二氧化碳干法壓裂技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

宋遠(yuǎn)飛

（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010）

二氧化碳干法壓裂技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

宋遠(yuǎn)飛

（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010）

二氧化碳干法壓裂技術(shù)是一種相對(duì)應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)，與傳統(tǒng)水力壓裂技術(shù)相比有明顯優(yōu)勢(shì)。首先，二氧化碳干法壓裂技術(shù)的返排較高，傷害強(qiáng)度相對(duì)較小。二氧化碳本身具有一定復(fù)雜性，因此在實(shí)際技術(shù)運(yùn)用過程中常會(huì)受到更多因素影響。針對(duì)二氧化碳干法壓裂技術(shù)進(jìn)行探討和研究，分析該技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，提出目前所存在的問題并探討解決方案。希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)行業(yè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，并促進(jìn)二氧化碳干法壓裂技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，使其應(yīng)用價(jià)值得到更大程度發(fā)揮。

二氧化碳；干法壓裂技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1 二氧化碳干法壓裂技術(shù)介紹

二氧化碳干法壓裂技術(shù)是一種以液態(tài)二氧化碳為介質(zhì)的技術(shù)，通過釋放二氧化碳的儲(chǔ)蓄壓力和溫度控制來實(shí)現(xiàn)壓裂。二氧化碳干法壓裂技術(shù)需要有專門的設(shè)備和機(jī)器，通過機(jī)器來進(jìn)行二氧化碳的混合，然后再采用壓裂泵進(jìn)行最終的壓裂工藝。二氧化碳干法壓裂技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)二氧化碳干儲(chǔ)蓄的并聯(lián)，將幾個(gè)井口裝置進(jìn)行相互連通，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控其工作的全過程。另外在二氧化碳干法壓裂技術(shù)的應(yīng)用過程中，還需要注意的是要對(duì)高壓管線以及低壓供液換線進(jìn)行試壓。試壓是一個(gè)必不可少的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，只有經(jīng)過試壓并且試壓結(jié)果符合實(shí)際要求時(shí)才能夠繼續(xù)接下來的工作，否則會(huì)造成嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。注入液態(tài)二氧化碳時(shí)應(yīng)當(dāng)注意溫度的變化，掌握好時(shí)間，嚴(yán)格按照工作流程進(jìn)行注入、頂替、停泵等具體操作。另外當(dāng)壓碎工作完成后，接下來需要注意的是返排工作，返排過程要實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制，其目的是防止吐砂。此外還要實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的充分利用，以促進(jìn)返排，提高速度。在返排過程中還可以利用有關(guān)儀器進(jìn)行二氧化碳的濃度檢測(cè)，觀察檢測(cè)值，記錄其變化情況。

2 二氧化碳干法壓裂技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

液態(tài)二氧化碳開始實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的時(shí)間大概是十九世紀(jì)左右，最初的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槭秃吞烊粴夥矫妗６兰o(jì)左右，二氧化碳干法壓裂技術(shù)才開始被專業(yè)的專家學(xué)者所研究。二十世紀(jì)以來，二氧化碳干法壓裂技術(shù)實(shí)現(xiàn)了比較廣泛的應(yīng)用，并且顯示出一定的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在很多地區(qū)、很多領(lǐng)域都開始廣泛的普及開來。隨著長(zhǎng)期的應(yīng)用與發(fā)展，二氧化碳干法壓裂技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟，技術(shù)方面也走向了完備階段。但是另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的提高，該技術(shù)也越來越出現(xiàn)很多的問題，面臨更多的挑戰(zhàn)。二十一世紀(jì)以來，二氧化碳干法壓裂技術(shù)的缺陷和矛盾更加突出，許多地區(qū)以及領(lǐng)域在使用該技術(shù)的過程中都或多或少的發(fā)現(xiàn)了其中的問題和缺陷，這是我們所不可忽視的，也是必須要盡快著手解決的。二氧化碳的黏度就是一個(gè)相對(duì)比較突出的問題。氣態(tài)二氧化碳的黏度相對(duì)比較低，這種低黏度就會(huì)造成其壓裂液的較大失衡，從而影響了壓裂施工，也阻礙了施工規(guī)模的擴(kuò)大。因此，在新的環(huán)境下就必須要使液態(tài)二氧化碳的黏度提高，增加其攜砂能力，并且使施工規(guī)模得以擴(kuò)大。

3 二氧化碳干法壓裂技術(shù)存在的問題

二氧化碳干法壓裂技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣泛，并且具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中也不可避免的存在很多方面的問題。首先，二氧化碳的摩擦阻力相對(duì)比較高，這是由其牛頓流體的性質(zhì)所決定的。其次，二氧化碳的懸砂能力比較差，這主要是因?yàn)槎趸拣ざ缺容^低，因此濾失量比較大，壓裂造隙的影響也比較大。一般來說，二氧化碳本身就具有一定的復(fù)雜性，因此在實(shí)際的施工過程中就很難預(yù)測(cè)其動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，由此為施工帶來了極大的不便，也大大降低了施工效率和效果。對(duì)比，在施工過程中就需要根據(jù)實(shí)際情況合理的進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，關(guān)注壓力變化，對(duì)每一個(gè)階段的數(shù)據(jù)都實(shí)現(xiàn)觀測(cè)和記錄。與國(guó)外的壓裂設(shè)備相比，國(guó)內(nèi)設(shè)備相對(duì)比較差，存在的問題也比較嚴(yán)重，所以施工中的參數(shù)設(shè)計(jì)就尤其重要，只有合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)才能夠更好地適應(yīng)并滿足二氧化碳干法壓裂技術(shù)的要求。

4 二氧化碳干法壓裂技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

與傳統(tǒng)的干法壓裂技術(shù)相比較，超臨界狀態(tài)壓裂技術(shù)具有更多的優(yōu)勢(shì)，并且彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)的很多不足。超臨界狀態(tài)的壓裂技術(shù)流動(dòng)性比較大，密度也相對(duì)比較大，溶解能力比較強(qiáng)，發(fā)展前景更為廣闊。超臨界狀態(tài)壓裂技術(shù)對(duì)于溫度和壓力的要求是比較嚴(yán)格的，在滿足條件的情況下，該技術(shù)更加具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。從施工角度來講，在超臨界狀態(tài)下，二氧化碳的破巖能力更為強(qiáng)大。另一方面，與傳統(tǒng)的二氧化碳干法壓裂技術(shù)相比，超臨界狀態(tài)下二氧化碳的的摩擦阻力更小，在施工過程中的工作壓力也會(huì)大幅度降低。由此可見，超臨界狀態(tài)壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠有效降低施工成本，提高施工效率，增強(qiáng)工藝效果，避免了更多的劣勢(shì)，突出了更多的優(yōu)勢(shì)，更加具有科學(xué)性，并且適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展需求。

5 結(jié)束語

二氧化碳干法壓裂技術(shù)在現(xiàn)代化的今天具有不可替代的作用，面對(duì)一系列的應(yīng)用問題我們必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，提高經(jīng)驗(yàn)借鑒能力，結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。只有這樣才能夠促進(jìn)二氧化碳干法壓裂技術(shù)的發(fā)展，提高其應(yīng)用能力，擴(kuò)展其應(yīng)用空間，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。

[1] 田磊，何建軍，楊振周，等.二氧化碳蓄能壓裂技術(shù)在吉林油田的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2015，（6）：78-80+84+109.

Application Status and Development Trend of Carbon Dioxide Fracturing Technology

Song Yuan-fei

Carbon dioxide dry fracturing technology is a relatively widely used technology，compared with the traditional hydraulic fracturing technology has obvious advantages.First，the carbon dioxide dry fracturing technology has a relatively high anti-row，the damage intensity is relatively small.Carbon dioxide itself has a certain complexity，so in the actual use of technology often receive more factors.In this paper，carbon dioxide dry fracturing technology to explore and research，analysis of the development of the technology status and trends，put forward the existing problems and explore the solution.It is hoped that this paper can provide reference for the relevant industry and promote the continuous improvement and development of carbon dioxide dry fracturing technology，so that its application value to a greater extent.

carbon dioxide dry fracturing technology；application status；development trend

TE357.7

A

1003-6490（2017）12-0071-02

2017-09-15

宋遠(yuǎn)飛（1986—），男，河南柘城人，工程師，主要研究方向?yàn)椴捎图夹g(shù)。