一种页岩气井CO2及滑溜水混合压裂工艺的制造方法与工艺

文档序号:11412535阅读:825来源:国知局
本发明涉及页岩气开采技术领域,具体涉及一种利用CO2及滑溜水混合压裂工艺。

背景技术:
页岩气是指主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气。页岩气与常规天然气藏不同,其既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层,由于具有低孔、低渗等特性,通常所有的页岩气井都需进行压裂改造才能开采出来。目前页岩气井采用的压裂方式主要是滑溜水大型压裂,滑溜水压裂液体系主要由清水、降阻剂、助排剂、粘土稳定剂、杀菌剂等化学添加剂组成,直井每段压裂用水量一般在1200-2000方之间,水平井由于分级较多,耗水量巨大,一般在15000方以上。滑溜水压裂工艺存在以下两方面的不利影响,首先,页岩储层高粘土含量特点注定了大液量对地层的潜在伤害,大量水进入储层后会造成粘土矿物膨胀、分散运移,导致渗透率降低、孔隙吼道堵塞,影响到最终的增产改造效果;其次,大液量也消耗着大量的水资源,还严重影响压裂液返排速度及返排效率,严重影响压裂改造效果。中国发明(CN102852508A)提出了一种液态CO2压裂工艺,虽然解决了滑溜水压裂工艺对页岩气储层伤害大、返排速度及返排效率低的问题,但利用液态CO2压裂工艺时,需要配备较为精密的仪器,例如密闭混砂车,相应的成本增加,并且施工过程中难度较大,不适于大范围推广。

技术实现要素:
本发明提供一种成本低、相对施工难度变小,对页岩气储层伤害小且高效的一种页岩气开采方法。一种页岩气井CO2及滑溜水混合压裂工艺,配备压裂车、混砂车、CO2槽车和CO2增压泵车、仪表车、压裂管汇车、酸罐、支撑剂以及储液罐群,所述的压裂管汇车配有低压管汇和高压管汇,仪表车配有监控仪表,按如下步骤进行:步骤1:做井场规划;将CO2槽车与CO2增压泵车以及压裂车串联与井口导通,将储液罐群、低压管汇、混砂车、压裂车、高压管汇依次串联与井口导通;酸罐、压裂车与井口相连;井口设有放喷管线;仪表车与上述车辆导通监控工作状态;所有的车辆都通过压裂管汇车配备的低压管汇和高压管汇导通;步骤2:试压;连接好压裂管线,并对高压管线及井口试压15分钟,不刺不漏即试压合格;步骤3:酸液处理;用一台压裂车挤注10m3酸液,浸泡射孔段,关井30分钟;步骤4:CO2压裂施工;关井结束后,待压裂管线冷却到零下15度,重新起泵,以1.0-10.0m3/min的排量泵注入大于60m3的液态CO2,初步破裂岩石、延伸裂缝;步骤5:滑溜水压裂施工;CO2泵注结束后,以8.0-12.0m3/min的排量泵注滑溜水,注入前置液比例为30%-45%,以70-100目的支撑剂打段塞,携砂液阶段采用脉冲式组合加砂方式加砂,砂比先低后高,加砂结束后用滑溜水将携砂液全部顶入地层;步骤6:压后关井;压裂施工结束后,关井3小时;步骤7:压后放喷返排:压力降至10MPa以下采用5mm油嘴控制放喷,压力降至5MPa以下采用8mm油嘴控制放喷,然后敞放。优选地,压裂方式如下:(1)压裂井口选用KQ65-70,水平井则采用1050型页岩气压裂专用井口;(2)当井深小于2000m时,采用J55钢级套管;(3)当井深超过2000m时,采用N80或者P110钢级套管;(4)压裂方式为5.5英寸光套管注入。优选地,压裂施工参数如下:(1)施工排量:CO2压裂阶段施工排量为1.0-10.0m3/min;滑溜水压裂阶段施工排量为8.0-12.0m3/min;(2)液量控制:每级液态CO2量在大于60m3,直井滑溜水液量在1000-2000m3,水平井液量大于15000m3;(3)支撑剂类型:石英砂或陶粒,粒径20/40目、40/70目或70/100目,水平井完全选用陶粒,采用多粒径组合加砂方式;(4)加砂浓度:80-350kg/m3。或者优选地,压裂液体系参数如下:(1)酸液:5.0%HCl+8%高效降破压剂+0.3%缓蚀剂+0.2%铁离子稳定剂;(2)压裂液:液态CO2以及滑溜水压裂液:针对中生界地层,滑溜水成分为:清水+0.05%降阻剂+1.5%粘土稳定剂+0.4%助排剂+0.3%气井起泡剂+0.05%杀菌剂+0.2%破乳剂;针对上古生界地层,滑溜水成分为:清水+0.05%降阻剂+1.5%粘土稳定剂+0.4%助排剂+0.3%气井起泡剂+0.05%杀菌剂。或者优选地,所述压裂车、CO2增压泵车、混砂车、仪表车以及压裂管汇车的具体要求如下:(1)压裂车:单台压裂车输出功率2000HP以上主压车10台;(2)CO2增压泵车:要求单台泵车排量不低于2.0m3/min;(3)混砂车:要求输出排量不小于10m3/min;(4)仪表车:监测CO2增能压裂和滑溜水大型压裂用仪表车各一台;(5)压裂管汇车:要求配备满足液态CO2增能压裂的低温低压管汇、低温高压管汇;要求配备满足滑溜水大型压裂的常规低压、高压管线、低压、高压管汇;(6)酸罐、CO2槽车、砂罐、液罐。本发明的技术效果在于:(1)该工艺采用CO2前置增能,不会影响后续压裂液体性质及压裂加砂规模;(2)与之前单独使用CO2压裂工艺相比,解决了对施工现场环境以及设备要求过高的问题;(3)CO2混合压裂工艺可以保证较大改造体积前提下,能够很大程度提高压裂液返排速度及返排率,能最大限度地降低储层伤害,发挥压裂改造效果;(4)CO2混合压裂施工难度相应降低,适于大规模使用并推广。附图说明图1...
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