[发明专利]液态二氧化碳增能压裂系统及工艺流程

说明书

本发明公开了一种液态二氧化碳增能压裂系统及工艺流程，所述液态二氧化碳增能压裂系统，包括二氧化碳储罐、氮气增压装置、液氮泵车、液氮槽车、循环冷却装置及压裂车，所述的液氮槽车、液氮泵车、氮气增压装置依次通过管线相连，氮气增压装置通过二氧化碳储罐气相管线与二氧化碳储罐连接，二氧化碳储罐通过二氧化碳储罐液相管线与循环冷却装置连接，所述循环冷却装置通过压裂车上水管线与压裂车连接。所述液态二氧化碳增能压裂工艺流程可实现大排量施工，并实现气态二氧化碳的集中排放及压裂车冷泵过程中能液态二氧化碳的零排放，达到良好的压裂改造效果的同时，实现二氧化碳重复利用、降低施工成本的目的。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及液态二氧化碳增能压裂系统及工艺流程。

背景技术

二氧化碳压裂是新兴的一种压裂技术，主要方式有二氧化碳增能压裂、二氧化碳干法加砂压裂等，二氧化碳增能压裂通常与水力压裂相结合，先将液态二氧化碳作为前置液通过压裂车泵入目的层后关井，再进行水力加砂压裂，在施工后的压裂液返排过程中利用目的层中二氧化碳将压裂液快速返排，可降低水基压裂液对敏感地层的伤害。二氧化碳干法加砂压裂对低渗透、低压油气藏具有较好的适用性，较水基压裂技术，可消除储层水敏和水锁伤害，提高压裂改造效果；用于页岩气、煤层气压裂可促进吸附天然气的解析。

二氧化碳增能压裂方式的实施，通常采用“二氧化碳槽车——二氧化碳增压泵车(或撬装)——压裂车”这样的工艺流程，这种工艺流程中，二氧化碳槽车液相出口尺寸仅为32mm，影响出液速度，进而影响施工排量；如果要求排量越大，需提高压裂车泵冲，但是较高的泵冲会促使抽吸作用加强，管线摩阻增大，再者二氧化碳槽车内液态二氧化碳的气化速度跟不上排量，压力降低较快，无法克服管线摩阻，容易使管线内液态二氧化碳产生气化，造成排量较小甚至压裂车走空泵；压裂车冷泵过程中，液态二氧化碳的浪费较大，噪音也很大。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了液态二氧化碳增能压裂系统及工艺流程，解决了施工排量不足、液态二氧化碳浪费大、噪音大的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

液态二氧化碳增能压裂系统，包括二氧化碳储罐、氮气增压装置、液氮泵车、液氮槽车、循环冷却装置及压裂车，所述的液氮槽车、液氮泵车、氮气增压装置依次通过管线相连，氮气增压装置通过二氧化碳储罐气相管线与二氧化碳储罐连接，二氧化碳储罐通过二氧化碳储罐液相管线与循环冷却装置连接，所述循环冷却装置通过压裂车上水管线与压裂车连接。

所述压裂车上设置有高压管线。

所述高压管线通过循环冷却装置回水管线与循环冷却装置相连，使循环冷却装置与压裂车之间建立循环回路。

所述高压管线连接于井口上。

所述氮气增压装置、二氧化碳储罐、循环冷却装置分别与远程控制柜连接。

所述循环冷却装置包括罐体，罐体的左右两端均设置有液位计，罐体顶部设置有压力传感器、气相管线，罐体内部下方设置有隔板，隔板设置有可开合的人行通道，隔板上部设置有滤网；罐体底部隔板两侧均设置有余液排放口，所述两个余液排放口合并为一条余液排放管线；

罐体左边底部的前后位置对称设置有液体进口，罐体右边底部的前后位置对称设置有液体出口，罐体的正下方设置有“口”字形液相管线，所述液体进口、液体出口均与“口”字形液相管线连通，所述“口”字形液相管线的左边设置有进液口，右边设置有出液口。

所述氮气增压装置包括管路a和管路b，所述管路a和管路b上下对称设置，且管路a和管路b上均依次设置有高压入口、高压管路球阀、减压阀、低压管路球阀，管路a和管路b的出口汇集于同一条出口管路上，所述出口管路上设置有流量计、压力传感器Ⅲ、低压出口球阀及手动排气阀Ⅱ，所述高压入口连接于液氮泵车上，出口管路与二氧化碳储罐气相管线相连通。