壓裂關(guān)井后產(chǎn)量增加原因探究

靖小龍

中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司壓裂公司 遼寧 盤錦 124000

引言：當(dāng)前在相關(guān)能源的開發(fā)中，對于壓裂技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，尤其是水力壓裂，該技術(shù)能夠有效的促進(jìn)裂縫導(dǎo)流能力的提升。在常規(guī)的油氣開發(fā)中，對于壓裂技術(shù)的使用，主要通過減少滲透率的方法提高產(chǎn)量。當(dāng)前，油氣資源的開發(fā)中，非常規(guī)開發(fā)比例較大，同時(shí)壓裂技術(shù)的使用也有著新的理解。由傳統(tǒng)的裂液返排轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)井，因?yàn)椴扇毫押螅P(guān)井一段時(shí)間對產(chǎn)量的提高有著重要意義。然而為何關(guān)井后，油氣產(chǎn)量能夠提高，目前還沒有統(tǒng)一的定論，本文對油氣增產(chǎn)的原因進(jìn)行簡單的分析，以此明確油氣是在哪種作用下才能夠提高產(chǎn)量。

一、自吸作用

在非常規(guī)油氣開發(fā)的過程中，壓裂技術(shù)的使用較為常見。該技術(shù)在使用的過程中，通過水的作用將基質(zhì)與裂縫表面進(jìn)行連接，此時(shí)，由于地下巖石具有一定的吸附作用，水通過巖石時(shí)，會(huì)被該作用自動(dòng)吸入基質(zhì)中。這種情況下，油氣的生產(chǎn)過程就會(huì)受到一定的影響[1]。就自吸作用而言，在對其進(jìn)行控制的過程中，發(fā)揮主要作用的是毛細(xì)管力，其是巖石中的一種主要結(jié)構(gòu)，也是巖石孔隙的一種表達(dá)方式，對于孔隙控制能力的計(jì)算，需要結(jié)合孔隙的濕潤性、水和氣的初始飽和度、張力等情況的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。不同深度的儲(chǔ)層氣毛細(xì)管力的情況也不相同，尤其是低滲透儲(chǔ)層，氣毛管力較大，這種情況下，該層巖石的自吸作用就顯得更為明顯，毛細(xì)管力可高達(dá)數(shù)百PSI。

二、滲透作用

在油氣生產(chǎn)的過程中，壓裂技術(shù)的使用還具有一定的滲透作用，使用水壓裂技術(shù)的過程中，由于水具有一定的滲透能力，水分子在此過程中能夠發(fā)揮出一定作用，而且半滲透膜中有高低鹽度之分，此時(shí)水分子能夠從低鹽度向高鹽度方向流動(dòng)，在到達(dá)高鹽度一邊時(shí)，水分子能夠?qū)}度起到溶解作用，最終使其達(dá)到一種平衡狀態(tài)[2]。另外地下環(huán)境中，不同的深度氣環(huán)境狀況也不相同，如頁巖沉積物含有較高泥量，那么其主要表現(xiàn)就是半滲透膜，這也是高含泥量頁巖沉積物的特征。將高含泥量頁巖沉積物與細(xì)顆粒沉積物相比，其具有較高的非均質(zhì)性，而且還含義其他礦物質(zhì)，比如：粘土、石英、長石、油母巖、黃鐵礦以及重礦物等，所有物質(zhì)中黏土含量較高，占所有物質(zhì)比例的81%左右，這也是頁巖孔隙分布較廣的主要原因之一。另外，地下環(huán)境中還有一種頁巖叫做產(chǎn)經(jīng)頁巖，該頁巖中含有高鹽度束縛水、氣和油，且含量較高，如果黏土內(nèi)極其顆粒之間存在大量高濃度鹽水，那么此時(shí)若低鹽度水與之接觸，就會(huì)產(chǎn)生一定的反應(yīng)，從而使黏土層的內(nèi)部發(fā)生改變，進(jìn)而使頁巖孔隙中鹽度下降，此時(shí)孔隙的嚴(yán)厲就會(huì)改變，呈現(xiàn)出上升的趨勢，這就是所謂的滲透壓，最后通過壓力的作用，將鹽和水通過大孔隙排除[3]。此外，在使用壓裂技術(shù)時(shí)，采用的水為低鹽度水，該水與地層中的水相比，在鹽度上的差異較為明顯，這樣一來，滲透壓就會(huì)呈現(xiàn)出不同梯度，靠著該壓力，將巖石裂縫作為通道，推動(dòng)壓裂液進(jìn)入頁巖中。在為開發(fā)前，孔隙中存有大量的由，同時(shí)黏土表面吸附大量的水。此時(shí)采用壓裂技術(shù)，就會(huì)促進(jìn)低鹽度水與黏土接觸，并逐漸進(jìn)入黏土空間內(nèi)，促使氣壓力增加，從而將原有驅(qū)出。尤其是黏土表面相關(guān)物質(zhì)具有親油性的情況下，采用壓裂技術(shù)能夠?qū)ね帘砻嫖镔|(zhì)分離，改變物質(zhì)的親油性質(zhì)，提高油的滲率，從而實(shí)現(xiàn)油的產(chǎn)出量增加?？偠灾?，因?yàn)榈叵陆Y(jié)構(gòu)中的頁巖中，存有大量的黏土和高鹽度水，此時(shí)使用壓裂技術(shù)能夠提高滲透作用的發(fā)揮，該作用在一定程度上能夠驅(qū)動(dòng)油層中的油進(jìn)行流動(dòng)。此時(shí)將氣井關(guān)閉一段時(shí)間后，將其重新開啟，能夠有效的提高油氣產(chǎn)量。

三、滲吸作用

壓裂技術(shù)使用的過程中發(fā)現(xiàn)，地下頁巖中存在的多孔情況，多孔介質(zhì)能夠?qū)櫇窳黧w進(jìn)行自主吸入，該過程稱為滲吸。比如：巖石屬于親水性質(zhì)，巖石中的細(xì)小孔喉將作為水的通道進(jìn)入巖塊中，此時(shí)巖塊中的原油，會(huì)在水的滲入作用下遭到驅(qū)逐，通過巖塊的大孔喉流出。裂縫中注入的水，將成為裂縫中原油的替代品，完成對巖層裂縫的補(bǔ)償，正是在這種滲入作用下，裂縫中的原油將由水代替，保證裂縫的穩(wěn)定性。

四、重力分異作用

在油氣藏巖層中，如果有垂直方向的裂縫，那么裂縫中的油氣會(huì)受到重力作用的影響，其中最主要的表現(xiàn)是裂縫中油氣的分布情況發(fā)生變化[4]。此時(shí)進(jìn)行關(guān)井作業(yè)，那么自吸就會(huì)氣道一定作用，將裂縫中的氣體進(jìn)行排出，同時(shí)水和氣體在重力分離的作用下完成分離。此時(shí)進(jìn)行關(guān)井作業(yè)，水就會(huì)將自吸作用發(fā)揮，從而進(jìn)入基質(zhì)中，同時(shí)基質(zhì)中的氣體就會(huì)排出。該過程能夠提高裂縫中含氣飽和度增加，其主要原因如下：首先，在自吸作用的驅(qū)動(dòng)下，毛細(xì)管壓力增加。其次，在反自吸作用下，基質(zhì)中的壓力會(huì)出現(xiàn)不同狀況。最后，關(guān)井作業(yè)完成后，并保持一段時(shí)間，能夠?yàn)閴毫χ脫Q提供充足的時(shí)間。

結(jié)語

水力壓裂技術(shù)的使用能夠提高油氣產(chǎn)量的原因較多。在實(shí)施裂壓技術(shù)后，進(jìn)行關(guān)井處理，會(huì)使井下各種作用相互交替，在此過程中在各種作用的影響下，油氣的產(chǎn)出量隨之增加。待井內(nèi)反應(yīng)一段時(shí)間后，再進(jìn)行正常生產(chǎn)，這是產(chǎn)量提高的重要原因。