co2泡沫压裂液在低渗气藏中应用(石油学会)

1、COCO2 2泡沫压裂液在低渗气藏中应用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中国石油勘探开发研究院分院压裂酸化技术中心压裂酸化技术中心汇报人：丛连铸汇报人：丛连铸汇报提纲汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点技术特点及难点 解决的对策解决的对策 现场实施现场实施 结论结论压裂液的发展概况压裂液的发展概况压裂液类型压裂液类型导流能力保持率（导流能力保持率（% %）生物聚合物生物聚合物9595泡沫压裂液泡沫压裂液80809090聚合物乳化液聚合物乳化液65658585油基压裂液（凝胶）油基压裂液（凝胶）45457070线性胶（不交联）线性胶（不交联

2、）45455555交联水基冻胶交联水基冻胶10105050不同压裂液对支撑裂缝导流能力的保持率对比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泡沫压裂液的发展 第一代泡沫压裂液：第一代泡沫压裂液：7070年代，水年代，水+ +起泡剂，起泡剂，N N2 2，砂液比，砂液比1 12lb2lbgalgal，利于压后返徘，解决低压气井；利于压后返徘，解决低压气井； 第二代泡沫压裂液：第二代泡沫压裂液：8080年代，水年代，水+ +起泡剂起泡剂+ +聚合物，聚合物，N N2 2、COCO2 2，提高流，提高流体粘度，增加稳定性，砂液比体粘度，增加稳定性，砂液比4 4 5lb5lbgalgal

3、，高压油气藏；，高压油气藏； 第三代泡沫压裂液：第三代泡沫压裂液：8080年代末年代末9090年代初，水年代初，水+ +起泡剂起泡剂+ +聚合物聚合物+ +交联交联剂，以剂，以N N2 2泡沫压裂液为主泡沫压裂液为主, ,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，砂液比达强，适合于高温深井大型水力压裂，砂液比达5lb5lbgal gal ； 第四代泡沫压裂技术：第四代泡沫压裂技术：恒定内相技术，控制内相体积，降低施工摩恒定内相技术，控制内相体积，降低施工摩阻阻, ,满足大型泡沫压裂施工：最高砂液比达满足大型泡沫压裂施工：最高

4、砂液比达12lb12lbgalgal以上，砂量以上，砂量150150吨吨以上。以上。汇报提纲汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点技术特点及难点 解决的对策解决的对策 现场实施现场实施 结论结论COCO2 2泡沫压裂液的特点泡沫压裂液的特点 COCO2 2泡沫压裂液适用性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；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。特别应用于低压、水敏性油气藏。 COCO2 2泡沫压裂液的特点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；密度高：接近水的密度，适合

5、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；水溶液水溶液pHpH值低值低(3(35)5)，降低了压裂液对基质的伤害；，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。水溶液具有低的表面张力，有利于压裂液返徘。 不足不足酸性影响流变性能，提高稳定剂和起泡剂的用量；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，形成酸渣和蜡析出与高沥青质、高含蜡原油混合，形成酸渣和蜡析出。COCO2 2泡沫压裂液泡沫压裂液技术难点技术难点 COCO2 2 压裂现状压裂现

6、状国外：美国、加拿大、德国等已大量应用，在压裂液、工艺设计、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。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、设备不能完全配套：加砂浓缩器、升温装置、COCO2 2 容量容量 工艺设计：设计方法、软件工艺设计：设计方法、软件 压裂液：室内研究不够、现场质量控制较差压裂液：室内研究不够、现场质量控制较差 国内外差距国内外差距起步晚起步晚20203030年：国外始于年：国外始于6060年代后期，国内始于年代

7、后期，国内始于9090年代中期；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；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；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；工艺设计软件少、经验不足；设备装置少，不配套；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。施工井数少，施工井浅，施工规模小，施工经验不足。COCO2 2泡沫压裂液泡沫压裂液技术难点技术难点建立试验方法建立试验方法形成配套压裂液添加剂系列形成配套压裂液添加剂系列形成压裂液泡沫压裂液配方

8、体系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（高温酸性起泡与稳泡技术（9090110110、280028003500m3500m）相态转变条件及其对压裂液流变性能的影响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现有压裂设备和工艺技术水平要求COCO2 2压裂液更应具有良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破胶与返排时间（温度、压力、化学因素对泡沫粘度的影响）影响）难点：难点：酸性破胶是压裂液的降解的重要机酸性破胶是压裂液的降解的重要机制制COCO2 2的稀

9、释作用，使压裂液增粘更困的稀释作用，使压裂液增粘更困难难酸性增粘羧甲基聚合物酸性增粘羧甲基聚合物汇报提纲汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点技术特点及难点 解决的对策解决的对策 现场实施现场实施 结论结论COCO2 2泡沫压裂液泡沫压裂液解决对策解决对策 硼中性交联及硼中性交联及COCO2 2 酸性介质对压裂液流变性能的影响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硼中性交联的必要性及其流变性能(200(200250mPas)250mPas)COCO2 2 酸性介质对流变性能的影响：酸性介质对流变性能的影响：RV20RV20、170S17

10、0S-1-1、1515、P P：1 5MPa1 5MPa， ：20048 43mPas20048 43mPas。（0.5%GRJ0.5%GRJ改性瓜尔胶：基液粘度改性瓜尔胶：基液粘度72.0mPas72.0mPas）COCO2 2 酸性介质对流变性能有着严重影响酸性介质对流变性能有着严重影响 酸性交联剂酸性交联剂-AC-8-AC-8酸性交联剂酸性交联剂交联时间交联时间20203030可形成明显增稠及可挑挂的凝胶可形成明显增稠及可挑挂的凝胶耐剪切稳定性：耐剪切稳定性：8080，90min90min，粘度，粘度8080120mPas120mPas粘弹特性：粘弹特性： 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不同泡沫质量压裂液的微观结构不同泡沫质量压裂液的微观结构0.1mm0.1mm30%30%泡沫质量泡沫质量50%50%泡沫质量泡沫质量AC-8AC-8酸性酸性交联交联COCO2 2泡沫泡沫压裂液耐温耐剪切性能压裂液耐温耐剪切性能（52%52%泡沫质量，泡沫质量，170s170s-1-1，8585，0.7%HPG0.7%HPG）交联泡沫压裂液酸性交联冻胶通入CO2，粘度降低C

12、OCO2 2泡沫压裂液流变性能泡沫压裂液流变性能（8080、60%60%）0.7%0.7%改性瓜尔胶改性瓜尔胶COCO2 2泡沫压裂液动态试验泡沫压裂液动态试验（9090，750psi750psi，变泡沫质量，变泡沫质量606040%20%40%20%）汇报提纲汇报提纲 CO2泡沫压裂液的发展概况泡沫压裂液的发展概况 技术特点及难点技术特点及难点 解决的对策解决的对策 现场实施现场实施 结论结论COCO2 2泡沫施工参数统计泡沫施工参数统计井井 号号陕陕2828陕陕156156苏苏6 6陕陕1111陕陕24224218-1118-11陕陕1-91-923-4 23-4 26-126-1宜探宜探

13、1 1层层 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石盒子石盒子压裂日期压裂日期6.76.76.176.177.107.108.28.210.210.210.1810.1810.27 10.27 10.3010.30压裂井段压裂井段(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渗透率渗透率(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泡沫压裂液施工摩阻对比泡沫压裂液施工摩阻对比井井 号号储层中深储层中深（m m）注入方式注入方式施工排量施工排量（m m3 3/min/min）泡沫质量泡沫质量（%

16、 %）摩阻（相当于摩阻（相当于清水摩阻）清水摩阻）,%,%苏苏6 6（盒（盒8 8）3323.93323.93-1/23-1/2油管油管3.53.545.545.533.5533.55苏苏6 6（山（山1 1）3382.03382.03-1/23-1/2油管油管2.32.361.361.371.7571.75陕陕2828（盒（盒8 8）3179.03179.03-1/23-1/2油管油管2.62.652.852.840.1640.16陕陕156156（盒（盒8 8）3038.03038.03-1/23-1/2油管油管2.72.760.460.476.8076.80陕陕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（长（长6 6）1783.