超临界二氧化碳压裂研究装置

超临界二氧化碳压裂研究设备

1．前言

超临界流体是指处于临界点以上的温度和压力区域的流体，此时气液界面消失，流体既非气态也非液态，处于即使提高压力也不液化的非凝聚态。超临界流体的物理性质兼具也液体与气体的双重性质，密度接近液体，扩散都接近气体，黏度介于气体和液体之间。

2．超临界二氧化碳压裂技术的特点

超临界二氧化碳的临界温度和临界压力较低，分别为31.06℃和7.38MPa，易于制备；超临界CO2 价格低易得到，安全非易燃易爆，无毒，无腐蚀性；流体粘度低、密度高，密度接近液体；表面张力很低,扩散系数高,具有很强的渗透能力,能渗透到岩石中的天然微裂缝,压裂中有利于复杂网络裂缝的形成；使用此压裂液储层不易被污染，对储层没有伤害，可有效的避免近井地层堵塞、保护油气层、改善储层渗透性，,增产潜力大，而且超临界二氧化碳非常容易返排。

因此，超临界二氧化碳对于低渗透油页岩矿藏、低渗和超低渗油气田、页岩气藏、煤层气等矿藏的开发具有很大的优势。在常规油气田的开发生产中，比普通的压裂液也具有更多的优点。

3.应用研究

超临界二氧化碳压裂技术应用前景广阔，所以需要对于其压裂工艺、总结描述CO2状态变化流程、临界CO2增黏剂的研制、增产原理等各个方向进行研究。

在实验室研究过程中，需要专门的仪器模拟地层压裂的过程。北京华盛海天科技发展有限公司为此研制的“超临界二氧化碳压裂装置”具有以下特点：

1.用于超临界CO2生成、泵注；

2.有专门的搅拌混合装置，适用于不同的增稠剂；

3.破裂压力与裂缝延伸压力在线监测；

4.系统自动化控制，数据采集与处理分析；

5.能够实现储层温度≤150℃，上覆地层压力≤70MPa、注入压力≤45MPa、注

入排量≤45ml/min的压裂施工模拟实验研究。

主要技术参数：

1.工做压力分别为：围压0~70MPa

轴压0~70MPa

流压0~70MPa

2.工作温度：-20℃~150℃

3.适用岩心：φ50×50~100mm

φ100×100~200mm

4.电源电压：220V、50HZ

380V、50HZ

5.系统噪音：小于70Db

超临界二氧化碳压裂装置设备照片附：

实验结果：

试验曲线：

样品照片：

图2 压裂样品侧面图1 压裂样品端面