CN105715242A - 不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术 - Google Patents

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Abstract

该发明不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术属地下能源开发储层改造。其特征是：第一步，用潜在酸、缓速酸配制的洗井液大排量洗井。第二步，纳米压裂，通缝扩喉，降低孔缝压力。第三步，超低温过冷纳米压裂。用超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE冷缩造缝。第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。第六步停注稀释回温，结冰冷胀造缝。第七步，再进行纳米压裂，通缝扩喉，降低孔缝压力。第八步注降阻防膨发泡热胀剂热胀造缝和泡胀造缝。第九步及时返排压裂液残液。该技术不加砂压裂冷缩造缝、冷胀造缝、热胀造缝、泡胀造缝，实现难以闭合的纳米造缝、网状造缝、体积造缝。

Description

不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
技术领域：
本发明属于地下能源开发增储增产储层改造中的压裂技术，特别提供不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术。
注：溶解是指溶质分散于溶剂中成为溶液的物理过程。
技术背景：
现有的石油地质是以游离态渗流为基础的石油地质，现有的石油工程是以游离态渗流为基础的石油工程。吸附气、吸附油都是以吸附态储集在纳米孔隙中。
对于致密、超致密油气藏的井必须压裂才有产量，才能生产。所有的压裂都必须加砂。加砂压裂有缺点：1.加砂压裂主要靠压裂液不滤失，利用岩石的脆性高压逼高压力压碎易碎岩石造缝。2.瓜尔胶等高分子聚合物易堵塞纳米、微米孔缝，使纳米孔隙中的吸附气、吸附油不能解吸，更不能生产。3.高温时，很多压裂液粘弹性变差，难携砂。4.所有的压裂都必须破胶，低温破胶是难题，高温破胶也不彻底。5.压裂液携入新造裂缝的砂容易堵塞孔缝，极大降低导流能力。如果应力太强，压裂施工停止后，会压碎砂粒堵死裂缝，裂缝会闭合。6.现有的压裂液不能扩大纳米孔隙。
都江堰开掘宝瓶口，李冰父子在冬天用火烧，浇冰水冻脆裂缝，开裂石缝，开掘宝瓶口，使水流入成都平原灌溉。这是热胀冷缩造缝的最早实践。
岩石低温破碎，冻融损伤、冻融坝基破碎、冻融路基破碎、冻土岩石冷破裂都是冷缩造缝的实例。这是冷缩造缝的普遍现象。
超低温水易成为固体，超低温固态体积膨胀。孔缝中超低温固态膨胀使生成的裂缝更加张开。
岩石的矿物成分异常复杂，各种矿物的热胀冷缩冷胀造缝是非均匀的，即使地层温度恢复到原有地层温度，热胀冷缩冷胀生成的裂缝绝不可能闭合成原状。
本发明的目的是提供一种溶解通缝扩喉，扩大纳米孔缝，再热胀冷缩冷胀造缝的不加砂造缝压裂技术。
本发明的关键是用超低温过冷流体进行不加砂冷缩热胀纳米造缝。该技术不加砂，成本低，易于现场施工操作，便于推广应用。
不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术属于国际原始创新，达到国际领先水平。
不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术需求量大、市场大、需求时间具有持久性；经济效益、社会效益都是难以估量的。第一，全世界各地都有丰富的地下能源，能源战争会逐步减少，能源战争的灾难也会逐步减少。第二，中国的能源完全可以快速自产自足，突破对中国石油的国际封锁，中国改革的速度会大步加快。第三，吸附气、吸附油、致密气、致密油的开发不但可以解决大量的就业，更重要地是保证全国各行各业高速增长的能源需求，改变能源局面，保证国家能源安全，并为国家创造大量经济收入。
不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术实例见表1。
表1不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术实例
实例1.煤层气井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPco+0.5％缓速酸CArco。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制煤层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
纳米压裂液的配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFaco或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsco+0.4％～0.6％潜在酸CAPco+0.4％～0.6％缓速酸Carco+0％～12％[31％盐酸]+0％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，超低温过冷纳米压裂。配制煤层超低温流动冷缩造缝处理液50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％煤岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEco降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制煤层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEco的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制煤层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEco的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在煤层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制煤层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFaco或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsco+0.4％～0.6％潜在酸CAPco+0.4％～0.6％缓速酸Carco+0％～12％[31％盐酸]+0％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：煤层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。
实例2.超致密砂岩油气水井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPsa+0.5％缓速酸CArsa。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制砂岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFasa或0.4％～0.6％溶解压裂液CFssa+0.2％～0.3％潜在酸CAPsa+0.2％～0.3％缓速酸Carsa+1％～12％[31％盐酸]+0％～3％[40％氢氟酸]+1％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，超低温过冷纳米压裂。配制砂岩储层超低温流动冷缩造缝处理液50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％砂岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsa降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制砂岩储层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsa的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制砂岩储层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsa的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在砂岩储层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制砂岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液S0m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFasa或0.4％～0.6％溶解压裂液CFssa+0.2％～0.3％潜在酸CAPsa+0.2％～0.3％缓速酸Carsa+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：砂岩储层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。
实例3.超致密碳酸盐岩油气水井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPca+0.5％缓速酸CArca。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制碳酸盐岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFaca或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsca+0.2％～0.3％潜在酸CAPca+0.2％～0.3％缓速酸CArca+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+1％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，超低温过冷纳米压裂。配制碳酸盐岩储层超低温流动冷缩造缝处理液50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％碳酸盐岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEca降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制碳酸盐岩储层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEca的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制碳酸盐岩储层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEca的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在碳酸盐岩储层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制碳酸盐岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFaca或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsca+0.2％～0.3％潜在酸CAPca+0.2％～0.3％缓速酸Carca+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：碳酸盐岩储层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。
实例4.页岩气井、页岩油井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPsh+0.5％缓速酸CArsh。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制页岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFash或0.4％～0.6％溶解压裂液CFssh+0.2％～0.3％潜在酸CAPsh+0.2％～0.3％缓速酸CArsh+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，超低温过冷纳米压裂。配制页岩储层超低温流动冷缩造缝处理液50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％页岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsh降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制页岩储层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsh的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制页岩储层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsh的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在页岩储层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制页岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFash或0.4％～0.6％溶解压裂液CFssh+0.2％～0.3％潜在酸CAPsh+0.2％～0.3％缓速酸CArsh+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：页岩储层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。
实例5.泥岩油气水井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPmu+0.5％缓速酸CArmu。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制泥岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFamu或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsmu+0.2％～0.3％潜在酸CAPmu+0.2％～0.3％缓速酸CArmu+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，超低温过冷纳米压裂。配制泥岩储层超低温流动冷缩造缝处理液50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％泥岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEmu降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制泥岩储层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEmu的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制泥岩储层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEmu的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在泥岩储层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制泥岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFamu或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsmu+0.2％～0.3％潜在酸CAPmu+0.2％～0.3％缓速酸CArmu+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：泥岩储层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。
实例6.砂质泥岩油气水井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPsm+0.5％缓速酸CArsm。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制砂质泥岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFasm或0.4％～0.6％溶解压裂液CFssm+0.2％～0.3％潜在酸CAPsm+0.2％～0.3％缓速酸CArsm+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，50m3～500m3超低温过冷纳米压裂。配制砂质泥岩储层超低温流动冷缩造缝处理液50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％砂质泥岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsm降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制砂质泥岩储层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsm的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制砂质泥岩储层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEsm的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在砂质泥岩储层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制砂质泥岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFasm或0.4％～0.6％溶解压裂液CFssm+0.2％～0.3％潜在酸CAPsm+0.2％～0.3％缓速酸CArsm+1％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：砂质泥岩储层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。
实例7.花岗岩油气水井不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术
花岗岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEgr
第一步，15m3～30m3的洗井液。
配方：0.5％潜在酸CAPsm+0.5％缓速酸CArsm。大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。
第二步，纳米压裂。配制花岗岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFagr或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsgr+0.2％～0.3％潜在酸CAPgr+0.2％～0.3％缓速酸CArgr+0％～12％[31％盐酸]+0％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第三步，超低温过冷纳米压裂。配制花岗岩储层超低温流动冷缩造缝处理液，50m3～500m3。
采用超低温设备将1％～10％花岗岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEgr降低到-200℃～1℃范围内，成为可流动的超低温过冷水，由超低温实验岩石的最佳渗透性和工程设备条件确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第四步，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。配制花岗岩储层超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEgr的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第五步，超低温液氮冷缩纳米压裂。配制花岗岩储层超低温液态氮(简称液氮)冷缩纳米压裂处理液50m3～500m3。
由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSEgr的溶液，一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温过冷流体冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第六步，停泵等待2小时至8小时。超低温过冷流体冷缩造缝处理液在花岗岩储层稀释后升温，结冰冷胀造缝。
第七步，再进行纳米压裂。配制花岗岩储层通缝、扩喉、纳米压裂处理液50m3～500m3。
其配方为0.4％～0.6％酸基压裂液VCFagr或0.4％～0.6％溶解压裂液CFsgr+0.2％～0.3％潜在酸CAPgr+0.2％～0.3％缓速酸CArgr+0％～12％[31％盐酸]+0％～3％[40％氢氟酸]+0％～0.8％酸化缓蚀剂+0％～0.5％铁离子稳定剂。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
第八步，50m3～500m3降阻防膨发跑热胀剂处理液(储层温度大于50℃时，最好不选该项)
3％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水的温度满足：花岗岩储层温度≤处理液温度≤100℃。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。
第九，及时返排压裂液残液。

Claims (9)

  1. 发明所属技术领域：地下能源开发增储增产储层改造。
    1.不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术，其特征在于不加砂压裂冷缩造缝、冷胀造缝、热胀造缝、泡胀造缝，实现纳米造缝、网状造缝、体积造缝。首先用潜在酸CAP、缓速酸Car大排量循环洗井。第二，纳米压裂，通缝、扩喉。向地层注入酸基压裂液VCFa或溶解压裂液CFs、潜在酸CAP、缓速酸CAr、盐酸、氢氟酸酸化或酸压溶解、溶蚀纳米孔缝中的充填物、胶结物，沟通、扩大原生孔缝。第三，超低温过冷纳米压裂。采用超低温设备向地层注入超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE，在已沟通、扩大原生孔缝中非均匀超低温过冷冷缩造缝。第四，超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。向地层注入超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE与液态二氧化碳的混合物，在已沟通、扩大原生孔缝中非均匀超低温过冷冷缩造缝。第五，超低温液氮冷缩纳米压裂。向地层注入超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE与液态氮(简称液氮)的混合物，使已沟通、扩大原生孔缝周围的岩石非均匀超低温过冷冷缩造缝。第六，停注，等待地层温度回升并稀释后结冰，在沟通、扩大原生孔缝中非均匀冰化冷胀造缝。第七，再纳米压裂。再注入酸基压裂液或溶解压裂液、潜在酸、缓速酸、盐酸、氢氟酸酸化或酸压，通缝、扩喉、纳米压裂。第八，注入降阻防膨发泡热胀剂。热水可选择锅炉热水、自生热水(无氧化物、过氧化物)、地热或干热岩热水，使地层岩石热胀造缝。高温地层可以不进行第八条。待地层温度降到原始温度后，防喷测试产能或地层渗透率。若达到产能要求，停止压裂。根据实际情况灵活选择施工内容和顺序，若没有达到产能要求，重复第三至第八，直至达到产能达到要求为止。第九，及时返排压裂液残液。
  2. 2.按照权利要求1所述，其特征在于不加砂超低温过冷冷缩热胀造缝纳米压裂技术造缝绝不可能闭合成原状。岩石的矿物成分异常复杂，岩石矿物成分分布的非均匀性，各种矿物的冷缩脆性、冷胀脆性和热胀脆性造缝是非均匀的，即使地层温度恢复到原有地层温度，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、冷缩造缝、冷胀造缝绝不可能闭合成原状，难以闭合。
  3. 3.按照权利要求1所述，其特征在于用15m3～30m3的洗井液大排量洗井，完成洗井后立即全部返排洗井液。洗井液的配方是0.5％潜在酸CAP+0.5％缓速酸CAr。
  4. 4.按照权利要求1所述，其特征在于纳米压裂，通缝、扩喉。其纳米压裂液的配方为0.3％～0.8％酸基压裂液VCFa或0.3％～0.8％溶解压裂液CFs+0.1％～0.4％潜在酸CAP+0.1％～0.4％缓速酸Car+3％～12％[31％盐酸]+1％～3％[40％氢氟酸]+0.4％～0.8％酸化缓蚀剂+0.2％～0.5％铁离子稳定剂。注入排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
  5. 5.按照权利要求1所述，其特征在于采用超低温过冷纳米压裂。
    采用超低温设备将1％～5％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE降低到-200℃～1℃范围内，成为超低温可流动的水，由超低温实验岩石的最佳渗透性确定超低温温度。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
  6. 6.按照权利要求1所述，其特征在于采用超低温液态二氧化碳冷缩纳米压裂。超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE与超低温液态二氧化碳混合，在岩层共同冷缩冷胀造缝。由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～5％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的溶液，另一端泵入10％～30％超低温液态二氧化碳，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温可流动冷缩冷胀造缝，同时二氧化碳升温后完全置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。注入排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
  7. 7.按照权利要求1所述，其特征在于采用超低温液氮冷缩纳米压裂。
    采用超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE与超低温液态氮(简称液氦)混合，在岩层共同冷缩冷胀造缝的方法。由三通管连接，一端泵入70％～90％的浓度1％～5％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的溶液，另一端泵入10％～30％超低温液态氮(简称液氮)，两种流体在井筒回合泵入地层，超低温可流动冷缩冷胀造缝，同时液氮升温后部分置换甲烷吸附气和完全置换吸附油。造缝既降压提高吸附气、吸附油解吸速度，又提高扩散速度和渗流速度，还置换吸附气、吸附油提高解吸速度。注入排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
  8. 8.按照权利要求1所述，其特征在于采用降阻防膨发泡热胀剂热胀造缝和泡胀造缝。降阻防膨发泡热胀剂配方：5％～30％起泡剂+10％～30％稳泡剂+5％～20％降阻剂+5％～30％防膨剂。用5％～30％降阻防膨发跑热胀剂+热水热胀造缝和泡胀造缝。热水可选择锅炉热水、自生热水(无氧化物、无过氧化物)、地热或干热岩热水。自生热水可用生热的10％～30％碱或氯化物。泵入地层排量0.3m3/min～6m3/min。排量由地层特征和施工设备确定。下层为水层的采用低排量。
  9. 9.按照权利要求1所述，其特征在于泵注顺序、排量由压裂层位的岩心室内实验的最佳渗透性确定。
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