提高壓裂一次成功率的技術措施

宋丹

摘 要：近年來，石油的開采進入了中后期階段，油田含水量增加，更加劇了石油開采的困難，而當前的壓裂技術還存在很多不足，這給提高石油的開采率造成了很多困難，所以如何提高油田壓裂技術的成功率是許多油田企業(yè)關注的重要課題。本文闡述了當前常見的壓裂技術，分析了壓裂改造難度大的原因，同時也分析了提高壓裂一次成功率的技術措施。

關鍵詞：壓裂技術;成功率;探討

遼河油田是我國較大的油田之一，儲糧非常豐富，石油的開采力度也較大。但是由于遼河油田油氣藏的油氣井產(chǎn)量相對較低、油氣滲透率不高，想要讓油氣井獲得工業(yè)產(chǎn)能，一般均需要進行壓裂改造。而當前我國采用的壓裂技術還有許多不足之處需要改正，只有提高壓裂技術的一次成功率，才能不斷提高石油的開采效率。

1 壓裂防砂技術原理

壓裂防砂技術是通過向油層高壓泵入支撐劑，在油井近井地帶造成微裂縫，將支撐劑擠入裂縫、地層虧空帶，在油層中形成一定厚度的人工濾砂屏障--人工砂橋，從而依靠砂橋?qū)崿F(xiàn)油井防砂的目的，具有改造油層與防砂的雙重作用，防砂有效期長、效果持久。

該技術通過地層壓裂改造提高近井導流能力，油井泄油面積大幅增加;地層壓裂改造后進行篩套環(huán)空循環(huán)充填，壓降漏斗變緩，流速降低 98%以上，從而減緩液流對骨架砂和擋砂層沖刷破壞，保證了縫口、篩套環(huán)空、井筒附近充填帶的密實性和高導流能力及壓裂液返排;一趟管柱完成所有施工工序，施工周期短，作業(yè)成本低，實現(xiàn)了壓裂防砂一體化工藝。

2 當前常見的壓裂技術

2.1 裂縫性潛山儲層壓裂技術

儲層基質(zhì)輸大，硬度大，縱向應力差異小，天然裂縫發(fā)育（縱向裂縫密度平均為2.5條/m），由于以上原因?qū)е聝訅毫央y點多，主要難點為：一是基層致密導致破裂壓力梯度高，施工壓力大;二是儲層厚度大，微裂縫發(fā)育，濾失量大且容易產(chǎn)生砂堵;三是壓裂目的層與儲層都屬于變質(zhì)巖儲層，物性相同，無巖性遮擋和應力遮擋，裂縫縱向擴展高度大。由于以上原因?qū)е峦懂a(chǎn)初期壓裂成功率小于70%。

2.2 施工控制技術

儲層施工過程中的壓力異常波動是導致儲層砂堵的直接原因，采取施工控制技術可降低壓力異常波動風險。主要采取的施工控制技術有裂縫預處理技術和變排量施工技術，裂縫預處理技術主要是在壓開裂縫后，打入前置液前對人工裂縫進行預處理，包括低砂比打磨縫口以達到降低摩阻的目的，膠塞封堵近井微裂縫以達到提高壓裂液效率的目的。經(jīng)裂縫預處理，施工壓力可降低。

2.3 人工隔層縫高控制技術

人工隔層縫高控制技術是在壓開裂縫后注入控高劑，利用其密度大于或小于壓裂液密度的特點，通過擴散在裂縫上部或下部形成人工隔層，可以減小應力尖端效應導致的人工裂縫咼度增長過大。

3 壓裂改造難度大的原因

①油層埋藏深。一般情況下，油藏中部埋深在1800～ 2500m左右，井深使得壓裂管柱摩阻大，施工壓力必然高;井深使得油層溫度高（80～100℃）使得封隔器膠筒受高溫影響容易失效，而且壓裂液受高溫影響抗剪切性能差脫砂壓堵;井深使得越來管柱容易蠕動造成封隔器失效;②地層滲透率低、聲波時差低、地層致密。容易導致楊氏模量高，施工壓力高，造成壓堵以及封隔器高壓容易失效;③泥沙巖薄互層多，層薄，應力高，油水關系復雜，有效支撐困難。

4 提高壓裂一次成功率的技術措施

4.1 攜砂液的優(yōu)選

根據(jù)油藏開發(fā)及壓裂防砂現(xiàn)場施工的要求，攜砂液需具備造縫能力強、攜砂能力強、儲層傷害低、與儲層及流體配伍四個要求。根據(jù) SY/T5107-2005 水基壓裂液性能評價方法標準測定，對三種壓裂液進行了性能評價，包括攜砂液流變性、粘溫性、攜砂性及傷害性能評價等，從而優(yōu)選了該區(qū)塊的攜砂液種類。

4.2 積極預防

設計具體施工方案時，需要認真準備各種預防措施，統(tǒng)籌考慮竄槽風險及其誘發(fā)原因，應該對某一層出現(xiàn)竄槽的情況進行預先想定，而后在管柱的允許范圍內(nèi)和下一個目標層段合壓一層一縫。在施工過程中遵循各個步驟的規(guī)律，提高工作效率，從而保證壓裂技術的工作順利開展。

4.3 科學選擇物資材料

物資材料的科學選擇在施工過程中發(fā)揮著十分重要的作用。一般而言，石油工程中所采用的壓裂用物資材料均是精選的各種支撐劑和配液而組合成的;在該石油工程中，所采用的壓裂用物資材料為“陶粒+低傷害壓裂液”。之所以在本工程當中采用“陶粒+低傷害壓裂液”的物資材料組合形式，主要是基于下述考慮：首先，陶粒具有非常之高的硬度，其硬度幾倍于石英砂，能夠在2300m地層壓力系統(tǒng)當中發(fā)揮非常好的支撐作用，其他種類的壓裂支撐劑可能會在該地層當中出現(xiàn)破損，進而影響施工成功率，而陶粒則能夠有效避免施工中的破損，不會因此而對施工成功率產(chǎn)生不利影響;其次，低傷害壓裂液可以將施工對底層的傷害程度降低最小，而且憑借優(yōu)秀的破膠性能和反排性能可以為壓裂一次成功提供保證，在這一點上，低傷害壓裂液相對于其他種類壓裂液具有較大優(yōu)勢。

4.4 施工進程方案的動態(tài)優(yōu)化

施工進程方案的科學與否、合理與否將會對壓裂施工的成功幾率產(chǎn)生直接影響。根據(jù)實際地質(zhì)條件和特點，需要對施工進程方案進行優(yōu)化設計和擇優(yōu)選擇，在加砂進程控制方案的設計方面，需要充分考慮裂縫形成、前行以及閉合等因素對壓裂的影響。加砂進程控制的總體原則是，確保壓裂施工中的壓力可以維持在一個下降穩(wěn)定型的加砂的過程，能夠?qū)⒘芽p長度最大程度地延伸。在加砂進程控制中，要始終確保壓力可以維持在一個下降穩(wěn)定型的加砂過程，為提高壓裂一次成功率創(chuàng)造了條件。

4.5 周密制定應急預案

在正式施工之前，應該對施工過程中的各種可能的突發(fā)狀況進行預先想定，并制定對應的處理對策，避免施工中出現(xiàn)突發(fā)狀況時不知所措和處置不當。從工程經(jīng)驗來看，周密的應急預案是提高壓裂一次成功率的重要保證。周密的應急預案是提高壓裂一次成功率的重要保證。在施工中，做好了詳盡技術交底，每口井施工前，對施工方案、設計實行三審：方案崗初審、技術員細審、技術辦終審的辦法，對關鍵工藝技術、試驗項目做到心中有數(shù)，預防在先;對每口井的壓裂過程派出專人全過程跟蹤，出現(xiàn)的異常情況及時與相關部門聯(lián)系溝通，并采取有效措施，避免事故的發(fā)生。

5 結束語

壓裂一次成功能夠在最大程度上降低二次壓裂施工帶來的經(jīng)濟損失，避免因為二次壓裂施工導致施工周期延長，提高壓裂一次成功率具有非常明顯的經(jīng)濟效益。所以在關注提高石油開采率，增加經(jīng)濟效益的同時還要加大對壓裂技術的研究。

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