案例分享:中国区二氧化碳泡沫压裂技术 | SLB

中国区二氧化碳泡沫压裂技术案例分享:为规模化压裂施工塑造一个绿色未来

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斯伦贝谢中国能源技术服务, 中国, 亚洲, 陆上
斯伦贝谢二氧化碳泡沫压裂技术能够平均减少压裂用水66%-70%,压后生产测试效果显著提升。

鄂尔多斯盆地位于中国西北沙漠、山地地区,常年干旱少雨,生态环境脆弱,这里也是中国最为重要的油气能源基地之一,拥有致密气、致密油、页岩气、页岩油、煤层气等多种非常规油气藏类型。由于岩层基质渗透率低、孔隙度低,只有通过大规模压裂作业才能产生经济性的工业油、气流,因而每年会有数千口井进行大规模压裂施工,这对当地水资源产生了巨大的需求与压力。 鄂尔多斯盆地的作业者一直尝试通过不同的压裂工艺类型和参数优化,期望实现压后产量的突破的同时降低压裂用水的消耗量。

(1)深层煤岩气水平井应用案例
近年来,深层煤岩气储层成为了国内天然气探索勘探开发热点,业界普遍认为古生界源内气藏资源量丰富,是未来增储上产的重要阶梯领域。煤岩气储层中应用超临界二氧化碳泡沫压裂技术除了上述技术优势外,还能够利用CO2对CH4在煤质中的置换作用,强化压后增产效果。2023年斯伦贝谢率先在在鄂尔多斯盆地开展了深层煤岩气sCO2泡沫压裂工艺公关,取得了一系列施工参数的突破,为后续规模化推广奠定了坚实基础。

  • 单井总入地3127m3液态CO2
  • 主压阶段压裂液最高CO2占比55%
  • 单段加砂最高值为200m3
  • 地面砂浓度最高值为1100kg/m3
  • 井底砂浓度最高值为550kg/m3
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深层煤岩气水平井典型CO2泡沫压裂施工曲线图

目标井作为首个采用sCO2泡沫压裂工艺的深层煤岩气储层改造案例,7段主压裂施工顺利、安全完成,全程采用sCO2泡沫压裂工艺加砂,相对区块内同类型储层的常规压裂手段平均减少压裂用水70%,煤岩气专用起泡剂的使用效果极佳,压后见气快、稳产时间长,单位长度水平段产量处于区块内深层煤岩气井的前列。 

(2)深层页岩油水平井应用案例
当前页岩油藏的压裂改造普遍采用体积压裂的方式,水资源消耗巨大,压后排采周期长,而超临界二氧化碳(sCO2)的优异的性能对于页岩油藏的驱油生产还有着独特作用,如sCO2的扩散系数更高,产生的膨胀原油的效果使CO2对储层迅速补能;sCO2可以在原油中大量溶解,使其降低粘度并增加流动性;sCO2具有很强的萃取作用,能够在压后促进闷井过程中原油更多的产出。2023年斯伦贝谢率先在在鄂尔多斯盆地开展了深层纹层状页岩油sCO2泡沫压裂工艺先导性试验,此次成功的尝试继续拓展了此种工艺的应用场景,取得的相关施工参数能够为后续工艺的改进、推广应用提供重要参考价值。

  • 单井总入地6026m3液态CO2
  • 主压阶段压裂液最高CO2占比67%
  • 单段加砂最高值为105m3
  • 地面砂浓度最高值为1080kg/m3
  • 井底砂浓度最高值为480kg/m3
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深层页岩油水平井典型CO2泡沫压裂施工曲线图

作为深层页岩油储层改造采用sCO2泡沫压裂工艺的首次尝试,本井共计完成19段主压裂,施工顺利、安全完成,相对区块内同类型储层的常规压裂手段平均减少压裂用水66%,所采用的液体体系性能优异,尤其页岩油专用起泡剂的使用效果极佳,经过长时间闷井后成为了区块首个开井即见油的措施井,压后返排能够维持长时间自喷,试油阶段日产油量持续增高,为纹层状泥页岩勘探取得产量突破。

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