.532.5砂液比（砂液比（% %）19.919.920.820.826.026.022.622.622.022.025.425.418.718.727.427.425.825.823.323.3COCO2 2泡沫壓裂液施工摩阻對(duì)比泡沫壓裂液施工摩阻對(duì)比井井 號(hào)號(hào)儲(chǔ)層中深儲(chǔ)層中深（m m）注入方式注入方式施工排量施工排量（m m3 3/min/min）泡沫質(zhì)量泡沫質(zhì)量（%

16、 %）摩阻（相當(dāng)于摩阻（相當(dāng)于清水摩阻）清水摩阻）,%,%蘇蘇6 6（盒（盒8 8）3323.93323.93-1/23-1/2油管油管3.53.545.545.533.5533.55蘇蘇6 6（山（山1 1）3382.03382.03-1/23-1/2油管油管2.32.361.361.371.7571.75陜陜2828（盒（盒8 8）3179.03179.03-1/23-1/2油管油管2.62.652.852.840.1640.16陜陜156156（盒（盒8 8）3038.03038.03-1/23-1/2油管油管2.72.760.460.476.8076.80陜陜217217（山（山2 2）2790.02790.03-1/23-1/2油管油管2.82.849.249.254.0954.09G34-12G34-12（山（山2 2）3516.03516.03-1/23-1/2油管油管2.82.846.246.237.7537.75榆榆1818（盒（盒8 8）2180.02180.02-1/22-1/2油管油管2.52.551.151.148.1748.17柳柳90-2790-27（長(zhǎng)（長(zhǎng)6 6）1783.