采油井重復(fù)壓裂裂縫失效原因研究

劉佳（吉林油田公司油氣工程研究院， 吉林 松原 138000）

采油井重復(fù)壓裂裂縫失效原因研究

劉佳（吉林油田公司油氣工程研究院， 吉林 松原 138000）

多年來，重復(fù)壓裂技術(shù)的應(yīng)用為油田開發(fā)創(chuàng)造了很大的價(jià)值，為油田產(chǎn)量的增加、油田開發(fā)水平的提升、人力物力的節(jié)省都帶來了很大的幫助，越來越受到相關(guān)人士的認(rèn)可。但在實(shí)際的施工過程中，并不是所有的壓裂措施都達(dá)到了有效增產(chǎn)的目的。本文結(jié)合現(xiàn)階段采油井重復(fù)壓裂技術(shù)的應(yīng)用，分析了采油井重復(fù)壓裂裂縫的失效原因，并闡述了其對策，供相關(guān)人士斟酌參考。

采油井；重復(fù)壓裂裂縫；失效原因

采油井重復(fù)壓裂技術(shù)經(jīng)過多年的應(yīng)用，其價(jià)值已被相關(guān)人士確定為有效增產(chǎn)的工藝技術(shù)?，F(xiàn)如今，技術(shù)施工過程中由于堵塞、結(jié)垢和人為的原因?qū)е轮貜?fù)壓裂裂縫失效的情況也時(shí)有發(fā)生。

1 采油井重復(fù)壓裂裂縫失效的原因分析

（1）微粒運(yùn)移 裂縫及周圍的地層堵塞是采油井重復(fù)壓裂裂縫失效原因的重要組成部分。微粒運(yùn)移引起堵塞，黏土?xí)员∑男问匠练e在泥質(zhì)膠結(jié)儲層的孔洞、縫隙中。地層水的微量元素以及礦化度很容易受到外來水的干擾，使得自身的礦化度發(fā)生改變，地層水自身的陽離子同黏土的負(fù)電荷作用對電中性平衡的控制會隨著pH值（hydrogen ion concentration）的改變而發(fā)生變化［1］。此外，黏土片葉也會受到影響，隨時(shí)發(fā)生黏土片分散。水中含微粒會受到親地水砂粒周圍不運(yùn)移的制約，移動(dòng)水相一旦有水的進(jìn)入，微粒就會立刻發(fā)生分散運(yùn)移現(xiàn)象，將孔縫堵塞，地層滲透率也因此大大的下降，出現(xiàn)堵塞。

（2）結(jié)垢與沉積 在油田的作業(yè)中，溫度、壓力酸堿等發(fā)生改變時(shí)，地層通道以及傳輸設(shè)備很容易形成結(jié)垢，包括油結(jié)垢、水結(jié)垢和泥漿結(jié)垢。結(jié)垢形成的主要位置都是在空隙中、裂縫中、巖縫中、井下的鉆具和泵體內(nèi)、注水井口匯集交織處等等。結(jié)垢的化學(xué)條件、物理?xiàng)l件等相關(guān)條件一旦成熟，結(jié)垢必然發(fā)生，將易結(jié)垢之處堵塞、卡死、腐蝕造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。結(jié)垢的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，大體可分為3個(gè)步驟。首先，水離子的相互結(jié)合導(dǎo)致溶解度等分子發(fā)生變化形成鹽類分子（Ba2++SO42-==BaSO4↓；Ca2++ SO42-==CaSO4↓；Ca2++CO32-==CaCO3↓）［2］；其次，水分子的結(jié)合會使得微晶體的出現(xiàn)，造成晶粒化過程；最后，晶體長時(shí)間的大量堆積發(fā)展，導(dǎo)致晶體堆積面積越來越大，最后沉積成垢。兩者的變化是地層堵塞的根本問題，也是重復(fù)壓裂裂縫失效的重要因素。

2 采油井重復(fù)壓裂裂縫失效的預(yù)防措施

裂縫及周圍的地層的堵塞是采油井重復(fù)壓裂裂縫技術(shù)失效的重要組成，而形成堵塞的主要原因就是微粒運(yùn)移與結(jié)垢，在防止結(jié)垢時(shí)，微粒的運(yùn)移也會發(fā)生變化，因此如何防止結(jié)垢是至關(guān)重要的。

（1）化學(xué)方式防垢措施 化學(xué)防垢劑是化學(xué)防垢的主要手段，其主要的防垢應(yīng)用和作用包括4點(diǎn)。第一，分散作用。在水溶液中亞微晶的形成早期，利用化學(xué)溶解劑聚丙烯酸（聚羧酸陰離子型，此離子型溶解劑均可進(jìn)行溶解），進(jìn)行溶解腐蝕。這樣可以有效的避免成垢微晶與聚離子有所交集，產(chǎn)生化學(xué)吸附，將二者有效的分離，幫助其在水溶液中漂浮，有效解決沉積現(xiàn)象，經(jīng)流體排除，使金屬傳熱的表面無生垢現(xiàn)象。第二，增溶作用。水中包括很多成垢離子如Ca、Sr等，針對此要采用HEDP（水溶性防垢劑）使其余成垢離子相結(jié)合，幫助無機(jī)鹽快速的溶解，降低成垢的機(jī)會。第三，晶體變形作用。聚羧酸陰離子型容溶劑具有一定的整合作用，將其與水融合后，成垢金屬離子被有效的整合，控制在晶格中的占地面積，使晶體變形對晶體沉積的發(fā)展有效的制約。第四，去活化作用?；瘜W(xué)溶解劑本身就有表面活性的特點(diǎn)，對堿土、泥漿類金屬可有效的去活化，幫助水溶液中成鈣垢的減少，避免成垢現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）物理方式防垢措施 物理方式的防垢理念是防止無機(jī)鹽在系統(tǒng)壁上的沉積，其主要防垢應(yīng)用和作用包括輻射作用和催化作用［3］。輻射作用：將水中的無機(jī)鹽有效利用，使其吸附光量子，達(dá)到改變結(jié)構(gòu)性質(zhì)的作用，輻射處理設(shè)備需放置在流水經(jīng)過的地方，幫助無機(jī)鹽更加易除。催化作用：將水中存在的膠體晶體有效的利用，可避免垢物的形成，將流體催化設(shè)備放置在流水經(jīng)過的地方，形成膠體晶種避免垢物的生成。

3 認(rèn)識與建議

在重復(fù)壓裂技術(shù)的應(yīng)用過程中，存在以下薄弱環(huán)節(jié)，即：相關(guān)工作人員對部分工藝的具體操作方式以及原理沒有一個(gè)科學(xué)的認(rèn)識，大多工人都是結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際來進(jìn)行作業(yè)，不可否認(rèn)這一做法是正確的，但結(jié)合現(xiàn)場的同時(shí)，不乏會出現(xiàn)違背操作原理的事情，對人力物力也造成了一定的浪費(fèi)；許多技術(shù)人員都是有多年工作經(jīng)驗(yàn)的人，對重復(fù)壓裂技術(shù)都有充分的了解，但要防止投機(jī)取巧；此外，相關(guān)人員對油藏?cái)?shù)值沒有一個(gè)正確的判斷，對壓力設(shè)計(jì)及施工方面沒有一個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃，對施工的進(jìn)度造成一定的影響。因此，相關(guān)部門應(yīng)設(shè)置健全的管理機(jī)制，培養(yǎng)施工人員的專業(yè)技能，對油藏的數(shù)值、壓裂的材料進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，可利用多媒體進(jìn)行模擬施工，確定方案的可行性。

4 結(jié)語

總而言之，重復(fù)壓裂技術(shù)的應(yīng)用為油田開發(fā)帶來了很大的幫助，在實(shí)際的施工過程中，大多會出現(xiàn)產(chǎn)量下降的情況，其主要減產(chǎn)原因與結(jié)垢有很大的關(guān)系。因此，在實(shí)際施工過程中，施工人員應(yīng)通過物理方式以及化學(xué)方式有效避免結(jié)垢的現(xiàn)象，提高產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)最大化的采油井重復(fù)壓裂技術(shù)價(jià)值。

［1］李龍，蔣建方，姚洪田，等.榆樹林油田扶余油層重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向研究［J］. 油氣井測試，2015，24（1）：13-16.

［2］張歡，王波，王興，等.安塞特低滲油田注水開發(fā)后裂縫動(dòng)態(tài)表征及其影響［J］.低滲透油氣田，2015，（1）：83-86.

［3］達(dá)引朋，陸紅軍，楊博麗，等.低滲透老油田新型多縫重復(fù)壓裂技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.石油鉆探技術(shù)，2015，（3）：65-70.