淺層低滲油藏的采油工藝和壓裂工藝探討

錢加貴

（長慶油田分公司　第三采油廠油房莊第二采油作業區，甘肅　長慶　745090）

淺層低滲油藏的采油工藝和壓裂工藝探討

錢加貴

（長慶油田分公司第三采油廠油房莊第二采油作業區，甘肅長慶745090）

近年來，隨著油氣資源需求的不斷增加，資源也在不斷的匱乏，這就要求對石油的開采做到穩產和高產，需要對一些新油田進行開發。本文對淺層低滲油藏的采油工藝和壓裂工藝進行了探討。

淺層低滲油藏；采油工藝；壓裂工藝

在當前新發現的石油儲量中，淺層低滲透油藏比例較大，而這類油田由于油層不深、滲透率低、產能較低，具有較大的深度挖掘利用及研究開發價值。研究開發淺層低滲透油藏成為我國今后油氣工業的主流與必然走勢。本文將對淺層低滲油藏的采油工藝和壓裂工藝進行探討。

1　淺層低滲透油藏采油工藝技術

油井按其舉油出井的方法不同，采油工程中的采油方法會存在多種多樣，主要分為自噴采油法和人工舉升采油法兩種。自噴采油法是油層自身具有的能量可以將原油從油層驅至井底，而且從井底把原油舉出井口的方法，這種井也叫做自噴井。自噴井的優點就是地面設備簡單、管理容易、產量高效。人工舉升采油法恰好與自噴采油法相反，就是當油層的自身能量較低，不能夠維持自噴時，則需人為的為地層增加能量，通常是用機械設備給井底的流體補充能量，從而把原油舉升出井口，該方法也叫做機械采油法。機械采油法更多的是在淺層低滲透油藏采油中使用。

1.1 機械采油工藝設備

機械采油的工藝設備主要包括抽油機、抽油桿和抽油泵。首先，抽油機按形態可以分為異形抽油機、增程式和常規游梁式等多類型。異形抽油機是相對常規抽油機而言，使用的是變徑圓弧形的游量后臂，載荷扭矩的大小變化如正弦曲線一樣，保證了游梁長度有規律的變化，同時減小了曲柄的輸出值的峰值，同時卻增大了波谷值，扭矩波動性得到減小。游梁式抽油機也叫做梁式抽油機、游梁式曲柄平衡抽油機，指含有游梁，通過連桿機構換向，曲柄重塊平衡的抽油機，俗稱磕頭機。增程式抽油機是用旋轉驢頭后輪廓變徑圓弧面的構造。該抽油機既有常規抽油機結構簡單，耐用，便于操作和維護，又能達到增加沖程的效果。

其次是抽油桿，當前使用最多的是D級桿，抗拉強度范圍在790～820kg/mm2左右，同時還有空心桿、玻璃鋼桿和H級鋼桿等不同類型。最后是抽油泵，當前使用最多的抽油泵是管式泵，還有桿射流增壓泵。根據泵徑劃分，有38mm，44mm，56mm，70mm，83mm，95mm，110mm等規格的泵。

1.2 淺層低滲透油藏采油的各種工藝

首先是有桿泵采油工藝。有桿泵采油工藝主要用于小井眼、多層完井等油田開采，有桿泵采油就是由地面驅動設備即抽油機和安裝在油管柱下部的抽油泵、以及抽油桿柱組成，抽油桿柱把地面設備的運動與動力傳遞給井下抽油泵柱塞使其上下來回運動，讓油管柱中的液體增壓，把油層產液抽汲到地面。有桿泵的設備簡單，操作起來簡單，容易掌握，是目前使用最普遍的采油泵。

其次是螺桿泵采油工藝。螺桿泵地面驅動系統又電機、大四通、減速器、電控箱、光纖密封器和機架等構成，泵的井下構成是由抽油桿、尾管、轉子、導向頭、油管和定子等組成。該工藝的工作原理是電控箱將電流輸入到電機處，接下來通過皮帶傳動作用，將所產生的動力傳遞到減速箱的輸入軸，輸入軸會根據卡瓦實現旋轉動力向抽油桿和轉子旋轉的有效傳送。井下的螺桿泵是轉子和定子所構成的，在彼此間易形成多個有著一定密閉性的空腔，當轉子在定子中不斷轉動的過程中，空腔就會從一端移到另一端，這樣液體就會被提送到地面上。該工藝優點非常明顯，就是井下運轉的部件少，操作簡單，而且設備的能量耗損率也非常低。

再次是水力活塞泵采油工藝。該工藝是通過控制動力液循環速度來調節泵沖次數，以及很好的調整產能。該工藝最大的優點就是水力活塞泵檢修不需要起下管柱作業。

最后是電潛泵采油工藝。該工藝與其他工藝的區別就是能量利用率最高，而且排量大，具有大幅度的排量變化的作用，在大排量井里，如斜井和海上采油平臺等，開采單位油量的投資成本與運行成本比較小。

2　淺層低滲油藏的壓裂工藝分析

壓裂技術作為采油技術的一種，在采油環境下利用地面高壓泵組，把壓裂液注入井筒，以此在油層產生裂縫的一種工藝。該技術是產油層內的原油實驗與氣配套技術的主要組成部分。壓裂工藝通常分為分層及選擇性壓裂技術和控縫高壓裂技術兩種。

2.1 分層及選擇性壓裂技術

分層壓裂技術通常用在多層油田，分層壓裂技術包括機械分層壓裂技術、限流分層壓裂技術、封隔器分層壓裂技術和投球分層壓裂技術。機械分層壓裂是借助封隔器把目的層和其上下層段分隔出來，形成一個獨立的壓裂單元來實現單層改造。工作原理就是在第一層壓裂中其它層壓裂開關處于關閉狀態，在第一層壓裂結束以后打開第二層滑套開關，同時封閉下層通道，然后開始第二層壓裂。后邊重復此步驟，直至壓裂全部結束。限流分層壓裂技術主要用在需要多層壓裂的油井，通過控制每個層的孔眼數量與直徑，在破裂壓力低的層段布設較少的孔數，并最大程度增加壓裂液注入排量，提高井底的壓力，在施工過程中盡可能提高注入排量，利用最先被壓開層孔眼產生的摩阻來提高井底壓力，使其達到每個壓裂層的破裂壓裂，使其相繼被壓開，從而達到一次分壓幾個層的目的。封隔器分層壓裂工藝應用非常廣，在軸向載荷作用下產生軸向壓縮和徑向膨脹來填滿油管和套管之間的環形空間（或者油管和裸眼井壁之間的環行空間），膠簡與套管壁（或井壁）之間產生接觸壓力從而起到隔絕井液和壓力、封隔產層以及防止層間流體和壓力互相干擾等作用。該工藝的缺點是對油層的上下層距有嚴格要求，同時作業復雜，投資成本高。投球分層壓裂技術就是把所有壓裂目的層一次射開，利用每層間破裂壓力差異，壓開破裂壓力較低的層段進行加砂。然后在注頂替液時投入堵塞球，將射孔孔眼暫時堵塞，再提高壓力壓開破裂壓力較高的層段，以此反復進行，直到更多的層段被壓開。

在選擇性壓裂技術中，可以采取蠟球選擇性壓裂和堵塞球選擇壓裂，蠟球選擇性壓裂是利用蠟球封堵高滲層，只選擇低滲層進行壓裂，隨著壓裂液一起注入到高滲層中去，從而封堵高滲層，最后在油田產油后，蠟球逐漸溶解，達到釋放更多油量。堵塞球選擇壓裂工藝是利用封堵球暫時封堵住低破裂壓力的油層，根據需要從而壓裂稍高破裂壓力的油層。

2.2 控縫高壓裂技術

控縫高壓裂技術是把導向劑混入到前置液中，和前置液一起進入裂縫，根據裂縫高度控制方向的不同，選擇上浮式導向劑或者下沉式導向劑，在裂縫的頂部或底部形成人工遮擋層，增加裂縫末梢的阻抗，阻止裂縫中的流體壓力向上或向下傳播。上浮式導向劑將會聚集在裂縫頂部，下沉式導向劑將會聚集在裂縫底部，由于裂縫高度增長會受地應力差、巖石物質特性和裂縫上下端部的阻抗（導向劑材料性質和用量）等基本因素控制，以此形成低滲透隔層，控制裂縫高度，阻止裂縫的延伸。該技術很適合用在淺層低滲油藏，因為淺層低滲油藏在進行壓裂過程中容易造成壓裂的高度進入遮擋層。

［1］鐘安海.壓裂過程產生多裂縫因素分析及處理措施研究［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）.

［2］楊悅，李相方，盧巍，等.淺層低滲油藏壓裂水平裂縫直井產能方程推導及應用［J］.科學技術與工程，2013，13（24）.

Discussion on Production Technology and Fracturing Technology of Shallow Low Permeability Oil Reservoir

Qian Jiagui
（The Third Oil Production Plant of Changqing Oilfeld Enterprise，changqing，745090，China）

In recent years， Oil and gas resources increasingly scarce， and Its demand continues to increase， this requires the production of oil need to be stable and high yield， need to develop some new oil felds.In this paper， we will discuss the production technology and fracturing te chnology of shallow low permeability reservoir.

shallow low permeability reservoir；oil production technology；fracturing technique

錢加貴（1981-），男，江蘇寶應人，采油助理工程師。