浅论二氧化碳泡沫压裂液

浅论二氧化碳泡沫压裂液

李振连

李振连

吉林油田公司油气工程研究院吉林松原138000

摘要：吉林油田储层较为复杂，非均质性强，绝大多数油藏属于低压、低渗、水敏性。常规的水基冻胶压裂液对油层有较大的伤害，反映到如排液困难、压后效果不好等。通过CO2泡沫压裂增产机理，压裂液综合性能评价，以及现场应用情况，取得了较好的效果，为低渗低产能油田开辟了新的增产措施。

关键词：增产机理；泡沫压裂；室内试验

压裂是提高油气藏早期产能、保持长期稳产的主要措施。压裂液是压裂技术的重要组成部分，其性能的好坏直接关系到压裂施工的成败与压裂的效果的好坏，优质低伤害低成本是其发展方向。

1CO2压裂现状及发展

利用CO2压裂，国外已有三十多年的历史。六十年代初，CO2作为添加剂与冻胶压裂液混合助排；七十年代初，水基压裂液中CO2浓度达到50%，这类压裂液既可满足设计的裂缝长度，又可大大减少压裂液的用水量；八十年代，CO2浓度超过了50%，通过吸收地层热量，减少以CO2气体为分散相的泡沫，具备了泡沫压裂液的优良性能，减少了因液堵对地层相对渗透率的破坏，特别适用于水敏性地层；同时，美国和加拿大的一些公司已用100%的液态CO2压裂，每年几百口井以上，取得了很好的效果，其主要特点是对地层无损害，不留残液，排液快，经济效益好。

2探究CO2压裂增产机理

（1）在CO2压裂施工过程中，注入了大量的CO2，在地层温度下，CO2快速汽化，混溶于原油中，将大幅度降低原油粘度。另一方面，还增加了溶解气驱能量，达到助排的目的。液体从地层向井筒流动的基本规律：

在地层条件都不变的情况下，原油的粘度若降低一半，原油的产量就可提高一倍。

（2）饱和CO2的液体，PH值在3.2-3.7之间，相对来说是无腐蚀的，PH值是CO2能成为一种有效的油井强化增产介质，如当PH值降至4.5-5.0以下时，膨胀的粘土矿物可以被减少，能保持地层的渗透性，可能解除裂缝的堵塞。

（3）由于CO2泡沫压裂液具有造缝面积大、所造的裂缝导流能力高等特点，将大大提高增油能力，效果显著。

3室内研究

3.1基液性能及泡沫液半衰期

使用RV-20旋转粘度计在20℃、1701/s剪切速率下，未形成泡沫之前的基液黏度见下表，PH值为7.0，形成泡沫之后，在25℃，0.1MPa下测得泡沫流体的半衰期为300分钟，具有良好的泡沫稳定性，PH值为4.0。

3.2泡沫压裂液综合性能评价

压裂液综合性能评价严格按照中国石油天然气股份公司颁布标准SY/T5107--2005《水基压裂液性能评价方法》进行。结果见表1。

4现场应用

应用该技术施工了20口重压井，工艺成功率100%，有效率87%。统计56天，平均单井161吨，在同区块相比增油能力强，经济效益可观。

恒定内相优化设计——针对地层情况，确定最佳的压裂液配方，采用恒定内相法（不含支撑剂的泡沫质量等于泡沫砂浆中支撑剂与气体的体积分数之和；泡沫压裂液的相平衡技术可使加砂浓度大幅度增高）进行设计，确定最佳压裂规模。

典型井例分析对比——新立油田+6-14井与+10-18井两井属邻井，地质特征相似，通过近相同规模的改造，发现应用二氧化碳泡沫压裂比常规的效果明显。

5结语

（1）泡沫压裂液是一种优质低伤害压裂液体系，具有粘度高、滤失低，清洁裂缝，损害小易返排等特点。起泡和稳泡技术是泡沫压裂液的两项关键技术。

（2）二氧化碳压裂在井较浅的低温油层以及含蜡量、含胶量较高的油藏慎用，若应用则须提高基液温度(>40℃)或经地面加热装置使CO2汽化，真正形成泡沫压裂液，压后采取快速返排工艺，效果会更好一些。

（3）通过采用恒定内相、模板计算方法进行压裂设计，砂比提高了近一倍，从现场试验结果分析，压裂面积大，压裂液返快彻底，对地层伤害小，裂缝导流能力高，日增油幅度高，有较大的经济效益。

参考文献：

[1]丛连铸.CO2泡沫压裂在煤气井中的应用.钻井液与完井液，2005，22（1）:51-53.

[2]王斌.CO2泡沫压裂裂缝三维延伸及温度场的数值模拟.上海理工大学学报，2005,27（1）:71-74.

[3]庄善义.二氧化碳增产技术在低渗透油田应用.吉林石油科技，1995，14（4）:83-91.