油田壓裂增產(chǎn)改造工藝技術(shù)的分析

卜掌印 朱德儒 劉志前

延長油田股份有限公司志丹采油廠 陜西延安 717500

油田壓裂技術(shù)是指利用泵注設(shè)備將壓裂液灌注進(jìn)井中，使油層出現(xiàn)人工制造的裂縫，從而提高油層的滲油率。目前壓裂技術(shù)有多種，其中應(yīng)用范圍最廣的為整體壓裂技術(shù)。還有兩種應(yīng)用成本較高的壓裂技術(shù)，即底水油藏改造工藝技術(shù)和雙極高能氣體壓裂技術(shù)。

在壓裂過程中，注入壓力一定要大于油層壓力，所需泵注設(shè)備是關(guān)鍵，只有高壓泵注設(shè)備才能滿足油田工程的需求。壓裂液的持續(xù)注入，可不斷提高井內(nèi)壓力，在大于地層巖石抗張強(qiáng)度時，裂縫產(chǎn)生；此時繼續(xù)注入支撐劑，促使裂縫演變?yōu)樘钌傲芽p。由此可知，裂縫作業(yè)的關(guān)鍵在于泵注設(shè)備、壓裂液、支撐劑。其中支撐劑又可分為壓裂砂、陶粒兩種，它的主要作用是支撐壓裂地層裂縫。從實(shí)用性角度講，陶瓷顆粒支撐劑在高溫、高壓環(huán)境下表現(xiàn)良好，并具有低破碎率的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用較廣。

壓裂液是水和各類材料的混合體，又分為攜砂液、頂替液、前置液三種。前置液是預(yù)沖洗液，是其他體液注入前需要完成注入的一種液體，利用預(yù)沖洗液完成頭層清洗，優(yōu)化地層的吸收性能，還可作為緩沖液使用。攜砂液的作用是將支撐劑送入裂縫中，確保其能夠發(fā)揮出預(yù)期效果。頂替液可以說是支撐劑的“動力”來源，可將支撐劑送入裂縫更深處。

1 油田壓裂采集技術(shù)存在的問題

盡管油田壓裂技術(shù)在不斷更新、優(yōu)化中，但依然存在著部分的問題，亟待解決[1]。

1.1 安全問題

通常情況下，油田增產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用需要以大型設(shè)備為基礎(chǔ)，通過壓裂車等設(shè)備完成作業(yè)，整體作業(yè)難度較高。此過程中若有不規(guī)范作業(yè)或者出現(xiàn)部分疏漏，會對現(xiàn)場施工人員造成生命威脅，同時給油田采集作業(yè)制造新的問題及隱患。

1.2 生產(chǎn)技術(shù)問題

為確保油田開采順利，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到穩(wěn)步提高，現(xiàn)場工作人員安全得到保障，生產(chǎn)技術(shù)需要得到重視，確保不斷地更新并投入實(shí)際作業(yè)中[2]。

1.3 環(huán)保問題

油田的施工作業(yè)環(huán)境大部分都需保持高溫、高壓，容易導(dǎo)致油氣泄露事件發(fā)生，造成環(huán)境污染。因此，使用油田壓裂技術(shù)時，需要考察周邊環(huán)境，做好相應(yīng)的預(yù)防措施。

2 油田壓裂增產(chǎn)改造的主要方向

2.1 單層壓裂

在使用單層壓裂技術(shù)過程中，需注意有效導(dǎo)流能力，通過模型設(shè)計對相應(yīng)層段增產(chǎn)空間進(jìn)行充分計算，并對計算結(jié)果進(jìn)行分析，得出技術(shù)難點(diǎn)，并綜合改造意見。這是傳統(tǒng)單壓單層壓裂作業(yè)技術(shù)改造成功的關(guān)鍵，也是提高開采作業(yè)效率的關(guān)鍵[3]。

2.2 多層壓裂

多層壓裂技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，很多油田開采作業(yè)都會考慮選擇此技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，需針對油田井段的整體目的進(jìn)行設(shè)定，將其視為一條線上的多個不同點(diǎn)位，點(diǎn)位設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。這種方式可確保油田開采的效率，但是應(yīng)用步驟較為復(fù)雜，與過多的開采環(huán)節(jié)有關(guān)，因此需采用多層段存儲的計算方式，得到開采點(diǎn)數(shù)據(jù)。這種增產(chǎn)改造方式，可降低基值，同時控制開采產(chǎn)生的裂縫問題。

3 油田開采壓裂增產(chǎn)技術(shù)改造的具體內(nèi)容

3.1 重復(fù)壓裂

首次使用壓裂增產(chǎn)技術(shù)時，會出現(xiàn)水力裂縫失效的情況；在部分特殊開采環(huán)境下，油氣泄露也是一大問題。為此，需要對壓裂增產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行合理的改造，從重復(fù)壓裂方面入手，整體分析情況。我國當(dāng)前階段的重復(fù)壓裂技術(shù)在油田開采作業(yè)中的應(yīng)用較多，但應(yīng)用程度較低，需要進(jìn)行深度開發(fā)，拔高油田開采的上限，保證油田企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展[4]。

3.2 清水壓裂

目前油田開采中使用的清水壓裂技術(shù)大多是從環(huán)保角度出發(fā)，污染程度基本可忽略不計，周邊環(huán)境受影響較小。具體實(shí)施方式是在設(shè)定好的清水中，添加適量的減阻劑、預(yù)防劑材料，之后將調(diào)配好的各類混合料作為壓裂液使用。對壓裂液的使用，會進(jìn)一步降低對地層產(chǎn)生的傷害，表面來看效果良好。但是其負(fù)面效果也比較突出，即無法進(jìn)行規(guī)模性制造，成本高。另外，壓裂液的制造工序也較為復(fù)雜，配比需嚴(yán)格把控，才可滿足油田開采技術(shù)的實(shí)際需求。此外，還需對壓裂液進(jìn)行針對性探究，探索出效果更好、更具針對性的新型壓裂液配方。

3.3 水平井分段壓裂

水平井分段壓裂技術(shù)是我國目前油田開采作業(yè)中關(guān)鍵技術(shù)類型之一，特別是油田頁巖氣勘探作業(yè)中，其優(yōu)勢在于可提高井筒和自身存儲的接觸面積，以提高油田的開采量，保證開發(fā)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但此方式應(yīng)用需要投入一定的啟動資金，這是首要需解決的問題；其次，在施工作業(yè)中，易受到外界因素的影響，致使部分油井只能夠?qū)崿F(xiàn)2—3 次的垂直采收工作，成本較高。但從部分油田開采工程來看，此技術(shù)可帶來客觀的經(jīng)濟(jì)效益，有較大的成長空間[5]。

3.4 油井注水

（1）異質(zhì)性影響：例如，長慶油田主力砂體平面非均質(zhì)性為分流河道，高滲透方向與砂體方向一致，根據(jù)水驅(qū)規(guī)律，受沉積微相影響的同一儲層滲透率在平面上表現(xiàn)出各項異性。但總體上受沉積微相類型和井網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響。注水沿砂體主方向快速推進(jìn)，側(cè)向有效性有限。

（2）非均質(zhì)性的影響：例如安塞油田6 組，其垂向剖面有復(fù)合沉積巖間斷式組合，由于剖面夾層分布不均勻、不穩(wěn)定，導(dǎo)致砂體縱向和橫向疊加增加了儲層的非均質(zhì)性與井間連通性的不穩(wěn)定。使注水效果受到較大影響，同時部分的井口會發(fā)生注水淹水情況[6]。

（3）裂縫影響：低滲透型油田首先數(shù)長慶油田，油井的增產(chǎn)需通過人工制造裂縫的方式實(shí)現(xiàn)。從儲層特點(diǎn)可知儲層裂縫的延伸情況，裂縫在油井注水技術(shù)中，有兩方面的雙重作用，一是提高油井滲透，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)；二是易出現(xiàn)水竄情況，導(dǎo)致生產(chǎn)油井過早遇水或被水淹沒。

（4）注水效果影響：伴隨注水時間的推移，受地層壓力和物性變化影響的側(cè)向面積逐漸受到影響，總體含水量上升。比如王窯區(qū)塊存在高滲透帶，側(cè)壓力較低，在經(jīng)過注水后，壓力依然沒有明顯提高，效果較差。

3.5 注水井分類

（1）裂縫產(chǎn)生的注水：微裂縫發(fā)育是儲層發(fā)育的主要原因，注水順裂縫發(fā)展呈單向流動形式，含水率在此過程中持續(xù)提高。斷水油井集中分布在裂縫發(fā)育區(qū)。裂縫有兩種，天然形成的裂縫和水力裂縫，形成的垂直裂縫在高注水壓力下與注入水連通[7]。

（2）孔隙裂縫產(chǎn)生的水驅(qū)：注采動態(tài)介于裂縫和孔隙間，油井在滿足注入水之前有一定的穩(wěn)產(chǎn)期。注水量持續(xù)增加的情況下，部分注水井開始大量吸水，同時壓力明顯增強(qiáng)，呈現(xiàn)出的狀態(tài)是孔隙裂隙滲流。

3.6 縫內(nèi)轉(zhuǎn)向

相對其他壓裂增產(chǎn)技術(shù)而言，縫內(nèi)轉(zhuǎn)向技術(shù)的針對性更強(qiáng)。在進(jìn)入開采作業(yè)前，現(xiàn)場作業(yè)人員需做好相應(yīng)的檢測工作，還要遵守以下幾項施工原則：

（1）礦井油量充足，這決定著暫堵壓裂井的有效時長?？p內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)的使用前提是，地層壓力在原始地層的95%以上；

（2）油井開采程度不能超過一定的標(biāo)準(zhǔn)：油井在開采初期都會有一個砂量壓裂改造階段，在此階段，改造技術(shù)受到各種局限，通過重復(fù)壓裂改造后，才可切實(shí)提高產(chǎn)量[8]。

4 結(jié)語

油田壓裂增產(chǎn)技術(shù)有多種，它們在不同的油田中表現(xiàn)各異。壓裂技術(shù)改造過程中，要針對不同的技術(shù)進(jìn)行完善，掌握、解決技術(shù)中存在的缺陷，才能真正實(shí)現(xiàn)油田壓裂增產(chǎn)技術(shù)的更新?lián)Q代。