體積壓裂技術在石油開發(fā)中的應用

李永豐（延長油田股份有限公司杏子川采油廠 陜西717400）

引言

隨著我國實際勘探技術的逐漸發(fā)展，引起了社會對石油勘探業(yè)的重視，如何能高效的發(fā)掘出油藏資源，成了現(xiàn)在關注的問題。而面對一些低滲透的油氣藏，一般的開采技術則不能那么有效的進行開采，這時候體積壓裂技術解決了這一難題。體積壓裂技術一般指的是將有效儲層滲流“打破”的壓裂方式，形成一個網(wǎng)絡裂縫，裂縫在墻上和接觸面積，最大的水庫矩陣使石油和天然氣從任意方向矩陣裂縫滲流距離最短，大大提高整個儲層滲透率，實現(xiàn)水庫的長度、寬度和高度的三維方向的“立體改造”。

一、體積壓裂技術概述

1.體積壓裂技術的工作原理

體積壓裂技術是指在水力壓裂效果下，存在于地層中的天然裂縫不斷進行大規(guī)模擴張，進而產(chǎn)生脆性巖石剪切滑脫效應，這就形成了天然裂縫和人工制造裂縫并生的網(wǎng)絡交錯系統(tǒng)，由于擴大并形成新裂縫的過程將進行儲層改造，加強已有天然裂縫和巖石的溝連，所以次生裂縫將在主裂縫的側向力作用下強制生成，并將繼續(xù)分支進而形成更多的二級次生裂縫，裂縫網(wǎng)絡將繼續(xù)擴大，將數(shù)量將繼續(xù)增加，那么應用程序技術可以有效儲層滲流粉碎處理，打破了水庫后意識到的長度，寬度和高度方向的3 d全面改革，不僅增加最大滲流面積和轉移能力，和提高油田開發(fā)的初始生產(chǎn)和最終的復蘇。

2.體積壓裂技術的改造條件

由于體積壓裂技術存在獨特的要求，因此在油田開發(fā)和應用過程中都要滿足一些條件。首先，準備進行體積壓裂的巖石區(qū)必須有一個發(fā)育較為成熟的天然裂縫，使得此項技術將在應用程序中，有效促進滲流場。第二，提前將儲集巖通過檢驗，確定最佳巖石含有二氧化硅內容，保證整塊大巖石的脆性，進而促進巖石進行脆性斷裂，體積壓裂技術應用在壓裂過程中進行剪切破壞巖石，進而形成多條裂紋，并交織形成一個大規(guī)模的、復雜的網(wǎng)狀縫，極大地提高了裂紋尺寸與規(guī)模。再次，任何不適用儲層壓裂技術的情況，天然裂縫發(fā)展，脆性巖石分布減少的區(qū)域，可以使用大型滑動水壓裂技術協(xié)同作業(yè)。尤其是對弱水敏感的天然裂縫，更有利于最大程度的發(fā)揮流體壓裂液效用。并且，滑翔水粘度較低，可以進入天然裂縫，天然裂縫擴展到更廣泛的區(qū)域，極大地擴大了巖層水容量。

二、壓裂技術在石油開發(fā)中的應用

1.體積壓裂技術在石油開發(fā)中的含義

在使用體積壓裂技術進行石油開采時，必須格外注意對地層的保護，體積壓裂技術應用在油田開發(fā)中，內涵及其作用機理大致相同，大致如下:(1)裂紋擴展需要縫在復雜網(wǎng)絡形態(tài)、機器打破水層，實現(xiàn)人工“滲透”。(2)強制發(fā)生裂縫剪切破壞效應，進而產(chǎn)生裂縫斷層和斷層滑移，而不是產(chǎn)生一個開放的裂縫類型。(3)儲層巖石必須具備一定的脆性特征，因為這是發(fā)生體積轉換，實現(xiàn)壓裂技術的前提條件。(4)存在一定規(guī)模的天然裂縫和相互交通，這是產(chǎn)生體積重建和實現(xiàn)壓裂技術應用的基本要求。(5)以“分段多簇”方式實現(xiàn)射孔壓力干擾，極大地提高了油藏體積，這是實現(xiàn)壓裂技術成功的關鍵點。

2.體積壓裂技術在石油開發(fā)中的應用成果

體積壓裂技術在油田開發(fā)中的應用成果是極大的。壓裂技術的進步，極大地促進了我國的石油增產(chǎn)。近10年來，采用過壓裂技術的石油井達101645井次，增油6763萬噸。壓裂技術是低滲透油田提高單井產(chǎn)油量的極佳手段與首選技術。2009年全年，中石油公司壓裂井次15685，增油816.51萬噸。測試探井方面，每年約1200口井的總數(shù)，大約百分之六十體積壓裂技術在處理。并且壓裂技術在應用層面的日趨成熟，不僅提高了單井采油量，而且也使技術研究產(chǎn)生了巨大的進步。近年來，國內壓裂技術逐步借鑒了國外非傳統(tǒng)的油田開發(fā)理念的需求，在勘探公司積極組織研究的條件下，體積增加直井分層壓裂技術和水平井分段壓裂技術逐步實現(xiàn)了技術突破。

垂直縱向剖面的選擇與使用是直井分層壓裂技術的關鍵點。最大限度地提高單個生產(chǎn);水平井分段壓裂技術是提高儲層滲透率石油的能力，增加水庫的流域，提高油田生產(chǎn)的核心內容。垂直井分層壓裂技術包括三類，分別是：連續(xù)油管射孔環(huán)噴砂砂壓裂技術、分隔符滑套壓裂技術和分層襯套的滑套完井技術。水平井分段壓裂技術包括五類：固定字符串滑套分段壓裂技術、雙重密封單一水平井分段壓裂技術、水力噴砂分段壓裂水平井技術、水平井裸眼封隔器分段轉換技術以及水平段復合材料橋塞壓裂技術。其應用條件和技術特點各有不同，但都無一例外的標志了油田壓裂技術的進步，標志了新進展的石油存儲技術在中國改革。

結論

綜上所述體積壓裂技術的工作機制，改造特點，介紹了應用程序的內容和結果。不難看到，體積壓裂技術在油氣田開發(fā)效果是非常大的。雖然體積壓裂技術在科技發(fā)展與社會進步中有了長足的進步，但其在國內油田的應用技術仍不成熟，經(jīng)驗仍不豐富。廣大技術人員必須大力促進初步引進先進的技術，成熟的技術領域的水庫重建技術的瓶頸，必須并逐步完善支持技術，繼續(xù)研究的問題。逐步消化技術，不斷優(yōu)化高成本的技術路線，不斷開展技術優(yōu)化和研究，加緊開發(fā)更高效和低成本高性能的壓裂液，不斷減低材料成本，一步一步沿著更精湛的技術，來保護環(huán)境。在不久的將來，更加成熟的壓裂技術將在更多低滲透油田開發(fā)中得到廣泛的應用。