油田壓裂增產改造工藝技術的分析

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

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

在壓裂過程中，注入壓力一定要大于油層壓力，所需泵注設備是關鍵，只有高壓泵注設備才能滿足油田工程的需求。壓裂液的持續注入，可不斷提高井內壓力，在大于地層巖石抗張強度時，裂縫產生；此時繼續注入支撐劑，促使裂縫演變為填砂裂縫。由此可知，裂縫作業的關鍵在于泵注設備、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。從實用性角度講，陶瓷顆粒支撐劑在高溫、高壓環境下表現良好，并具有低破碎率的優點，因此其應用較廣。

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，利用預沖洗液完成頭層清洗，優化地層的吸收性能，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，確保其能夠發揮出預期效果。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 油田壓裂采集技術存在的問題

盡管油田壓裂技術在不斷更新、優化中，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，油田增產技術的應用需要以大型設備為基礎，通過壓裂車等設備完成作業，整體作業難度較高。此過程中若有不規范作業或者出現部分疏漏，會對現場施工人員造成生命威脅，同時給油田采集作業制造新的問題及隱患。

1.2 生產技術問題

為確保油田開采順利，企業經濟效益得到穩步提高，現場工作人員安全得到保障，生產技術需要得到重視，確保不斷地更新并投入實際作業中[2]。

1.3 環保問題

油田的施工作業環境大部分都需保持高溫、高壓，容易導致油氣泄露事件發生，造成環境污染。因此，使用油田壓裂技術時，需要考察周邊環境，做好相應的預防措施。

2 油田壓裂增產改造的主要方向

2.1 單層壓裂

在使用單層壓裂技術過程中，需注意有效導流能力，通過模型設計對相應層段增產空間進行充分計算，并對計算結果進行分析，得出技術難點，并綜合改造意見。這是傳統單壓單層壓裂作業技術改造成功的關鍵，也是提高開采作業效率的關鍵[3]。

2.2 多層壓裂

多層壓裂技術的應用較為廣泛，很多油田開采作業都會考慮選擇此技術。在實際應用中，需針對油田井段的整體目的進行設定，將其視為一條線上的多個不同點位，點位設置相應的參數。這種方式可確保油田開采的效率，但是應用步驟較為復雜，與過多的開采環節有關，因此需采用多層段存儲的計算方式，得到開采點數據。這種增產改造方式，可降低基值，同時控制開采產生的裂縫問題。

3 油田開采壓裂增產技術改造的具體內容

3.1 重復壓裂

首次使用壓裂增產技術時，會出現水力裂縫失效的情況；在部分特殊開采環境下，油氣泄露也是一大問題。為此，需要對壓裂增產技術進行合理的改造，從重復壓裂方面入手，整體分析情況。我國當前階段的重復壓裂技術在油田開采作業中的應用較多，但應用程度較低，需要進行深度開發，拔高油田開采的上限，保證油田企業的穩步發展[4]。

3.2 清水壓裂

目前油田開采中使用的清水壓裂技術大多是從環保角度出發，污染程度基本可忽略不計，周邊環境受影響較小。具體實施方式是在設定好的清水中，添加適量的減阻劑、預防劑材料，之后將調配好的各類混合料作為壓裂液使用。對壓裂液的使用，會進一步降低對地層產生的傷害，表面來看效果良好。但是其負面效果也比較突出，即無法進行規模性制造，成本高。另外，壓裂液的制造工序也較為復雜，配比需嚴格把控，才可滿足油田開采技術的實際需求。此外，還需對壓裂液進行針對性探究，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是我國目前油田開采作業中關鍵技術類型之一，特別是油田頁巖氣勘探作業中，其優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，保證開發企業的經濟效益。但此方式應用需要投入一定的啟動資金，這是首要需解決的問題；其次，在施工作業中，易受到外界因素的影響，致使部分油井只能夠實現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，此技術可帶來客觀的經濟效益，有較大的成長空間[5]。

3.4 油井注水

（1）異質性影響：例如，長慶油田主力砂體平面非均質性為分流河道，高滲透方向與砂體方向一致，根據水驅規律，受沉積微相影響的同一儲層滲透率在平面上表現出各項異性。但總體上受沉積微相類型和井網結構的影響。注水沿砂體主方向快速推進，側向有效性有限。

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

（3）裂縫影響：低滲透型油田首先數長慶油田，油井的增產需通過人工制造裂縫的方式實現。從儲層特點可知儲層裂縫的延伸情況，裂縫在油井注水技術中，有兩方面的雙重作用，一是提高油井滲透，實現增產；二是易出現水竄情況，導致生產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向面積逐漸受到影響，總體含水量上升。比如王窯區塊存在高滲透帶，側壓力較低，在經過注水后，壓力依然沒有明顯提高，效果較差。

3.5 注水井分類

（1）裂縫產生的注水：微裂縫發育是儲層發育的主要原因，注水順裂縫發展呈單向流動形式，含水率在此過程中持續提高。斷水油井集中分布在裂縫發育區。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）孔隙裂縫產生的水驅：注采動態介于裂縫和孔隙間，油井在滿足注入水之前有一定的穩產期。注水量持續增加的情況下，部分注水井開始大量吸水，同時壓力明顯增強，呈現出的狀態是孔隙裂隙滲流。

3.6 縫內轉向

相對其他壓裂增產技術而言，縫內轉向技術的針對性更強。在進入開采作業前，現場作業人員需做好相應的檢測工作，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。縫內轉向壓裂技術的使用前提是，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準：油井在開采初期都會有一個砂量壓裂改造階段，在此階段，改造技術受到各種局限，通過重復壓裂改造后，才可切實提高產量[8]。

4 結語

油田壓裂增產技術有多種，它們在不同的油田中表現各異。壓裂技術改造過程中，要針對不同的技術進行完善，掌握、解決技術中存在的缺陷，才能真正實現油田壓裂增產技術的更新換代。