CO2 准干法压裂技术研究及应用

罗成

中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院

致密砂岩气藏普遍具有储层物性差、黏土矿物含量高的特点,常规水力压裂易对储层造成水敏、水锁伤害,影响增产效果。液态CO2压裂技术作为一种最新的可替代水的低伤害、清洁环保的无水压裂技术,具有明显的技术优势[1-4]。

近年来,国内外发展了CO2干法压裂,该技术使用100%液体CO2为压裂液,可避免对储层的水敏水锁伤害,返排时CO2以气态排出,无残留、无伤害。按照液体是否增稠,可分为纯干法压裂和增稠干法压裂。增稠干法压裂可将液态CO2提黏17～184倍,提高了液体造缝携砂性能。但CO2干法压裂也存在一些问题:①需要密闭的混砂设备来实现支撑剂与液体CO2混合,支撑剂中含有水分,在低温下易冻堵,安全风险高;②加砂规模受密闭混砂设备的储罐尺寸限制,国内密闭储罐最大容积为25 m3;③需要特殊设备多,操作相对复杂。基于以上原因,研究了CO2准干法压裂,该技术是液态CO2干法压裂和常规水基压裂的结合,具有低伤害,无需专用密闭混砂设备,操作流程控制相对简单,可实现大规模加砂压裂等特点[5-10]。

1 CO2 准干法压裂技术

CO2准干法压裂技术是以70%的液态CO2和30%的清水混合,并加入AP-6和AP-2增稠剂,形成具有一定黏度的混合相液体,通过地面高压泵以较大排量注入,压开地层形成一条动态裂缝,并对动态裂缝进行加砂充填,施工结束后,为油气的流出提供一条具有较高渗透性的渗流通道,从而达到增产改造目的。

1.1 CO2 准干法压裂液性能研究

压裂工作液性能是CO2准干法压裂技术实施成败的关键因素,需要具有:液态CO2和清水混合后形成均匀稳定的混合相;压裂液体系要有一定黏度,可满足造缝加砂需求。……