2"旋塞阀7、快速开启3"手轮旋塞阀8，保持大泵、高压管线6内的压力，防止液相CO2气化，使大泵不能正常工作。再把连接CO2—路的所有主压裂车3逐一挂档、提转速至变矩器锁定，然后将与常规水基压裂液连接的压裂车12和CO2 —路的主压裂车3按设计提够排量，开始CO2压裂施工作业。
[0039]由于液相CO2易结成干冰，液体CO2的气化后的膨胀率是1:556，采用CO2压裂工艺流程，严格控制CO2的压力〉0.7Mpa (绝对)，使其高于CO2的三项临界点的压力0.53IMpa(绝对)，消除结干冰的风险，也就消除了干冰膨胀爆炸风险，保证安全的完成非常规的CO2压裂施工。本发明通过C02增压泵车实现对CO2压力的控制，防止液体CO2结成干冰，消除干冰膨胀爆炸的风险，实现安全高效的压裂施工。
[0040]本发明采用C02增压泵车2实现C02气液分离，控制排出压力，形成一套完整的C02压裂施工工艺流程，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。
[0041]本实施例没有详细叙述的部件和工艺属本行业的公知部件和用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)主压裂车的准备:上水室、大泵泵腔的清洁； (2)CO2增压泵车与CO2储罐、主压裂车的连接:利用钢丝软管将CO2储罐、主压裂车分别与CO2增压泵车进行连接； (3)高压管线的连接:利用CO2高压管线、各种阀门及高压三通进行各主压裂车到井口的连接； (4)试压:试压:利用液氮泵车对连接好的CO2高压管线试压，至压裂施工设计要求的标准数值； (5)清扫高压管线:利用气相CO2清扫高压管线，吹干高压管线内的水汽； (6)循环冷泵:利用液相CO2循环至各主压裂车的上水室及大泵，使整体结霜、地面管线结霜； (7)CO2压裂施工:开启CO2增压泵车的增压泵，关闭CO2增压泵车上的回流阀门，保持液相CO2排出压力大于吸入压力20pis，为各主压裂车通入液相CO2,仪表车根据施工设计，逐步给各主压裂车挂档，达到压裂施工设计的排量，通过开关CO2增压泵车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； (8)放压:施工结束后，逐步放出液相CO2，放压至零。
2.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(I)主压裂车的准备，具体包括以下内容: 提前一天清洗各主压裂车的上水室、大泵泵腔，去除砂子杂物，同时吹干水分并擦拭；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；最后在小上水室的顶部安装一个直径为3/4"的球阀。
3.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(2)CO2增压泵车与CO2储罐、主压裂车的连接是通过以下方法实现的: 液相CO2储存于CO2储罐中，CO2储罐的液相阀门通过CO2液相钢丝软管与CO2增压泵车吸入管汇的液相接口连接，CO2储罐的气相阀门通过CO2气相钢丝软管与CO2增压泵车吸入管汇的气相接口连接，CO2增压泵车的排出管汇通过CO2液相钢丝软管分别与各主压裂车的上液口连接。
4.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:在步骤(3)高压管线的连接之前，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。
5.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(3)高压管线的连接的连接方式如下: 高压管线从井口开始连接，通过法兰与弯头连接3" X 3" X 3"歧管三通，歧管三通一路与常规水基压裂液的压裂车高压排出端连接，另一路依次连接单流阀、手轮旋塞、3" X2"X3" T型三通，T型三通的2" 口连接旋塞阀，另一路依次连接直管线和3" X3" X3"歧管三通，此歧管三通的另两路连接顺序相同，为依次连接单流阀、旋塞阀、3" X2" X3"T型三通至各主压裂车高压管线的出液口上，此处T型三通的2" 口均连接旋塞阀。
6.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(4)试压需关闭井口阀门，将任意一个3" X2" X3" T型三通的2" 口旋塞阀卸掉，和液氮泵车连接，利用液氮泵车对整个C02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上余下的所有旋塞阀放压，并关闭手轮旋塞阀，再断开与液氮泵车连接的管线，并安装上旋塞阀。
7.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(5)清扫高压管线是通过以下过程实现的: 开启所有设备与车辆，打开CO2增压泵车吸入管汇、排出管汇连接管线的阀门，开启与CO2储罐连接的气相阀门，用气相CO2给所有连接的高低压管线、CO2增压泵车的气液分离罐备压，压力大于0.53IMpa ;然后逐一开启各主压裂车小上水室上的3/4"球阀，使低压管线内的水汽通过球阀随气相CO2排出，逐一开启高压管线上的旋塞阀，清扫高压管线。
8.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(6)循环冷泵是在清扫高压管线完成后，关闭3/4"球阀、3"手轮旋塞阀及所有的2"旋塞阀，打开与CO2储罐连接的液相CO2阀门，再关闭气相CO2阀门，打开CO2增压泵车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后安装在T型三通上的2 "旋塞阀，形成循环通道，给一台主压裂车挂档，逐步提高发动机转速至变矩器锁定，控制压力在1Mpa以内；待此车运转平稳后，按相同要求再开启另一台主压裂车；循环至主压裂车的上水室及大泵，使之整体结霜，地面高压管线结霜。
9.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂的现场施工工艺，其特征在于:步骤(8)放压需要先关闭井口闸门，打开与CO2储罐连接的气相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，逐步放出液相CO2，放压过程中管线内的压力大于0.53IMpa ;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阀件，并保养入库存放。
10.根据权利要求1所述的非常规CO2压裂现场施工工艺，其特征在于: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，将与连接常规水基压裂液体的主压裂车排空、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停泵，快速关闭所有2"旋塞阀、快速开启3"手轮旋塞阀，再把连接CO2 —路的所有主压裂车逐一挂档、提转速至变矩器锁定，然后将与常规水基压裂液连接的压裂车和CO2 —端的主压裂车按设计提够排量，开始CO2压裂施工作业。
【专利摘要】本发明提供一种非常规CO2压裂的现场施工工艺，包括步骤：（1）压裂车的准备；（2）CO2增压泵车与CO2储罐、主压裂车的连接；（3）高压管线的连接；（4）试压；（5）清扫高压管线；（6）循环冷泵；（7）CO2压裂施工；（8）放压。本发明可以消除结干冰的风险，同时消除膨胀爆炸风险，保证安全的完成非常规的CO2压裂施工。
【IPC分类】E21B43-26
【公开号】CN104675374
【申请号】CN201310619367
【发明人】费节高, 郭春峰, 白明伟, 詹勇, 韩旭辉, 邓斌奇, 张铁军, 张小平, 刘广春, 郑松柏, 乔晓东, 张庆峰, 高红平, 王美琴, 纪冬冬
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月29日