二氧化碳前置增能压裂工艺中的装备集成化与智能化升级实践

孙怀志 （ 中石化西南石油工程有限公司井下作业分公司 ）

https://doi.org/10.37155/3041-0827-0212-73

Abstract

二氧化碳前置增能压裂作为川西致密气藏提高储层改造体积和单井产能的重要技术手段，具有增能补 能、促进复杂裂缝形成、降低储层伤害及提高返排效率等优势。然而在现场应用过程中，由于二氧化碳具有低温、高 压、易相变等特性，冷泵终点长期依赖经验判断，装备系统相互独立、控制分散、数据孤岛等问题突出，造成施工效 率低、二氧化碳损耗高及安全风险增加。针对上述问题，本文结合川西区块二氧化碳前置增能压裂现场实践，建立 “工艺机理—状态感知—智能决策—装备执行”的技术体系。首先分析二氧化碳前置增能压裂作用机理及冷泵过程相 态变化规律，构建基于温度、压力及环境因素的冷泵终点智能识别模型；其次提出储供系统、混配系统、泵注系统及 控制系统一体化集成方案，构建“感知—决策—执行”三层智能控制架构；最后依托数字孪生平台实现远程协同控制和 在线优化。现场应用结果表明，该系统可实现冷泵终点智能识别，减少过度冷泵现象，装备安装时间缩短60%以上，现 场作业人员减少50%，二氧化碳损耗率由12.5%降低至6%以下，为二氧化碳前置增能压裂规模化应用提供技术支撑。

Keywords

二氧化碳压裂；前置增能；冷泵识别；装备集成化；智能控制；数字孪生

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