二氧化碳压裂课件

1、胜利油田二氧化碳压裂技术简况井下作业公司2010.06胜利油田二氧化碳压裂技术简况井下作业公司主 要 内 容二氧化碳压裂工艺流程二氧化碳压裂设备配套二氧化碳压裂技术准备国内二氧化碳压裂技术应用情况几点建议主 要 内 容二氧化碳压裂工艺流程一、二氧化碳压裂工艺流程一、二氧化碳压裂工艺流程 经过近两年的引进配套，井下作业公司从美国双S公司引进了二氧化碳增压泵车、在国内配套了增压泵车控制车、二氧化碳罐车，自四机厂购进了新的压裂机组，完成了二氧化碳压裂设备配套完善，具备开展二氧化碳压裂施工的能力。 二、二氧化碳压裂设备配套情况二氧化碳泵车二氧化碳增压泵二氧化碳罐车 经过近两年的引进配套，井下作业公司从

2、整车型号：2000型 发动机型号：底特律12V4000发动机功率：2250马力/1950RPM最高泵压：105MPa（额定）生产厂家：江汉四机厂 1、二氧化碳压裂泵车（4台） 二氧化碳压裂泵车工作原理与普通压裂泵车相同，但因泵注的是零下几十度的低温液态二氧化碳，需拆除三缸泵空穴消除器 ，并采用耐低温阀门、盘根、凡尔胶皮。整车型号：2000型 1、二氧化碳压裂泵车（4台） 档位发动机转速（rpm）4寸泵头4.5寸泵头5寸泵头排量m3/min最高压力MPa排量m3/min最高压力MPa排量m3/min最高压力MPa119000.391050.51197.50.6180.6219000.548105

3、0.71497.50.85780.6319000.6671050.87293.11.04276.7419000.83595.81.08574.91.30561.3519000.93485.61.182671.45954.8619001.16168.91.4753.81.81544719001.47854.41.8742.32.30934.6二氧化碳泵车排量-压力性能档位发动机转速4寸泵头4.5寸泵头5寸泵头排量最高压力排量最2、二氧化碳增压泵车（1台）生产厂家：美国双S最大排量：4.6m3/min最高工作压力：350PSI吸入口数量：8个排出口数量：8个2、二氧化碳增压泵车（1台）生产厂家：美

4、国双S3、二氧化碳罐车（9台）生产厂家：河北盐山汇达公司罐车容积：14.m3工作压力：2.1MPa数量：9台3、二氧化碳罐车（9台）生产厂家：河北盐山汇达公司4、二氧化碳控制车及配套设备 该车装备了软启动控制柜，二氧化碳罐车卸车泵供电电缆，二氧化碳罐车卸车阀远程控制开关，可实现二氧化碳罐车卸车的远程集中控制。软启动控制柜二氧化碳控制车卸车泵供电电缆卸车阀远程控制开关4、二氧化碳控制车及配套设备 该车装备了软启动控制柜， 配备了防冻液循环水泵及储罐，保证了二氧化碳泵车的循环试压的需要。 配备了空压机及压缩空气储罐，满足了防冻液回收循环扫线的需要防冻液循环水泵空压机压缩空气储罐 配备了防冻液循环水

5、泵及储罐，保证了二氧化碳泵车 配备四组泵车控制面板，实现对二氧化碳压裂泵车的集中控制控制面板 配备四组泵车控制面板，实现对二氧化碳压裂泵车的集 在二氧化碳罐车低压管汇上配备了气动碟阀，可从控制车上远程控制罐车的卸车阀门的开启和关闭。气动碟阀 配备了300KW电源为控制车和二氧化碳罐车供电，摆脱了对现场电源的依赖。5、二氧化碳压裂配套设备 在二氧化碳罐车低压管汇上配备了气动碟阀，可从 配备了国产耐低温蝶阀、液力端清洗装置以及二氧化碳循环管汇，保证了低温施工的可靠性。 配备了国产耐低温蝶阀、液力端清洗装置以及二氧化6、设备调试情况目前全部已基本配套完成，进行了3次地面模拟施工试验，各项配套设备运行

6、正常。调试最大排量： 1.8m3/min ( 受地面工矿条件限制，更高的排量试验必须到现场调试运行）6、设备调试情况目前全部已基本配套完成，进行了3次地面模拟施7、达到的技术指标 可实现同时对4台二氧化碳压裂泵车的集中控制，最高施工泵压93MPa，此时最大排量3.5m3/min（还可通过增加泵车进一步提高总排量）,增压泵车理论最大供液排量4.6m3/min。 可实现对9台二氧化碳罐车卸车的远程集中控制，最大二氧化碳供液量达到126 m3。 可实现二氧化碳压裂施工各主要施工步骤，包括二氧化碳压裂泵车的启动、循环泵、管线试压、扫线等全过程的远程集中控制。 配套完善了施工所需的各种管汇及附件。7、达

7、到的技术指标 可实现同时对4台二氧化碳压裂泵车的集中控主要技术参数：最大额定压力：2.41MPa最大排量：4.65 m/minCO2增压泵车（中原）撬装式、车载式CO2储罐（长庆）CO2储罐（中原）容积：20 mCO2增压泵及低压流程（长庆）主要技术参数：CO2增压泵车（中原）撬装式、车载式CO2储罐1、CO2的物理性质CO2的相态: 气态、液态、固态三相点（o）：压力：0.527MPa温度：-56.6 临界点（c）：压力：7.38MPa温度：31.06 标准状态（0，0.101MPa）下：1m3 CO2（液态）546sm3 CO2（气态）三、二氧化碳压裂工艺技术现状1、CO2的物理性质CO2

8、的相态:三相点（o）：标准状态（02、CO2压裂技术 CO2增能压裂技术： 泡沫质量小于52%，也称为混气水压裂 CO2泡沫压裂技术： 泡沫质量达到60-85% CO2+N2二元泡沫压裂技术 ： 压裂施工过程中同时应用CO2和N2 二氧化碳压裂技术相对水基压裂而言比较复杂，压裂液体系是由液态CO2、水冻胶和各种化学添加剂组成的液-液两项混合体系组成。泡沫液粘度随泡沫质量的不同而发生很大变化，根据泡沫质量不同分为三种工艺技术： 纯CO2压裂技术： 液态CO2作为压裂液，以液态注入，在地层条件下气化。施工后地层无残留液体。 2、CO2压裂技术 CO2增能压裂技术： 3、CO2压裂技术-压裂液 常规

9、水基压裂液：碱性环境下交联，酸性条件下破胶 CO2泡沫压裂液：弱酸性，酸性环境下交联，复合破胶。 国外大服务公司的CO2泡沫压裂液体系： 斯伦贝谢公司：YF8OOLPH体系 BJ公司：Medallion Frac 4000 with CO2/10%甲醇压裂液体系3、CO2压裂技术-压裂液 常规水基压裂液：碱性环境4、目前CO2压裂工艺技术准备情况开发了酸性压裂液体系，140条件下交联良好，辅助液态二氧化碳降温作用，满足150-160 储层改造需要。 酸性压裂液配方组成:(0.7-0.9)%稠化剂+(0.3-1.0)%粘土稳定剂+(0.3-1.0)%助排剂 +1%起泡剂(需要时)。 交联比：10

10、0:(0.7-0.9) 稠化剂：pH值 6.5 交联剂：pH值 1.0-3.0 酸性冻胶体系:pH值 4.0-5.51）压裂液体系4、目前CO2压裂工艺技术准备情况开发了酸性压裂液体系，14不同温度及破胶剂浓度下破胶液残渣含量（mg/l） 名称温度破胶剂浓度3/万5/万7/万0.7%酸性压裂液601401181068011092.588.70.55%瓜尔胶压裂液603.5h未破胶807907466750.55%羟炳基胍胶压裂液破胶液0.7%酸性压裂液破胶液评价内容0.55%瓜尔胶压裂液酸性压裂液粘土防膨率78%86%岩心伤害率46.9%31.8%不同温度及破胶剂浓度下破胶液残渣含量（mg/l）

11、 名称温度酸性压裂液现场试验情况在高890-14、樊151-17、樊151-斜7和罗531井进行了试验应用，施工均取得成功。酸性压裂液现场试验情况在高890-14、樊151-17、樊12）设计技术压裂设计软件： FRACPRO PT、和STIMPLAN 设计软件均具有泡沫压裂设计模块，能够实现氮气和液态二氧化碳增能及泡沫压裂设计模拟分析。2）设计技术压裂设计软件： 胜利油气区CO2含量在60以上的CO2气藏主要分布在阳信、花沟、平方王等地区，储量相对较为丰富。花沟CO2气田位于山东省高青境内，于1988年发现，1996年6月正式投产。已完钻井的7口井 ( 高53、高531、高气3、高气10、高

12、气12、高气101、高气102）均钻遇气层，主要含气层系馆陶组。目前正常生产的气井两口：高1气3、高531。阳信洼陷西部阳2井区也发现了丰富的CO2资源，其中阳5井用20mm油嘴试气，日产CO2气144959 m3，CO2含量达99.3。此外平南油田、平方王油田也发现大量的CO2资源。 5、胜利油田CO2资源及生产应用状况胜利油气区CO2含量在60以上的CO2气藏主要分布在阳信、鲁胜二氧化碳公司做为胜利油田开发CO2气的专业化公司，负责胜利油田CO2气井的开发、管理及经营工作。其CO2日产量位居全省第一，达120t/d。阳信区块日产量约100t（阳5井），花沟区块日产量约20t/d。目前该公司

13、生产的CO2气主要用于化工原料，少量用于CO2气体保护焊及油田生产，如油井CO2吞吐、压前预处理等。鲁胜二氧化碳公司现有的固定式存储设备，最大可存储液体CO2 340t。同时还拥有10-20t不等的液体CO2运输车辆，最大运输能力150t。 另外，周边地区，如济南、淄博、潍坊等地的一些化工厂、石化工厂在生产过程中也有一些CO2附加产品产出，日产量30-60t不等。 目前CO2生产及储运规模鲁胜二氧化碳公司做为胜利油田开发CO2气的专业化公司，负责胜四、国内CO2压裂技术应用情况 起步晚2030年，国外始于60年代后期，国内90年代中期才开始现场试验。 机理研究相对薄弱，特别是CO2相态转变条件

14、、超临界特性、泡沫流变特性、气液固三相体系及摩阻等有待研究认识。 设备装备少，不配套，国内目前可进行现场压裂施工的CO2泡沫压裂设备仅有长庆、吉林、大庆、中原四套车组；能进行液态CO2压裂施工的配套设备仅有长庆油田。 泡沫压裂技术有待于进一步发展、提高，包括CO2酸性交联泡沫压裂液体系和压裂设计技术等。四、国内CO2压裂技术应用情况 起步晚2030年，国外始长庆上古低渗、低压气藏，储层岩性主要以石英砂岩、岩屑石英砂岩为主。有效厚度730m，孔隙度412，岩心渗透率0.12.010-3m2。埋深28003300m，压力系数0.920.97，气层温度90110。 单井增产均在710430104m3

15、/d，至少比常规压裂增产17%。 1）CO2压裂技术应用效果长庆油田长庆上古低渗、低压气藏，储层岩性主要以石英砂岩、岩屑石英砂岩 大庆榆树林油田储油层具有低孔、低渗、低产、埋藏深的特点。油层埋深16002400m，孔隙度为11%20%，平均空气渗透率510-3m2。平均单井增油强度比常规水基压裂井多0.429t/(d.m)井号压裂前压裂后增产日产液(t)日产油(t)含水(%)日产液(t)日产油(t)含水(%)日增液(t)日增油(t)含水(%)树61-6211.51.462.410.810.076.89.38.61+4.4树16-511.51.472.06.05.636.24.54.16+4.2

16、树33-352.21.8914.08.07.861.85.85.97-12.2树36-273.43.206.05.24.3416.51.81.14+10.5平均2.22.09.17.57.06.75.35.0-2.4大庆油田 大庆榆树林油田储油层具有低孔、低渗、低产、埋木126区块 与该区块同一时期投产7口井的数据相比，采用CO2压裂，初期采油强度达1.238t/d.m，而其它7口井平均为0.255t/d.m，新民地区 与常规压裂相比，同层在加砂强度相近、有效厚度明显差的情况下，同期平均日增值和采油强度增值对比，CO2压裂均明显高于常规压裂井，日增值高1倍，采油强度增值高4倍。 吉林油田木12

17、6区块吉林油田油井2口、气井8口，井深超过3500m的气井4口，其中2口井压裂井段大于3700m，为国内CO2泡沫压裂施工的井深记录， 中原油田油井2口、气井8口，井深超过3500m的气井4口，其中2口井 自2005年起，运用中原油田CO2压裂设备，先后在6口探井中开展了CO2增能压裂工艺的现场实施；其中，孤北古1、丰深1井压裂后均获得较高气产量，取得了胜利油田深层气勘探的突破。 井号施工日期压裂井段m厚度m层数压裂方式压前产量压后产量气m3/d油m3/d水m3/d气m3/d油m3/d水m3/d孤北古220050217 3517.73534.215.4 2CO2增能200.0024.82394

18、0.00238.1孤北古220050820 3580.23583.43.1 1CO2增能00.2001.4816.1孤北古120051009 4120.64139.016.8 2CO2增能2491001110000.0020丰深120051104 4316.64343.014.8 4CO2增能84432.280.4111833681.711.5丰820060109 4176.54191.515.0 1CO2增能000.3134340.3910.1渤93020060111 3761.03776.913.2 2CO2增能001.580019.6田30120060327 3397.73490.611.91CO2增能01.33003.730胜利油田 自2005年起，运用中原油田CO2压裂设备，先五、几点建议二氧化碳压裂改造技术以其降