页岩超临界二氧化碳压裂分析

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超临界CO2与裂缝性页岩作用机理

超临界CO2在裂缝性页岩地热能开采中的应用可以通过提高地热能开采效率，降低开采成本。与传统的开采技术相比，超临界CO2地热能提取技术具有更高的提取效率和更少的能源消耗。
超临界CO2在裂缝性页岩地热能开采中的应用可以减少对环境的影响。与传统的开采技术相比，超临界CO2地热能提取技术产生的废弃物量更少，从而降低了对环境的影响。同时，超临界CO2地热能提取技术还可以减少对地下水资源的使用和污染，保护地下水资源的可持续利用。
超临界CO2在裂缝性页岩油开采中的应用
提高原油采收率
超临界CO2在裂缝性页岩油开采中可以提高原油采收率。超临界CO2可以有效地溶解和携带原油，将其从岩石裂缝中提取出来。
降低开采成本
超临界CO2在裂缝性页岩油开采中的应用可以通过提高原油采收率，降低开采成本。与传统的开采技术相比，超临界CO2抽油技术具有更高的原油抽取效率和更少的能源消耗。
含有机质
含有有机质，如炭质、沥青质等。
裂缝性页岩的物理性质
01
02
03
孔隙性
具有多孔性，孔隙率较高。
渗透性
渗透性能较差，水不易渗透。
脆性
在一定应力作用下容易破裂，表现出脆性特征。
裂缝性页岩的力学性质
强度
在一定应力作用下能够维持较高的强度。
弹性模量
具有较高的弹性模量，表明不易变形。
泊松比
泊松比值较低，表明横向变形较小。
03
超临界CO2与裂缝性页岩的相互作用
超临界CO2在裂缝性页岩中的扩散与吸收
扩散系数
超临界CO2在裂缝性页岩中的扩散系数受到温度、压力、岩石孔隙率和表面能等因素的影响。
VS
吸收速率
超临界CO2在裂缝性页岩中的吸收速率受到岩石的物理性质、CO2的浓度和压力等因素的影响。

江汉涪陵页岩气压裂技术

塑料、玻璃无腐蚀性。并且具有极快的溶解性和较
好的流变性能，0.245%稠化剂znj01长时间剪切后
混
混
第二部分超临界CO2与增稠剂的作用机理研究
4、超临界CO2增粘剂的研究难点
CO2是由极性共价键构成的非极性分子，其永久偶极矩为零，介电常数和极化率非常低。对于极性或高分子化合物而言，CO2是一种弱溶剂。CO2增粘的主要难点包括： 1）备选化合物在CO2中的低溶解度。这是CO2增粘的最明显障碍。通常只有加入大量助溶剂或者使用高氟化亲CO2分子，备选化合物才能溶解于CO2 。
密度随温度和压力的变化
通过对比CO2气体、液体、超临界状态下的物理性质，发
自扩散系数和压力的关系
现在临界点附近流温度/℃：1-0、2-37、3-47、4-75、5-77
粘度和压力的关系
第二部分超临界CO2与增稠剂的作用机理研究
1、超临界CO2流体性质
两相
组分体系 Ⅰ型相图：CO2－烷烃（n≦5） Ⅱ型相图：CO2－烷烃
质和溶剂之间会形成聚集体。且在高度压缩区，局域的共溶在外，还存在溶质-溶质的聚剂-溶质分子间作用力往往大集。
于溶剂-溶质的。
第二部分超临界CO2与增稠剂的作用机理研究
2、超临界CO2流体增粘机理
增粘机理：
具备液体性质
理想的增粘剂在
超临界解C溶 O共2溶剂
具备气体性质
CO2中通过分子链间的缠结以及相
裂
藏
存 1.超临界CO2粘度很低，携砂能力差。
在 2.超临界CO2压裂液滤失性比水基压裂液强。
问 3.超临界CO2易穿透，所以需要特殊的配套设备。题 4.CO2需降温液化后才能加压升温至超临界状态，故地面需降温装置。

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究哎呀，这可是个有趣的话题啊！今天我们来聊聊超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究。

咱们得明白什么是超临界二氧化碳。

简单来说，就是二氧化碳在一定温度和压力下，它的物理性质和化学性质都会发生改变，变成一种叫做超临界二氧化碳的状态。

这种状态可是相当神奇哦！那么，超临界二氧化碳有什么神奇的破岩机理呢？原来，超临界二氧化碳在地下深处的岩石中可以产生巨大的压力，使得岩石变得非常软弱。

这时候，只要给它一点点的能量，就可以让岩石破裂，形成一个大洞。

这就是所谓的破岩机理。

为了研究这个过程，科学家们进行了一系列的试验。

他们首先将地下深处的岩石样本送到实验室里进行处理。

然后，他们在岩石中注入了超临界二氧化碳，并控制了温度和压力。

接着，他们观察到了一个奇妙的现象：随着超临界二氧化碳的压力不断增大，岩石的硬度也在逐渐降低。

当压力达到一定程度时，岩石就破裂了！这个实验结果让科学家们非常兴奋。

他们认为，利用超临界二氧化碳的破岩机理，可以在地下深处开采出更多的矿物资源。

不过，这个过程也有一定的风险。

因为超临界二氧化碳是一种非常危险的物质，如果处理不当，可能会对环境造成严重的污染。

为了解决这个问题，科学家们还在不断地进行研究。

他们希望能够找到一种更安全、更有效的方法来利用超临界二氧化碳的破岩机理。

相信在不久的将来，我们就可以在地下深处开采出更多的宝贵资源啦！超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究是一个非常有趣且具有挑战性的课题。

通过这个课题的研究，我们不仅可以了解到超临界二氧化碳的神奇之处，还可以探索如何利用它来开发地下资源。

希望未来的科学家们能够在这个领域取得更多的突破和进展！。

超临界二氧化碳压裂技术研究进展

陈晨。，朱颖。，翟梁皓，潘栋彬，靳成才
（１．吉林大学建设＿Ｔ－程学院，吉林长春１３００２６；２．自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室，吉林长春１３００２６）
摘要：对于低渗透油页岩矿藏的开发，超临界二氧化碳（ＳＣ—ＣＯ）压裂技术有效规避了水力压裂会引起的地层伤害、诱发地震和环境污染等问题，且由于其在起裂压力、沟通微裂缝、形成复杂缝网上的优势，是目前一项热门的无水压裂技术。本文详细介绍了ＳＣ—ＣＯ。压裂技术的技术特点和近年来ＳＣ—ＣＯ。压裂的实验与数学模型研究。从裂缝扩展规律性实验、在ＳＣ—ＣＯ。作用下的岩性变化实验、ＳＣ—ＣＯ。压裂液体系的研制以及ＳＣ—ＣＯ流体携砂流动、井内温度场、裂缝起裂扩展数学模型的相关研究中，探讨目前ＳＣ—ＣＯ。压裂技术的研究进展与不足，并在增粘剂的设计、裂缝有效性的评价、填砂裂缝网络提高油页岩储集层传热和渗流能力等方面的研究提出了建议，对ＳＣ—ＣＯ压裂技术的未来发展具有参考意义。关键词：压裂技术；超临界二氧化碳；无水压裂；油页岩中图分类号：ＴＥ１３２．８；ＴＥ３５７．７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２７４２８（２０１８）１０—００２１— ０６ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅＦｒａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ＣＨＥＮＣｈｅｎ ·ＺＨＵＹｉｎｇ～．ＺＨＡＩＬｉ— ａｎｇ—ｈａｏ，ＰＡＮＤｏｎｇ—ｂｉｎ，Ｊ，ＮＣｈｅｎｇ—ｃａｉ ’ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇ—

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究大家好，今天我要给大家讲一个非常有趣的话题，那就是超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究。

这个话题听起来有点高深莫测，但是我会尽量用简单的语言来跟大家讲解。

我们要明白什么是超临界二氧化碳。

简单来说，超临界二氧化碳就是一种特殊的气体，它的温度和压力都超过了一般的气体状态。

这种气体在很多领域都有广泛的应用，比如说做溶剂、做制冷剂等等。

而这次的研究主要是关注超临界二氧化碳在破岩方面的应用。

那么，超临界二氧化碳是如何破岩的呢？这就要涉及到相变动力学了。

相变动力学是研究物质在不同温度和压力下发生相变的过程和规律的科学。

在这次的研究中，我们关注的是超临界二氧化碳在高压下的相变过程。

通过模拟实验，我们可以了解到超临界二氧化碳在高压下的相变行为，从而为实际的破岩应用提供理论依据。

接下来，我给大家举个例子来说明这个过程。

假设我们要把一块大石头炸开，我们可以用火药来炸，也可以用水炮来炸。

但是这两种方法都有一个问题，就是会产生很多碎片，不利于后续的清理工作。

而如果我们使用超临界二氧化碳来炸石头，就可以避免这个问题。

因为超临界二氧化碳在高压下会变成一种类似于液体的状态，它可以渗透到石头的内部，将石头的内部结构破坏掉，从而达到破碎的目的。

而且这种方法产生的碎片很少，清理起来也比较方便。

这个过程还有很多细节需要我们去探索和完善。

比如说我们需要研究超临界二氧化碳在高压下的具体相变条件，以及如何控制超临界二氧化碳的流量和压力等等。

这些都需要我们进行大量的实验和观察才能得出结论。

超临界二氧化碳相变动力学及其破岩机理试验研究是一个非常有意义的课题。

通过这个研究，我们不仅可以了解到超临界二氧化碳的特殊性质，还可以为实际的应用提供新的思路和技术手段。

希望大家能够对这个话题感兴趣，也期待未来能够在这个领域取得更多的突破和发展。

谢谢大家！。

超临界co2与煤相互作用及其压裂增透机理_概述及解释说明

超临界co2与煤相互作用及其压裂增透机理概述及解释说明1. 引言1.1 概述随着能源需求的不断增长，传统的煤炭资源逐渐变得紧缺，而且使用煤炭作为能源也对环境造成了严重污染。

因此，寻找一种有效和环保的方法来提高煤炭开采效率并减少环境影响是当前能源领域的关键任务之一。

超临界CO2技术便是一种被广泛探索和应用的方法，它利用CO2在超临界状态下的特性来与煤相互作用，并通过压裂增透机理实现对地下储层的有效开采。

1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行讨论和解释。

引言部分将对文章的整体内容进行概述，并介绍CO2与煤相互作用及压裂增透机理这一课题的背景和意义。

其次，在“超临界CO2与煤相互作用”部分，我们将深入探讨超临界CO2及煤的特性以及它们之间的相互作用机制。

随后，在“压裂增透机理”部分，我们将对压裂技术进行概述，并详细介绍CO2压裂增透的原理与实践应用，同时评估其优势和挑战。

在“实验研究及案例分析”部分，我们将介绍相关实验的方法、条件设置以及实验结果的分析和讨论。

最后，在“结论与展望”部分，我们将总结文章的主要发现，并提供后续研究方向和展望。

1.3 目的本文旨在全面概述超临界CO2与煤相互作用及其压裂增透机理这一课题，并解释其原理和应用。

通过对超临界CO2与煤相互作用特性、压裂技术以及相关实验研究的探讨，旨在揭示CO2压裂增透技术的工程应用前景，并为进一步深入开展相关研究提供指导。

通过本文的阐述，读者能够了解到这一领域中近年来取得的重要成果和存在的挑战，提高对超临界CO2技术在能源领域中的认识并促进其更广泛地应用于工程实践中。

2. 超临界CO2与煤相互作用：2.1 超临界CO2的特性：超临界CO2是指当温度和压力接近或超过其临界点时，呈现出介于气态和液态之间的状态。

其主要特性包括高扩散能力、低粘度、可变密度以及溶解性强等。

这些特性使得超临界CO2具有在材料中穿透和溶解的能力。

2.2 煤的组成和结构：煤是一种含碳量较高的化学物质，其主要成分是碳、氢、氧以及少量的硫、氮等元素。

江汉涪陵页岩气压裂技术概述

2 存在 2.超临界CO2压裂液滤失性比水基压裂液强。问 3.超临界CO2易穿透，所以需要特殊的配套设备。题 4.CO 需降温液化后才能加压升温至超临界状态，故地面需降温装置。 2
1.超临界CO 粘度很低，携砂能力差。
汇报大纲：
第一部分超临界CO2压裂的优势及存在问题第二部分超临界CO2与增稠剂作用机理研究第三部分超临界CO2流变摩阻测试第四部分超临界CO2压裂现场工艺方案
中国油气藏现状
常规水力压裂
？
非常规油气藏
吸附气溶解气
常规油气藏
游离气
在非常规油气藏中，进行常规水力压裂时，大量水进入储层，会使粘土发生膨胀，导致孔隙堵塞，甚至造成井壁垮塌。为了防止膨胀现象而加入防膨剂等药剂，不但造成污染，而且无法从根本上避免膨胀。会对地层和地下水造成污染，改变地应力诱发地震，且单口井压裂需要 1-2 万方水，若进行大规模水力压裂对水的需求量过大。
2、超临界CO2流体增粘机理
超临界流体中的分子聚集：溶剂-溶剂间的聚集溶剂-溶质间的聚集
溶质分子
溶剂分子
对较稀的临界流体溶液，在高度可压缩区，由于分子间的吸引作用，超临界流体在溶质周围的密度可能远远大于溶剂本体的密度，导致局部密度的增强或局部组成的增
加，说明分子间发生了聚集。必须强调的是，各种聚集实际上是一个动态过程。流体
3、压裂材料
压裂液：浓度1%的氟化丙烯酸酯-苯乙烯共聚物的稠化剂znj01。压裂支撑剂：选用新型低密度陶粒。支撑剂性能：粒径 ф0.3～0.6mm 20-40目，体积密度1.33g/cm3，在闭合压力 52 MPa下，铺置浓度为5kg/m2时，破碎率1.6%，-22℃冷冻100h后破碎率1.9%，破碎率远小于标准 5 %的要求。在实验温度70℃，闭合压力40MPa，铺置浓度 5kg/m2 ，实验时间 5h 后导流能力趋于平稳，实验 170h 后导流能力剩余 130D· cm，较普通陶粒高30%以上，实验后覆膜陶粒无明显胶结。

超临界二氧化碳压裂

超临界二氧化碳压裂
超临界二氧化碳压裂，是一种新型的压裂技术。

它具有对环境的友好性，对裂缝的侵蚀较小，同时能够保证压裂效果的提高。

该技术逐渐被广泛应用于页岩气、煤层气等天然气开采中，为国家能源产业的发展带来新的机遇。

超临界二氧化碳是一种特殊的物质，当其处于临界条件下时，体积小、密度大、温度高，且具有极强的溶解能力。

在压裂作业中，超临界二氧化碳能够穿透岩石裂缝，与其中的油、气等有机物质迅速反应，加速产生压裂效果，从而提高了采收率。

与传统的水力压裂技术相比，超临界二氧化碳压裂具有以下几个优势：首先，这种技术对环境的影响很小，不需要大量用水，不会产生二氧化碳等污染物；其次，压裂液中含有的二氧化碳可以在岩石裂缝中形成气体泡沫，从而进一步增强压裂效果；最后，该技术适用于各种岩石类型，能够满足不同地质条件下的特定需求。

然而，超临界二氧化碳压裂技术的应用还存在一些问题。

例如，压裂液中的二氧化碳可能会泄漏到地表或大气中，对环境产生负面影响；此外，该技术对设备性能和操作要求较高，需要有资深的工程师和技术人才参与。

总的来说，超临界二氧化碳压裂技术是当前天然气开采领域中的一种创新技术。

通过进一步完善技术路线，优化操作流程，在确保安全的前提下，该技术有望持续发展，并为我国的能源产业做出贡献。

超临界二氧化碳射流冲蚀页岩实验研究

1引言
我国页岩气储层黏土含量普遍较高，在采用水
力化辅助机械钻进的过程中，黏土矿物遇水容易发生膨胀并最终导致卡钻、堵塞气体渗流通道等效应。超临界二氧化碳流体具有接近液体高密度和接近气体低黏度的特性[1]，且不会导致黏土发生遇水膨胀。
收稿日期：2014–04–26；修回日期：2014–12–08 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助(2014CB239206)，中央高校基本科研业务费科研专项自然科学类项目(CDJZR12 24 88 01) 作者简介：黄飞(1985–)，男，博士研究生，从事高压水射流破岩及页岩气开采等方面的研究，E-mail：hftcl2006@；通讯作者：卢义玉(1972–)，男，教授，博士生导师，博士，从事水射流技术理论及应用、非常规油气开采等研究，E-mail：luyiyu@ DOI：10.13722/ki.jrme.2015.04.000
(a)
(b)
图 1 页岩岩芯 CT 图像
Fig.1 The CT images of shale core
2.2 超临界二氧化碳射流破岩装置
图 2 所示为超临界二氧化碳射流破岩试验系统示意图。该试验系统在设计过程中，采取了模块化设计，将试验装置分为四个单元：存储单元，调制单元，破岩(试验)单元以及回收单元。
XRD、XRF 等技术研究冲蚀前后页岩试样的变化规律。研究表明：(1) 所选页岩具有低孔、高黏土含量和层理平
行发育等特性；(2) 超临界二氧化碳射流冲蚀后，页岩端面呈网格化破碎，整体呈大体积层状破碎；(3) 超临界二
氧化碳对页岩矿物具有腐蚀作用，导致页岩微观结构发生改变，降低了页岩的物理力学特性，有助于射流破岩。
表 1 页岩主要物理力学参数 Table 1 Some main parameters of shale

延长石油：页岩气超临界二氧化碳压裂获得成功

延长石油作为项目處要联
合单位，承担着项目室内研究成果向现场应用转化的任务。为了验证相关研究成果，项目组于今年 6 月在延长石油的延2011井进行了我国首次页岩气超临界二氧化碳压裂现场试验，并取得圆满成功。
(延长石油网）
海油工程：获评科研创新平台
前不久，海油□:程海洋油气生产装备技术工程:中心被天津市科学技术委员会评为市级科研创新平台。未来，海油工程将成为天津市建设国家海洋经济科学发展示范区和蓝色经济区的有;I? 支撑。
绉曰，项目首席科学家李晓红院士汇报了主要研究成寒与现场试验进展情况，延长石油集团汇报了现场试验情况P 经过讨论，与会的 11位中麗科
学院与中国工程院院士一致认为，该项目在延长石油实施的陆相页岩气超临界二氧化碳压裂现场试验取得圆满成功，表明我国在超临界二氧化碳高效开发页岩气方面取得突破性进展，在这一领域走到了国际前沿，有望开辟一条绿色、环保、高效的陆相页岩气开发新途径，为我国其他致密油气资源的高效幵发提供借鉴，并推动相关学科的发展，是我国能源科技研究领域又一项代表性成果。
(科普时报裴红英）
2017年第6 期 -25
据悉，国家重点基础研究发展计划（973计划） “超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础” 项目于2013年 10月由国家科技部正式立项，武汉大学、重庆大学、延长石油集团等9家单位共同承担。项目研究人员通过超临界二氧化碳破岩、压裂增渗、置换页岩气机理等方面的基础研究_ 关键技术攻关，形成超临界二氧化碳强化實證气高效开发理论体系和技术方法。具体技术是将液态二氧化碳注入页岩气井下。当温度和压力处于31.l t 、7.38兆帕以上时，二氧化碳就处于超临界态，此时它既有气体的低黏度、超强的流義性和渗透性，又有液体的高密度。页岩对= 氧化碳的吸附能力是吸附页岩气的4一 2〇倍，超临界二氧化碳能将井下的页岩气挤出。

沈忠厚的超临界二氧化碳压裂技术整理

“超临界二氧化碳开发非常规油气藏钻完井技术研究”(沈忠厚的超临界二氧化碳压裂技术发言整理:潘存焕)(2012年8月,西安，贡献给大家共享) “2012国际石油产业高峰论坛”于2012年3月19日在北京举行,下面是中国石油大学教授、中国工程院院士沈忠厚的发言: 各位领导、各位专家、各位来宾早上好。

今天我报告的题目是“超临界二氧化碳开发非常规油气藏钻完井技术研究”。

下面就四个问题跟大家汇报。

第一个问题绪论：为什么我们要研究这个问题？大家知道我们国家现在重新发现整装大庆、胜利、辽河这样整装大型油田的机会不会太多，这是世界上所有地质家公认的。

我们现在进军深海，将来可能在南海深海部分找到整装的油田，这是将来我们的主战场之一。

其次，就是注意我们近10年来所发现的天然气资源。

每一年有4亿到5亿吨储量的增长，但基本上70、80%都是低渗特低渗油气藏，这是一个很大的特点。

在近期发现的油气资源里面，天然气的资源非常丰富。

特别是非常规天然气，包括页岩气，煤层气还有致密天然气等等。

大家知道我们的常规天然气资源是非常宝贵的。

且目前的产量距离我们现在需要，是远远不够的。

最近几年来我们地质家在非常规天然气上，做了大量的工作。

我们现在已经查明的致密气、页岩气、煤层气的储量远比我们常规的天然气储量要大得多。

至少从目前资源量来看，不完全的统计，至少要大3到4倍到5倍。

而且，还会继续增长。

估计在今后50年，甚至100年我们在天然气上会主要依靠非常规的天然气资源。

现实告诉我们，我们今后的主战场第一个是低渗透气藏，第二个是非常规天然气资源。

所以，这是我们今后的两大主战场。

第二个问题：开发低渗油藏，再开发非常规油气藏，遇到的主要问题什么？主要是三个问题：第一个问题，所有的低渗油藏都非常坚硬，难钻。

还有一部分不是很难钻，比如页岩层，但它的渗透率很低是最大的困难。

钻井工程花费了我们大量的时间，整个开发的估计成本有70、80%花在钻井上。

这样下来我们的效益非常低。

超临界CO2压裂在页岩气开采中的技术研究

ｂｅｃｏｍｅｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｅｎｅｒｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｉｎｔｈｅｓｈａｌｅｇａｓｒｅｃｏｖｅｙ，ｔｒｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｏｎｇｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｐｅｏｐｌｅ ’ Ｓｄｅｍａｎｄｆｏｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒ－ｓｈａｌｅｇａｓｈａｓ
陈艳秋，张洪恩 Βιβλιοθήκη ，马云朋，涂广玉，成梦可
（１．东北石油大学，黑龙江省大庆市高新技术产业开发区，黑龙江大庆１６３０００；２．中国石油辽阳石化分公司储运厂，辽宁辽阳１１１０００）
摘
要：随着人们对资源的需求，非常规油气藏—— 页岩气藏成为未来能源发展的趋势，在开采过程中，
２０１７年７月
第４６卷第７期
当
代
化
工
ＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４６．ＮＯ．７Ｊｕｌｙ，２０１７
超临界ＣＯ２压裂在页岩气开采中的技术研究

页岩储层超临界二氧化碳压裂裂缝形态研究

页岩储层超临界二氧化碳压裂裂缝形态研究苏建政;李凤霞;周彤【摘要】目前超临界CO2压裂技术尚不成熟,裂缝形成与扩展机理尚不明确.为深入认识超临界CO2压裂裂缝延伸规律及空间形态,基于位移间断边界元方法,通过引入Pen-Robinson方程来实现超临界CO2压裂过程的模拟.结合室内物理模拟实验,初步探讨了页岩储层水力压裂与超临界CO2压裂裂缝扩展形态的差异.研究结果表明,由于超临界CO2的扩散性及良好的渗透能力,通过增加围岩孔隙压力,从而减少了地应力对裂缝扩展的约束,使裂缝起裂压力低于水力压裂.超临界CO2压裂时产生的体积应变增量与压后裂缝破坏程度比水力压裂更高,使得在裂缝形态复杂程度高于水基压裂液.同时,超临界CO2压裂裂缝断面复杂、不平整,裂缝表面粗糙度比水力压裂更大.【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】10页(P616-625)【关键词】裂缝扩展;裂缝形态;天然弱面;超临界二氧化碳;水力压裂;页岩储层【作者】苏建政;李凤霞;周彤【作者单位】中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE357.1水平井分段分簇压裂技术的快速发展，为页岩油气等非常规致密油气储层的经济开发带来了可能[1-3]。

目前，使用淡水作为压裂液的水力压裂，由于其低成本、易获得以及适合压裂的特点，经常用于商业页岩气或石油生产中[4]。

然而，水基压裂液带来了许多开发难题。

首先，水力压裂会引起大量的水资源消耗，由于循环回收利用率较低，带来了水资源短缺的问题[5]。

其次，水基压裂液会引起粘土矿物膨胀和水敏伤害等问题，降低了储层孔渗物性，影响后期产能[6]。

另外，返排液的低循环回收利用率也会引发环境污染等问题[7]。

超临界CO2与水基压裂液相比，其潜在优势主要包括[8-12]低伤害、低残渣、混相降粘、补充地层能量和助排等。

压裂用超临界CO2增稠剂制备及增稠性能评价

第25卷第4期0引言作为提高采收率的重要举措,水力压裂技术用于改造储层并已被广泛地应用于石油和天然气的高效开发[1￣5],但水力压裂的诸多缺陷如破胶性能差、污染地层、返排率低及引起环境污染等逐渐引起关注[6￣10]。

CO 2压裂新技术,显著降低了水力压裂引起的危害[11]。

CO 2扩散快、流动性较好、摩阻小,可以减小地层损伤[12￣13],摘要CO 2在压裂过程中黏度较小,导致携砂能力较弱,压裂效果不明显。

为改善CO 2的黏度,增强压裂效果,基于相似相溶理论和分子作用力理论,制备了具有一定分子质量可显著增稠的硅氧烷聚合物,并以甲苯作为助溶剂,使用毛细管压差计,对不同压力和温度下不同质量浓度的增稠剂进行增稠性能测试,分析测试效果。

结果表明:分子中加入恒定比例的疏CO 2基团,其溶解性能不变,但增稠效果显著增大;相同质量浓度的增稠剂,相同压力下随温度的升高,其增稠效果显著降低,相同温度下随压力的升高,其增稠效果升高不明显;文中测试最大黏度为1.2mPa ·s (增稠30倍)。

另外,较小的分子质量有利于聚合物在CO 2中的溶解和增稠,硅氧烷类增稠剂在压裂过程中可以避免地下水和地表水的污染。

合成的聚合物能够明显提高液态CO 2的黏度,测试结果表明,硅氧烷作为CO 2增稠剂时的合成规则及其使用条件,可以为压裂用超临界CO 2增稠剂的设计提供参考。

关键词超临界CO 2;硅氧烷;增稠剂;毛细管黏度计;性能评价中图分类号:TE357.1文献标志码:A收稿日期:2017￣11￣16;改回日期:2018￣03￣27。

第一作者:李强,男,1990年生,在读博士研究生,主要研究方向为提高采收率和采油化学。

E ⁃mail :B16020083@ 。

引用格式:李强,王彦玲,李庆超,等.压裂用超临界CO 2增稠剂制备及增稠性能评价[J].断块油气田,2018,25(4):541￣544.LI Qiang ,WANG Yanling ,LI Qingchao ,et al.Synthesis and performance evaluation of supercritical CO 2thickener for fracturing [J].Fault ⁃BlockOil &Gas Field ,2018,25(4):541￣544.Synthesis and performance evaluation of supercritical CO 2thickener for fracturingLI Qiang 1,WANG Yanling 1,LI Qingchao 1,WANG Fuling 2,LI Yongfei 1,TANG Longhao 1(1.School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China;2.College of Science,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China)Abstract:The small viscosity of supercritical CO 2leads to a weak sand ⁃carrying performance and an invisible fracturing effect in CO 2fracturing.In order to deeply transform the situation of the poor fracturing effect,a silicone polymer molecule with a certain molecular weight which can significantly thicken supercritical CO 2was synthesized based on the similar phase solution theory and molecular force theory.With the assistance of toluene,thickening performance test was conducted by self ⁃designed capillary viscometer at different pressures and temperatures,and test results were analyzed in details.The experimental result shows not only the excellent solubility but also a superior thickening performance due to a constant ratio CO 2⁃phobic group in polymer molecular;under the premise of constant pressure and polymer concentration,thickening performance decreases with the temperatureincreasing,by contrast,an almost constant viscosity is exhibited with increasing the pressure when the temperature is unchanged;the maximum test viscosity is 1.2mPa ·s.A smaller molecular weight is beneficial to the dissolution and thickening performance ofpolymer in liquid CO 2,and then it can also protect the water resources from contamination.The synthesized polymer can improve the viscosity of liquid CO 2significantly,and the experimental results show a synthesis rule of the silicone polymer and a screening of applicable conditions,which provides a reference for the design of supercritical CO 2thickener for CO 2fracturing.Key words:supercritical carbon dioxide;siloxane;thickener;capillary viscometer;performance evaluation 压裂用超临界CO 2增稠剂制备及增稠性能评价李强1,王彦玲1,李庆超1,王福玲2,李永飞1,汤龙浩1(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;2.中国石油大学(华东)石油理学院,山东青岛266580)基金项目:国家自然科学基金项目“各向异性裂缝页岩气藏渗流机理与理论研究”(51374222)doi:10.6056/dkyqt201804029断块油气田FAULT ⁃BLOCK OIL &GAS FIELD2018年7月断块油气田2018年7月而成为关注的焦点。

超临界二氧化碳裂岩原理

超临界二氧化碳裂岩原理
超临界二氧化碳裂岩原理是一种用于油气勘探、开采的新技术，它利
用二氧化碳在超临界状态下的物理特性，通过注入超临界二氧化碳来
裂解固体岩石，从而释放出油气资源。

本文将从超临界二氧化碳的性
质和裂岩原理两个方面详细介绍。

一、超临界二氧化碳的性质
1. 超临界状态：当二氧化碳在高压、高温条件下达到临界点以上时，
便处于超临界状态。

2. 高溶解度：二氧化碳在超临界状态下具有极高的溶解度，可溶解多
种有机物质，如烃类。

3. 低粘度：相对于液态的二氧化碳，超临界二氧化碳具有很低的粘度，因此易于渗透进入岩石裂隙中。

二、裂岩原理
1. 注入超临界二氧化碳：将超临界二氧化碳注入到需要开采的油气层中，由于其低粘度和高溶解度，可渗透进入岩石或裂隙内。

2. 岩石膨胀：超临界二氧化碳进入岩石裂隙后，由于其温度和压力的
变化，会导致岩石膨胀、裂解。

3. 油气释放：随着岩石的裂解，原本被封闭在岩石中的油气开始释放，并被超临界二氧化碳带到矿井内。

4. 降低黏度：二氧化碳与油气混合后，可降低油气的黏度，使其更容
易被开采。

总结：
超临界二氧化碳裂岩原理通过充分利用二氧化碳的物理化学特性和作用机理，使油气资源得以释放和开采。

这种新技术的应用，不仅提高了资源开采效率，同时也有助于环保和绿色发展。

二氧化碳压裂页岩技术

二氧化碳压裂页岩技术
二氧化碳压裂页岩技术
二氧化碳压裂页岩技术
二氧化碳压裂是一种新兴的页岩气开采技术。

它利用高压二氧化碳替代传统的水和化学品作为压裂液，将其注入到页岩岩层中，从而使岩石裂缝扩大，释放出埋藏在其中的天然气。

相比于传统压裂技术，二氧化碳压裂具有更高的效率和更少的环境影响。

二氧化碳压裂技术的优势在于其压裂液为二氧化碳，不仅可以减少对地下水资源的污染，还可以将二氧化碳气体注入到岩层中进行封存，起到减缓气候变化的效果。

此外，二氧化碳压裂所需的水资源也较少，适用于缺水地区的页岩气开采。

不过，二氧化碳压裂技术也存在一些挑战，例如二氧化碳的成本较高、压裂液的注入需要更高的压力等。

此外，岩层中的二氧化碳含量也会影响二氧化碳压裂的效果。

总体来说，二氧化碳压裂技术是一种有前途的页岩气开采方法，其环境友好、高效节能的特点使其备受关注。

未来随着技术的不断进步，二氧化碳压裂技术的应用前景也将变得更加广阔。

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超临界干法co2压裂2010

超临界干法co2压裂2010超临界干法CO2压裂技术在油气开采领域具有重要的应用价值。

本文将从超临界干法CO2压裂技术的原理、应用案例以及优势与挑战等方面进行论述，旨在对超临界干法CO2压裂技术有一个全面的了解。

一、超临界干法CO2压裂技术的原理超临界干法CO2压裂技术是利用高压CO2作为压裂液注入井下，通过CO2与岩石相互作用，形成裂缝从而提高油气网络流动能力的技术。

其原理是超临界CO2的优异性质和调控CO2参数能够改变CO2与岩石之间的相互作用强度。

超临界CO2的物理性质与水相比有很大的不同，主要体现在以下3个方面：（1） CO2达到临界状态时，其密度和粘度将骤增，可提供足够的力量对岩石施加压力。

（2） CO2在高压下具有较高的扩散速率和较小的表观粘度，可在岩石裂缝中快速扩散，加剧地层裂缝的发展。

（3）超临界CO2的溶解度会随着压力的变化而改变，从而影响CO2与岩石之间的相互作用。

二、超临界干法CO2压裂技术的应用案例超临界干法CO2压裂技术在实际油气开采过程中已经得到了广泛应用。

例如，美国3R油气田的开采利用了该技术，通过调控CO2参数和压力，成功地将CO2注入油层进行压裂，从而大幅度提高了油气产量。

此外，该技术还在世界各大油气田中得到了应用，如巴西的普雷萨盆地、挪威的海峡北海区等。

三、超临界干法CO2压裂技术的优势与挑战超临界干法CO2压裂技术相比传统水基压裂技术有以下优势：（1）减少水资源的消耗。

超临界干法CO2压裂技术不需要大量的水作为压裂液，降低了对水资源的依赖，有利于可持续发展。

（2）减少环境影响。

超临界干法CO2压裂技术不会产生废水和废液，并且减少了对地下水含量和水质的影响。

（3）提高油气产量。

超临界干法CO2压裂技术通过改变岩石裂缝的结构和增加油气的渗透性，使得油气能够更顺利地流动，从而提高了油气产量。

然而，超临界干法CO2压裂技术也面临一些挑战：（1）技术参数调控难度大。

超临界干法CO2压裂技术需要对CO2参数进行精确调控，以获得最佳的压裂效果，但这些参数之间有着相互依赖关系，调节起来较为困难。

超临界CO2开发页岩气技术

超临界CO2开发页岩气技术I. 引言- 研究背景和研究意义- 研究目的和研究方法II. 超临界CO2技术概述- 超临界CO2的特点和优势- 超临界CO2在页岩气开采中的应用III. 超临界CO2开发页岩气的工程实践- 超临界CO2开发页岩气的工程流程- 超临界CO2在页岩气井压裂中的应用- 基于超临界CO2的页岩气开发案例分析IV. 超临界CO2开发页岩气的技术优化- 超临界CO2在页岩气开采中存在的问题和挑战- 技术优化方案和实现途径- 基于超临界CO2的页岩气开采可行性评估V. 结论与展望- 结论总结和对研究成果的评价- 基于目前的研究进展，对于超临界CO2在页岩气开发中的未来发展进行探讨和展望注：本提纲仅供参考，具体内容需要根据研究实际情况进行适当调整。

第1章引言研究背景和研究意义随着全球能源消费的不断增长，传统化石能源的逐渐枯竭以及环境污染的日益严重，对新能源的研发和利用越来越受到人们的重视。

而页岩气作为一种新型的天然气资源，不仅开采量丰富，而且对环境的影响相对较小。

因此，页岩气开发已成为全球范围内的研究热点和发展趋势。

但是，页岩气的地质复杂性、开采难度和生产成本等问题制约着其规模化开采。

因此，如何开发出高效、可持续、低成本的页岩气开采技术，成为了当前亟待解决的问题。

研究目的和研究方法超临界CO2开发页岩气技术是一种新型的开采技术，其特点在于使用超临界状态下的CO2来提高页岩气的开采效率。

本文旨在探讨超临界CO2开发页岩气技术的原理、应用和优化方法，并通过实例分析和对比，总结超临界CO2开采技术的优势和局限性，为其进一步推广和应用提供参考。

本文采用文献综述和案例分析的方法进行研究，整理国内外相关文献，分析超临界CO2开采技术的发展历程、原理和应用情况，并结合当今国内外页岩气开发现状，探讨了超临界CO2技术在页岩气开采中的优化方法和未来发展趋势。

第2章超临界CO2技术概述超临界CO2的特点和优势超临界CO2是CO2在高温高压条件下处于气体和液体状态之间的状态。