2007年,Loree等提出使用液化石油气作为压裂液的专利。该压裂液体系在室温和中等压力(1.4 MPa)环境下呈液体状态。与常规油基压裂液不同,LPG压裂液所用的液化天然气为纯度达到90%的经过分馏的HD-5丙烷和丁烷。在储层温度≤96℃时可以选择100%的HD5丙烷作为压裂液,而当温度>96℃时则需要加入一定比例的丁烷以保证施工过程中压裂液处于液体状态,若选用100%的丁烷作为压裂液则体系可以运用于150℃的高温储层。
LPG压裂液在施工过程中不同阶段使用的压裂液有所差异,通常在前置液以及顶替液阶段使用100%的液态凝胶压裂液,而在携砂液阶段使用90%的凝胶液化石油气压裂液并混入10%左右的挥发性液化天然气基液。所有的添加剂以及支撑剂都加入到压裂液基液中并在密闭的混砂车内混合,而挥发性流体则从高压井口注入以保证混合流体以单相状态存在,该体系具有与油基压裂液相似的流变性、支撑剂携带能力以及降滤失能力。
LPG压裂液具有很低的密度,约为水密度的1/2。通常情况下,1 m3液体气化后能够形成272m3气体,有利于压裂液的快速和完全返排。LPG压裂液与天然气混合后会立即挥发,而与地层原油接触后能够100%地溶解于原油中,与储层流体具有很好的配伍性,不会对储层造成相圈闭伤害。
统计发现,GasFrac公司的压裂施工实例中,其压裂液有如下特点:
(1)HD5型丙烷是在压裂施工中最常应用的液化石油气压裂液;
(2)100%的HD5丙烷应用于施工温度不超过205°F(96.1℃);
(3)高于205°F,则在丙烷中加入一定量的液态商业丁烷;
(4)当温度高达305°F(150℃)时,则使用100%的商业丁烷进行压裂施工。