压裂的现场施工工艺的制作方法_2

文档序号:8357242阅读:来源:国知局
高于CO2的三项临界点的压力0.53IMpa (绝对),消除在压裂过程中结干冰导致施工失败、放压过程中形成干冰膨胀爆炸的风险,保证安全地完成非常规的CO2压裂施工。
【附图说明】
[0022]图1为本发明连接关系的不意图;
其中:1 =CO2储罐;2 =CO2增压泵车;3:主压裂车;4 =CO2液相管线;5 =CO2气相管线;6:高压管线;7:旋塞阀;8:手轮旋塞阀;9:单流阀;10:3" X3" X3"歧管三通;11:3" X2" X3"T型三通;12:与常规水基压裂液的压裂车;13:井口。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0024]本发明提供一种非常规CO2压裂的现场施工工艺,包括以下步骤:
(I)主压裂车3的准备:上水室、大泵泵腔的清洁,防止上水室丝扣密封不严,在气相CO2吹扫管线时发生刺漏。具体包括以下内容:
提前一天清洗各主压裂车3的上水室、大泵泵腔,去除砂子等杂物,避免堵塞管路,同时吹干水分并擦拭。由于液相CO2的温度是_18°C,如果有水分存在,会瞬间结冰,造成大泵内凡尔头与凡尔座粘连不能分开,或因为结冰使凡尔头与凡尔座密封不严,大泵泵腔内高低压窜漏。然后更换凡尔胶皮、凡尔头及凡尔座,大、小上水室之间更换为由壬连接,清洗并檫干大上水室的放液口,涂抹黄油,加装厚胶皮垫子并砸紧,提高管路的密闭性,保证安全作业。另外,在小上水室的顶部安装一个直径为3/4"的球阀,在吹扫管线和放压时使用,小直径是为了形成节流压力,避免放压时压力小于0.53IMPa造成结干冰。
[0025](2)C02增压泵车2与CO2储罐1、主压裂车3的连接:利用钢丝软管将CO2储罐1、主压裂车3分别与CO2增压泵车2进行连接,主压裂车3的数目根据施工设计的排量来确定;C02增压泵车2将CO2储罐I中的气相CO2泵入各主压裂车3中,提高主压裂车3内的压力,避免压力降低而出现结干冰的问题。具体连接方式如下:
液相CO2储存于CO2储罐I中,CO2储罐I的液相阀门通过CO2液相钢丝软管与CO2增压泵车2吸入管汇的液相接口连接,CO2储罐I的气相阀门通过CO2气相钢丝软管与CO2增压泵车2吸入管汇的气相接口连接,CO2增压泵车2的排出管汇通过CO2液相钢丝软管分别与各主压裂车3的上液口连接。
[0026](3)高压管线6的连接:利用CO2高压管线、各种阀门及高压三通等进行各主压裂车3到井口 13的连接。根据施工需要,通过各种阀门实现对CO2高压管线内压力的控制,保证安全生产。
[0027]在高压管线6连接之前,将高压管线阀件的密封橡胶垫圈全部取出,浸泡在-20#柴油中,清洁高压管线6与阀件的丝扣,并用-20 #柴油冲洗,然后进行安装,采用由壬圈连接,并砸紧,保证管线密闭连接。
[0028]液相CO2的温度是_18°C。而-20 #柴油有较好的抗低温性能,能够保持橡胶密封圈的柔性,并且能够润滑高压管阀件的丝扣,能有效防止橡胶密封圈突然遇冷变脆,失去密封作用。
[0029]如图1所示,高压管线6的连接方式如下:
高压管线6从井口开始连接,通过法兰与弯头连接3" X 3" X 3"歧管三通10,歧管三通10 —路与常规水基压裂液的压裂车12高压排出端连接,另一路依次连接单流阀9、手轮旋塞8、3" X2" X3" T型三通11,T型三通的2" 口连接旋塞阀7,另一路依次连接直管线和3" X3" X3"歧管三通10,此歧管三通10的另两路连接顺序相同,为依次连接单流阀9、旋塞阀7、3" X2" X3"T型三通10至各主压裂车3高压管线6的出液口上,此处T型三通11的2" 口均连接旋塞阀7。上述单流阀9用于防止液体倒流,手轮旋塞8和旋塞阀7可以根据工艺需要,在吹扫管线和放压步骤中关闭高压管线6中的通道。
[0030](4)试压:利用液氮泵车对连接好的C02高压管线试压,至压裂施工设计要求的标准数值,保证地面高压管线6无刺漏。
[0031]试压需关闭井口 13阀门,将任意一个3" X2" X3" T型三通11的2" 口旋塞阀7卸掉,和液氮泵车连接,利用液氮泵车对整个CO2高压管线系统试压,试压至压裂施工设计所要求的标准,不允许有刺漏,试压合格后打开高压管线6上余下的所有旋塞阀7放压,并关闭手轮旋塞阀8,再断开与液氮泵车连接的管线,并安装上旋塞阀7。以此保证整个高压管线6的密闭性,确保安全作业。
[0032](5)清扫高压管线6:利用气相CO2清扫高压管线6,以吹干高压管线6内的水汽。高速流动的气相CO2能够带走高压管线6内少量残留的水汽,防止水汽遇到液相CO2时结冰,造成堵塞,影响压裂施工。清扫高压管线6是通过以下过程实现的:
开启所有设备与车辆,打开CO2增压泵2车吸入管汇、排出管汇连接管线的阀门,开启与CO2储罐I连接的气相阀门,用气相CO2给所有连接的高低压管线、CO2增压泵车2的气液分离罐备压,压力大于0.531MPa,避免CO2结为干冰,防止干冰的膨胀爆炸。上述低压管线包括CO2储罐I与C02增压泵车2所连接的液相管线,CO2增压泵车2排出管汇与主压裂车3上水室连接的管线。然后逐一开启各主压裂车3小上水室上的3/4"球阀,使低压管线内的水汽通过球阀随气相CO2排出。逐一开启高压管线6上的旋塞阀7,清扫高压管线6,以吹干高压管线6内的水汽。
[0033](6)循环冷泵:利用液相CO2循环至各主压裂车3的上水室及大泵,使整体结霜、地面管线结霜。循环冷泵使大泵、高压管线6的各阀件逐步冷却,内外温度一直,以防止在承受高压时,大泵、高压管线6的各阀件破裂。由于循环冷泵是从大泵、高压管线6的各阀件的内侧降温开始,所以只要观察到大泵、高压管线6的各阀件外部结霜,说明已经达到循环冷泵的效果。
[0034]循环冷泵是在清扫高压管线6完成后,关闭3/4"球阀、3"手轮旋塞阀8及所有的2"旋塞阀7,打开与CO2储罐I连接的液相CO2阀门,再关闭气相CO2阀门,打开CO2增压泵车2上气液分离罐的三个液位阀,待液相CO2的液位升至液位阀上后,启动CO2增压泵。然后逐步开启各压裂车3后安装在T型三通上11的2"旋塞阀7,形成循环通道,给一台主压裂车3挂档,逐步提高发动机转速至变矩器锁定,保护变矩器,控制压力在1Mpa以内,能够在较低的压力状态下观察大泵的工作状况是否正常。待此车运转平稳后,按相同要求再开启另一台主压裂车3。逐一开启主压裂车3能够观察每一台主压裂车3是否工作正常,平稳操作,保证安全施工。最终循环至主压裂车3的上水室及大泵,使之整体结霜,地面高压管线结霜。
[0035]a XO2压裂施工:开启CO2增压泵车2的增压泵,关闭CO2增压泵车2上的回流阀门,保持液相CO2排出压力大于吸入压力20pis,为各主压裂车3通入液相CO2,仪表车根据施工设计,逐步给各主压裂车3挂档,达到压裂施工设计的排量,通过开关CO2增压泵车2上气液分离罐的三个球阀来控制气液分离罐内的液相CO2液面,以保证通过CO2增压泵车2上增压泵的是液相CO2。
[0036](8)放压:施工结束后,逐步放出液相CO2,放压至零。
[0037]关闭井口 13闸门,打开与CO2储罐I连接的气相CO2阀门,再关闭液相CO2阀门,通过3/4"球阀、及所有的2"旋塞阀7,逐步放出液相CO2,放压过程中管线内的压力大于0.531MPa,防止CO2结干冰。待所有的管线内没有液相CO2后,关闭气相CO2阀门,打开所有阀门放压至零,然后拆卸所有高低压管线6阀件,并保养入库存放。
[0038]采用上述非常规CO2压裂的现场施工方法,对于CO2增能压裂和CO2泡沫压裂,在循环冷泵的同时,关闭3"手轮旋塞阀8,将与连接常规水基压裂液体的主压裂车12排空、试压、低替、座封,座封后以低排量维持座封压裂进行泵注,循环冷泵完成后,CO2 一路的所有主压裂车3停泵,快速关闭所有
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