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CO2泡沫压裂技术介绍 目 录 一 、概述 二、 CO2的相态特征及发泡条件 三、 CO2泡沫压裂液技术 四、 CO2泡沫压裂工艺技术 五、 CO2泡沫压裂现场应用 一 、概述 (1)CO2泡沫压裂技术发展及现状 一、概述 二、CO2的相态特征及发泡条件 （1）CO2的相态特征 CO2和水一样存在三态。在-56.6℃和0.531MPa（绝对）的条件下，CO2的气态、液态和固态同时存在，即为CO2的三态点。低于0.531MPa （绝对）CO2以固体（干冰）或是气体的形态存在；高于30.6℃和7.5MPa（绝对）的条件下，CO2以气体的形态存在。 在温度-30°F，压力2000psi（-17℃，2.1MPa）条件下，CO2可以运输和储存，采用专用的CO2密闭运输车运输，将液态CO2泵入专用设备而与支撑剂混合，就可以完成压裂作业。压裂一旦完成，在油藏条件下（远大于31℃），变为气态，带动残余压裂液返排出地表。 （3）CO2泡沫压裂液的基本要求 （2）CO2泡沫压裂液的基本要求 ★泡沫粘度与流变特性 泡沫的粘度均显著高于两相中任何一相流体的粘度，主要受泡沫质量和液相性能的影响。泡沫质量越高，气泡越密集，气泡干扰、摩擦阻力越大，粘度就越高，当泡沫质量达到75～80%时，泡沫粘度达到最大。增加液相粘度，不仅增加泡沫的稳定性，而且进一步提高了泡沫流体的粘度。 （3）CO2泡沫压裂液的基本要求 ★滤失特性 泡沫流体具有良好的降滤失性能，在相同条件下，滤失系数小于常规水基冻胶压裂液。这是由于泡沫气液两相结构和气液之间的界面张力作用的结果。当泡沫流体进入微细孔隙时，需要大量的能量克服界面张力和气泡的变形，同时细微结构的泡沫在微细孔隙中，由于毛细管力的叠加效应，进一步阻止了液体的滤失。 ★助排能力 泡沫流体具有很好的助排能力，结合抽吸或气举排液工艺，再借助泡沫的举升动能，即可快速、彻底排液。 ★低伤害特性 CO2泡沫流体具有低伤害特性，主要表现在：①泡沫压裂液体系中，减少了液相成分，仅占30～50%，大大减少了液相进入地层引起的水锁和水敏伤害；②CO2泡沫流体的酸性介质（pH=4～5），能够抑制粘土膨胀，减少颗粒分散运移；③快速排液机制，减少了由于大量液体滞留引起的储层伤害。 SS2000/IC330型CO2增压泵车 CO2泡沫压裂技术 作业能力: CO2 最大排量 4.65m3/min CO2最大加入量：180m3 (根据需要) 3、提高了返排率,缩短了排液时间 气井CO2泡沫压裂试验井与常规压裂井对比，连续续排液能力明显增强，有效排液时间短，一般20－70小时(常规水力压裂井平均80小时以上)；只有个别产水的低产气井，由于抽汲助排措施使排液时间增长。返排率一般在80%以上。具体见下表： 苏6井CO2泡沫压裂压力排量曲线（盒8） 作业实例1 天1井石盒子CO2泡沫压裂施工曲线 （用我处的CO2泵车施工的第一口井） 作业实例2 100 148 100 12 总计 58.8 87 25 3 4 25.7 38 33.3 4 4—10 15.5 23 41.7 5 10 比例 % 井数 （口) 比例 % 井数 （口） 水力压裂 CO2泡沫压裂 无阻流量 （104m3/d） 1、CO2泡沫压裂提高了工业气井的比例 乌审旗及中、东部气田CO2压裂效果对比表 中国 . 西安 效果分析 CO2泡沫 压裂与常规压裂对比分析 效果分析 2、提高了气井单井产量 长庆上古砂岩储层CO2压裂效果对比表 10 19 16 合计 0.000546 2 2.073 2 2.7684 8 Ⅲ 4.8505 8 4.3512 11 9.9757 6 Ⅱ 20.6809 6 42.8521 2 Ⅰ 平均无阻流量 104m3/d 井 数 口 平均无阻流量 104m3/d 井 数 口 平均无阻流量 104m3/d 井 数 口 水力压裂开发井 水力压裂探井 CO2压裂井 储 层 类 别 中国 . 西安 13.0527 8.5736 3.8815 效果分析 效果分析 * * CO2压裂技术分为CO2增能压裂、CO2泡沫压裂、纯CO2压裂三种。泡沫质量也称泡沫干度，它表示气相在泡沫中的体积百分数。 CO2增能压裂的泡沫质量一般为30～52%，优点是施工简便，CO2主要用于提高返排能力，应用较大规模的压裂。CO2泡沫压裂的泡沫质量一般为60～85%，优点是水基压裂液用量少，对地层和裂缝伤害小，气泡呈连续相、粘度高、携砂性能好，返排率高，但由于水基压裂液用量少，施工中提高砂比有一定难度，并且施工压力偏高。纯CO2压裂是采用液态CO2为压裂液，即100%CO2压裂，优点是对地层无