泡沫压裂液在低渗气藏中应用（石油学会）课件

CO2泡沫压裂液在低渗气藏中应用 中国石油勘探开发研究院分院 压裂酸化技术中心 汇报人：丛连铸 汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点 解决的对策 现场实施 结论 压裂液的发展概况 压裂液类型导流能力保持率（%） 生物聚合物95 泡沫压裂液8090 聚合物乳化液6585 油基压裂液（凝胶）4570 线性胶（不交联）4555 交联水基冻胶1050 不同压裂液对支撑裂缝导流能力的保持率对比 泡沫压裂液的发展 第一代泡沫压裂液：70年代，水+起泡剂，N2，砂液比12lbgal ，利于压后返徘，解决低压气井； 第二代泡沫压裂液：80年代，水+起泡剂+聚合物，N2、CO2，提高流 体粘度，增加稳定性，砂液比4 5lbgal，高压油气藏； 第三代泡沫压裂液：80年代末90年代初，水+起泡剂+聚合物+交联 剂，以N2泡沫压裂液为主,粘度和稳定性进一步提高，造缝和携砂能力增 强，适合于高温深井大型水力压裂，砂液比达5lbgal ； 第四代泡沫压裂技术：恒定内相技术，控制内相体积，降低施工摩 阻,满足大型泡沫压裂施工：最高砂液比达12lbgal以上，砂量150吨以 上。 汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点 解决的对策 现场实施 结论 CO2泡沫压裂液的特点 CO2泡沫压裂液适用性 应用范围广：油气井，高温、低温油气藏，深井； 特别应用于低压、水敏性油气藏。 CO2泡沫压裂液的特点 密度高：接近水的密度，适合深井施工；浮力大，携砂能力强； 水溶性较好，压后缓慢释放，提供了良好的溶解气驱，利于返徘； 水溶液pH值低(35)，降低了压裂液对基质的伤害； 水溶液具有低的表面张力，有利于压裂液返徘。 不足 酸性影响流变性能，提高稳定剂和起泡剂的用量； 与高沥青质、高含蜡原油混合，形成酸渣和蜡析出。 CO2泡沫压裂液技术难点 CO2 压裂现状 国外：美国、加拿大、德国等已大量应用，在压裂液、工艺设计、 现场质量控制和压裂设备形成系统，并配套。 国内：室内实验研究和现场实验阶段 设备不能完全配套：加砂浓缩器、升温装置、CO2 容量 工艺设计：设计方法、软件 压裂液：室内研究不够、现场质量控制较差 国内外差距 起步晚2030年：国外始于60年代后期，国内始于90年代中期； 机理研究薄弱：相态转变条件、超临界特性、流变特性、摩阻； 缺乏试验方法标准，添加剂不配套，无系统的压裂液配方体系； 工艺设计软件少、经验不足； 设备装置少，不配套； 施工井数少，施工井浅，施工规模小，施工经验不足。 CO2泡沫压裂液技术难点 建立试验方法 形成配套压裂液添加剂系列 形成压裂液泡沫压裂液配方体系 高温酸性起泡与稳泡技术（90110、28003500m） 相态转变条件及其对压裂液流变性能的影响 现有压裂设备和工艺技术水平要求CO2压裂液更应具有良 好的耐温耐剪切性能和低摩阻、低滤失特性 破胶与返排时间（温度、压力、化学因素对泡沫粘度的 影响） 难点： 酸性破胶是压裂液的降解的重要机 制 CO2的稀释作用，使压裂液增粘更困 难 酸性增粘羧甲基聚合物 汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点 解决的对策 现场实施 结论 CO2泡沫压裂液解决对策 硼中性交联及CO2 酸性介质对压裂液流变性能的影响 硼中性交联的必要性及其流变性能(200250mPas) CO2 酸性介质对流变性能的影响： RV20、170S-1、15、P：1 5MPa， ：20048 43mPas。 （0.5%GRJ改性瓜尔胶：基液粘度72.0mPas） CO2 酸性介质对流变性能有着严重影响 酸性交联剂-AC-8酸性交联剂 交联时间2030 可形成明显增稠及可挑挂的凝胶 耐剪切稳定性：80，90min，粘度80120mPas 粘弹特性： 0.5%GRJ+AC-8，G：8.335Pa, G：2.952Pa 0.7%GRJ+AC-8，G：11.99Pa, G：6.835Pa 不同泡沫质量压裂液的微观结构 30%泡沫质量 50%泡沫质量 AC-8酸性交联CO2泡沫压裂液耐温耐剪切性能 （52%泡沫质量，170s-1，85，0.7%HPG） 交联泡沫压裂液 酸性交联冻胶 通入CO2，粘度降低 CO2泡沫压裂液流变性能（80、60%） 0.7%改性瓜尔胶CO2泡沫压裂液动态试验 （90，750psi，变泡沫质量6040%20%） 汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点 解决的对策 现场实施 结论 CO2泡沫施工参数统计 井 号陕28陕156苏6陕11陕24218-11陕1-923-4 26-1宜探1 层 位盒8盒8山1盒8盒8山2盒8盒8盒8石盒子 压裂日期6.76.177.108.210.210.1810.27 10.30 压裂井段 (m) 3175.2 3182.3 3034.0 3041.6 3375.3 3385.4 2926.0 2937.0 3140.3 3148.3 3260.0 3273.4 3051.3 3063.4 3281.0 3296.2 3323.1 3327.8 2053.4 2058.6 有效厚度 (m) 8.07.69.511.08.010.012.015.0 孔隙度(%)10.77.69.469.18.125.0627.57.0 渗透率 (10-3m2) 1.0990.8920.671.280.740.5920.4670.50 加砂量（ m3） 17.521.417.428.017.535.035.038.036.032.5 砂液比（% ） 19.920.826.022.622.025.418.727.425.823.3 CO2泡沫压裂液施工摩阻对比 井 号 储层中深 （m） 注入方式 施工排量 （m3/min） 泡沫质量 （%） 摩阻（相当于 清水摩阻）,% 苏6（盒8）3323.93-1/2油管3.545.533.55 苏6（山1）3382.03-1/2油管2.361.371.75 陕28（盒8）3179.03-1/2油管2.652.840.16 陕156（盒8）3038.03-1/2油管2.760.476.80 陕217（山2）2790.03-1/2油管2.849.254.09 G34-12（山2）3516.03-1/2油管2.846.237.75 榆18（盒8）2180.02-1/2油管2.551.148.17 柳90-27（长6）1783.22-1/2油