低滲透油田壓裂技術及其發展探究

游遠鑫

摘要：因長期從事低滲透油田壓裂儲層改造技術，本文通過筆者多年一線工作經驗，在儲層改造方面進行低滲透油田壓裂工藝的探討，為非常規油氣的商業化開發提供理論依據，并對壓力技術展望做經驗式分析。

關鍵詞：壓裂;儲層改造;低滲透

一、引言

隨著社會的發展與時代的進步，以傳統28%-30%可采儲量的常規油氣藏開發已經不能滿足當當前社會快速發展的需求。而隨著鹽間油氣藏、致密油、頁巖油、頁巖氣等非常規油氣資源的進一步開發，依托常規天然砂巖儲集體和地層能量的自然開采方式已經不能滿足非常規條件下的開采需求，而常規油氣藏的儲量和品味也同時在大幅度下降。為了保障國家能源安全，提升非常規石油天然氣開發效率，進行低滲透儲層下的人工壓裂和補能式的一體化技術開采與開發研究迫在眉睫。本文通過筆者多年一線工作經驗，在儲層改造方面進行低滲透油田壓裂工藝的探討，為非常規油氣的商業化開發提供理論依據。

二、壓裂的概念與低滲透油田壓裂技術

在開采石油、天然氣過程中，利用壓裂液的液壓能在含油地層中形成縫隙，并立即導入支撐劑固定防止泄壓后縫隙閉合，人為的改變地層對油氣水等液體的滲透性能，減少地層中氣、液相物資流出阻力，使得石油或者天然氣能順利采出，從而能大幅度提高石油采收率。目前常用的壓裂液有泡沫壓裂液、油基壓裂液和水基壓裂液。所有類型的壓裂液都具有突出的特性。生產過程中，應根據低滲透油田壓裂技術要求和油田條件，合理選用壓裂液。而經常使用的壓裂砂為石英砂或者陶粒，后者成本高但強度更大多用于深井高壓井。

我國低滲透油田資源較為豐富，如大慶油田、勝利油田、長慶油田等，都有大型低滲透油田。在過去相當長一段時間，因低滲透油藏滲透率低，開采和開發利用難度很大。當石油作為流體過濾時，由于地層中孔隙的喉道半徑很小，它會受到來自液體表面的阻力和相互作用，滲透定律偏離了達西定律。因此，在油田生產中，單井產能往往較低，不壓裂就沒有自然產能。國內外為開發利用低滲透油藏，研究和實踐了各種方法，實踐表明水平井應用于低滲透油藏具有明顯優勢，具有泄油面積大等優點，結合壓裂技術可以得到較高的采收率。因此，水平井壓裂是低滲透油藏的開發的一個重要方面。提高油田產量，提高低滲透油田的產量，需要從水平井的優化改造研究入手。一般來說，影響水平井日產量和總產量的因素主要有水平段長度、壓裂產生的裂縫條數和裂縫間距。這些影響因素可以通過壓裂來控制最終關鍵參數。因此，低滲透油藏水平井壓裂優化研究具有較高的現實意義。

三、壓裂改造技術分析

1.開發壓裂技術。開發壓裂技術是一種基于歷史開采數據和成熟地質資料而來的定點滾動勘探式低滲透油田藏改造技術。該技術通過對目標地層進行分層和分段的細節性改造，在油藏工程調坡、調產的基礎上進行以層為面，以裂縫為線的有限壓裂。而該技術因為地質資料的全面性在數學模型建立的過程中較為精準，但是是施工設計和執行上，可操作域度較小。不能大膽的進行大規模加砂和長段塞打液。所以后續的施工結果很難進行驗證。最終的產量與數學預測往往也相差較大。對于采油廠的整體開發存在一定影響，通常需要調整井網注水參數進行多維驗證。

2.重復壓裂技術。因為不同歷史原因和壓裂設計的因素，水力壓裂很可能無法達到預設裂縫效果，導致單井或其井網產能低下。等到后續地質要素清晰，裝備升級到位后，重新進行壓裂設計和施工在避免砂堵的同時進行重復壓裂。最終在疏通、延伸原有裂縫以及堵老縫壓新縫等不同目的參照下改造油氣藏。完善低下儲層滲透性質，更加科學合理的進行重復壓裂程度規避性繞和模擬，優化低滲透油田的開發效率。而相關配套工藝還有延伸原有裂縫技術對于天然裂縫溝通較為明顯的大型低滲透油田效果更加顯著，當前隨著各種新型暫堵劑的研發與運用，主裂縫的有效封堵和細微裂縫的有效延伸，極大的強化了重復壓裂技術的改造效果。

3.縫網壓裂技術。縫網壓裂能在天然裂縫發育的區域主動進行泄流體積的強化，從而全面強化區域性低滲透油田開發效果。該種壓裂要求獲取一定縫寬的復雜縫網而對裂縫延展長度做有效界定，所以需要對壓裂過程的全系統操作作精細掌控。而在老區開發壓裂過程中還需要進行套管及其老井井下工具評定。合理把控增加裂縫側向動用程度實施有效地控制。針對井網內主向井和側向井的工況需要區分增加支縫和主縫的長度、規模。全面弱化控制壓裂液進入微裂縫毛細管的壓力，強化壓裂液向基質移動。并運用高性能變粘滑溜水前置液開啟微裂縫的方法進行降濾失和強攜砂。而操作層面的任何剪切滑移情況都必須規避，此時，為有效降低管側壓力損失，增加施工位移，裂縫的自承滲透性必須提高數十倍甚至百倍以上，才能有效形成網狀裂縫。為延長主裂縫長度，可在低砂比段注入小粒徑支撐劑，同時可以封堵井區附近的微裂縫，有效減少壓裂液損失。之后注入導向劑，通過橋接裂縫增加凈壓力，然后微裂縫張開，最終形成分支裂縫。

四、壓裂技術的發展趨勢

未來，油田生產標準將更加嚴格。為不斷適應日益嚴格的生產標準，必須不斷研究低滲透油田壓裂技術，使其應用更加方便和安全。此外，低滲透油田壓裂技術發展呈現系統性特征。最好對油田開采的每一步進行科學分析和優化，以適應油田開發的需要。在互聯網時代，低滲透油田壓裂技術的發展必然要結合大數據等技術，實現低滲透油田開發的自動化。但油田復雜度大，各區地質條件差異較大，需要對油田各區進行詳細分析測試，獲取大量信息，通過施工進行分析，確定最佳采礦計劃的模型。

五、結語

以壓裂轉向，合理暫堵和變粘滑溜水為代表的化學、工藝技術的創新提升給壓裂支撐劑的良好攜帶進入地層和流體出力延展裂縫都帶來了新的能量增長點。而傳統的依據G函數進行裂縫延展程度和復雜程度的判斷也由微地震技術和實施能量反射波普直觀判定。未來隨著高水馬力電撬以及密切割射孔工藝的不斷優化，以短縫復雜、長縫延伸的多角度體積改造模式能更大程度的拓展壓裂波及面，為低滲透油氣藏的大規模商業開發奠定基礎。

參考文獻：

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