試油壓裂新工藝技術的探討

朱星宇

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，石油的應用范圍也越來越大。當前，我國石油應用已達到一個高峰，面臨機遇和挑戰(zhàn)。作為油田開采的重要環(huán)節(jié)，試油工作對于掌握石油資源和提高石油開采工作效率具有重要意義。通過探討試油壓裂新工藝技術的特點和使用前景，達到突破壓裂技術瓶頸、促進技術發(fā)展的目的，為廣大同行在工作中提供一定的參考。

關鍵詞：試油壓裂;新工藝技術;壓裂工藝

當前我國石油的使用已達到前所未有的高峰，這對于石油企業(yè)來說既是機遇又是挑戰(zhàn)。為了適應我國石油資源地質(zhì)環(huán)境多樣、差異大的特點，各種各樣的開發(fā)技術和生產(chǎn)技術不斷出現(xiàn)和創(chuàng)新，為提高石油開采工作效率和企業(yè)效益作出巨大貢獻[1-2]。其中，作為借助鉆井、測井、地質(zhì)勘探等手段來測試含有石油資源的地質(zhì)環(huán)境，掌握油層產(chǎn)量、壓力等狀況的試油壓裂工作是油田開采的重要環(huán)節(jié)。石油壓裂技術作為當前能夠為石油企業(yè)帶來經(jīng)濟效益的油田增產(chǎn)新技術手段，具有傳統(tǒng)試油技術不可比擬的優(yōu)點和使用前景。

1 ? ? 傳統(tǒng)試油技術及其弊端分析

我國傳統(tǒng)石油試油技術主要分為射孔、自噴、氣舉等方式。隨著時代的發(fā)展和油田自身環(huán)境的變化，這些傳統(tǒng)試油技術在一部分油田中還在使用，但由于其弊端，已逐漸不適應大部分油田試油工作，面臨被淘汰的困境。首先，我國油田勘探中最傳統(tǒng)、最常使用的射孔技術，主要是通過輸油管道輸送射孔或使用水力噴射射孔對石油原液進行采集并分析采集液的構(gòu)成，得出井下環(huán)境狀況。缺點在于對地質(zhì)環(huán)境有要求，無法適用于井下壓力過強的地質(zhì)環(huán)境，且容易陷入無法精準定位的窘迫局面[3]。其次，常規(guī)的試油工藝自噴方式如自噴排液生產(chǎn)方式，缺點是不能作業(yè)于地層壓力弱的礦區(qū)。只能作用于4 000 m作業(yè)油氣井的氣舉方式，主要利用人工操作的抬舉排液進行產(chǎn)量分析，雖然精準度有保障，但需要投入大量人工，成本無法控制，推廣范圍有限。

2 ? ?壓裂工藝及其弊端分析

開采工作隊通過借助外力和配合液將油層壓出裂縫，從而完成對石油的開采作業(yè)，這項技術稱為壓裂工藝，主要分為壓裂液和壓裂設備兩個方面的技術內(nèi)容，可根據(jù)油田的實際情況和地質(zhì)條件，選擇相應的壓裂技術，如選擇性壓裂技術、限流壓裂技術、滑套式分層壓裂技術、多裂縫壓裂投球壓裂技術等。雖然壓裂液中的二氧化碳泡沫式壓裂液、清潔壓裂液等具有低傷害、增效減排的優(yōu)點，但壓裂工藝需要集中的大型機械設備施工。為保障生產(chǎn)安全和人身安全，勘察隊在使用壓裂工藝前必須對實際石油開采過程中可能出現(xiàn)的問題進行預測排查，制定科學合理的壓裂操作方案、規(guī)劃方案和有針對性的突發(fā)問題解決措施等[4]。

3 ? ?試油壓裂新工藝分析

由于我國石油開采情況已隨著時代的發(fā)展而不斷發(fā)生變化，石油開采企業(yè)的對于新工藝的開發(fā)、完善和創(chuàng)新不斷加大的投入。試油壓裂新工藝的應用使高壓、高溫、低滲透、高雜質(zhì)等惡劣環(huán)境下的石油勘探工作得以順利開展，促進了石油勘探效果和企業(yè)效益的提高。

在勘探與開采石油的過程中，井下試油壓裂新工藝得到了廣泛運用，常常運用在低滲透率油田以及深井油田當中，并獲得了顯著的開采效果。例如應用高層氣體壓裂技術、大孔滲透技術等，實現(xiàn)使用高層油田的目的。不僅如此，還能夠?qū)⒉煌愋偷墓に嚱M合使用，以確保油田產(chǎn)量與預期標準相符，甚至是超出預期[5]。

使用試油壓裂新工藝一段時間后可知，試油壓裂新工藝可以結(jié)合周邊具體環(huán)境采用相應的鉆井方式，切實有效地提升了開采油田的效率。不僅如此，作業(yè)人員利用試油壓裂檢測技術，發(fā)現(xiàn)將新工藝運用到油田井下作業(yè)中的輸油管時可以大大減小試油環(huán)節(jié)的泵壓，還能夠大幅度減小與大型壓裂車類似設備的工作壓力。不僅如此，在試油壓裂收尾環(huán)節(jié)，運用新工藝可以徹底排出該環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢液，大大降低了工作人員的勞動壓力。更關鍵的是，在高溫、高壓等惡劣環(huán)境中，即便是遇到滲透壓偏低等問題，該項工藝也依然可以正常進行，對比以往的工藝來說，能夠大幅提高試油壓裂的工作效率。

但同時試油工藝和壓裂新工藝的應用還需要嚴肅、認真地面對單獨使用過程中出現(xiàn)的一系列問題和弊端。因此，如何有效地根據(jù)油田的壓力、溫度狀況，科學合理地選擇射孔、氣舉等傳統(tǒng)試油工藝，并合理地融合壓裂新工藝，達到進一步提高使用效果的最終目的。試油壓力新工藝的研發(fā)及運用科學得當，前提是作業(yè)人員充分了解石油開采地質(zhì)環(huán)境。只有充分了解地質(zhì)情況，采用匹配的試油壓裂新工藝，才能設計出科學合理的鉆井方式，最大限度地保障我國油田開發(fā)作業(yè)的穩(wěn)步推進和經(jīng)濟建設的可持續(xù)發(fā)展。

4 ? ?試油壓裂新工藝技術分析

4.1 ?試油新工藝

試油新工藝是對傳統(tǒng)試油射孔工藝的完善，改變了傳統(tǒng)的簡單射孔器結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)為注重選擇結(jié)合實際情況的復合射孔器。比如選用適合深水區(qū)域油田的射孔槍彈，具有穿透性強、威力較大的特點，能夠有效降低壓裂液在井筒和井眼位置處的摩擦力，使應用射孔槍彈導致的破裂壓力降至最低，使石油勘察和開采工作得以順利完成[6]。

4.2 ?壓裂新工藝

壓裂新工藝主要有選擇性壓裂工藝、限流壓裂工藝、滑套式分層壓裂工藝、多裂縫投球壓裂工藝等。其中，多裂縫投球壓裂工藝優(yōu)勢最明顯，以一個壓裂層為基礎劃分多個壓裂層，壓裂1 h后，一個規(guī)模較小的壓裂層段的裂縫會被完全壓開，在此裂縫加沙并加入可溶性良好的蠟球或者橡膠炮眼球，對裂縫進行暫時性封堵，達到多層壓裂、提高排油量的效果。

4.3 ?儲層改造技術分析

儲層改造技術主要是指為了提高油氣井產(chǎn)量或注水井的注水量而對儲層采取的一系列工程技術措施，主要分為兩個方面，一是各種不同介質(zhì)的壓裂技術，如泡沫壓裂技術、酸壓裂技術、水力壓裂技術、高能氣體壓裂技術等，主要目的是在致密儲層中產(chǎn)生一條或多條具有一定導流能力的裂縫，以利于油氣從儲層流向井筒。二是各種不同的基質(zhì)酸化技術，如碳酸鹽巖酸化技術、砂巖酸化技術等，其與壓裂的差別主要在于基質(zhì)酸化技術是在低于儲層破裂壓力下注入化學劑，因而不產(chǎn)生裂縫。酸化增產(chǎn)增注的原理是在化學解堵劑注入地層后，溶解儲層中的某些物質(zhì)，恢復和提高了近井地帶的滲透率。儲層改造技術主要是針對儲層特性與生產(chǎn)狀況，研究與其相適應的經(jīng)濟有效的技術措施，以提高井筒與儲層的連通性，達到增產(chǎn)增注的目的。

4.4 ?射孔改造技術

一般來說，射孔是運用高能物流來實現(xiàn)對油氣井上巖層進行穿孔的目的，讓流體可以通過孔隙流出，進而開展石油生產(chǎn)。傳統(tǒng)射孔技術存在較大偏差，主要是因為缺乏完善的工藝技術，同時需要考慮諸多方面因素。采取射孔改造技術，重點在于改造射孔器與射孔槍彈。其中，在選擇射孔器時，因為傳統(tǒng)射孔器較為簡單，沒有對相關因素進行綜合考量。當前，石油企業(yè)能夠結(jié)合具體開采情況采用復合射孔器，又被稱為“增效”射孔器，表現(xiàn)形式主要有以下3類：（1）懸掛式射孔器;（2）一體式射孔器;（3）外包裹式射孔器，能夠在一次下井實現(xiàn)射孔和高能氣體壓裂兩種功能，有效運用火藥燃燒與炸藥轟炸的時間差，達到先射孔后壓裂的效果。由于油氣井類型不同，實際所需的射孔槍彈也有所不同。各個油氣井的特征都有所差別，如將射孔技術運用到深層氣井過程中，需要采用具有較大威力、較強穿透力的槍彈，這樣才能讓其更好地穿透鉆井污染帶，同時能夠大幅降低壓裂液在井筒與井眼周邊的摩擦力，減小射孔技術的破裂壓力[7]。

4.5 ?多裂縫投球法壓裂工藝技術

進行深井壓裂作業(yè)時，適合使用多裂縫投球壓裂工藝技術，其原理在于以某一壓裂層段為基礎，同時該層段還能夠分成若干個壓裂層。具體操作步驟是在壓裂過程中壓開一個小層裂縫，并進行加沙作業(yè)，把可溶性較好的蠟球或橡膠炮眼球放入其中，暫時封堵住壓裂的裂縫，以便于大幅提高作業(yè)環(huán)節(jié)的排油量，可以是第二個、第三個依次排列的小層壓裂，能夠在相同壓裂井段中實現(xiàn)多層壓開。

4.6 ?限流法壓裂工藝技術

一般來說，在進行油井井下薄層與厚層間的壓裂時，適合采用限流法壓裂工藝技術，主要是利用低孔密射孔，因為其具備流量低、孔眼小、高壓強等特征，所以在使用大排量壓強實施壓裂過程中，能夠把多個或是多層裂縫一次壓開。如果可以將其聯(lián)合球法壓裂技術一同使用，還能夠繼續(xù)增加井下壓裂層數(shù)。在實際操作時，該項技術相對比較簡便，在相同壓裂井段中不會損壞夾層，同時壓差和上層間差距并不大。

5 ? ?試油壓力新工藝技術發(fā)展前景

當前，我國油田開采勘探普遍存在二、三次采油產(chǎn)量低、開采難度大的問題，為了改變這一局面、提高企業(yè)經(jīng)濟效益，如何加強試油工藝技術是最基礎的問題。試油壓裂新工藝是基于傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新與發(fā)展，能夠有效利用高新設備如新式封閉隔離器、控制開光封閉接頭等。該項工藝通過有效組合實際使用的新型設備來開展管柱選層試油壓裂作業(yè)。在規(guī)避傳統(tǒng)工藝弊端的同時不斷加以創(chuàng)新、改善，特別是射孔、排液系統(tǒng)等問題，使試油壓裂新工藝技術發(fā)揮出前所未有的促進保障作用。工作人員在合理掌握新工藝的基礎上，更多樣化地進行作業(yè)處理，規(guī)避了單一試油壓裂作業(yè)的負面影響，具有廣泛的推廣和運用前景。不管是壓裂工藝還是試油工藝，對地質(zhì)環(huán)境的敏感性較強，但是國家地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)比較多樣與復雜，同時不可改變，所以就要求運用相關工藝來提升適應力，只要其中有一個環(huán)節(jié)出錯，那就會對整體油田的運行產(chǎn)生較大影響。

6 ? ?結(jié)語

試油壓裂新工藝作為現(xiàn)階段石油開采行業(yè)中新的技術系列，對于提高石油勘察和石油開采工作質(zhì)量和工作效率起到了很好的促進保障作用。與存在一定弊端的傳統(tǒng)試油壓裂工藝相比，新工藝具有十分廣泛的應用前景，因此，石油開采工作團隊必須加大對新工藝的應用和研究力度，務必使試油壓裂新工藝不斷得到創(chuàng)新發(fā)展，促進石油開采事業(yè)長足健康的發(fā)展。

[參考文獻]

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[7]常春曉.試論試油壓裂新工藝的技術探討[J].化工管理，2015（32）：182.