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1、COCO2 2增产技术改造煤层的增产技术改造煤层的可行性探讨可行性探讨( (中原油田分公司中原油田分公司) )目目 录录 前前 言言1.1. COCO2 2的来源和基本的物理特性的来源和基本的物理特性 1.1 CO2的来源 1.2 CO2的基本物性2. 2. 国内外国内外CO2CO2增产技术的应用增产技术的应用3.3. 煤层强化改造的现状和需解决的问题煤层强化改造的现状和需解决的问题4. CO24. CO2增产技术的可行性研究增产技术的可行性研究 4.1 CO2吞吐工艺技术的可行性 4.2 CO2增能助排压裂工艺的可行性 4.3 CO2泡沫压裂工艺的可行性5.5.对对CO2CO2泡沫压裂的认识
2、泡沫压裂的认识摘要摘要: : 本文通过对煤层本文通过对煤层CHCH4 4脱吸附原理和脱吸附原理和COCO2 2基本特性基本特性的介绍，结合国内设备配套和施工能力，经过分析和的介绍，结合国内设备配套和施工能力，经过分析和推理，提出利用推理，提出利用COCO2 2吞吐、吞吐、COCO2 2增能压裂和增能压裂和COCO2 2泡沫压裂泡沫压裂的可行性。根据我国目前煤层改造的现状，进一步阐的可行性。根据我国目前煤层改造的现状，进一步阐述了应用述了应用COCO2 2泡沫压裂对煤层实施强化改造的重要性。泡沫压裂对煤层实施强化改造的重要性。建议尽早开展专题研究，对煤层实施建议尽早开展专题研究，对煤层实施COC
3、O2 2泡沫压裂改造，泡沫压裂改造，以提高煤层气产量。以提高煤层气产量。主题词：主题词： 煤层气煤层气 COCO2 2 泡沫泡沫 压裂压裂 可行性可行性前前 言言煤层是一种特殊的富含有机质的岩层煤层是一种特殊的富含有机质的岩层, ,它不仅固体它不仅固体有机质含量高、多数煤层还吸附着丰富的有机质含量高、多数煤层还吸附着丰富的CHCH4 4。（甲烷气也称煤层气）当煤层原地条件被改变，（甲烷气也称煤层气）当煤层原地条件被改变，煤层压力降到解吸压力以下时，煤层压力降到解吸压力以下时，CHCH4 4将逐步脱离煤将逐步脱离煤体的吸附而在煤层的微孔隙、空隙和裂隙中遵循体的吸附而在煤层的微孔隙、空隙和裂隙中遵
4、循一定的规律运移，从而成为能够被开发和利用的一定的规律运移，从而成为能够被开发和利用的天然气。天然气。我们可以在煤矿开采的同时，在矿井下进行我们可以在煤矿开采的同时，在矿井下进行CHCH4 4的的抽排，也可以通过钻井和煤层强化改造，在深部煤抽排，也可以通过钻井和煤层强化改造，在深部煤层进行层进行CHCH4 4的开发。的开发。COCO2 2增产技术在油气层强化改造增产技术在油气层强化改造方面已经取得了令人满意的效果。在煤层强化改造方面已经取得了令人满意的效果。在煤层强化改造方面，美国和加拿大的工程师也应用了方面，美国和加拿大的工程师也应用了COCO2 2增产技增产技术，其中术，其中COCO2 2
5、泡沫压裂工艺技术已被广泛地应用于泡沫压裂工艺技术已被广泛地应用于煤层压裂改造，并取得了显著的经济效益煤层压裂改造，并取得了显著的经济效益。我国煤层气的预测地质储量达到我国煤层气的预测地质储量达到3030万亿万亿m m3 3以上。以上。由于沉积环境，地质背景和构造演化等种种差异，由于沉积环境，地质背景和构造演化等种种差异，我国多数煤田的煤层渗透率极低，特别是高变质我国多数煤田的煤层渗透率极低，特别是高变质的无烟煤，虽然含气量极高，但由于煤层的渗透的无烟煤，虽然含气量极高，但由于煤层的渗透率特低，难以得到较好地开发利用。二十世纪九率特低，难以得到较好地开发利用。二十世纪九十年代以来，尽管应用水力压
6、裂工艺技术对煤层十年代以来，尽管应用水力压裂工艺技术对煤层进行强化改造，取得了一定的效果，但是由于煤进行强化改造，取得了一定的效果，但是由于煤层的特殊物理性质，常规的水力压裂技术增产效层的特殊物理性质，常规的水力压裂技术增产效果不理想，因此，寻找更有效的煤层强化果不理想，因此，寻找更有效的煤层强化 增产技术显得十分重要。经过近几年的探索和研增产技术显得十分重要。经过近几年的探索和研究，我们认为利用究，我们认为利用COCO2 2泡沫压裂工艺技术和泡沫压裂工艺技术和COCO2 2吞吞吐工艺技术可以有效地改善煤层的原始结构，提吐工艺技术可以有效地改善煤层的原始结构，提高煤层的有效渗透率，促进高煤层的
7、有效渗透率，促进CHCH4 4的解吸，增加煤层的解吸，增加煤层气井的产能。提高煤层气开发的经济和社会效益。气井的产能。提高煤层气开发的经济和社会效益。1. CO2的来源和基本的物理特性的来源和基本的物理特性1.1 CO1.1 CO2 2的来源的来源COCO2 2作为一种矿产资源在地下能够运移和富集形作为一种矿产资源在地下能够运移和富集形成成COCO2 2气田，并且具有很高的纯度。例如吉林农安气田，并且具有很高的纯度。例如吉林农安的的COCO2 2气田产出的气田产出的COCO2 2纯度达到纯度达到96%96%以上，已探明和控以上，已探明和控制地质储量达到制地质储量达到10010100108 8m
8、 m3 3以上。以上。COCO2 2也可以从工业废气中提纯。大型石化厂和火也可以从工业废气中提纯。大型石化厂和火力发电厂排放的力发电厂排放的COCO2 2气体能够利用成熟的工艺技术气体能够利用成熟的工艺技术进行提纯，完全可以满足泡沫压裂工程的需求。进行提纯，完全可以满足泡沫压裂工程的需求。1.2 CO1.2 CO2 2的基本物性的基本物性COCO2 2在不同的条件下能够以气态、液态和固态三在不同的条件下能够以气态、液态和固态三种相态存在。在种相态存在。在-56.60-56.60和和0.531MPa0.531MPa的条件下，的条件下，COCO2 2以气态、液态和固态三种相态同时存在，该点即为以气
9、态、液态和固态三种相态同时存在，该点即为COCO2 2的三相点。在压力低于的三相点。在压力低于0.531MPa0.531MPa的条件下，的条件下，COCO2 2只能以固态（干冰）或气态的相态存在。只能以固态（干冰）或气态的相态存在。COCO2 2的临界的临界温度为温度为31.0431.04，临界压力为，临界压力为7.391MPa7.391MPa，当温度高，当温度高于于31.0431.04时，时，COCO2 2不能以液态存在。不能以液态存在。COCO2 2相对于空气的密度为相对于空气的密度为1.5321.532，是一种比空气重，是一种比空气重的气体。的气体。COCO2 2由液态变为气态其体积增加
10、由液态变为气态其体积增加546546倍。倍。（标况）它是一种极易膨胀的气体。（标况）它是一种极易膨胀的气体。COCO2 2微溶于水，微溶于水，形成弱酸性水溶液，其形成弱酸性水溶液，其PHPH值在之间。值在之间。 coco2 2相态图相态图 图图1 1COCO2 2与与N N2 2基本物性表基本物性表 表表1 12.2. 国内外国内外COCO2 2增产技术的应用增产技术的应用 美国和加拿大是最早应用美国和加拿大是最早应用COCO2 2增产技术的国家，二增产技术的国家，二十世纪八十年代，他们已经配套了比较完善的设备和十世纪八十年代，他们已经配套了比较完善的设备和工艺技术，并在油气井中广泛应用工艺技
11、术，并在油气井中广泛应用COCO2 2吞吐和吞吐和COCO2 2泡沫泡沫压裂工艺。世界最大的石油工程服务公司哈里伯顿和压裂工艺。世界最大的石油工程服务公司哈里伯顿和斯伦贝谢都掌握和应用着当今最先进的斯伦贝谢都掌握和应用着当今最先进的COCO2 2增产技术，增产技术，他们为世界各地的油田开发提供工程技术服务。特别他们为世界各地的油田开发提供工程技术服务。特别在稠油开发和特低渗、低压油藏的改造方面，在稠油开发和特低渗、低压油藏的改造方面，COCO2 2增产增产技术显示出更加优越的特点。二十世纪九十年代，斯技术显示出更加优越的特点。二十世纪九十年代，斯伦贝谢公司将伦贝谢公司将COCO2 2泡沫压裂工
12、艺技术成功地泡沫压裂工艺技术成功地 应用于煤层改造，使一批低产煤层气井的产量得到大幅应用于煤层改造，使一批低产煤层气井的产量得到大幅度的提高，给煤层气的开发提供了强有力的支持。目前度的提高，给煤层气的开发提供了强有力的支持。目前COCO2 2泡沫压裂工艺技术已被广泛地应用于煤层气的强化泡沫压裂工艺技术已被广泛地应用于煤层气的强化改造，并取得良好的经济效益和社会效益。改造，并取得良好的经济效益和社会效益。 我国在二十世纪九十年代中期才引进我国在二十世纪九十年代中期才引进COCO2 2增产设备，增产设备，开始开始COCO2 2增产技术的研究工作。在吉林油田，增产技术的研究工作。在吉林油田，COCO
13、2 2增产技增产技术最早应用于稠油开采，通过向油层中注入术最早应用于稠油开采，通过向油层中注入COCO2 2使使COCO2 2溶溶混于原油中，大幅度地降低原油粘度；利用混于原油中，大幅度地降低原油粘度；利用COCO2 2气体的气体的膨胀，增加溶解气驱的能量，提高油井的产量，获得了膨胀，增加溶解气驱的能量，提高油井的产量，获得了较好的经济效益。较好的经济效益。 中原油田在中原油田在20022002年引进了一整套斯蒂文森公司生年引进了一整套斯蒂文森公司生产的产的COCO2 2增产设备；增产设备；20032003年用于稠油井的吞吐开发。年用于稠油井的吞吐开发。单层一次性泵注单层一次性泵注COCO2
14、2量为量为235-375t235-375t，泵注排量，泵注，泵注排量，泵注压力压力24-30MPa24-30MPa，泵注，泵注COCO2 2的温度为的温度为-18-32-18-32，泵注结，泵注结束关井束关井1515天后下泵抽排，单井平均增液量天后下泵抽排，单井平均增液量9.5t/d9.5t/d，单，单井平均增油量井平均增油量7.5t/d7.5t/d，原油粘度平均下降，原油粘度平均下降38%38%，原油，原油凝固点温度一般下降凝固点温度一般下降1010，对稠油开发起到了积极作，对稠油开发起到了积极作用。用。COCO2 2泡沫压裂工艺技术在我国开展的不普遍，仅泡沫压裂工艺技术在我国开展的不普遍，
15、仅从吉林油田发表的资料看，从吉林油田发表的资料看，COCO2 2泡沫压裂效果普遍好泡沫压裂效果普遍好于常规的油井压裂，其增产效果于常规的油井压裂，其增产效果 一般是常规压裂增油量的一般是常规压裂增油量的1.771.77倍，有效期在倍，有效期在2 2年年左右。中原油田从引进左右。中原油田从引进COCO2 2泡沫压裂设备时，就配泡沫压裂设备时，就配套引进了斯伦贝谢的套引进了斯伦贝谢的COCO2 2泡沫压裂工艺技术，目前泡沫压裂工艺技术，目前已具备已具备COCO2 2泡沫压裂的基本条件。正准备对低压、泡沫压裂的基本条件。正准备对低压、低渗气层进行泡沫压裂改造。而对煤层的泡沫压低渗气层进行泡沫压裂改造
16、。而对煤层的泡沫压裂项目正在研究之中。裂项目正在研究之中。3. 煤层强化改造的现状煤层强化改造的现状和需解决的问题和需解决的问题 我国的煤层强化改造始于二十世纪九十年代初我国的煤层强化改造始于二十世纪九十年代初期，最早采用的是清水激励，施工规模小，没有期，最早采用的是清水激励，施工规模小，没有支撑裂缝，效果非常差。九十年代中期，引进了支撑裂缝，效果非常差。九十年代中期，引进了常规油层水力压裂工艺技术，采用清水、活性水、常规油层水力压裂工艺技术，采用清水、活性水、线性胶、交联胶对煤层实施强化改造，施工规模线性胶、交联胶对煤层实施强化改造，施工规模和加砂量都有了很大提高，并且在局部地区取得和加砂量
17、都有了很大提高，并且在局部地区取得了突破，点燃了我国煤层气产业的希望。经过了突破，点燃了我国煤层气产业的希望。经过8080多口井的试验和应用，各种压裂液的缺点充分暴多口井的试验和应用，各种压裂液的缺点充分暴漏。（见表漏。（见表2 2）压裂液性能对比表：压裂液性能对比表： 表表2 2n常规的水力压裂很难在煤层中形成长而具常规的水力压裂很难在煤层中形成长而具有高导流能力的裂缝，交联胶对煤层的伤害没有高导流能力的裂缝，交联胶对煤层的伤害没有彻底解决，因此，我国的煤层强化改造受到有彻底解决，因此，我国的煤层强化改造受到了严重挑战，现实告诉我们：必须找到更好更了严重挑战，现实告诉我们：必须找到更好更可靠
18、的方法改造煤层，才能推动煤层气产业向可靠的方法改造煤层，才能推动煤层气产业向前发展，经过我们认真的研究，认为以下几个前发展，经过我们认真的研究，认为以下几个问题急需解决：问题急需解决：（1 1）适合不同型煤层气井完井方法的优选）适合不同型煤层气井完井方法的优选（2 2）高效率低伤害压裂液的研究应用）高效率低伤害压裂液的研究应用（3 3）高导流能力支撑裂缝的支撑剂及组合优选）高导流能力支撑裂缝的支撑剂及组合优选（4 4）应用现代设计软件优化施工设计）应用现代设计软件优化施工设计（5 5）提高施工工艺水平，对低渗煤层实施大规）提高施工工艺水平，对低渗煤层实施大规模强化改造模强化改造（6 6）加快煤
19、层）加快煤层CHCH4 4的解吸速度的解吸速度, ,降低残余吸附量，降低残余吸附量，提高采收率。提高采收率。（7 7）加强压裂后期管理，降低排采和作业对煤）加强压裂后期管理，降低排采和作业对煤层的伤害。层的伤害。（8 8）逐步研究和建立煤层气井产能评价方法）逐步研究和建立煤层气井产能评价方法。4. CO2增产技术的可行性研究增产技术的可行性研究4.1 CO4.1 CO2 2吞吐工艺技术的可行性吞吐工艺技术的可行性 COCO2 2在低于临界温度和高于临界压力条件下，能够以在低于临界温度和高于临界压力条件下，能够以液体的状态用专用的泵注入煤层。泵注的排量、压力、液体的状态用专用的泵注入煤层。泵注的
20、排量、压力、流体温度在一定范围内可调。进入煤层的流体温度在一定范围内可调。进入煤层的COCO2 2可能是纯可能是纯液体，也可能有一部分溶于地层水中。随着泵注量的液体，也可能有一部分溶于地层水中。随着泵注量的不断增加，不断增加，COCO2 2将沿煤层的孔隙和裂隙进入到煤层的深将沿煤层的孔隙和裂隙进入到煤层的深部。由于部。由于COCO2 2溶于水形成的水溶液呈弱酸性，且具有较溶于水形成的水溶液呈弱酸性，且具有较低的表面张力和界面张力，所以它具有一定的溶蚀能低的表面张力和界面张力，所以它具有一定的溶蚀能力，可以解除部分矿物质的堵塞，有效防止粘土力，可以解除部分矿物质的堵塞，有效防止粘土 矿物的膨胀和
21、运移，能改善和提高煤层的渗透率。矿物的膨胀和运移，能改善和提高煤层的渗透率。据有关资料介绍，在同等地层条件下，据有关资料介绍，在同等地层条件下，COCO2 2比比CHCH4 4更容易吸附在煤的颗粒表面。由此可知，向煤层更容易吸附在煤的颗粒表面。由此可知，向煤层中注入一定量的中注入一定量的COCO2 2后，关井一段时间还可以置换后，关井一段时间还可以置换出一定量的出一定量的CHCH4 4。这不仅提高了煤层。这不仅提高了煤层CHCH4 4的采收率，的采收率，也加快了也加快了CHCH4 4的脱吸附速度，对提高煤层气井的产的脱吸附速度，对提高煤层气井的产量十分有益。但是在向煤层中增注量十分有益。但是在
22、向煤层中增注COCO2 2的同时，也的同时，也会使煤层的温度下降，可能会造成冷伤害，因此会使煤层的温度下降，可能会造成冷伤害，因此必须控制好注入速度和液态必须控制好注入速度和液态COCO2 2的温度。在放喷排的温度。在放喷排液的过程中，由于液的过程中，由于COCO2 2的体积膨胀，的体积膨胀，可能会使煤层的流体流速过快，导致机械颗粒的运可能会使煤层的流体流速过快，导致机械颗粒的运移，对煤层造成伤害，所以必须控制好放喷速度，移，对煤层造成伤害，所以必须控制好放喷速度，有效地保护煤层。有效地保护煤层。 4.2 CO4.2 CO2 2增能助排压裂工艺的可行性增能助排压裂工艺的可行性 目前国内应用于煤
23、层压裂改造的压裂液全部为水目前国内应用于煤层压裂改造的压裂液全部为水基压裂液。无论是线性胶或是胶联胶都是用活性水基压裂液。无论是线性胶或是胶联胶都是用活性水配制。由于需压裂改造的煤层多数为低压、低渗煤配制。由于需压裂改造的煤层多数为低压、低渗煤层，所以在压裂施工中压裂液的高滤失和压后的难层，所以在压裂施工中压裂液的高滤失和压后的难返排成为影响压裂效果的重要因素。因此在压裂前返排成为影响压裂效果的重要因素。因此在压裂前置液和携砂液中加入一定量的置液和携砂液中加入一定量的COCO2 2能有效的解决以上能有效的解决以上问题。这种体系的压裂液由于泡沫质量低于问题。这种体系的压裂液由于泡沫质量低于52%
24、52%，通常，通常都称为增能体系压裂液。都称为增能体系压裂液。 压裂液中混入一定量的压裂液中混入一定量的COCO2 2后，在泵注过程中仍然后，在泵注过程中仍然是液态体系。当压裂液进入煤层以后，由于热交换作是液态体系。当压裂液进入煤层以后，由于热交换作用和表面活性剂的作用，部分用和表面活性剂的作用，部分COCO2 2将变为气体而分散于将变为气体而分散于液体中，从而能够有效降低压裂液的滤失，提高压裂液体中，从而能够有效降低压裂液的滤失，提高压裂液造缝和携砂能力，使压裂的有效缝长更长、更宽，液造缝和携砂能力，使压裂的有效缝长更长、更宽，支撑裂缝具有更高的导流能力。同时溶于水的支撑裂缝具有更高的导流能
25、力。同时溶于水的COCO2 2能够能够使压裂残液保持较低的使压裂残液保持较低的PHPH值，防止次生沉淀物的生成。值，防止次生沉淀物的生成。另外水溶性另外水溶性COCO2 2液体具有较低的表面张力，利于压液体具有较低的表面张力，利于压裂残液的返排。更重要的是裂残液的返排。更重要的是COCO2 2由液态变为气态体积迅由液态变为气态体积迅速增大，在煤层中起到增能作用，利用这种作用可以速增大，在煤层中起到增能作用，利用这种作用可以使压裂残液迅速地得到返排，缩短排液时间，减少煤使压裂残液迅速地得到返排，缩短排液时间，减少煤层伤害，提高压裂效果。层伤害，提高压裂效果。COCO2 2的强吸附作用还可以置换的
26、强吸附作用还可以置换部分煤层部分煤层CHCH4 4，提高煤层，提高煤层CHCH4 4的采收率，使煤层气井获的采收率，使煤层气井获取更好的效益。取更好的效益。 4.3 CO4.3 CO2 2泡沫压裂工艺的可行性泡沫压裂工艺的可行性 泡沫压裂主要是采用泡沫压裂液进行加砂压裂。泡沫压裂主要是采用泡沫压裂液进行加砂压裂。泡沫是气体分散于液体中的分散体系，泡沫提供了比泡沫是气体分散于液体中的分散体系，泡沫提供了比较高的压裂液粘度和优良的支撑剂携带能力。较高的压裂液粘度和优良的支撑剂携带能力。 典型的泡沫压裂施工设计泡沫质量为典型的泡沫压裂施工设计泡沫质量为70%70%、75%75%、80%80%。一般情
27、况下泡沫质量选择一般情况下泡沫质量选择60%60%90%90%。随着泡沫质量的增。随着泡沫质量的增加，泡沫的稳定性和粘度也增大，但当泡沫质量超过加，泡沫的稳定性和粘度也增大，但当泡沫质量超过90%90%时，泡沫恢复成雾状。时，泡沫恢复成雾状。泡沫压裂适用于低压、低渗和强水敏性储集层。泡沫压泡沫压裂适用于低压、低渗和强水敏性储集层。泡沫压裂液具有易返排、低滤失、高粘度、携砂能力强、压裂裂液具有易返排、低滤失、高粘度、携砂能力强、压裂液效率高、对储集层伤害小、增产效果好等优点。液效率高、对储集层伤害小、增产效果好等优点。泡沫压裂施工难点在于：压裂施工中需要较高的注入压泡沫压裂施工难点在于：压裂施工
28、中需要较高的注入压力，需要配套特殊的泵注设备，压裂施工难度大，不安力，需要配套特殊的泵注设备，压裂施工难度大，不安全因素较多全因素较多。4.3.1 CO24.3.1 CO2泡沫压裂设备配套泡沫压裂设备配套CO2CO2泡沫压泡沫压. .裂施工应配备常规水力压裂所用的全套压裂裂施工应配备常规水力压裂所用的全套压裂设备：主要包括混砂车、仪表车、管汇车、泵车、储液设备：主要包括混砂车、仪表车、管汇车、泵车、储液罐等，还应配备以下特殊设备，（目前国内已基本配套罐等，还应配备以下特殊设备，（目前国内已基本配套齐全）齐全）A A、CO2CO2液罐车：用于储运和供给液罐车：用于储运和供给CO2CO2液体。液体
29、。B B、CO2CO2增加泵：用于从增加泵：用于从CO2CO2液罐中吸液供给液罐中吸液供给CO2CO2泵车。泵车。C C、防冻液罐车：用于对高压管线的清扫、防止结冰。、防冻液罐车：用于对高压管线的清扫、防止结冰。D D、气控车：用于控制泵车和管汇上的气控阀的开启与、气控车：用于控制泵车和管汇上的气控阀的开启与关闭。关闭。E E、可调式安全泄压阀：用于高压管线的安全泄压。、可调式安全泄压阀：用于高压管线的安全泄压。F F、高压密度计：用于准确的计量和确保顶替液量。、高压密度计：用于准确的计量和确保顶替液量。G G、单流阀、旋塞阀和气控阀：用于施工的安全操作和、单流阀、旋塞阀和气控阀：用于施工的安
30、全操作和放压。放压。4.3.2 4.3.2 泡沫压裂液的现状泡沫压裂液的现状泡沫压裂液由液相、气相和起泡剂组成泡沫压裂液由液相、气相和起泡剂组成液相：线性胶、交联胶、烃类化合物及酒精液相：线性胶、交联胶、烃类化合物及酒精气相：气相：N2N2、CO2CO2起泡剂：阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂起泡剂：阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂 非离子表面活性剂、混合型表面活性剂非离子表面活性剂、混合型表面活性剂泡沫压裂液根据其组成的不同可分为稳定泡沫、泡沫压裂液根据其组成的不同可分为稳定泡沫、高级泡沫、酒精泡沫和稳定油基泡沫等几个类型，高级泡沫、酒精泡沫和稳定油基泡沫等几个类型，其特点见表其特点见表
31、3 3：常用泡沫压裂液特性表常用泡沫压裂液特性表 表表3 3 泡沫压裂液的性能受很多因素的影响，除了泡沫压裂液的性能受很多因素的影响，除了压裂液添加剂的影响外，还受地层条件和施工参压裂液添加剂的影响外，还受地层条件和施工参数的影响。因此，在进行泡沫压裂前，需要进行数的影响。因此，在进行泡沫压裂前，需要进行配伍性和流变性试验，以确定最佳的配方和施工配伍性和流变性试验，以确定最佳的配方和施工参数，保证施工的顺利和安全成功。参数，保证施工的顺利和安全成功。 中原油田引进和应用的中原油田引进和应用的CO2CO2泡沫压裂技术是泡沫压裂技术是美国斯伦贝谢的工艺技术。因此主要介绍斯伦贝美国斯伦贝谢的工艺技术
32、。因此主要介绍斯伦贝谢公司的几种常用压裂液：谢公司的几种常用压裂液：斯伦贝谢公司常用的泡沫压裂斯伦贝谢公司常用的泡沫压裂 表表4 4YF800YF800粘度粘度时间曲线时间曲线 图图2 2 4.3.3 CO2 4.3.3 CO2泡沫压裂设计泡沫压裂设计泡沫压裂工艺是在常规压裂工艺的基础上发展产生的，泡沫压裂工艺是在常规压裂工艺的基础上发展产生的，因此泡沫压裂的设计思路与常规加砂压裂有许多相似之因此泡沫压裂的设计思路与常规加砂压裂有许多相似之处，其主要目的都是为了获得足够长的高导流能力支撑处，其主要目的都是为了获得足够长的高导流能力支撑裂缝。相对于常规压裂而言，泡沫压裂具有以下优点：裂缝。相对于
33、常规压裂而言，泡沫压裂具有以下优点： A A、施工用液量小，进入地层液量小，对地层伤害小、施工用液量小，进入地层液量小，对地层伤害小 B B、泡沫液滤失系数小，压裂液效率高，造缝能力强、泡沫液滤失系数小，压裂液效率高，造缝能力强 C C、泡沫悬浮和运送支撑剂能力强，形成的支撑裂缝长、泡沫悬浮和运送支撑剂能力强，形成的支撑裂缝长 D D、泡沫液返排时气体的增能作用能使压裂液快迅返排，、泡沫液返排时气体的增能作用能使压裂液快迅返排，缩短排液时间，减少液体伤害。缩短排液时间，减少液体伤害。E E、适应于水敏性或强水敏性地层压裂。、适应于水敏性或强水敏性地层压裂。F F、适应于低渗、低压气藏的压裂改造
34、。、适应于低渗、低压气藏的压裂改造。 CO2CO2泡沫压裂一般情况下选择泡沫质量为泡沫压裂一般情况下选择泡沫质量为70%70%85%85%，该泡沫质量为泡沫液进入地层时的泡沫质量，该泡沫质量为泡沫液进入地层时的泡沫质量 Q=Vg/Vg+VcQ=Vg/Vg+Vc CO2 CO2泡沫压裂施工设计是确定施工参数的基础，泡沫压裂施工设计是确定施工参数的基础，由于计算非常复杂，人工计算速度太慢，现在都依靠由于计算非常复杂，人工计算速度太慢，现在都依靠压裂设计软件来完成设计和优化设计。斯伦贝谢公司压裂设计软件来完成设计和优化设计。斯伦贝谢公司编制的压裂设计软件编制的压裂设计软件FracCADEFracCA
35、DE最高版本已达到最高版本已达到5.015.01，可以较好地完成可以较好地完成CO2CO2泡沫压裂设计的各种运算，确定泡沫压裂设计的各种运算，确定比较合适的施工参数。比较合适的施工参数。5.5.对对CO2CO2泡沫压裂的认识泡沫压裂的认识1、CO2CO2泡沫压裂适用于低压、低渗、水敏性地层的泡沫压裂适用于低压、低渗、水敏性地层的压裂改造，可以对低压、低渗煤层实施强化改造。压裂改造，可以对低压、低渗煤层实施强化改造。2 2、应用、应用CO2CO2增产压裂技术改造煤层，可以加快煤层增产压裂技术改造煤层，可以加快煤层CH4CH4的解吸速度，提高采收率。的解吸速度，提高采收率。3 3、应用、应用CO2
36、CO2吞吐工艺技术，即能够提高煤层吞吐工艺技术，即能够提高煤层CH4CH4采收采收率，又具有环保意义，建议尽早试验。率，又具有环保意义，建议尽早试验。4 4、煤层压裂改造要选用具有低温破胶能力的优质泡、煤层压裂改造要选用具有低温破胶能力的优质泡沫压裂液。沫压裂液。5 5、CO2CO2泡沫压裂在美国是成熟的工艺技术，建议泡沫压裂在美国是成熟的工艺技术，建议尽早引进推广应用。尽早引进推广应用。6 6、国内已具备、国内已具备CO2CO2泡沫压裂的基本条件，建议尽泡沫压裂的基本条件，建议尽早应用于煤层改造。早应用于煤层改造。参考文献：参考文献：1、万仁溥.采油工程手册.2000年8月石油工业出版社出版:第123页2、许为.CO2增产技术在低渗透油田的应用.吴奇. 压裂酸化技术论文集,1999年1月石油工业出版社出版,第199页谢谢观看谢谢观看! !请各位专家提出宝贵意见请各位专家提出宝贵意见! !
