一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置的制作方法

专利2025-02-11  38


本技术属于储层改造,涉及一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置。


背景技术:

1、常规压裂伴注液氮量少、摩阻高、气液搅拌不均匀,起泡剂提前加入基液中,常规压裂混砂车搅拌罐容积相对较大(例如1.5-2.0m3),搅拌器转速较小(例如100转/分左右),不能实现控液增砂目标。二氧化碳增能压裂,虽然可以实现补充地层能量,但是超临界二氧化碳不能实现与水基压裂液充分搅拌均匀,矿场试验表明,二氧化碳与水基压裂液混合,并未提高携砂性能,二氧化碳属于弱酸性,对油气井管柱耐腐蚀强度要求高,也有可能与储层中钙离子发生反应,形成新的堵塞物,部分未被埋存二氧化碳重新释放到空气中造成污染等。针对粘土矿物含量较高的致密岩屑砂岩储层水敏伤害大,枯竭或欠压老油气井致密储层能量低等改造难点,需要寻求少液量高砂浓、控液增砂增能压裂新途径。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决现有技术中针对粘土矿物含量较高的致密岩屑砂岩储层水敏伤害大,枯竭或欠压,老油气井致密储层能量低的技术问题,提供一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置。

2、为了达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案予以实现:

3、第一方面,本实用新型提供一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,包括混砂车;所述混砂车的出口处连接有泡沫发生增强器;所述泡沫发生增强器为中心腔体三通结构,所述中心腔体三通结构包括与所述混砂车的出口连接的上游端压裂混砂液进口、与井口连接的下游端泡沫状压裂混砂液出口和氮气进口;混砂液和发泡剂在所述混砂车中混合后进入泡沫发生增强器中发生反应后再泵入井口。

4、本实用新型进一步地改进在于:

5、所述泡沫发生增强器由中心腔体四通结构,所述中心腔体四通结构还包括与所述混砂车的出口连接的上游端压裂混砂液进口、与井口连接的下游端泡沫状压裂混砂液出口、左侧氮气进口和右侧氮气进口。

6、所述左侧氮气进口和右侧氮气进口内均设置有起泡簧片。

7、所述起泡簧片包括左侧弹簧和右侧弹簧;所述左侧弹簧和右侧弹簧中间设置有网片,所述网片上设置有若干个小孔。

8、所述小孔的直径小于压裂沙粒的直径;所述小孔在网片上均匀排布。

9、所述混砂车的搅拌罐的转速≥1200转/分。

10、所述混砂车和泡沫发生增强器之间还设置有高压管汇。

11、所述泡沫发生增强器的中心腔体为空心球状结构。

12、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

13、本实用新型公开了一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,通过在混砂车与井口之间设置泡沫发生增强器,增强了氮气与水基压裂液充分混合,形成氮气泡沫混合相,解决了在泵注排量较低的情况下,也可打破层流态,使氮气流与水基压裂液充分混合形成泡沫相;混砂液和发泡剂在所述混砂车中混合后进入泡沫发生增强器中发生反应后再泵入井口,降低了水基压裂液入地和储层水敏的伤害;补充低压致密储层能量,提高返排效率;与常规压裂相比,本发明实现了小液量高砂比、增能易返排降虑失、控液增砂改造目的。

14、进一步地,泡沫发生增强器设置有左右两侧氮气进口,利用对冲作用原理,左右相互冲击作用带动两侧起泡簧片在一定振幅范围内小幅度往复运动打散成为低密度气液固混相流态,使打散的氮气和压裂混砂液充分混合,形成低密度高质量氮气泡沫混相混砂液,这样即使在泵注排量较低的情况下,也能实现高砂浓携砂压裂。氮气泡沫压裂液携砂性能好,减少入地液量;氮气泡沫压裂液体系呈中性,携砂性能不依靠交联,入地交联剂量减小,残胶伤害低。

15、进一步地,混砂车的搅拌罐的转速≥1200转/分,搅拌罐容积小,最高能实现加砂阶段砂浓1800kg/m3搅拌要求。采用高转速混砂车,解决了泡沫压裂施工期间少液量、小排量、高砂浓之间的矛盾。

16、进一步地,网片上小孔的直径小于压裂沙粒的直径并且在网片上均匀排布,纳米级效果更佳。



技术特征:

1.一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,包括混砂车(5);所述混砂车(5)的出口处连接有泡沫发生增强器(7);所述泡沫发生增强器(7)为中心腔体三通结构,所述中心腔体三通结构包括与所述混砂车(5)的出口连接的上游端压裂混砂液进口(9)、与井口连接的下游端泡沫状压裂混砂液出口(10)和氮气进口;混砂液和发泡剂在所述混砂车(5)中混合后进入泡沫发生增强器(7)中发生反应后再泵入井口。

2.根据权利要求1所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述泡沫发生增强器(7)由中心腔体四通结构,所述中心腔体四通结构还包括与所述混砂车(5)的出口连接的上游端压裂混砂液进口(9)、与井口连接的下游端泡沫状压裂混砂液出口(10)、左侧氮气进口(11)和右侧氮气进口(12)。

3.根据权利要求2所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述左侧氮气进口(11)和右侧氮气进口(12)内均设置有起泡簧片。

4.根据权利要求3所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述起泡簧片包括左侧弹簧(17)和右侧弹簧(18);所述左侧弹簧(17)和右侧弹簧(18)中间设置有网片(16),所述网片(16)上设置有若干个小孔(19)。

5.根据权利要求4所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述小孔(19)的直径小于压裂沙粒的直径;所述小孔(19)在网片(16)上均匀排布。

6.根据权利要求1所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述混砂车(5)的搅拌罐的转速≥1200转/分。

7.根据权利要求1所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述混砂车(5)和泡沫发生增强器(7)之间还设置有高压管汇(6)。

8.根据权利要求1所述的提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,其特征在于,所述泡沫发生增强器(7)的中心腔体为空心球状结构。


技术总结
本技术公开了一种提高氮气泡沫压裂液稳定性的装置,属于储层改造技术领域。包括混砂车;所述混砂车的出口处连接有泡沫发生增强器;所述泡沫发生增强器为中心腔体三通结构,所述中心腔体三通结构包括与所述混砂车的出口连接的上游端压裂混砂液进口、与井口连接的下游端泡沫状压裂混砂液出口和氮气进口;混砂液和发泡剂在所述混砂车中混合后进入泡沫发生增强器中发生反应后再泵入井口。降低了水基压裂液入地和储层水敏的伤害;补充低压致密储层能量,提高返排效率;与常规压裂相比,本发明实现了小液量高砂比、增能易返排降虑失、控液增砂改造目的。

技术研发人员:韩巧荣,王宪文,王治国,汪雄雄,江智强,李在顺,何淼,王鸽,李紫莉,凌云,周少伟,韩强辉,邵媛,刘洋,赖海涛,沈志昊
受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
技术研发日:20231106
技术公布日:2024/6/26
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