一种超临界二氧化碳、氮气、水力复合压裂系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及页岩气的采集与气体回收技术领域，具体涉及超临界二氧化碳、氮气、水力复合压裂系统。
【背景技术】
[0002]目前油田采气采用临界二氧化碳压裂，临界二氧化碳压裂转换为气态的过程极短，体积急剧膨胀，容易产生事故，在钻井压裂作业时需要采用专门的井控装备，同时矿场施工需要严格控制温度、压力，对设施要求较高，增加了现场施工作业的成本。由于页岩高含粘土，粘土矿物遇水水化膨胀，容易堵死压开的裂缝。同时，水力压裂耗水量较大，对资源、对环境都是一个不小的压力。泡沫压裂中的气相具有动能和势能，而常规压裂液体系只具有动能而没有势能，因而常规压裂液施工安全;同时，泡沫压裂液施工时的施工摩阻较常规压裂高20%_50%，再加之若在井筒内形成部分泡沫，则液柱压力也将降低，必将增加施工栗注压力和施工风险；同时，液态气体的储存和运输也有一定的不安全因素。
【实用新型内容】:
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提出超临界二氧化碳、氮气、水力复合压裂系统，本新型采用三种压裂方式有效结合在一起，互补劣势;环境污染小，采出的液体以及气体都可以二次循环利用;工艺流程简单，过程损耗物料较少;可以根据不同压裂液的黏度的时效性差异，判断合理注入压裂液的时机是否已达到最佳效果。
[0004]本实用新型的技术方案是:该超临界二氧化碳、氮气、水力复合压裂系统包括N2罐，C02罐，C02罐的出口端通过管线依次连接有加热器、增压栗、搅拌调黏器，搅拌调黏器的出口端有管线连接到井筒，N2罐的出口端与加热器的入口端通过管线连接，N2罐入口端与C02罐入口端之间的管线上依次安装有控制阀A、空气分离器、控制阀B，增压栗的另一个入口端通过管线依次连接有水基压裂液罐、液体分离器、页岩气分离器、空气压缩机、冷却器，冷却器的出口端与空气分离器的入口端连通，液体分离器的另一个入口端通过管线连通有固体分离器、卸压栗。
[0005]上述方案中搅拌调黏器的出口端的管线上混砂栗。仏罐出口端与加热器入口端之间的管线上安装有控制阀C，0)2罐出口端与加热器入口端之间的管线上安装有控制阀D，加热器与增压栗之间的管线上安装有控制阀E，增压栗与搅拌调黏器之间的管线上安装有控制阀F，搅拌调黏器的入口端与出口端之间的管线上安装有控制阀G，混砂栗出口端的管线上安装有控制阀H，水基压裂液罐与液体分离器之间的管线上安装有控制阀K，增压栗与水基压裂液罐之间的管线上安装有控制阀L。
[0006]本实用新型具有如下有益效果:本实用新型鉴于传统的水力压裂的局限性，主要设计超临界二氧化碳、氮气压裂液压裂及水力压裂“三合一”的一整套压裂系统进行压裂。并针对页岩气层制定出一套合理的压裂工艺。与传统单一的水力压裂技术而言，采用超临界二氧化碳压裂、氮气泡沫压裂液压裂及水力压裂“三合一”的方式对页岩气藏进行压裂，有利于页岩气产量的提高。并分析在何种情况下，采用何种压裂方式最为适宜，产气量高，压裂液的循环利用率高。同时，根据不同压裂液的黏度的时效性差异，判断合理注入压裂液的时机是否已达到最佳效果。
【附图说明】
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[0007]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0008]图中:1-控制阀A;2-控制阀B;3-控制阀C;4_控制阀D;5_控制阀E;6_控制阀G;7-控制阀F;8-控制阀H;9-控制阀K;10-控制阀L; 11_C02罐；12-加热器；13-增压栗；14-搅拌调黏器；15-混砂栗；16-粘度检测器；17-卸压栗；18-固体分离器；19-水基压裂液罐;20-液体分离器;21-页岩气分离器;22-空气压缩机;23-冷却器;24-空气分离器;25-N2罐。
【具体实施方式】
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[0009]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0010]由图1所示，该超临界二氧化碳、氮气、水力复合压裂系统:包括犯罐25，0)2罐11，C02罐11的出口端通过管线依次连接有加热器12、增压栗13、搅拌调黏器14，搅拌调黏器14的出口端有管线连接到井筒，所述加热器12将C02加热至临界温度点，通过增压栗13和搅拌调黏器14，以及结合混砂栗15将处于超临界状态下的C02注入到地层中。N2罐25的出口端与加热器12的入口端通过管线连接，N2罐25入口端与⑶2罐11入口端之间的管线上依次安装有控制阀A1、空气分离器24、控制阀B2，所述空气分离器24将由冷却器23输送过来的气体，分离出犯和0)2，完成整个循环结构。增压栗13的另一个入口端通过管线依次连接有水基压裂液罐19、液体分离器20、页岩气分离器21、空气压缩机22、冷却器23，其中空气压缩机22取料简单，无污染。所述页岩气分离器21将经由卸压栗17、固体分离器18以及液体分离器20处理过的地层气体进一步分离出页岩气。所述水基压裂液罐19将由液体分离器20和外来水共同组成的混合物，加入放膨剂，通过增压栗13二次利用，进入地层。所述空气压缩机22将空气以及由页岩气分离器21分离出的气体共同压缩，以备再次循环使用。冷却器23的出口端与空气分离器24的入口端连通，液体分离器20的另一个入口端通过管线连通有固体分离器18、卸压栗17。
[0011]搅拌调黏器14的出口端的管线上连接有混砂栗15。吧罐25出口端与加热器12入口端之间的管线上安装有控制阀C3，⑶2罐11出口端与加热器12入口端之间的管线上安装有控制阀D4，加热器12与增压栗13之间的管线上安装有控制阀E5，增压栗13与搅拌调黏器14之间的管线上安装有控制阀F7，搅拌调黏器14的入口端与出口端之间的管线上安装有控制阀G6，混砂栗15出口端的管线上安装有控制阀H8，水基压裂液罐19与液体分离器20之间的管线上安装有控制阀K9，增压栗13与水基压裂液罐19之间的管线上安装有控制阀L10.
[0012]循环压裂系统I，将⑶2罐11与加热器12连接处的控制阀D4、加热器12与增压栗13连接处的控制阀E5打开，液态二氧化碳沿管线进入加热器12将其加热至31.1°C-120°C，随后进入增压栗13加压到7.4MPa以上，形成超临界二氧化碳后打开控制阀F7进入搅拌调黏器14进行搅拌，同时打开混砂栗15控制阀H8注入支撑剂，沿管线进入井筒中的套管，从而达到压裂地点。增压栗13也是压裂提供压裂压力。压裂完成后的返排液首先进入卸压栗17适当降低井筒内的压力，目的是让返排液中的超临界二氧化碳压裂液进行汽化，形成气体的二氧化碳。但卸压速度不能过快，否