国外压裂液混配技术（新型无水压裂液技术）

压裂液通常是由几种可能危害环境的化学添加剂构成的一种水基流体。当压裂液进入地层时，会造成损坏并减少石油和天然气的产生。在压裂过程之后，一部分压裂液经破胶处理后返排到地面。这可能会再次污染环境。为了缓解这些问题，迫切需要一种无水压裂液。超临界二氧化碳压裂就是目前新型无水压裂液的一种新压裂体系。

1、液体超临界CO2的热物理性质

CO2在自然界中很常见。在正常情况下，CO2没有颜色或气味。溶解在水中后，溶液变得微酸性。此外，CO2不能燃烧，但很容易液化。大气中CO2的体积分数目前约为0.03%-0.04%，并随着工业的发展而增加。

CO2的三相点在-56.56°C，0.52 MPa，临界点在约31.1°C，7.38 MPa。超临界流体不同于气体和液体，具有许多独特的物理和化学性质。在其超临界状态下，CO2的密度与液体相似，但其粘度和扩散率更接近气体。

当SC- CO2（超临界二氧化碳，下同）和水流过喷嘴的锥形部分时，流体速度逐渐增加，而压力降低。这表明压力能被转化为动能。在SC- CO2和水进入喷嘴的气缸部分后，压力和速度保持恒定，表明压力能和动能之间没有转换。当SC- CO2进入射流区域并撞击壁时，速度急剧下降，而压力增加，表明动能转化为压力能。 最后，速度变为零，压力增加到一个值，该值略低于喷嘴入口的压力。结果表明，对于水射流，SC- CO2射流的速度和压力都可以相互转换。

2、超临界CO2射流压裂

液体 CO2储存在罐中。首先，开始喷砂射孔。然后将液体 CO2泵入混合设备，并与直径为60-80目不等的磨料砂混合。混合物通过连续管泵输入。

然后射孔操作开始，持续约5-10分钟。随后，将纯液体 CO2泵入井下，将剩余的磨料砂带出井外，以避免堵塞管道。然后进行压裂操作。大量的纯 CO2以液体形式泵入井中。当底孔压力超过地层压裂压力时，与支撑剂混合的 CO2通过连续油管泵入井下，或同时通过连续油管和套管之间的环空泵送，以减少连续油管的磨损。

之后，将纯液体 CO2泵入底孔，将剩余的支撑剂输送到井筒中并排出井外，以避免堵塞管道。如果需要压裂下一层，则将连续油管和射流压裂工具拉到目标层，然后开始第二阶段压裂。以类似的方式进行多级压裂。

压裂作业后，建议关闭井5-10天，然后打开井进行无开口生产。SC- CO2飞入储层后，有几个好处。例如，恢复率进一步提高。此外，如果生产紧急，可以缓慢释放井下压力，直接生产。