石油工程管內分段壓裂技術及應用

尚大磊

摘要：石油工程管內分段壓裂技術能夠保住石油企業提高工作產量，隨著社會經濟的迅速發展，人們對石油的需求量也越來越大，石油開采規模也在不斷擴大。我國石油行業雖然已經開始使用分段壓裂技術來進行開采石油，但在實際工作中，多多少少出現了一些問題，筆者在本文將分析石油工程管內分段壓裂技術的特點和現狀，進而提出如何改進石油工程管內分段壓裂技術，從而進一步推動我國石油行業的持續發展。

關鍵詞：石油工程；分段壓裂技術；應用

引言：石油工程管內分段壓裂技術是于上世紀末90年代初被提出來的，它可以幫助石油企業有效的提升油田采收率，進一步提高石油企業的經濟效益。但我國的分段壓裂技術的各個方面與國外一些國家相比，依舊存在著一定的差距，特別是在工具方面，總體技術不完善，需要我國的專業技術人員的進一步研究和試驗。

一、我國目前石油工程分段壓裂技術現狀

1、據現場調查可以了解到，在分段壓裂工作的過程中，工具會利用運轉期間產生的節流壓差開始進行壓裂工作，通過壓裂一層管道進而完成多段壓裂，雖然這種技術的壓裂目的性比較強，且操作比較簡單，但在實際的施工過程中，頻繁的出現砂卡現象，一旦出現了砂卡問題就不容易解卡。另外，由于在分段壓裂的工作過程中，由于中封隔器不停的重復解封、坐封的工作，對封隔器的膠筒帶來影響，產生了破裂，影響了進一步的壓裂工作，從而延長了工作周期，增加工程成本，降低了工程的經濟收益。

2、在石油工程中進行分段壓裂工作時，可鉆式復合橋塞用來進行分級改造的工作，工作人員利用連續油管或者電纜下的射孔槍，進行爆破工作。即使該技術適用于分級改造，但由于可鉆式復合橋塞分段壓裂技術的第一段沒有泵送通道，它的施工仍需要較長的工期，而且給地表帶來了很大的傷害。

3、投球打滑套壓裂技術也出現在石油的開采的工作中，投放與滑套尺寸相匹配的鋼球，然后再給油管液體進行加壓，之后再坐封相關的封隔器，實現逐級施工的基本規律，但工具串比較復雜，經常出現砂卡難解卡的現象。投球打滑套技術可以連續進行壓裂工作，縮短施工周期，提高石油工程的經濟效率。

二、石油工程分段壓裂技術概述

石油工程中管內分段壓裂技術是目前國際上比較先進的用于開采石油的技術，這個技術的發展代表了采油工藝技術的發展方向。分段壓裂技術就是根據油藏物性和儲層的特點，沿著管內的井眼方向，在較高水平的分段上，采用先進的技術措施，嚴格地按照國家的規定控制射孔數量、射孔相位、孔徑等，通過一次施工同時壓開多個水平短的油層。

目前在我國，分段壓裂技術應用在塔里木、新疆、大慶、長慶等多個大型油田的開采工作中。同時，我國各大高校也配合國家石油行業的發展，培養了更多的掌握分段壓裂技術的人才，在研究分段壓裂技術方面也做了很多的工作，并且取得了一定的效果。

三、目前我國在石油工程分段壓裂技術的研究

據調查，目前我國石油行業所掌握的分段壓裂技術包含了化學合理技術、機械封隔分段壓裂技術等先進技術。雖然化學技術的施工安全性高，但對地表帶來了很大的傷害，另外因為施工周期較長，會增加施工成本。另外，水力噴砂壓裂技術可以進行加砂壓裂之類的工作，而且施工安全性比較高，目前這種技術用于世界上數百口井的工作中。

同時國內的研究人員也在對分段壓裂技術作進一步的研究。首先，我國相關的研究工作者分析了石油工程分段地應力分布特征的基礎，進一步提出了優化壓裂限流射孔方式的建議，并同時研發專用于小井眼工作的壓裂工具，然后再利用先進的設計軟件進行優化施工程序，進而篩選出合理的科學的壓力改造的工作體系。其次，進行深埋藏水平井，通過對儲層地址的精細化分，預測投球分段壓裂和施工壓力等，逐漸形成合適的低成本的綜合性優化設計和優秀的分段壓裂技術，進而增加開采石油的效果。另外，我國研究人員也建立了相關的油藏與裂縫的物理模型等，并著重分析了裂縫的數量和間距等不同的因素對石油開采量的影響。我國進行研究了水平機械合理分段壓裂技術，并已經在吐哈油田進行了實際的操作實驗，據現場施工情況來看，此技術研究效果良好，施工均一次成功。同時，研究人員也針對大段射孔無法下井工作的現象進行了分析和研究，進而提出了投球分段壓裂技術。

國內外的常規分段壓裂技術水平是差不多的，但國外的工藝技術指標要明顯高于國內，所以，我國應重視對石油工程管內分段壓裂技術的研究，從而滿足我國消費者對石油的需求。

四、石油工程分段壓裂技術的實際應用

水平井是開發稠油油藏和邊際油藏的最佳方式，但容易受到儲層條件的限制，進而影響了開發工作，影響工程效果。在實際的石油開采工作中，壓裂裂縫的數量對開發效益帶來了直接的影響，但由于水井的水平短比較長，無法快速而有效的形成水力裂縫，同時，也無法快速的實現壓裂工作后的排液工作，降低壓裂工作帶來的傷害，所以，需要在壓裂工作后的石油開采量的預測基礎上建立壓裂數目的優化模型，為油田的壓裂工作提供準確可靠的數據。在石油工程的施工過程，水力壓裂裂縫的形態和裂縫的最佳數量是影響石油開發效益的重要因素，通常情況下，分段壓裂工作可以結合具體的情況進行高效的判斷。根據研究表明，水力裂縫出現的最佳位置是最小主地應立方位并且與之相垂直，在進行壓裂工作之后便可以形成三類裂縫，分別是橫向裂縫、縱向裂縫和復雜裂縫。裂縫的形態會受到地應力狀態和管道位置的影響，如果管道和最小主地應立方向傾向，那么就會產生和管道垂直的橫向裂縫；如果管道和最小主地應力方向垂直，那么就會產生和管道平行的縱向裂縫。在實際的分段壓裂的工作中，儲層地應力的復雜局面會影響到裂縫的垂直或者平行的狀態，通常是比較復雜的。經過實際的實驗操作表明，分段系列工作后不同裂縫液態之間存在著差異，壓裂投產之后的不同裂縫之間往往會互相干擾，影響裂縫的作用。因此，工作人員需要在分段壓裂生產中，保證科學合理的裂縫數量，為之后的油田開采工作打好基礎，進一步確保石油工程的工作安全性和石油的產能效益。

五、石油工程分段壓裂技術的發展趨勢

隨著人們對石油的需求量增大，石油資源的開發規模也在逐漸加大，在石油工程工作中，不難發現非常規的油氣藏開發面臨的問題越來越明顯，這就需要不斷的研發，進一步改進現有的技術。目前，隨著開采量的不斷增大，底層受到的傷害越來越大，因此地層越來越敏感，所以，相關研究人員需要加強對水井低傷害壓裂液的研究，進一步完善壓裂液體系。另外，油田開發滲透率逐步降低，但增加單井產能的問題又是重中之重，所以，需要進行改善進而實現水平段提計劃的還要模式，進而提高水平井的儲量。

結束語：

隨著我國社會經濟的不斷發展，人們的生活質量有了明顯的提高，對石油的需求量也越來越大，為了能滿足人們日益增長的石油需求量，而且降低對地表和生態環境的影響，分段壓裂技術需要進一步改善并取得突破發展，有效的開發石油，提高石油行業的經濟效益和社會效益，推動我國經濟建設的發展。

參考文獻：

[1] 趙聰，侯承勛，姚輝前，孫澤秋.分段壓裂高壓回接密封關鍵技術研究與應用[J].石油地質與工程，2018，32（02）：111-114+126.

[2] 楊德鍇，朱玉杰，唐志勇，張瑞，薛占峰.可反復開關滑套分段壓裂工具的研制與應用[J].石油機械，2015，43（06）：88-91.

[3] 伊西鋒.非常規油氣水平井管內多級分段壓裂新技術[J].石油機械，2014，42（04）：62-66.

[4] 許冬進，尤艷榮，王生亮，承寧.致密油氣藏水平井分段壓裂技術現狀和進展[J].中外能源，2013，18（04）：36-41.

（作者單位：中石油長城鉆探工程有限公司

壓裂公司長慶壓裂一項目部）