浅论二氧化碳泡沫压裂液
CO2泡沫压裂液的研究与应用
CO2泡沫压裂液的研究与应用
丁云宏;丛连铸;卢拥军;雷群;管保山;慕立俊
【期刊名称】《石油勘探与开发》
【年(卷),期】2002(029)004
【摘要】泡沫压裂液适用于低压、水敏性储集层.通过室内试验及研究,优选出CO2泡沫压裂液配方,得出对其性能测试的结果:起泡、稳泡能力强,流变性能、携砂能力好,低滤失,破胶快等,岩心实验证实具有低膨胀及低伤害特性,可以满足压裂工艺设计的要求.CO2泡沫压裂施工中,如要提高施工规模、增大砂量及砂液比,使用酸性交联压裂液体系可确保施工的顺利进行.在长庆油田等现场实施的CO2泡沫压裂液增产效果良好.图2表5参3(丁云宏摘)
【总页数】3页(P103-105)
【作者】丁云宏;丛连铸;卢拥军;雷群;管保山;慕立俊
【作者单位】中国地质大学(北京);中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油勘探开发研究院廊坊分院;中国石油长庆油田油气工艺研究所;中国石油长庆油田油气工艺研究所;中国石油长庆油田油气工艺研究所【正文语种】中文
【中图分类】TE357.1
【相关文献】
1.CO2泡沫压裂液体系优选实验研究 [J], 陈立群;郑继龙;翁大丽;周伟强
2.抗高温清洁CO2泡沫压裂液在页岩气储层的应用 [J], 申峰;杨洪;刘通义;林波;陈
光杰;谭坤
3.AL-1酸性交联CO2泡沫压裂液研究与应用 [J], 吴金桥;李志航;宋振云;李勇;李养池
4.低残渣CO2泡沫压裂液在苏里格低压低渗气藏的应用 [J], 陈挺;周勋;刘智恪;李世恒
5.SiO2纳米颗粒强化的CO2泡沫压裂液体系 [J], 吕其超; 张星; 周同科; 郑嵘; 左博文; 李宾飞; 李兆敏
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二氧化碳泡沫压裂液体系及其机理探讨
化剂，加上二氧化碳本身的结构特点，其粘度较高。高粘度使得二氧 应用。压裂工艺技术和选井选层技术是取得良好增产效果的保证，
化碳泡沫压裂液的造缝能力强，能产生更宽更长的裂缝。
所以合适的选井选层和正确的压裂工艺十分重要。以后应该更进一
3.2 滤失低：泡沫的独特结构使得体系的滤失量较低。在体系中 步优化二氧化碳泡沫压裂设计，提高压裂液体系和压裂对不同储层
界点上，二氧化碳的密度为 448kg/m3。液态折合气态的体积为 546
4 二氧化碳泡沫压裂选井选层技术
m3。当温度低于临界温度时，不管压力多大，二氧化碳始终以呈气相
压裂改造是通过在近井地带形成压裂裂缝，沟通更多的油气
状态。二氧化碳的这些特殊的性质就使得其储存运输方式比较苛 层，提高压裂层的导流能力，恢复并提高油井产量，提高油气藏的开
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二氧化碳泡沫压裂液体系及其机理探讨
马占研
(大庆油田有限责任公司井下作业分公司,黑龙江 大庆 163000) 摘 要：二氧化碳泡沫压裂液是压裂液体系的一个重要组成部分，二氧化碳泡沫压裂液由于具有携砂能力强、排液迅速彻底和对储 层伤害小等优点，特别适合低压、低渗透和水敏性储层。目前使用已经越来越多，增产效果显著。本文对二氧化碳压裂液体系的组成、发展 进行了介绍，并分析了其增产机理。介绍了二氧化碳泡沫压裂的选井选层技术。 关键词：二氧化碳；泡沫压裂液；机理；选井选层
强的地层压裂效果较好。⑥动用设备少，见效快，增产效果好。其中， 使得井口施工压力较低，
二氧化碳泡沫压裂液是一个重要组成部分，在低压、水敏地层的压 给大排量施工提供了良
裂改造中，二氧化碳泡沫压裂液比其它压裂液体系性能优异。[1,2] 好的先决条件，以便产生
1 二氧化碳基本性质较大的裂缝积。其摩阻二氧化碳分子属于非极性分子，可溶于极性较强的溶剂，也可 仅仅相当于清水摩阻的 溶于原油中。在常温常压下，二氧化碳无色无味，呈气态。其密度比 一般左右。
黏弹性表面活性剂-CO2泡沫压裂液及其应用
沫
压裂 液
应 用实例
１ 前 言
Ｃ Ｏ 基液 体 通 常 用 于 压 裂 改 造 低 压 和 水 敏 性 （ 毛细管压力 、含 膨胀 性 黏 土等 ）储 层 。怀 俄 明 高 卅 大角 盆地 Ｆ ｏ ｔ ｒ 层 曾使 用过各 种压裂 液 ，获 Ｉ ｒｎ ｉ 地 ｅ
得过不 同程度 的成功 。处理水 敏性地层 的一个 原则
两 口井 的应 用实例 表 明 ，通过精确 压力测 量可 及时调 整压裂决 策 ，可 利用偶 极声波工 具信息 校准 地层应 力 、杨 氏模量 和泊松 比 。
脉 ，南 面 为 Ｏ ｒｅ 山 脉 ，西 面 为 黄 石 高 地 ｗｌＣ ｅｋ
（ ｓｒｋ Ａｂ ａｏ ａ山） 。盆 地 中 含有 许 多产 生于 拉 腊 米 构
层经压力恢 复试井 发现 储层压 力和渗 透 率较预 期 的
低 ，因而决定放弃改造 ，而 只压 裂 Ｆ ｏｔ ｒ ｒｎｉ 地层 ，结 ｅ 果该井平均产量 ３１ ×１ ／ 。第二 口井进行 了偶 ． １ ０ ｍ３ｄ
中遗 留残渣 ，或 对 支撑 剂 充填 层造 成 损 害，
可 获 得 几 乎 完全 的 返 排 。 压 裂 作 业 过 程 中这
对 象 。上 白 垩 纪 Ｆ ｏ ｔ ｒ 层 总 厚 度 范 围 １ ２ ４ ｒ ｎｉ 地 ｅ ５ ． ～
怀俄 明州使 用 的这 种新型无 聚合物 泡沫液 体体
系属高 Ｃ 泡沫值 （０ ） Ｏ Ｏ ７ 。Ｃ 泡沫值指 Ｃ ： Ｏ 气
体体 积对泡 沫 液 总体 积 之 比，在 该值 达 到 ７ 情 Ｏ 况下 ，体系 中水 的用量 降 到了最低 ，最 小化 了黏土 膨胀 和相对 渗 透 率变 化 的相 关 问题 。使 用 Ｃ 基 Ｏ：
CO_2泡沫压裂液性能评价_刘晓明
CO 2泡沫压裂液性能评价刘晓明1 蔡明哲2 蔡长宇1(1.中国地质大学资源学院能源系,北京;2.北京中佳学校,北京)摘要 CO 2泡沫压裂液是压裂液体系的一个重要组成部分,在低压、水敏地层的压裂改造中,CO 2泡沫压裂液比其它压裂液体系优异。
经优选,确定CO 2泡沫压裂液实验基础配方为:(0.65%~0.70%)GRJ 改性瓜胶+ 1.0%F L -36起泡剂+0.1%杀菌剂+0.3%DL -10助排剂+ 1.0%KCl 粘土稳定剂+(0.003%~0.06%)过硫酸铵+1.5%AC -8酸性交联剂。
并对泡沫质量为50%~70%压裂液体系的剪切性能、耐温性能、流变参数、粘温性能、破胶与残渣、破胶液的表观性能和岩心伤害进行了评价。
结果表明,CO 2泡沫压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能和流变性能,携砂能力强,对储层岩心伤害小,可以满足大多数泡沫压裂施工的需要。
关键词:CO 2泡沫压裂液 耐温性 防止地层损害CO 2泡沫压裂液是压裂液体系的一个重要组成部分,在低压、水敏地层的压裂改造中,CO 2泡沫压裂液比其它压裂液体系性能优异。
为了建立完整的压裂液体系,辽河石油勘探局井下作业公司与中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院廊坊分院开展了CO 2泡沫压裂液性能研究项目。
室内研究1 CO 2泡沫压裂液基础配方在压裂液体系基础上经过优选,确定了CO 2泡沫压裂液(泡沫质量为50%~70%)试验基础配方。
(0.65%~0.70%)GRJ 改性瓜胶+0.1%杀菌剂+1.0%FL -36起泡剂+ 1.0%KCl 粘土稳定剂+0.3%DL -10助排剂+(0.003%~0.06%)过硫酸铵+1.5%AC -8酸性交联剂2 CO 2泡沫压裂液耐温耐剪切性能使用RV20旋转粘度计,在170s -1剪切速率和不同温度条件下,分别测定了泡沫质量为65%的交联泡沫压裂液的耐温和耐剪切性能,结果见表1。
3 CO 2泡沫压裂液耐温性能CO 2泡沫质量为65%的压裂液在不同温度下的流变性能见图1。
CO2泡沫清洁缔合压裂液研究及现场应用
ＣＯ２泡沫清洁缔合压裂液研究及现场应用王丽伟，邱晓惠，管保山，段瑶瑶，杨占伟（１．中国石油勘探开发研究院，北京 １０００８６；２．中国石油油气藏改造重点实验室，河北廊坊 ０６５００７） 摘 要：在低渗特低渗或致密的低压敏感性气藏的压裂改造中，施工后仅依靠地层能量将压裂液举升至地面十分困难，并且很难有效提高产量。
过去泡沫压裂液使用的稠化剂通常是胍胶或清洁表面活性剂，考虑到残渣伤害及经济因素，本文研究了ＣＯ２泡沫清洁缔合压裂液体系。
稠化剂无水不溶物、低残渣；交联延迟时间可控，具有良好的流变性能及携砂性能；起泡剂起泡效率高，半衰期长，较低的表界面张力，有利于压裂液返排。
现场实施３口井，平均达到苏里格地区直井平均单井产量的２倍，该压裂液体系伤害较小，达到了快速助排、增产稳产的目的，为该类储层压裂改造提高单井产能提供了有力的技术支撑。
关键词：ＣＯ２泡沫；清洁缔合压裂液；储层伤害；压裂液性能；现场应用 中图分类号：ＴＥ３５７．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１８）０６—０００１—０３ 一直以来，低渗敏感性油气藏都是压裂改造的难点，因为常规压裂液进入储层后会导致一系列的问题，如水锁严重、排液困难及返排能量不足等，压后产量难以取得预期效果。
ＣＯ２泡沫压裂液具有低滤失、易返排、粘度高、携砂能力强、对储层伤害小等优点，是适用于此类储层的最佳选择。
在压裂液中加入ＣＯ２，形成一种液包气乳化液，气泡能够提供高粘度和优良的支撑剂携带能力，泡沫质量保持在６５～８５％之间，才能够达到稳定的泡沫［１－４］。
ＣＯ２泡沫压裂液技术并不是一项全新的技术，从最初的ＶＥＳ清洁泡沫压裂液到后来的植物胶类泡沫压裂液，都为低渗敏感性油气藏改造做出了贡献［５，６］。
ＶＥＳ清洁压裂液残渣低，但在耐温及经济因素方面不占优势，植物胶类压裂液存在残渣，对于低渗储层的伤害不容忽视。
本文为了进一步降低ＣＯ２泡沫交联压裂液的伤害及成本，通过稠化剂、起泡剂和酸性交联剂的研发，形成ＣＯ２泡沫清洁缔合压裂液体系，具有添加剂种类少，配制方便，低摩阻，无残渣，起泡效率高等特点。
CO2泡沫压裂液的研究与应用
石 油 勘 探 与 开 发 8 , 2 * = NM O 8 = * 2 5 , D * E5 E << 3 = * 8 M E ,
3 P Q ( & / E P ( %
剪切速率下， 测得的 > + ? 泡沫质量交联泡沫压裂液的 耐温耐剪切性能见表! 。
表! 耐温耐剪切试验结果
时间 （B ） F G " ( + ! " & " ’ " % " + " > " 0 " ! " " 温度 （H ） ! > ( / % 0 ( & > / ( > 0 " ( $ $ / ( $ 0 " ( ’ 0 " ( / 0 " ( $ 0 " ( ! " （B ・ ） 8 K I & ’ 0 & ! ! ’ " / & % & & + > ! / + ( + ! ! + ( > > & ( & % " ( $
—高剪切速率， 加$ —泡沫质量’ 6 % " #； 7 " #， & + ) + (； & 气体至泡沫质量’ —泡沫质量’ 表观黏度+ ・ ； —泡沫质量’ 升温至 $ " #， & + ) + (， ’ 1 4 , . 8 " #， —泡沫质量’ 表观黏度+ ・ ； —泡沫质量* 1 " (； 9 " #， 1 " (， & ! 4 , . : " #， 表观黏度1 ・ ； —泡沫质量& 表观黏度’ ・ 1 " (， " 4 , . ; " #， 1 " (， " 4 , .
CO2酸性冻胶泡沫压裂液的开发与应用
CO酸性冻胶泡沫压裂液的开发与应用2井下作业分公司夏宏郑善军张海龙摘要：本文简单介绍了常规压裂液冻胶的交联机理和所需环境，表明只有开发应用新的酸性交联剂才能形成酸性冻胶压裂液。
主要介绍了AC-m酸性交联剂的交联机理和酸性冻胶泡沫压裂液的配方研究、性能评价以及现场应用试验等情况。
通过试验可以看出，使用酸性冻胶压裂也可有效的减少地层伤害、提高砂比。
主题词：压裂液酸性交联破胶1 前言水基冻胶压裂液所用的植物胶的水溶性部分可交联成冻胶，冻胶具有较高的粘度和携砂能力，但是当压裂液体系的PH值小于7时冻胶又变成溶液，这个过程是交联的逆过程，称为“解交联”。
“解交联”以后的溶液没有了冻胶的粘弹性，耐温耐剪切能力变差，携砂能力迅速下降。
CO2泡沫压裂的压裂液体系本身就是处于酸性条件下的，所以以往施工只能以基液携砂，限制了砂比的提高，而且容易造成砂堵事故，因此迫切需要开发酸性冻胶压裂液。
2 常规压裂液冻胶交联机理图1 冻胶网状体形结构水基冻胶压裂液所用的植物胶的水溶性部分主要是以1，4β甙键相连的D-甘露吡喃糖为主链，以1、6α甙键相连的D-半乳吡喃糖为支链组成的长链中性非离子型多邻位顺式羟基的聚糖。
半乳糖与甘露糖之比不同导致了胍胶、田菁胶等植物胶的不同特性。
硼酸盐和过渡金属化合物通过顺式羟基-OH与胍胶等植物胶连接成网状体型结构的冻胶，如图1（a）。
当聚合物溶液浓缩到分子相互重叠时，图1（a）中的化合物能够与相重叠的聚合物反应，使之两两相连在一起如图1（b），产生了两倍于聚合物本身分子量的新物质。
因为每个聚合物链包含了许多顺式羟基，所以形成高分子网络的高粘度溶液。
这种反应必须在碱性条件下进行，高的PH值有利于交联冻胶的稳定性。
因为高的PH值可以使硼酸和硼离子之间的平衡向增加硼酸盐浓度的方向移动：H3BO3+OH- B（OH）4-常规交联剂有无机交联剂硼砂、有机交联剂有机硼、有机锆、有机钛等，各种交联剂的交联环境见表1。
二氧化碳泡沫压裂的分析与研究
二氧化碳泡沫压裂的分析与研究田少华（中国石油川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司陕西西安７１００１８）摘要：随着现代石油开采的地层属性不断复杂化，传统的水基压裂液已难以满足现代石油开采的实际需求。
二氧化碳(CO 2)泡沫压裂是一种压裂液体系，因注入CO 2使压裂液体系中液体与气体可以互存。
本文主要通过分析CO 2泡沫压裂的机理，并对其适用性进行探讨。
关键词：CO 2；泡沫压裂；机理；适用性随着石油工业的发展，其储层越来越复杂，且非均质性也不断增强，较多地层出现低压、低渗现象，使入井液返排的难度不断升高，从而导致地层的二次污染。
传统的水基压裂液存在压裂液破胶不完全的问题，且在破胶后会有部分残渣余留于裂缝中，会使充填层的渗透率大幅降低，造成压裂效果不明显，难以满足石油工业的发展需求［１］。
而二氧化碳（ＣＯ２）泡沫压裂作为一种新型的压裂液体系，是一种能满足现在石油工业发展的重要技术。
一、CO 2泡沫压裂机理分析ＣＯ２泡沫压裂液体系在一些低压、低渗的储层中具有非常显著的施工效果，其工作机理主要包括二氧化碳泡沫压裂体系粘度高、滤失低、悬砂性好、摩阻小以及反排能力强等。
1.CO 2泡沫压裂体系粘度高ＣＯ２泡沫压裂体系在添加一定的稠化剂之后，并将ＣＯ２气体注入，因该气体结果具有的特点，能有效提高压裂液体系的粘度。
ＣＯ２泡沫的粘度主要取决于泡沫的质量与液相性能，其质量性能越好，则表明气泡的密集性就越好；而气泡的干扰、摩擦阻力越大，也就表明其粘度越高。
通常情况下，泡沫质量达到７５％至８０％之间时，其粘度就会达到最大。
因此，通过将其液相粘度增大，既可以有效提高泡沫的稳定性，还能有效增强泡沫流体的粘度，从而使ＣＯ２泡沫压裂液的造缝能力不断增强，最终产生出裂缝宽度越大、长度越长。
2.CO 2泡沫压裂体系滤失低ＣＯ２泡沫压裂液与传统的水基冻胶压裂液比较，具有滤失系数低与滤失量较小等特点，主要是由于该体系中添加了一定的稠化剂，从而使其造壁能力增强。
CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液研究与试验
CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液研究与试验杨浩珑;向祖平;李龙;袁迎中【摘要】目前常用的压裂液存在与非常规油气储层配伍性差、破胶返排困难和容易对储层造成二次伤害等问题,无法满足非常规油气井压裂施工的需求.为此,结合清洁压裂液和泡沫压裂液的特点,研制了新型双子表面活性剂WG-2,形成了一种CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液,并对其综合性能进行了评价.评价结果表明:该压裂液具有较强的泡沫稳定性、良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能、携砂性能、破胶性能和低伤害特性.CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液在X-3井进行了现场试验,该井压裂施工过程顺利,压裂后的日产油量是采用羟丙基胍胶压裂液邻井X-4井的2倍多,增产效果显著.室内与现场试验结果表明,该压裂液能够满足非常规油气储层的压裂施工作业,具有良好的推广应用前景.%Current prevailing fracturing fluid systems exhibit problems in the fracturing of unconven-tional oil and gas reservoirs such as poor formation compatibility,difficult gel breaking and flow back as well as secondary damage to formations,so they cannot meet the requirements of fracturing in unconven-tional oil and gas wells.To overcome these problems,a new type of gemini cationic surfactant WG-2 was synthesized in combination of the characteristics of clean fracturing fluid and foam fracturing fluid.On this basis,a clean fracturing fluid system with CO2foam gemini surfactant was developed and its comprehensive performance was evaluated in the laboratory.The evaluation results demonstrated that the fracturing fluid system has strong foam stability,good temperature and shear resistance,viscoelastic properties,sand carry-ing capacity,gel breaking performance and lowdamage characteristics.The clean fracturing fluid with CO2 foam gemini surfactant was used in Well X-3 for field tests.The fracturing operation went well,and the daily oil production after fracturing was twice of that from adjacent Well X-4,which had been fractured with the fracturing fluid system of hydroxy propyl guar gum.The results of laboratory and field tests showed that this fracturing fluid system could meet the fracturing operation requirements for unconven-tional oil and gas reservoirs and also possesses good popularization and application prospects.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】6页(P92-97)【关键词】双子表面活性剂;CO2泡沫压裂液;清洁压裂液;非常规储层【作者】杨浩珑;向祖平;李龙;袁迎中【作者单位】重庆科技学院石油与天然气工程学院,重庆401331;重庆科技学院石油与天然气工程学院,重庆401331;中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院,四川成都610051;重庆科技学院石油与天然气工程学院,重庆401331【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+2非常规油气资源开发的关键是对储层进行压裂改造，实现油气工业化开采[1]。
二氧化碳泡沫压裂技术研究及应用现状
二氧化碳泡沫压裂技术研究及应用现状本文总结了二氧化碳泡沫压裂技术相对于常规水力压裂技术的优点，介绍了二氧化碳泡沫压裂室内研究及现场应用现状。
就目前国内的应用效果来说，二氧化碳泡沫压裂与普通水力压裂相比具有更好的压后投产效果，对于储层渗透率损害相对较低。
最后给出了二氧化碳泡沫压裂技术的认识与研究方向，将适合二氧化碳泡沫压裂技术的压裂液和解决压裂后产能递减率过高两点作为今后主要研究方向。
标签：二氧化碳；泡沫压裂；应用现状自从吉林油田在1997年引进国外石油公司的二氧化碳泡沫压裂设备后，国内相关高校及石油公司开始对二氧化碳泡沫压裂进行研究。
而二氧化碳泡沫压裂工艺以其相对于常规水力压裂较少的用水，对国内水敏地层的适应性，以及在低压地层中优异的返排能力，赢得了广泛关注，成为非常规油气储层的新型压裂方法。
二氧化碳泡沫压裂是将液态二氧化碳和压裂液同时注入井筒，使井筒中充满二氧化碳泡沫，以二氧化碳泡沫作为压裂介质进行造缝的压裂方法。
1 二氧化碳泡沫压裂优点相对于常规水力压裂，二氧化碳泡沫压裂具有许多常规压裂所无法企及的优点。
二氧化碳泡沫压裂水相含量低，能够有效降低储层中粘土膨胀运移，避免造成过高的储层渗透率降低，减少对储层的伤害。
而且二氧化碳水溶液pH值小于7，呈现弱酸性，也能够在一定程度上一直粘土膨胀。
对于地层能量不足，地层压力系数小于1的低压油气层，采用二氧化碳泡沫压裂能够有效降低井筒液柱压力，使地层有足够能量将压裂液快速返排，加之二氧化碳泡沫压裂液在储层中滤失量较低，进一步降低了进入地层的压裂液对储层造成的二次损伤。
在注入的液態二氧化碳中加入增粘减阻剂，注入井筒中形成的高质量二氧化碳泡沫具有较高粘度，相对于常规水力压裂携砂能力大大增强，同时能够有效降低了压裂管柱摩阻，为大排量压裂施工提供可能。
2 二氧化碳泡沫压裂室内研究与现场应用现状二氧化碳泡沫压裂室内研究主要集中在相应的压裂液的研制上。
国内研究人员参考国外使用的增稠剂，采用羟丙基胍胶作为增稠剂，测得液态二氧化碳与基液混合起泡年度达到了248mPa·s。
浅论二氧化碳泡沫压裂液
浅论二氧化碳泡沫压裂液摘要：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。
1 CO2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。
CO2泡沫压裂液体系优选实验研究
CO2泡沫压裂液体系优选实验研究陈立群;郑继龙;翁大丽;周伟强【摘要】CO2泡沫压裂液是一种新型压裂液体系,其滤失量低、返排能力强、与地层流体配伍性良好,能有效地降低压裂液对储层的伤害.通过对起泡剂、稳泡剂、助排剂、交联剂及黏土稳定剂等添加剂的筛选,研制了一种CO2泡沫压裂液体系,配方为:0.5％ QPJ-1起泡剂+0.5％羟丙基瓜尔胶+1.0％黏土稳定剂KCl+ 1.5％助排剂ZPJ-1 +1.5％酸性交联剂JLJ+0.05％破胶剂PJJ-1.该压裂液泡沫质量高,破胶彻底,残渣较低,防膨效果显著,对储层伤害小,对现场应用具有一定的指导意义.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2016(017)006【总页数】3页(P13-15)【关键词】泡沫压裂液;优选;储层;起泡剂;稳泡剂【作者】陈立群;郑继龙;翁大丽;周伟强【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津塘沽300452;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津塘沽300452;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津塘沽300452;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津塘沽300452【正文语种】中文储层压裂能有效地改善储层流体的渗流能力，提高油井产能。
但是，压裂液会导致储层平衡失效，造成储层伤害，严重将导致油井产能下降[1]。
因此，压裂液体系筛选必须满足储层温度、排量、井深及矿物特性，其体系配方决定整个施工过程的成败。
CO2泡沫压裂液是一种新型压裂液体系，其以液态CO2为主剂，相关添加剂为辅剂。
CO2泡沫压裂液具有其独特的特性[2]：携砂性好、低滤失性、造缝能力强；稳定性好，储层配伍性好；增油效果好；适用性广。
因此，笔者进行CO2泡沫压裂液体系优选实验，以此指导现场应用。
黏土稳定剂KCl，工业级；羟丙基瓜尔胶，河北燕兴化工有限公司；酸性交联剂JLJ，济南泰旺化工有限公司；助排剂ZPJ-1、ZPJ-2、ZPJ-3，西安天正石油技术有限公司；阴离子起泡剂QPJ-1、QPJ-2、QPJ-3，天津市雄冠科技发展有限公司；破胶剂PJJ-1，胜利油田胜利化工有限责任公司。
CO2泡沫压裂液的研究与应用
刍议CO2泡沫压裂液的研究与应用[摘要]本文首先优选出二氧化碳压裂液的配方，然后对其性能进行了评价，结果表明二氧化碳压裂液是可以满足低渗、低压油气藏压裂施工的要求，某油田的低渗油藏中使用了二氧化碳压裂液取得了良好的效果，可供参考。
[关键词]二氧化碳压裂液；研究；应用中图分类号：tq016 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0315-01水力压裂作为低渗油藏有效的增产方法在油田的开发中起到的作用是不可忽视的。
通常在水力压裂中会给地层中注入很多压裂液；这时地层就会受到一定的伤害在很大成上给增油效果造成了影响。
基于此种情况，二氧化碳泡沫压裂液具有很多的优点，在减小压裂液对地层的伤害方面表现的尤为明显，对于低渗低压的油藏来说更加适用。
为了保证二氧化碳泡沫压裂液在油田中应用效果，就需要对其进行深入的研究，不断优化其配方，使其的性能得到优化。
1 优选二氧化碳泡沫压裂液的配方二氧化碳泡沫压裂液主要由二氧化碳、凝胶压裂液、表面活性剂以及各种添加剂共同组成，这些都会直接决定其性能，因此需要对其的配方进行优选，确保其具有良好的性能。
1.1 优选起泡剂起泡剂作为二氧化碳泡沫压裂液的主要添加剂之一，其会直接给二氧化碳泡沫压裂液的气泡和稳定性。
表面活性剂具有良好的气泡性能必须具有容易产生泡沫而且产生的泡沫具有稳定性这两个条件。
通过对三种起泡剂（fl-48、ypf-1以及b-18）的气泡率以及泡沫稳定性进行了研究，研究表明第一种起泡剂的性能是最好的，另外两种性能是差不多的。
1.2 稳泡剂优选保持泡沫的稳定性才能使得二氧化碳泡沫压裂液的性能在最大限度上得以发挥，所以需要加入稳泡剂，其可以改善流体的流变性、增加粘度以及增大泡沫之间膜的强度等作用。
优良的稳泡剂需要其水不溶物的含量要的，同时增粘能力要强。
通过对国内外应用较为广泛的几种稳泡剂（瓜尔胶、国外的羟丙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、改性羧甲基瓜尔胶、羧甲基皂仁）的对比分析，增粘效果最好的是国外的改性瓜尔胶，其残渣也很少，而我国的改性羧甲基瓜尔胶和羧甲基皂仁的综合性能比较差。
CO2泡沫压裂技术介绍
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 FL-36 YPF-1 B-18
ä (min) ª¼ Ê
不同起泡剂水溶液的泡沫稳定性对比 ö Ë Î ® Á ¿ (ml)
50
100
150
200
250
（3）CO2泡沫压裂液添加剂优选 • 起泡剂优选
从起泡效 率和泡沫稳 定性对比看， FL-36起泡剂 性能最好， B-18和YPF-1 起泡剂性能 相当。
三、CO2泡沫压裂液技术
(1) CO2泡沫压裂的优点
•为压后工作液返排提供了气体驱替作用。 •气态的CO2能控制液体滤失，提高压裂液效率。
•减少了水基压裂液的用液量。
•CO2 与水反应产生碳酸，有效地降低了系统的总 pH 值，降低了压 裂液对基质的伤害。 •降低了压裂液的表面张力，有助于压裂液的迅速反排等特点。
（2）CO2在井筒及地层中发泡条件分析
CO2运输和储存的条件下是-17℃温度和2.1MPa压力，压裂过程 中压力超出临界压力，只是在井筒泵入一定量的低温压裂液后温度较 低，无法满足CO2以气体的形态存在，也就是CO2与压裂液混合不具 备发泡条件而不能发泡。例如，假如压裂液和CO2混合的比例为1：1， 如果压裂液的温度为10℃，那么，压裂液和CO2混合后，混合液的温 度大大降低，显然，CO2压裂液在混合处不能发泡。但是由于地层温 度远高于地面温度，随着压裂液沿井筒进入地层，温度逐渐上升， CO2的温度可能高于30.6℃，这样CO2以气体的形态存在，也就是CO2 压裂液具备了能发泡的条件。
CO2泡沫压裂 特种设备
SS2000/IC330型CO2增压泵车
最大流量4.65m3/min 最大工作压力2.76MPa 最大压差0.69 MPa 最高转速350rpm，最高功率75KW
两种新型压裂液技术浅析
两种新型压裂液技术浅析作者：刘广春王美琴刘兵来源：《中国科技博览》2014年第24期[摘要]本文简单介绍CO2泡沫和交联酸两种液体技术基本知识，携砂原理，施工特点及注意事项，加强对两种液体的认识以便对施工中压力变化的分析，减少砂堵现象，达到稳提砂比，顺利施工的目的。
[关键词]CO2泡沫压裂液交联酸中图分类号：文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0010-01一、前言压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液，起着传递压力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用，压裂液性能的好坏直接影响到压裂作业的成败。
然而长庆气田地质构造位于内蒙古鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部，发育于上古生界碎屑岩系中的大型砂岩岩性圈闭气藏，属于低孔、低渗、低压、低产和严重的非均质性层段。
常规水基压裂液主要以胍胶作为稠化剂，存在剪切降解、残余量高、放置时间短等缺陷。
低压低渗气层使用常规压裂液不仅会在压开裂缝表面形成滤饼，还会因为部分残留在地层及支撑剂裂缝中，造成二次污染[1]。
在这种条件下，对储层的保护就显得特别重要。
低粘度、强返排、极少固相沉淀的CO2压裂液，交联酸等新型压裂液的使用也就越来越多，而往往因对这些的液体性能了解少，造成砂堵或者砂子加不完，严重影响油气层的改造效果，使这些液体技术难以推广。
本文简单介绍CO2、交联酸两种液体技术，达到施工成功的目的。
二、CO2压裂液（1）基本知识CO2压裂液是由液态CO2、原胶液和各种化学添加剂组成的混合液，该混合液向井下注入过程中温度逐渐升高，CO2开始汽化，形成气液两相混合液（即CO2为气相，原胶液为液相），其携砂性能取决于气泡稠密结构，在该结构中，各个气泡都影响其它气泡的流动性，从而使泡沫具有粘度，因而具备压裂液的特性[2]。
CO2泡沫压裂液是优质低损害压裂液体系，具有黏度高、滤失低、清洁压裂裂缝、对储集层损害小、易返排等特点特别适用于低压水敏性储集层。
（2）现场应用由于CO2泡沫压裂风险大，成本高，所以应用相对也就较少，如陕X井，盒3层，射孔井段：3153.0-3157.0m；胍胶排量：1.4-2.8m3/min、CO2排量：1.4-0.8m3/min；加砂21.34m3，砂比23.3%，砂浓度412.5kg/m3，最高砂浓度800kg/m3；平均施工压力59.5Mpa左右。
CO2泡沫压裂液浅析
CO2泡沫压裂液浅析摘要：对于目前石油资源日渐紧张的国际社会而言，CO2泡沫压裂液由于其巨大的经济效益和社会效益必将成为国际关注的必需发展的重大技术。
本文主要从泡沫压裂液技术状况、CO2泡沫压裂液基本原理及特点和影响CO2泡沫压裂液性能的主要因素等方面介绍CO2泡沫压裂液的研究与应用。
关键词：CO2泡沫压裂液泡沫质量液包气乳状液1.泡沫压裂液技术状况泡沫压裂液是一种液包气乳状液，是大量气体在少量液体中的均匀分散体。
泡沫体按气体含量的多少分为两种体系。
泡沫质量fgtp<52%的为增能体系，一般用做常规压裂后的尾随液（后置液）帮助反排；52%<fgtp<96%的称为泡沫体系，具有含液量低、携砂、悬砂能力强、滤失低、粘度高、反排能力强等特点。
通常施工所用的泡沫压裂液，泡沫质量（井底温度压力条件下）多在65%`85%之间。
按所用气体种类分为N2泡沫液和CO2泡沫液。
N2泡沫可与一切基液（水、盐水、甲醇、乙醇、酸类、凝析油、矿产原油、二甲苯、精炼油等）配伍。
CO2泡沫是在1982年后才发展起来的，与N2泡沫相比，与地层流体的相容性更好，并能降低界面张力，但只能与水、甲醇、乙醇配伍。
泡沫压裂液由基液、气体、起泡剂、稳定剂及其他添加剂组成。
概括起来，国外泡沫压裂液发展经历了下列四个阶段：第一代泡沫压裂液：水+起泡剂（上世纪70年代），N2,携砂比1~2lb/gal （120~240kg/m3），压后易反排，可用于低压气井压裂；第二代泡沫压裂液：水+起泡剂+聚合物（上世纪80年代），N2,CO2，压裂液粘度较高，稳定性较大，砂液比4~5lb/gal（480~600kg/m3），适用于高压油气藏压裂；第三代泡沫压裂液：水+起泡剂+聚合物+交联剂（上世纪80年代末至90年代初），以N2泡沫压裂液为主，粘度和稳定性进一步提高，造缝和携砂能力增强，适用于高温深井大型水力压裂，砂液比达到5lb/gal（600kg/m3）；第四代泡沫压裂液：恒定内相，控制内相体积，降低施工摩阻，可满足大型压裂施工，最高砂液比达12lb/gal（1440kg/m3）以上，加砂量达150吨以上。
施工条件下co_2泡沫压裂液的对流换热特性
施工条件下co_2泡沫压裂液的对流换热特性近年来，施工条件下的CO_2泡沫压裂液的对流换热特性受到了广泛关注。
CO_2泡沫压裂技术（Foam Pushing）作为一种新兴的钻井液压裂技术，不仅可以满足当前钻井工程需求，而且还可以有效地提高储量、开采精度和经济效益。
CO_2泡沫压裂技术利用CO_2泡沫压裂液和适当的参数配置，与传统的多相流体技术相比，具有较强的抗拉性能，能够更有效地分割储层，实现更低的施工成本和更高的产出率。
在施工条件下，CO_2泡沫压裂液的对流换热特性对于其钻井施工性能的影响是显著的。
此时，CO_2泡沫压裂液的内部流动状态受外在条件的影响，对流换热特性也会发生变化，从而影响CO_2泡沫压裂液在钻井施工中的性能。
因此，了解施工条件下CO_2泡沫压裂液的对流换热特性对于提高CO_2泡沫压裂技术的施工效率和改善施工质量至关重要。
为了更好地了解CO_2泡沫压裂液的对流换热特性，在施工条件下实验研究了CO_2泡沫压裂液的对流换热性能。
实验结果表明，随着温度升高，CO_2泡沫压裂液的热传导系数和密度均显著地提高，但其粘度和耗散系数则越来越小。
综上所述，CO_2泡沫压裂液在施工条件下具有良好的换热特性，这有助于提高施工效率。
除此之外，施工条件对CO_2泡沫压裂液的对流换热特性也有一定的影响。
施工条件下，CO_2泡沫压裂液的温度是不断发生变化的，从而影响其对流换热性能。
同时，CO_2泡沫压裂液的流速也会受到外界因素的影响，从而影响其对流换热性能。
因此，温度和流速等施工条件是影响CO_2泡沫压裂液对流换热性能的重要因素。
本文根据实验结果，详细探讨了施工条件下CO_2泡沫压裂液的对流换热性能，结果表明：随着温度升高，CO_2泡沫压裂液的热传导系数和密度均显著地提高；施工条件对CO_2泡沫压裂液的对流换热性能也有一定的影响，温度和流速是影响CO_2泡沫压裂液对流换热性能的重要因素。
最后，本文还提出了进一步提高CO_2泡沫压裂技术施工效率的若干建议。
二氧化碳泡沫压裂的分析与研究
析 和研 究也 越来 越 多 。
１ ５ ０ ｔ 以上 ， 可满足大型加砂压裂施工的需要。
表１ ３ 家国际公 司 二氧 化碳 泡沫 压裂 井数
适合于浅井小规模施工 ； 第二代泡沫压裂液（ ８ ０ 年代） 由盐 水 、 起 泡剂 、 聚合 物 （ 植 物胶 ） 、 稳泡剂和 Ｎ 或 二 氧
低渗油藏增产增注的主要方式 ， 它是改善开发状况 ， 落 实 储 量 的 主 要 工艺 措 施 。新 疆 油 田随着 油 田开 采
的不 断深 入 ， 储层 越来 越 复 杂 ， 非 均 质性 增 强 ， 大多 数 地 层低 压 低 渗 ， 敏感性 严 重 ， 入井 液 返排 困难 ， 滞 留地 层 导 致二 次 污染 ， 严 重影 响施 工 效果 。改进 压 裂工 艺
公司 地区 压裂 总井数 二氧化碳泡沫 压裂井数
２ ０ ０ ～３ ０ ０
５ ０ ０ － ６ ｏ ０
２ 二 氧化 碳 泡 沫 压 裂 的发 展
根 据相 关 数据 记 录 到 目前 为 止 ， 国外 二 氧化 碳 泡
Ｓ ｃ ｈ ｌ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｇ ｅ ｒ 美国 、 加拿大 ２ ０ ０ Ｏ － ３ ０ ０ ０
技术 ， 特别是改进压裂液体系成为压裂改造研究 的主 要 工 作 内容 。 常 规 的水 基 压 裂 液 手段 存 在 的共 同的
缺陷， 就是 压 裂 液 破 胶 不完 全 ， 而 且破 胶 后 残 渣 将 残 留在裂 缝 内 ， 残 留在 裂缝 中的聚 合物 将严 重 的降低 支
撑剂充填层的渗透率 ， 从 而伤害产层 ， 导致压裂效果
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浅论二氧化碳泡沫压裂液
发表时间：2019-03-04T14:41:44.420Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：李振连
[导读] 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
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。
1 CO2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℃、170 1/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.。