體積壓裂技術在油田開采中的應用

李振國

摘 要：體積壓裂技術在改造低滲透油田、提高油田產量、擴大企業經濟效益方面具有重要作用。該技術的使用范圍具有一定的局限性，需要油田滿足具有天然裂縫和脆性巖石的性質。本文主要圍繞體積壓裂技術的原理、應用范圍、應用效果進行說明，并以實例對該技術的應用注意事項進行詳細說明。

關鍵詞：體積壓裂技術；油田開采；天然裂縫；人工裂縫；脆性巖石

1 概述

隨著經濟的不斷發展，我國工、農業發展迅速，對石油等基礎性能源的需求量越來越多。石油開采事業在國民經濟地位中所占比重日益加大，石油開采中的技術應用也是越來越先進。能源需求的不斷增多，提高了油田中低滲透油氣藏在石油勘探和開采中的地位，因而促進了能適合于開采低滲透油田的體積壓裂技術的應用。體積壓裂技術作為高效開發低滲透油氣藏的利劍，對于提高石油產量具有重要意義。

2 體積壓裂技術在石油開采中的應用

2.1 體積壓裂技術原理 體積壓裂技術主要是利用水的壓裂作用，擴大巖層中存在的天然裂縫的間隙，促使脆性巖石在剪力作用下發生滑移，從而產生人工裂縫。人工裂縫與天然裂縫縱橫交錯，形成新的網狀裂縫，達到對油田儲層進行改造的目的。同時，天然裂縫、巖石層理的溝通，會使主裂縫在外界側向力的強制作用下生成次生裂縫，然后形成二級次生裂縫及更微小的次生裂縫，直至將原有的天然裂縫擴展成為新的裂縫網絡系統，油田的改造體積不斷增大，再利用技術將可以滲流的有效儲層進行打碎，這就形成了長、寬、高三維度的全面改造。改造后的低滲透油田，滲流面積及疏導能力都有了大幅度提升，這對于提高油田的初始產量和最終采收率具有重要作用。

2.2 體積壓裂技術適用范圍 體積壓裂技術主要應用于提高低滲透油田的產量。一般情況下，低滲透油田由于流體滲透性能差、產量低，不適宜直接開采，只有通過增產改造后，才能實現正常的生產開采。油田改造通常采用體積壓裂技術，該技術是采用壓裂的方式，對能進行滲流的有效儲集體進行打碎處理，形成網狀裂縫，增大裂縫壁面和儲層基質的接觸面積，縮短任意方向的油氣基質到裂縫的距離，從而起到提高儲層整體滲透率的目的。體積壓裂技術在改造油田應用方面具有一定的局限性，只有滿足以下條件，才能使用該技術進行改造：①油田所在地區的巖石具有天然裂縫。天然裂縫是體積壓裂技術應用的必備前提，只有具備了這個前提，才能利用體積壓裂技術促進油田的滲流。②巖石具有一定的脆性。具有一定脆性的巖石，才能在外界作用力的壓迫下產生剪切破壞，從而形成復雜的網狀縫隙，擴大裂縫的體積。③與其他技術的配套使用。對于不滿足以上兩點要求的不敏感地帶，除使用體積壓裂技術外，還應配套使用大型滑溜水壓裂技術。這是因為滑溜水黏度低，可更充分的進入到天然裂縫中，提高改造效果。

2.3 應用案例分析

2.3.1 改造前油田條件。以某油田的體積壓裂技術改造為例，該油田屬于低滲透油田，地面條件整體水平不高，這就限制了油田的開發。

2.3.2 改造過程。該油田開采方式主要為叢式井開采，開采中油井傾斜角度大于15°時，井眼和井斜利用率較高，再通過對射孔方式和壓裂參數的進一步優化，可大幅度提高壓裂效果，達到利用壓裂技術對該油田進行改造的目的。體積壓裂技術相對于其他改造技術，在提高油田產量方面具有更好的優勢，這是因為利用該技術能形成多條平行且獨立的人工裂縫，增大原油在地下泄流的體積，從而起到提高油井產量的目的；油井傾斜度數和方位占據主導體積，壓串和分壓問題可以忽略；裂縫過多可能影響油井的產量及安全性，應采用增加排量的方式降低多裂縫發生的概率。單井條件不同，其處理措施也存在差異性：單井射孔厚度大，夾層較薄，而其自身的質量較好時，其施工管柱可采用油套混注合層壓裂；若單井有兩個壓裂分段，間隔層厚度達到一定程度，物性差異較小時，可用雙封施工方式，以確保壓開的準確性及質量；若物性差異較大，可采用投球分壓的施工方式，以確保施工的成功率。在實施壓裂改造過程中，若壓力較大，油井質量不高，上部套管出現破損現象時，可用卡封壓裂方式。

2.3.3 施工保護措施。利用體積壓裂技術對油田進行改造時，除要根據油田的實際情況進行方式選擇外，還應采取必要的保護措施。如為了保護地層，可選用低傷害性或者經過處理的壓裂液、預前置液、高強度的支撐劑等。在使用風度破膠技術時，應根據油田的地質條件、施工階段、液體在地層中能承受的溫度范圍、停留時間等要素，逐漸增加破膠劑的數量，從而保障壓裂液實現破膠液化；支撐裂縫處理技術可應用在溫度較低的環境當中，該技術對聚合物的主鏈和交聯凍膠結構具有破壞作用，能在短時間內溶解聚合物的濾餅和壓裂液的殘渣，在實現破膠排液和裂縫導液能力提升方面具有明顯的效果。

2.4 體積壓裂技術在石油開采中的應用成果 體積壓裂技術自應用以來，已經在油田開發中得到了廣泛應用，并且取得了顯著成果。該技術的應用，極大地促進了我國石油企業生產總量的增長。據不完全統計，該技術的應用次數已經達到了十萬次以上，增油量高達約7000萬噸。僅就中石油而言，體積壓裂技術的應用已經為該企業實現了800萬噸/年的油量增長；除在開采方面的廣泛應用外，體積壓裂技術在測試探井方面同樣具有實際的應用價值。隨著科學技術的不斷進步，體積壓裂技術將進一步改進，擴大其應用范圍及功能，為我國的石油生產做出更大貢獻。

3 總結語

石油是國家經濟發展的基礎，提高石油生產效率，增加石油生產量，不僅有利于石油企業自身的發展，還能促進國家的經濟建設。低滲透油田由于自身的特點，不具備直接開采的條件，應利用體積壓裂技術對其進行改造，通過建造人工裂縫增大滲透液的體積含量，從而使低滲透油田達到開采條件。體積壓力技術應用過程中，應考慮油田是否具備天然裂縫和脆性巖石的條件，然后根據施工需要采取多項保護措施，以確保油田改造的有效性，從而實現增加油井產量，推動經濟發展的目的。

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