采油井重復壓裂裂縫失效原因研究

劉佳（吉林油田公司油氣工程研究院， 吉林 松原 138000）

采油井重復壓裂裂縫失效原因研究

劉佳（吉林油田公司油氣工程研究院， 吉林 松原 138000）

多年來，重復壓裂技術的應用為油田開發創造了很大的價值，為油田產量的增加、油田開發水平的提升、人力物力的節省都帶來了很大的幫助，越來越受到相關人士的認可。但在實際的施工過程中，并不是所有的壓裂措施都達到了有效增產的目的。本文結合現階段采油井重復壓裂技術的應用，分析了采油井重復壓裂裂縫的失效原因，并闡述了其對策，供相關人士斟酌參考。

采油井；重復壓裂裂縫；失效原因

采油井重復壓裂技術經過多年的應用，其價值已被相關人士確定為有效增產的工藝技術。現如今，技術施工過程中由于堵塞、結垢和人為的原因導致重復壓裂裂縫失效的情況也時有發生。

1 采油井重復壓裂裂縫失效的原因分析

（1）微粒運移 裂縫及周圍的地層堵塞是采油井重復壓裂裂縫失效原因的重要組成部分。微粒運移引起堵塞，黏土會以薄片的形式沉積在泥質膠結儲層的孔洞、縫隙中。地層水的微量元素以及礦化度很容易受到外來水的干擾，使得自身的礦化度發生改變，地層水自身的陽離子同黏土的負電荷作用對電中性平衡的控制會隨著pH值（hydrogen ion concentration）的改變而發生變化［1］。此外，黏土片葉也會受到影響，隨時發生黏土片分散。水中含微粒會受到親地水砂粒周圍不運移的制約，移動水相一旦有水的進入，微粒就會立刻發生分散運移現象，將孔縫堵塞，地層滲透率也因此大大的下降，出現堵塞。

（2）結垢與沉積 在油田的作業中，溫度、壓力酸堿等發生改變時，地層通道以及傳輸設備很容易形成結垢，包括油結垢、水結垢和泥漿結垢。結垢形成的主要位置都是在空隙中、裂縫中、巖縫中、井下的鉆具和泵體內、注水井口匯集交織處等等。結垢的化學條件、物理條件等相關條件一旦成熟，結垢必然發生，將易結垢之處堵塞、卡死、腐蝕造成設備的嚴重損壞。結垢的形成是一個非常復雜的過程，大體可分為3個步驟。首先，水離子的相互結合導致溶解度等分子發生變化形成鹽類分子（Ba2++SO42-==BaSO4↓；Ca2++ SO42-==CaSO4↓；Ca2++CO32-==CaCO3↓）［2］；其次，水分子的結合會使得微晶體的出現，造成晶粒化過程；最后，晶體長時間的大量堆積發展，導致晶體堆積面積越來越大，最后沉積成垢。兩者的變化是地層堵塞的根本問題，也是重復壓裂裂縫失效的重要因素。

2 采油井重復壓裂裂縫失效的預防措施

裂縫及周圍的地層的堵塞是采油井重復壓裂裂縫技術失效的重要組成，而形成堵塞的主要原因就是微粒運移與結垢，在防止結垢時，微粒的運移也會發生變化，因此如何防止結垢是至關重要的。

（1）化學方式防垢措施 化學防垢劑是化學防垢的主要手段，其主要的防垢應用和作用包括4點。第一，分散作用。在水溶液中亞微晶的形成早期，利用化學溶解劑聚丙烯酸（聚羧酸陰離子型，此離子型溶解劑均可進行溶解），進行溶解腐蝕。這樣可以有效的避免成垢微晶與聚離子有所交集，產生化學吸附，將二者有效的分離，幫助其在水溶液中漂浮，有效解決沉積現象，經流體排除，使金屬傳熱的表面無生垢現象。第二，增溶作用。水中包括很多成垢離子如Ca、Sr等，針對此要采用HEDP（水溶性防垢劑）使其余成垢離子相結合，幫助無機鹽快速的溶解，降低成垢的機會。第三，晶體變形作用。聚羧酸陰離子型容溶劑具有一定的整合作用，將其與水融合后，成垢金屬離子被有效的整合，控制在晶格中的占地面積，使晶體變形對晶體沉積的發展有效的制約。第四，去活化作用。化學溶解劑本身就有表面活性的特點，對堿土、泥漿類金屬可有效的去活化，幫助水溶液中成鈣垢的減少，避免成垢現象的發生。

（2）物理方式防垢措施 物理方式的防垢理念是防止無機鹽在系統壁上的沉積，其主要防垢應用和作用包括輻射作用和催化作用［3］。輻射作用：將水中的無機鹽有效利用，使其吸附光量子，達到改變結構性質的作用，輻射處理設備需放置在流水經過的地方，幫助無機鹽更加易除。催化作用：將水中存在的膠體晶體有效的利用，可避免垢物的形成，將流體催化設備放置在流水經過的地方，形成膠體晶種避免垢物的生成。

3 認識與建議

在重復壓裂技術的應用過程中，存在以下薄弱環節，即：相關工作人員對部分工藝的具體操作方式以及原理沒有一個科學的認識，大多工人都是結合現場的實際來進行作業，不可否認這一做法是正確的，但結合現場的同時，不乏會出現違背操作原理的事情，對人力物力也造成了一定的浪費；許多技術人員都是有多年工作經驗的人，對重復壓裂技術都有充分的了解，但要防止投機取巧；此外，相關人員對油藏數值沒有一個正確的判斷，對壓力設計及施工方面沒有一個系統的規劃，對施工的進度造成一定的影響。因此，相關部門應設置健全的管理機制，培養施工人員的專業技能，對油藏的數值、壓裂的材料進行合理的設計，可利用多媒體進行模擬施工，確定方案的可行性。

4 結語

總而言之，重復壓裂技術的應用為油田開發帶來了很大的幫助，在實際的施工過程中，大多會出現產量下降的情況，其主要減產原因與結垢有很大的關系。因此，在實際施工過程中，施工人員應通過物理方式以及化學方式有效避免結垢的現象，提高產量，實現最大化的采油井重復壓裂技術價值。

［1］李龍，蔣建方，姚洪田，等.榆樹林油田扶余油層重復壓裂裂縫轉向研究［J］. 油氣井測試，2015，24（1）：13-16.

［2］張歡，王波，王興，等.安塞特低滲油田注水開發后裂縫動態表征及其影響［J］.低滲透油氣田，2015，（1）：83-86.

［3］達引朋，陸紅軍，楊博麗，等.低滲透老油田新型多縫重復壓裂技術研究與應用［J］.石油鉆探技術，2015，（3）：65-70.