CO2压裂液介绍

临界点（C）：

1点：储罐中，液态CO2，2.0MPat -35℃ 2点：添加支撑剂后经过高压泵加压到施工
压力（35-40MPa）
3点：液体进入地层，温度升高到井底温度 4点：裂缝闭合，温度连续升温、压力下降
到地层压力
5点：在返排过程中，压力下降，CO2以气态
返排到地面
3.液态CO2压裂技术
提纲
一、技术背景
二、液态CO2压裂液性能
三、现场应用
液态CO2无水压裂液作用机理
液态CO2无水压裂液体系
利用VES蠕虫状胶束增粘机理 适合液态CO2体系的新型双链非极性表面活性剂 低温（-18~0℃）条件下快速交联的高效交联剂 VES交联体系使液态CO2粘度提高至11.82mPa.s,粘度增加498倍
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86.8
26.0 26.0
提纲
一、技术背景
二、液态CO2压裂液性能
三、现场应用
三、现场应用
吉林油田采用CO2封闭加砂施工技术，成功试验2井次，其中致密油井 CO2 干法重复加砂改造增产效果显著，日产油 3.2~7.8 吨 / 天，产量提高 5~10倍。
井号
1#实验井 2#实验井
压裂段
2295-2274.4 1935-1942.5
主要作用力 - 氢键 - 范德华力 - 电荷吸引力
粘度：7.79mPa.s
15℃
增粘498倍
10MPa条件下液态CO2 压裂液粘度性能测试
粘度：11.82mPa.s
61℃
交联剂
形成VES胶束
增粘91倍
液态CO2粘度 0.086mPa.s
表面活性剂 溶于液态CO2中
双螺旋交联过程
形成VES蠕虫状胶束
液态CO2压裂液体系
压裂大规模用水与国内外水资源紧张的矛盾与日俱增，探索研究少水/无水压裂技术是发展
需要 研发超临界态CO2增稠技术，可使液态CO2增稠90-484倍，粘度最高20 mPa.s
液态CO2压裂液可携砂10-20%，无残渣、无伤害、无返排
液态CO2压裂液性能 温度 /℃
0 17.0 61.0 100.0 剪切 速率/s-1 170 170 170 170
黏度 /mPa.s
纯CO2 黏度 0.1313 0.0861 0.0236 0.0372
摩阻 /Pa
增粘 倍数 152.4 90.5 498 218 液态CO2体系 压降 655 655 958 969 纯CO2 压降 86.8 86.8 26.0 26.0
液态CO2压裂液体系黏度
20.012 7.79 11.8 8.12
压裂液配方：0.7%FL-16 + 0.6%FL-31 + 0.005%NA
表面活性剂 交联剂 破胶剂
冷冻射电电镜VES结构
粘度：11.82mPa.s
100nm
61℃
粘度：7.79mPa.s
15℃ 增粘498倍
增粘91倍
液态CO2粘度 0.086mPa.s
高压流变测试仪
10MPa条件下液态CO2 压裂液粘度性能测试
2#试验井施工曲线
2#试验井液态CO2干法压裂现场
射厚 m
9.6 6
排量 m3/min
2.4-3.8 6-7.4
前置液 携砂液 砂量 平均砂比 二氧化碳 施工压力 停泵压力 m3 m3 m3 % 液量m3 MPa MPa
457 318.8 144 310.7 8.4 19.8 5.8 6.4 601 653.5 38-63 20-27 63 11.3
提纲
一、技术背景 二、液态CO2压裂液性能 三、现场应用
1.为什么需要同类型压裂液
压裂液需要满足不同储层的油藏流体、泵注程序和水马 力的要求，水基压裂液和无水压裂区别：

水敏储层：岩性-矿物组成，油、气、水返排过程对
地层的影响，油基压裂液、LPG、CO2和高质量泡沫可以
阻止微粒运移和粘土膨胀

水锁储层：欠饱和气层，压裂液的浸入导致毛管力升
高和水的圈闭引起产量下降

支撑剂铺置：泡沫和其它无水压裂体系能有效携带支
撑剂，FQ>50%，气体膨胀科提高粘度，FQ<50%，CO2稠化 液的粘度高于水基压裂液

水资源的费用：水源保护地
2、二氧化碳的物理特性
压裂过程中CO2的三种相态
三相点（O）：

压力：0.527MPa； 温度：-56.6℃ 压力：7.38MPa； 温度：31.06 ℃
液态CO2压裂液高压管路试验评价
高压管路内增粘效果明显
CO2凝胶混合体系的有效粘度大约为相同情况下下纯CO2的
60-500倍，当温度高于CO2临界温度时，增粘效果较好。 CO2凝胶混合体系的摩擦压降大于纯CO2的摩擦压降
液态CO2压裂液性能 温度 /℃
0 剪切 速率/s-1 170
黏度 /mPa.s
纯CO2 黏度 0.1313 液态CO2压裂液体系黏度 20.012 增粘 倍数 152.4
摩阻 /Pa
液态CO2体系 压降 655 纯CO2 压降 86.8
17.0
61.0 100.0
170
170 170
0.0861
0.0236 0.0372
7.79
11.8 8.12
90.5
498 218
655
958 969