體積壓裂技術在石油開發中的應用

摘 要：隨著科技的發展和社會的不斷進步，石油開采事業在國家的經濟工程項目中所占的比重越來越大，石油開發中應用的技術也越來越先進。尤其目前能源需求的日益增加使得在油田中低滲透油氣藏在油田勘探開發中的地位猛升所起的作用、所占的比重將越來越大，而對于這種油田，只有應用主導技術體積壓裂技術才能順利進行開發。體積壓裂技術的在石油開發中的充分應用，才意味著低滲透油氣藏有了充足的儲量和產量。作為高效開發低滲透油氣藏的利劍，體積壓裂技術發揮出的力量是可想而知的。本文就從油田體積壓裂技術出發，談談體積壓裂技術在石油開發中的應用。

關鍵詞：體積壓裂技術；低滲透油氣藏； 儲層改造；裂縫網絡；作用機理；改造條件；應用成果；未來前景

中圖分類號：TE37 文獻標識碼：A

低滲透油田最基本的特點就是流體滲透能力差、產能低，只有嘗試進行增產改造才能保證正常的生產開發。儲層改造可以解除、弱化這些缺點，因此就必須應用體積壓裂技術進行儲層改造。所謂“體積壓裂”在國際石油行業上就是指通過壓裂的方式將可以進行滲流的有效儲集體“打碎”，形成網絡裂縫，使裂縫壁面與儲層基質的接觸面積最大，使得油氣從任意方向的基質向裂縫的滲流距離最短，極大地提高儲層整體滲透率，實現對儲層在長、寬、高三維方向的“立體改造”。下面筆者就對體積壓裂技術的作用機理、技術條件，在油田開發中的應用內涵與前景進行簡單闡述。

一、體積壓裂技術的作用機理。

體積壓裂技術是指通過水力的壓裂作用，使得巖層中存在的天然裂縫不斷產生大的擴張并且使得脆性質的巖石發生剪力的滑移作用，這樣就會形成天然裂縫和人工裂縫縱橫交錯的裂縫網絡系統，這種由于裂縫的形成增多就會對儲層實施了改造，不僅如此天然裂縫、巖石層理的加強溝通，就會在主裂縫的側向力的作用下強制形成次生裂縫，并在次生裂縫上繼續分支形成二級次生裂縫，以此類推，裂縫網絡會繼續擴大，改造體積會繼續增加，然后再應用技術把可以進行滲流的有效儲層進行打碎處理，打碎后的儲層就實現了長、寬、高三維方向的全面改造，不僅最大程度增大滲流面積及導流能力，而且在油田的開采上提高初始產量和最終采收率。

二、體積壓裂技術改造的條件。

體積壓裂技術因為有獨特的技術要求，所以在油田開發應用上有自己的改造條件。首先，在實行體積壓裂技術的巖層地帶必須有天然裂縫的發育，這使得技術在應用后才會有成效，促進油田的滲流。其次，所要改造的儲層巖石要提前經歷檢驗，確定巖石最好含硅質含量多，保證巖石有大的脆性，促進巖石的脆性斷裂，技術應用后巖石在壓裂過程中產生剪切破壞，不是形成單一裂縫，而是有利于形成復雜的網狀縫，從而大幅度提高了裂縫體積。再次，體積壓裂技術并不是任何儲層都適用，對于天然裂縫發育少，脆性巖石分布少的不敏感地帶，要配合使用大型滑溜水壓裂技術。尤其是對于弱水敏感的地層，最大程度提高壓裂液用液規模，同時應用滑溜水壓裂技術，滑溜水黏度低，可以進入天然裂縫中，迫使天然裂縫擴展到更大范圍，大大擴大改造體積。

三、體積壓裂技術在油田開發中的應用內涵及應用成果。

體積壓裂技術在油田開發中的應用內涵與它的作用機理有相同之處，大致如下：（1）裂縫必須以復雜縫網的形態進行擴展，機器打碎儲層，實現人造\"滲透率\"的提升。（2）迫使裂縫發生剪切破壞，錯斷、滑移，而不是進行單一的張開型破壞。（3）儲層巖石有顯著的脆性特征，這是體積改造、技術實行的物質基礎。（4）存在天然裂縫及其相互溝通狀況，這是實現體積改造和技術應用的前提條件。（5）實施\"分段多簇\"射孔實施應力的干擾，增大儲層體積，這是實現體積改造和技術成功的技術關鍵。

體積壓裂技術在油田開發應用上的成果是巨大的，壓裂技術的進步，促進了我國石油開采量提升。近10年中石油累計壓裂油井101645井次，累計增油量6763萬噸，壓裂技術成為低滲透油田提高單井產量的主力及時。2009年，中石油壓裂井次15685，增油量816.51萬噸，探井試油總井數約每年1200口，大約有六成需要進行體積壓裂技術的處理，壓裂技術在應用上越來越走向成熟。不僅在采油量上成果巨大，在技術攻關領域進步也是巨大的，近幾年，國內的壓裂技術攻關，逐步借鑒國外非常規油田開發理念的要求，勘探公司積極組織攻關，加大了直井分層體積壓裂技術和水平井分段壓裂技術的突破。直井分層壓裂技術的關鍵在于提高直井縱向剖面的動用程度，最大限度提高油井單產量；而水平井分段壓裂技術在于改善油井儲層的滲油能力，增大儲層的泄油面積，提高油田開采量。直井分層壓裂技術包括分隔器滑套分層壓裂技術、連續油管噴砂射孔環空加砂壓裂技術、TAP套管滑套完井分層技術。水平井分段壓裂技術包括水平井雙封單卡分段壓裂工藝技術、不動管柱滑套分段壓裂工藝技術、水平井水力噴砂分段壓裂技術、水平井裸眼封隔器分段改造技術、水平井復合橋塞分段壓裂技術。它們的應用情況和技術特點不同，但是都標志著油田壓裂技術的進步，標志著國內在儲油改造技術上新的進展。

結語

以上通過對體積壓裂技術的作用機理、改造條件、應用內涵及成果的介紹。不難看出，體積壓裂技術在油氣田開發中的作用是非常巨大的。雖然隨著社會進步和科技發展，體積壓裂技術的技術水平有了長足的進步，但是在國內油田應用上技術仍然不成熟，技術人員必須大力推廣成熟技術初步引進先進技術，在儲層改造的領域里，對于瓶頸處的技術，必須拿下，然后逐步完善配套技術，繼續攻關一個又一個難題。在工藝領域里，逐步走低成本高技術的路線，進行技術優化與研究，研制出更多高效低成本高性能的壓裂液，使得材料成本一步下降，逐步沿著工藝技術更精湛、保護環境的路子前進。我們有理由相信國內的油田體積壓裂技術將會更加成熟，低滲透油田的開采率將會有更大的提升。

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