二氧化碳干法壓裂技術應用現狀與發展趨勢

宋遠飛

（中國石油集團長城鉆探工程有限公司工程技術研究院，遼寧盤錦 124010）

二氧化碳干法壓裂技術應用現狀與發展趨勢

宋遠飛

（中國石油集團長城鉆探工程有限公司工程技術研究院，遼寧盤錦 124010）

二氧化碳干法壓裂技術是一種相對應用比較廣泛的技術，與傳統水力壓裂技術相比有明顯優勢。首先，二氧化碳干法壓裂技術的返排較高，傷害強度相對較小。二氧化碳本身具有一定復雜性，因此在實際技術運用過程中常會受到更多因素影響。針對二氧化碳干法壓裂技術進行探討和研究，分析該技術的發展現狀及趨勢，提出目前所存在的問題并探討解決方案。希望能夠為有關行業提供經驗借鑒，并促進二氧化碳干法壓裂技術的不斷完善與發展，使其應用價值得到更大程度發揮。

二氧化碳；干法壓裂技術；應用現狀；發展趨勢

1 二氧化碳干法壓裂技術介紹

二氧化碳干法壓裂技術是一種以液態二氧化碳為介質的技術，通過釋放二氧化碳的儲蓄壓力和溫度控制來實現壓裂。二氧化碳干法壓裂技術需要有專門的設備和機器，通過機器來進行二氧化碳的混合，然后再采用壓裂泵進行最終的壓裂工藝。二氧化碳干法壓裂技術需要實現幾個二氧化碳干儲蓄的并聯，將幾個井口裝置進行相互連通，并且實時監控其工作的全過程。另外在二氧化碳干法壓裂技術的應用過程中，還需要注意的是要對高壓管線以及低壓供液換線進行試壓。試壓是一個必不可少的關鍵性環節，只有經過試壓并且試壓結果符合實際要求時才能夠繼續接下來的工作，否則會造成嚴重的安全風險。注入液態二氧化碳時應當注意溫度的變化，掌握好時間，嚴格按照工作流程進行注入、頂替、停泵等具體操作。另外當壓碎工作完成后，接下來需要注意的是返排工作，返排過程要實現對速度的控制，其目的是防止吐砂。此外還要實現對二氧化碳的充分利用，以促進返排，提高速度。在返排過程中還可以利用有關儀器進行二氧化碳的濃度檢測，觀察檢測值，記錄其變化情況。

2 二氧化碳干法壓裂技術研究和應用現狀

液態二氧化碳開始實現廣泛應用的時間大概是十九世紀左右，最初的應用領域為石油和天然氣方面。二十世紀左右，二氧化碳干法壓裂技術才開始被專業的專家學者所研究。二十世紀以來，二氧化碳干法壓裂技術實現了比較廣泛的應用，并且顯示出一定的應用價值和應用優勢，在很多地區、很多領域都開始廣泛的普及開來。隨著長期的應用與發展，二氧化碳干法壓裂技術已經逐漸走向成熟，技術方面也走向了完備階段。但是另一方面，隨著經濟社會的發展以及科學技術的提高，該技術也越來越出現很多的問題，面臨更多的挑戰。二十一世紀以來，二氧化碳干法壓裂技術的缺陷和矛盾更加突出，許多地區以及領域在使用該技術的過程中都或多或少的發現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相對比較突出的問題。氣態二氧化碳的黏度相對比較低，這種低黏度就會造成其壓裂液的較大失衡，從而影響了壓裂施工，也阻礙了施工規模的擴大。因此，在新的環境下就必須要使液態二氧化碳的黏度提高，增加其攜砂能力，并且使施工規模得以擴大。

3 二氧化碳干法壓裂技術存在的問題

二氧化碳干法壓裂技術的應用范圍比較廣泛，并且具有一定的優勢，但是該技術在實際應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比較高，這是由其牛頓流體的性質所決定的。其次，二氧化碳的懸砂能力比較差，這主要是因為二氧化碳黏度比較低，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雜性，因此在實際的施工過程中就很難預測其動態特點，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。對比，在施工過程中就需要根據實際情況合理的進行參數設計，關注壓力變化，對每一個階段的數據都實現觀測和記錄。與國外的壓裂設備相比，國內設備相對比較差，存在的問題也比較嚴重，所以施工中的參數設計就尤其重要，只有合理的進行設計才能夠更好地適應并滿足二氧化碳干法壓裂技術的要求。

4 二氧化碳干法壓裂技術發展趨勢

與傳統的干法壓裂技術相比較，超臨界狀態壓裂技術具有更多的優勢，并且彌補了傳統技術的很多不足。超臨界狀態的壓裂技術流動性比較大，密度也相對比較大，溶解能力比較強，發展前景更為廣闊。超臨界狀態壓裂技術對于溫度和壓力的要求是比較嚴格的，在滿足條件的情況下，該技術更加具有獨特的優勢特點。從施工角度來講，在超臨界狀態下，二氧化碳的破巖能力更為強大。另一方面，與傳統的二氧化碳干法壓裂技術相比，超臨界狀態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大幅度降低。由此可見，超臨界狀態壓裂技術的廣泛應用能夠有效降低施工成本，提高施工效率，增強工藝效果，避免了更多的劣勢，突出了更多的優勢，更加具有科學性，并且適應現代化的發展需求。

5 結束語

二氧化碳干法壓裂技術在現代化的今天具有不可替代的作用，面對一系列的應用問題我們必須加強實驗，提高經驗借鑒能力，結合現代化技術進行技術改進。只有這樣才能夠促進二氧化碳干法壓裂技術的發展，提高其應用能力，擴展其應用空間，從而實現經濟利益的最大化。

[1] 田磊，何建軍，楊振周，等.二氧化碳蓄能壓裂技術在吉林油田的應用[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

宋遠飛（1986—），男，河南柘城人，工程師，主要研究方向為采油技術。