油田壓裂工藝技術(shù)研究與發(fā)展趨勢(shì)分析

楊鵬程

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，在日常生活和生產(chǎn)當(dāng)中，對(duì)石油產(chǎn)品的需求也越來(lái)越大，因此，對(duì)石油企業(yè)的開發(fā)就提出了更高的要求，而對(duì)于低滲透油田的開采就成了目前許多油田需要解決的問(wèn)題，而壓裂技術(shù)的應(yīng)用，為解決低滲透油田的開采提供了保障，油田壓裂工藝的應(yīng)用，對(duì)我國(guó)的石油開采起了巨大的作用，文章從油井壓裂技術(shù)簡(jiǎn)介出發(fā)，結(jié)合幾種常見(jiàn)的壓裂技術(shù)，對(duì)油井壓裂技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做了有關(guān)論述，旨在為油田開采提供參考。

關(guān)鍵詞：油井開發(fā)；壓裂技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

油田井下壓裂工藝技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為提高單井產(chǎn)量、挖掘老井潛力的一個(gè)有效途徑。促進(jìn)壓裂工藝技術(shù)的發(fā)展，能夠減少油田建設(shè)投資的消耗量，并提升油井的產(chǎn)能。在我國(guó)的油井開采中，需要在實(shí)地調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上，明確壓裂技術(shù)的發(fā)展方向，克服技術(shù)難點(diǎn)，推廣和應(yīng)用有效的壓裂工藝技術(shù)，使我國(guó)的油田井下壓裂技術(shù)與國(guó)際領(lǐng)先水平接軌。

1.油井壓裂技術(shù)簡(jiǎn)介

油田壓裂是中、低滲透油田勘探、開發(fā)項(xiàng)目的一個(gè)重要組成部分。油田壓裂過(guò)程中，由于中、低滲透油田儲(chǔ)層屬性限制在鉆井和鉆井液污染等原因，在過(guò)程中油井射孔后自然能力降低，生產(chǎn)效率差，要想投入正常生產(chǎn)必須經(jīng)過(guò)壓裂才行，壓裂改造的創(chuàng)新是一種重要的科學(xué)評(píng)價(jià)在低滲透油田的開發(fā)過(guò)程中。油井壓裂工藝做為石油工藝才有過(guò)程中的重要組成部分，也越來(lái)越多的受到人們的重視，通過(guò)中國(guó)幾十年的不斷發(fā)展完善，壓裂技術(shù)已經(jīng)到了一個(gè)非常高的水平，并能夠與我們的石油行業(yè)非常成熟的相應(yīng)用，現(xiàn)在大量的石油開發(fā)低滲層，在這一技術(shù)的發(fā)展取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.常見(jiàn)的壓裂技術(shù)分析

（1）整體壓裂技術(shù)。整體壓力技術(shù)是目前使用最廣泛的過(guò)程在油井技術(shù)的發(fā)展中。根據(jù)油井的發(fā)展條件，制定整體壓裂技術(shù)，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。同時(shí)也需要根據(jù)油田開發(fā)井網(wǎng)，采用系統(tǒng)工程的方法來(lái)準(zhǔn)備好整個(gè)計(jì)劃的壓力。目前，有很多油田應(yīng)用的整體壓力技術(shù)，大大提高了塊發(fā)展速度和經(jīng)濟(jì)效益。

（2）清水壓裂技術(shù)。清水壓裂技術(shù)中使用的表面活性劑主要是指加入干凈的水和減阻劑和飆升的預(yù)防劑作為工作流體壓裂。水壓裂技術(shù)的深度傷害很低，成本低，能夠解決擁堵等，早期清水指水壓裂技術(shù)的注入高濃度壓裂支撐劑遇到困難，限制支撐劑的平均濃度。由于天然氣的巖石表面有一定的粗糙度，關(guān)閉后仍能保持一定的差距，形成低滲透油田的轉(zhuǎn)移能力。此外，一般來(lái)說(shuō)，不需要清理水壓裂技術(shù)，基本上不會(huì)殘留上海裂紋問(wèn)題，甚至還可以提供更長(zhǎng)的裂縫，和支撐劑應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)上的裂縫。簡(jiǎn)而言之，清水壓裂技術(shù)己成為油田生產(chǎn)的重要技術(shù)之一。

（3）開發(fā)壓裂技術(shù)。壓裂技術(shù)的發(fā)展具有較強(qiáng)的適用性良好發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。開發(fā)壓力技術(shù)主要是油田開發(fā)階段的部署，斷裂的形式發(fā)展，井網(wǎng)優(yōu)化。通過(guò)開發(fā)壓裂技術(shù)，改善油井壓裂技術(shù)的發(fā)展，并將所有的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

此外，在發(fā)展過(guò)程中壓裂的壓裂的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地應(yīng)力剖面以及裂縫方位檢測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

（4）水平井分段壓裂技術(shù)。水平井分段壓裂技術(shù)已廣泛應(yīng)用于油田頁(yè)巖氣勘探和開發(fā)。為水平井可以增加儲(chǔ)層和井筒的接觸面積，從而提高最終的產(chǎn)量，石油和天然氣的生產(chǎn)。通過(guò)實(shí)踐的水平井分段壓裂技術(shù)近年來(lái)顯示最終的采收從水平和垂直采收率獲得三次，但成本只是兩次垂直井的成本，所以水平分段壓裂技術(shù)已經(jīng)被越來(lái)越多的開發(fā)商使用。

3.油田井下壓裂技術(shù)的問(wèn)題與發(fā)展方向分析

開展油田井下壓裂施工的風(fēng)險(xiǎn)性很高。施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器設(shè)備以及人員聚集，再加上作業(yè)過(guò)程復(fù)雜，尤其是老井，容易造成管線破壞，還容易引發(fā)井噴、卡鉆、爆裂等問(wèn)題。開展井下壓裂施工，目的在于改善開采條件，提高油井的開采量。而我國(guó)目前應(yīng)用的壓裂技術(shù)還存在諸多問(wèn)題，工藝技術(shù)仍然有待提高。比如，對(duì)于砂掩埋較深的油層，壓裂效果不明顯；在鉆井過(guò)程中，壓裂技術(shù)不能對(duì)井眼周圍提供有效的保護(hù)，鉆井所造成的傷害無(wú)法被抵消。

要不斷探究?jī)?yōu)化的壓裂計(jì)劃，比如，通過(guò)開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，預(yù)測(cè)水力壓裂的裂縫擴(kuò)展；又如，探測(cè)裂縫的長(zhǎng)度及導(dǎo)流能力，以合理設(shè)計(jì)壓裂參數(shù)；再如，聯(lián)合應(yīng)用儀表和管式流變裝置，以測(cè)試壓裂液的流變特征；等等。實(shí)踐表明，在油井壓裂施工中采用連續(xù)管壓技術(shù)，不僅能夠進(jìn)行壓裂多層的操作，還可以實(shí)現(xiàn)選擇性壓裂產(chǎn)層，這樣避免了人工重復(fù)勞作，減少了作業(yè)時(shí)間，也在很大程度上保障了低滲透油田試油測(cè)試及配套技術(shù)的有效開展，油井開采能力得以提升。

（1）低滲透油田應(yīng)用壓裂技術(shù)為主。壓裂技術(shù)是領(lǐng)先主要手段的發(fā)展在我國(guó)低滲透油田，為低滲透油田的增產(chǎn)帶來(lái)了穩(wěn)定的保障，近年來(lái)，隨著油田開發(fā)的深入，儲(chǔ)層的轉(zhuǎn)換變得越來(lái)越復(fù)雜，只有通過(guò)不斷地開發(fā)新的壓裂技術(shù)，可以通過(guò)改變整個(gè)油田區(qū)塊，實(shí)現(xiàn)低滲透油田增產(chǎn)的目的。

（2）壓裂技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w積壓裂技術(shù)。面對(duì)一些低滲透的油氣藏，一般的開采技術(shù)則不能那么有效的進(jìn)行開采，這時(shí)候體積壓裂技術(shù)解決了這一難題。體積壓裂技術(shù)一般指的是將有效儲(chǔ)層滲流“打破”的壓裂方式，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)裂縫，裂縫在墻上和接觸面積，最大的儲(chǔ)層使石油和天然氣從任意方向裂縫滲流距離最短，大大提高整個(gè)儲(chǔ)層滲透率，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的長(zhǎng)度、寬度和高度的三維方向的“立體改造”。

（3）無(wú)污染、無(wú)傷害的壓裂液的使用。為了使油田實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，壓裂液的發(fā)展特點(diǎn)，沒(méi)有污染，沒(méi)有傷害。液態(tài)二氧化碳?jí)毫岩簩?duì)裂紋沒(méi)有傷害，沒(méi)有污染油層等特點(diǎn)，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，可能從一個(gè)不含聚合物壓裂液逐漸發(fā)展成一種長(zhǎng)鏈脂肪酸得到氨基酸鹽，不需要使用任何添加劑，其壓裂液的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污染、無(wú)傷害。

（4）完善壓裂技術(shù)的配套設(shè)施。根據(jù)壓裂技術(shù)的成就，我國(guó)也需要繼續(xù)引進(jìn)外國(guó)先進(jìn)的壓裂技術(shù)，提升在我國(guó)自主研發(fā)的新型壓裂技術(shù)，介紹裸眼封隔器的外國(guó)研發(fā)團(tuán)和射孔技術(shù)，為了獲得壓裂新技術(shù)的突破，獨(dú)立調(diào)查將大大提高致密油氣的分割效果。可溶性球需要重點(diǎn)研究快速突破。同時(shí)，還將引入和應(yīng)用國(guó)外先進(jìn)微地震波裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)，提高油田特殊地質(zhì)構(gòu)造形成的增長(zhǎng)，也為我國(guó)新型壓裂技術(shù)的發(fā)展在未來(lái)?xiàng)l件和提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

（5）改進(jìn)和應(yīng)用壓裂新工藝技術(shù)。第一，高效能氣體壓裂技術(shù)?，F(xiàn)階段，先進(jìn)的高效能氣體壓裂技術(shù)，還不能夠廣泛應(yīng)用于我國(guó)的油田產(chǎn)業(yè)之中，但是實(shí)踐表明，應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)的油井開采區(qū)域，已經(jīng)取得較高的經(jīng)濟(jì)效益，因此，這項(xiàng)技術(shù)值得進(jìn)一步改進(jìn)和推廣。第二，三元復(fù)合驅(qū)油井防堿固砂技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用了三元復(fù)合體系，使驅(qū)油的效果更加優(yōu)化，同時(shí)它克服了三元復(fù)合體系自身可破壞地層巖芯、可致油層松散等問(wèn)題，在很大程度上控制了工程事故的發(fā)生。而且，隨著此項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)，其中的固砂劑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了耐酸、耐堿，且能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成壓力松開。由此可見(jiàn)，三元復(fù)合驅(qū)油井防堿固砂技術(shù)在油井產(chǎn)業(yè)中，具有較為廣泛的推廣前景。

我國(guó)油田布局相對(duì)分散，各油田產(chǎn)區(qū)的地質(zhì)特征、資源環(huán)境等因素都存在很大差異，這就給井下壓裂技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)提出了更高要求?，F(xiàn)階段，要根據(jù)油田油井的實(shí)際情況，借鑒先進(jìn)的井下壓裂技術(shù)成果，探索出壓裂工藝技術(shù)的發(fā)展新動(dòng)向，這有助于保持我國(guó)油田的穩(wěn)定生產(chǎn)，提高油井開采的工作效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。