體積壓裂技術(shù)在石油開發(fā)中的應(yīng)用

摘 要：隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，石油開采事業(yè)在國家的經(jīng)濟(jì)工程項(xiàng)目中所占的比重越來越大，石油開發(fā)中應(yīng)用的技術(shù)也越來越先進(jìn)。尤其目前能源需求的日益增加使得在油田中低滲透油氣藏在油田勘探開發(fā)中的地位猛升所起的作用、所占的比重將越來越大，而對于這種油田，只有應(yīng)用主導(dǎo)技術(shù)體積壓裂技術(shù)才能順利進(jìn)行開發(fā)。體積壓裂技術(shù)的在石油開發(fā)中的充分應(yīng)用，才意味著低滲透油氣藏有了充足的儲(chǔ)量和產(chǎn)量。作為高效開發(fā)低滲透油氣藏的利劍，體積壓裂技術(shù)發(fā)揮出的力量是可想而知的。本文就從油田體積壓裂技術(shù)出發(fā)，談?wù)勼w積壓裂技術(shù)在石油開發(fā)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：體積壓裂技術(shù)；低滲透油氣藏； 儲(chǔ)層改造；裂縫網(wǎng)絡(luò)；作用機(jī)理；改造條件；應(yīng)用成果；未來前景

中圖分類號：TE37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

低滲透油田最基本的特點(diǎn)就是流體滲透能力差、產(chǎn)能低，只有嘗試進(jìn)行增產(chǎn)改造才能保證正常的生產(chǎn)開發(fā)。儲(chǔ)層改造可以解除、弱化這些缺點(diǎn)，因此就必須應(yīng)用體積壓裂技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層改造。所謂“體積壓裂”在國際石油行業(yè)上就是指通過壓裂的方式將可以進(jìn)行滲流的有效儲(chǔ)集體“打碎”，形成網(wǎng)絡(luò)裂縫，使裂縫壁面與儲(chǔ)層基質(zhì)的接觸面積最大，使得油氣從任意方向的基質(zhì)向裂縫的滲流距離最短，極大地提高儲(chǔ)層整體滲透率，實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)層在長、寬、高三維方向的“立體改造”。下面筆者就對體積壓裂技術(shù)的作用機(jī)理、技術(shù)條件，在油田開發(fā)中的應(yīng)用內(nèi)涵與前景進(jìn)行簡單闡述。

一、體積壓裂技術(shù)的作用機(jī)理。

體積壓裂技術(shù)是指通過水力的壓裂作用，使得巖層中存在的天然裂縫不斷產(chǎn)生大的擴(kuò)張并且使得脆性質(zhì)的巖石發(fā)生剪力的滑移作用，這樣就會(huì)形成天然裂縫和人工裂縫縱橫交錯(cuò)的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種由于裂縫的形成增多就會(huì)對儲(chǔ)層實(shí)施了改造，不僅如此天然裂縫、巖石層理的加強(qiáng)溝通，就會(huì)在主裂縫的側(cè)向力的作用下強(qiáng)制形成次生裂縫，并在次生裂縫上繼續(xù)分支形成二級次生裂縫，以此類推，裂縫網(wǎng)絡(luò)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，改造體積會(huì)繼續(xù)增加，然后再應(yīng)用技術(shù)把可以進(jìn)行滲流的有效儲(chǔ)層進(jìn)行打碎處理，打碎后的儲(chǔ)層就實(shí)現(xiàn)了長、寬、高三維方向的全面改造，不僅最大程度增大滲流面積及導(dǎo)流能力，而且在油田的開采上提高初始產(chǎn)量和最終采收率。

二、體積壓裂技術(shù)改造的條件。

體積壓裂技術(shù)因?yàn)橛歇?dú)特的技術(shù)要求，所以在油田開發(fā)應(yīng)用上有自己的改造條件。首先，在實(shí)行體積壓裂技術(shù)的巖層地帶必須有天然裂縫的發(fā)育，這使得技術(shù)在應(yīng)用后才會(huì)有成效，促進(jìn)油田的滲流。其次，所要改造的儲(chǔ)層巖石要提前經(jīng)歷檢驗(yàn)，確定巖石最好含硅質(zhì)含量多，保證巖石有大的脆性，促進(jìn)巖石的脆性斷裂，技術(shù)應(yīng)用后巖石在壓裂過程中產(chǎn)生剪切破壞，不是形成單一裂縫，而是有利于形成復(fù)雜的網(wǎng)狀縫，從而大幅度提高了裂縫體積。再次，體積壓裂技術(shù)并不是任何儲(chǔ)層都適用，對于天然裂縫發(fā)育少，脆性巖石分布少的不敏感地帶，要配合使用大型滑溜水壓裂技術(shù)。尤其是對于弱水敏感的地層，最大程度提高壓裂液用液規(guī)模，同時(shí)應(yīng)用滑溜水壓裂技術(shù)，滑溜水黏度低，可以進(jìn)入天然裂縫中，迫使天然裂縫擴(kuò)展到更大范圍，大大擴(kuò)大改造體積。

三、體積壓裂技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用內(nèi)涵及應(yīng)用成果。

體積壓裂技術(shù)在油田開發(fā)中的應(yīng)用內(nèi)涵與它的作用機(jī)理有相同之處，大致如下：（1）裂縫必須以復(fù)雜縫網(wǎng)的形態(tài)進(jìn)行擴(kuò)展，機(jī)器打碎儲(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)人造\"滲透率\"的提升。（2）迫使裂縫發(fā)生剪切破壞，錯(cuò)斷、滑移，而不是進(jìn)行單一的張開型破壞。（3）儲(chǔ)層巖石有顯著的脆性特征，這是體積改造、技術(shù)實(shí)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。（4）存在天然裂縫及其相互溝通狀況，這是實(shí)現(xiàn)體積改造和技術(shù)應(yīng)用的前提條件。（5）實(shí)施\"分段多簇\"射孔實(shí)施應(yīng)力的干擾，增大儲(chǔ)層體積，這是實(shí)現(xiàn)體積改造和技術(shù)成功的技術(shù)關(guān)鍵。

體積壓裂技術(shù)在油田開發(fā)應(yīng)用上的成果是巨大的，壓裂技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了我國石油開采量提升。近10年中石油累計(jì)壓裂油井101645井次，累計(jì)增油量6763萬噸，壓裂技術(shù)成為低滲透油田提高單井產(chǎn)量的主力及時(shí)。2009年，中石油壓裂井次15685，增油量816.51萬噸，探井試油總井?dāng)?shù)約每年1200口，大約有六成需要進(jìn)行體積壓裂技術(shù)的處理，壓裂技術(shù)在應(yīng)用上越來越走向成熟。不僅在采油量上成果巨大，在技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)域進(jìn)步也是巨大的，近幾年，國內(nèi)的壓裂技術(shù)攻關(guān)，逐步借鑒國外非常規(guī)油田開發(fā)理念的要求，勘探公司積極組織攻關(guān)，加大了直井分層體積壓裂技術(shù)和水平井分段壓裂技術(shù)的突破。直井分層壓裂技術(shù)的關(guān)鍵在于提高直井縱向剖面的動(dòng)用程度，最大限度提高油井單產(chǎn)量；而水平井分段壓裂技術(shù)在于改善油井儲(chǔ)層的滲油能力，增大儲(chǔ)層的泄油面積，提高油田開采量。直井分層壓裂技術(shù)包括分隔器滑套分層壓裂技術(shù)、連續(xù)油管噴砂射孔環(huán)空加砂壓裂技術(shù)、TAP套管滑套完井分層技術(shù)。水平井分段壓裂技術(shù)包括水平井雙封單卡分段壓裂工藝技術(shù)、不動(dòng)管柱滑套分段壓裂工藝技術(shù)、水平井水力噴砂分段壓裂技術(shù)、水平井裸眼封隔器分段改造技術(shù)、水平井復(fù)合橋塞分段壓裂技術(shù)。它們的應(yīng)用情況和技術(shù)特點(diǎn)不同，但是都標(biāo)志著油田壓裂技術(shù)的進(jìn)步，標(biāo)志著國內(nèi)在儲(chǔ)油改造技術(shù)上新的進(jìn)展。

結(jié)語

以上通過對體積壓裂技術(shù)的作用機(jī)理、改造條件、應(yīng)用內(nèi)涵及成果的介紹。不難看出，體積壓裂技術(shù)在油氣田開發(fā)中的作用是非常巨大的。雖然隨著社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展，體積壓裂技術(shù)的技術(shù)水平有了長足的進(jìn)步，但是在國內(nèi)油田應(yīng)用上技術(shù)仍然不成熟，技術(shù)人員必須大力推廣成熟技術(shù)初步引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，在儲(chǔ)層改造的領(lǐng)域里，對于瓶頸處的技術(shù)，必須拿下，然后逐步完善配套技術(shù)，繼續(xù)攻關(guān)一個(gè)又一個(gè)難題。在工藝領(lǐng)域里，逐步走低成本高技術(shù)的路線，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與研究，研制出更多高效低成本高性能的壓裂液，使得材料成本一步下降，逐步沿著工藝技術(shù)更精湛、保護(hù)環(huán)境的路子前進(jìn)。我們有理由相信國內(nèi)的油田體積壓裂技術(shù)將會(huì)更加成熟，低滲透油田的開采率將會(huì)有更大的提升。

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