一种多级二氧化碳前置压裂系统及方法与流程

本发明属于油气开采，并具体涉及一种二氧化碳前置压裂系统及方法。

背景技术：

1、伴随着油气需求量的不断上升和常规油气产量的不断下降，具有较大资源潜质的非常规油气铸件成为开发的主流。在低渗透油气藏增产开发中，二氧化碳压裂技术作为一种无水压裂新技术，以无水的液态二氧化碳作为压裂介质，具有低伤害、易返排、造缝容易、环保等优点，适合低压低渗透、致密及水敏性强的复杂岩层，对油气层伤害严重、含水率较低的储层改造效果良好，可大幅提高单井产量。

2、但油井的状态不同，所需要使用的压裂方法也不同，而现有的二氧化碳压裂系统也并不适用于所有的压裂方法，具体的，对于多级二氧化碳前置压裂系统而言，相邻两次压裂期间，停留于系统管汇中的液态二氧化碳会转换成干冰并在系统中堆积且短时间无法取出，进而影响下一次的压裂进程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二氧化碳前置压裂系统及方法，以解决现有技术中多级压裂时由于液态二氧化碳凝固形成干冰进而干扰驱油进程的问题。

2、本发明第一方面提供了一种多级二氧化碳前置压裂系统，包括多个二氧化碳储罐、集液管汇、立式缓冲罐、增压泵和多个压裂泵车；

3、多个所述二氧化碳储罐均通过所述集液管汇与所述立式缓冲罐连接，所述立式缓冲罐与所述增压泵的进口端连接，所述增压泵的出口与多个所述压裂泵车的进液端连接，多个所述压裂泵车的出液端均用于与油井的井口连接；

4、所述立式缓冲罐的底部设有第一排空阀，顶部设有第二排空阀；所述集液管汇上设有第三排空阀。

5、本发明提供的多级二氧化碳前置压裂系统还可具有如下附加技术特征：

6、在本发明的一个具体实施方式中，还包括设有储气罐和汽化器的第一稳压管线，所述第一稳压管线靠近所述汽化器的一端与所述增压泵的出口连接，靠近所述储气罐的一端与多个所述二氧化碳储罐连接。

7、在本发明的一个具体实施方式中，所述第一稳压管线靠近所述汽化器的一端还设有第一电磁阀。

8、在本发明的一个具体实施方式中，还包括具有第二电磁阀的第二稳压管线，所述第二稳压管线的与所述第一稳压管线并联。

9、在本发明的一个具体实施方式中，还包括回流管线，所述回流管线的一端与多个所述压裂泵车连接，另一端与所述立式缓冲罐连接。

10、在本发明的一个具体实施方式中，所述集液管汇包括移动汇管和固定汇管，所述移动汇管和固定汇管均具有一个出液口和多个进液口；所述移动汇管的多个所述进液口与多个所述二氧化碳储罐连接，多个所述移动汇管的出液口与分别于所述固定汇管的进液口连通，所述固定汇管出液口与所述立式缓冲罐连通。

11、在本发明的一个具体实施方式中，还包括流量计，所述流量计连接于所述增压泵与所述压裂泵车之间。

12、在本发明的一个具体实施方式中，所述增压泵的数量为两个，两个所述增压泵并联于所述立式缓冲罐和所述压裂泵车之间。

13、本发明第二方面还提供了一种多级二氧化碳前置压裂方法，所述方法包括：

14、组装二氧化碳前置压裂系统并对其进行清理、干燥和预冷；

15、液态二氧化碳从多个所述二氧化碳储罐输出，通过立式缓冲罐分离掉所述液态二氧化碳中的气体，通过增压泵对分离的液态二氧化碳进行增压，增压后的液态二氧化碳进入压裂车，通过多个所述压裂车向油井输入液态二氧化碳；

16、当所述增压泵的排量达到预设值时，完成对油井的注液作业；

17、关闭二氧化碳储罐，同时依次打开第一排空阀、第二排空阀和第三排空阀以排空所述立式缓冲罐、集液管汇和增压泵中的二氧化碳。

18、在本发明的一个具体实施方式中，对二氧化碳前置压裂系统进行预冷包括：

19、液态二氧化碳从多个所述二氧化碳储罐输出，通过立式缓冲罐分离掉所述液态二氧化碳中的气体，通过增压泵对分离的液态二氧化碳进行增压，增压后的液态二氧化碳进入压裂车，之后压裂车中的二氧化碳气体和液体均通过回流管线回到所述立式缓冲罐中。

20、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

21、通过多个二氧化碳储罐提供液态二氧化碳，液态二氧化碳经过立式缓冲罐分离调其中的气体，通过增压泵提高液态二氧化碳的压力，在通过压裂车注入到油井中，已实现油井中油藏的压裂。同时通过在立式缓冲罐的底部设置第一排空阀，顶部设置第二排空阀、以及在所述集液管汇上设置第三排空阀，进而可在相邻两次的压裂间隙中通过第一排空阀、第二排空阀以及第三排空阀短时间内快速排空集液管汇、立式缓冲罐以及增压泵中的液态二氧化碳，进而避免聚集于集液管汇、立式缓冲罐以及增压泵中的液态二氧化碳因部分气化而凝固成干冰导致管路冻堵且短时间无法使用的问题。

技术特征：

1.一种多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，包括多个二氧化碳储罐、集液管汇、立式缓冲罐、增压泵和多个压裂泵车；

2.根据权利要求1所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，还包括设有储气罐和汽化器的第一稳压管线，所述第一稳压管线靠近所述汽化器的一端与所述增压泵的出口连接，靠近所述储气罐的一端与多个所述二氧化碳储罐连接。

3.根据权利要求2所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，所述第一稳压管线靠近所述汽化器的一端还设有第一电磁阀。

4.根据权利要求2所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，还包括具有第二电磁阀的第二稳压管线，所述第二稳压管线的与所述第一稳压管线并联。

5.根据权利要求1所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，还包括回流管线，所述回流管线的一端与多个所述压裂泵车连接，另一端与所述立式缓冲罐连接。

6.根据权利要求1所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，所述集液管汇包括移动汇管和固定汇管，所述移动汇管和固定汇管均具有一个出液口和多个进液口；所述移动汇管的多个所述进液口与多个所述二氧化碳储罐连接，多个所述移动汇管的出液口与分别于所述固定汇管的进液口连通，所述固定汇管出液口与所述立式缓冲罐连通。

7.根据权利要求5所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，还包括流量计，所述流量计连接于所述增压泵与所述压裂泵车之间。

8.根据权利要求1所述的多级二氧化碳前置压裂系统，其特征在于，所述增压泵的数量为两个，两个所述增压泵并联于所述立式缓冲罐和所述压裂泵车之间。

9.一种多级二氧化碳前置压裂方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的多级二氧化碳前置压裂方法，其特征在于，对二氧化碳前置压裂系统进行预冷包括：

技术总结
本发明属于油气开采技术领域，并具体涉及一种二氧化碳前置压裂系统及方法，所述系统包括多个二氧化碳储罐、集液管汇、立式缓冲罐、增压泵和多个压裂泵车；多个所述二氧化碳储罐均通过所述集液管汇与所述立式缓冲罐连接，所述立式缓冲罐与所述增压泵的进口端连接，所述增压泵的出口与多个所述压裂泵车的进液端连接，多个所述压裂泵车的出液端均用于与油井的井口连接；所述立式缓冲罐的底部设有第一排空阀，顶部设有第二排空阀；所述集液管汇上设有第三排空阀。上述系统不仅能够实现油井的前置压裂，同时还能够通过排空部分结构中的液态二氧化碳，进而避免聚集的液态二氧化碳因部分气化而凝固成干冰导致管路堵塞而短时间无法使用的问题。

技术研发人员：徐玉兵,杨金龙
受保护的技术使用者：新疆敦华绿碳技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11