低渗透油田压裂技术及发展趋势

(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司, 天津  300452)

摘  要：随着社会的发展，我国的石油需求量不断增加。石油资源所表现出来的重要性也在进一步加强。其对我国经济与科技的发展产生重要促进作用。我国当前阶段正在大量开发油田，但是其中多数都属于低渗透油田类型，针对此类油田开发，较好的技术包括压裂技术。压裂技术工艺能够很好的解决低渗透情况，一方面能够降低提升石油开采量，另一方面则能够降低环境污染。希望通过本研究能够对未来技术发展起到良好促进作用。

关键词：低渗透油田；压裂技术；发展趋势

 低渗透油田的开发效果如何得到明显的提高，同时对储层的伤害降低至最小，是目前增产改造技术的发展目标，低渗透油田采用相匹配的压裂技术能够使得工作效率得到大幅提升，产油量也在此基础上得到增加。

1  压裂的概念

压力技术又叫做油层水力压裂，其技术方法为利用水利的作用使得油层产生裂缝。将具有高压的粘性液体利用压裂车将其挤进油层中，当油层通过压裂形成裂缝后，对裂缝采取相关技术进行填补，进而使得油层更加具有渗透力，促进了产油量或者注水量的增加，这就是油层压裂的技术路线。

2  低渗透油田压裂技术

2.1  整体优化压裂技术

根据相关理论知识与工程原理，在对单井优化压裂设计技术的基础上对低渗透油田的压裂技术进行整体的优化，其需要考虑到的关键性问题是：井网条件下不同导流能力，而裂缝长度与整体收益、产油量以及低渗透油田开发情况有着极大的相关性，对油藏各个参数进行掌握，以确保在开发过程中达到最优的状态，满足开发目标，同时进行现场实施与应用价值评估，进而对整体优化的压裂方案进行完善。现场实施与监测、质量控制、现场检测、裂缝模拟等都是整体优化压裂技术的关键内容。当下该技术在国内外的发展逐渐加快，且技术工艺较为完善。

2.2  开发压裂技术

整体优化压裂技术的创新和改善后形成了全新的压裂技术，那就是低渗透油藏开发压裂技术。此技术在对油藏特征进行分析后进行裂缝和地质的建模，压裂裂缝与油藏数值的模拟作为开展的首要措施，在掌握了油藏工程与水力压裂力学的基础上，对最初的压裂技术方案进行设计时，需要先对井网进行安排、水利裂缝系统进行设立与科学合理的水力裂缝实施方案，确保低渗透油田的开发达到最佳。此技术对低渗透油藏的经济效益与储量进行改善和提升，是国内外水利压裂和油藏工程发展的有利成果。

2.3  低伤害压裂技术

低伤害压裂技术在低渗透油田增产改造中使用最广的一项技术，是伴随着无伤害或者低伤害压裂材料的出现，促进了低伤害压裂技术的发展和完善。为了将裂缝导流能力达到最优化和支撑缝长，低伤害压裂技术不论是在后期压裂完成后的管理方面，还是在压裂施工过程中，或者在压裂设计等方面都能够最大限度的减小支撑裂缝和储层，是一项优化技术。压裂液体系的开发以及无伤害、低伤害的压裂材料的开发都是此项技术的关键点。该技术的创新点与优化点包括了：压裂液分段破胶优化技术、支撑剂分布优化技术等。低伤害压裂液技术，可以分为：CO2泡沫压裂、清洁压裂液、低分子量压裂液、低稠化剂浓度压裂液等；储层伤害与裂缝伤害的定量模拟与实验技术。而低稠化剂浓度压裂技术、清水压裂技术、CO2泡沫压裂技术以及清洁压裂液压裂技术、液氮助排压裂技术等是当前应用比较成熟的低伤害压裂技术。

2.4  重复压裂技术

低渗透油藏在改造的过程中，往往采取的措施是水力压裂技术，但是在生产过程中，水利压裂的油气井容易出现各类问题从而导致水力裂缝失去作用。因此，为了确保油田采收率得到提高，一般情况下都是采用重复压裂技术。在老的裂缝的基础上压裂新的水利裂缝，使用封堵剂选择进入或者封堵，对新孔眼采取部分封堵的方式或压裂新的水利裂缝，在老裂缝的基础上开新的裂缝，从而保障储油通道的畅通。经过不断的实践与分析，重复压裂技术在判断裂缝情况以及对裂缝使用情况进行评价时、对重复压裂技术的设计和创新时、重复压裂裂缝转向机理、压裂井动态预测、储层评估等方面都进行了相应的改善和优化。在步入2000年后，压裂技术的发展不断加快，在油藏模拟、裂缝转向等方面，重复压裂技术都在进一步地创新与完善。

2.5  高能气体压裂技术

利用化学燃烧或者推进剂爆燃所产生的高压、高速气体脉冲，高能气体压裂，通过炮眼作用于地层岩石上，压开多条不受地应力控制的辐射状径向裂缝。利用高能气体压裂技术既可以增加沟通天然裂缝的机会，还可以穿透近井地带污染区，提高油层的导流能力。与静态破裂压力相比，高能气体压裂所产生的压力极高，能够使岩层由于屈服极限被突破而产生一些不可恢复的塑形变形，从而能够让裂缝在闭合之后依然保持一定的残余缝宽。另外，裂缝表面的晶粒结构由于高能气体压裂的破坏会产生许多岩石碎屑，在裂缝中这些碎屑的支撑作用也是不可忽视的。在高能气体压裂过程中，井内的液体由于火药燃烧释放出的大量热能而迅速汽化，热量利用炮眼传递给地层，地层温度提高，从而对井筒附近结蜡和沥青胶纸堵塞进行清除。另外，压力变化是一种呈脉冲式的逐渐减弱的过程，因此油层的机械杂质堵塞也会由于井筒附近由压力变化所形成的水力冲击波而得到一定的解堵。高能气体压裂技术具有作业费用低、对地层伤害小、施工作业快速方便的优势，而且无需支撑剂和压裂液，适用于水敏、酸敏和碳酸盐岩油层、坚硬致密的油层、污染或堵塞严重的油层、天然裂缝发育的油层等等。

3  低渗透油田压裂技术的发展趋势

整体优化压裂技术、开发压裂技术、无伤害或低伤害压裂技术、重复压裂技术、高能气体压裂技术在国内外的应用都较为广泛，是当下最先进的压裂技术。近几年来，压裂技术的发展趋势逐渐倾向于水平井发展，同时在软件设计方面，压裂技术也提出更高的要求。由于各个油层力学性质与地质性质存在着明显的差异，根据相关的理论知识对压裂压力进行解释，进而能够对多层压裂进行精准的定位和分析，从而建立三维模型。相关的工具软件就在使用时得到了更好的保障，就能够对水平井等压裂难度较大的井进行压裂设计优化，从而能够提高施工效率与质量。

4  结语

综上所述，低渗透油田在进行压裂技术开采的过程中，不仅需要对油田资源的使用情况进行综合性分析，还需要采用最新的压裂技术。同时对低渗透油田开采过程中压裂技术的研究需要不断提速。同时，我国当下的发展不断加快，在开采工艺方面也取得了不错的成绩，但还是需要不断地创新和完善，此次研究希望对未来技术的改善提供一定的帮助。

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       来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972   2022年第12期   在线投稿  >>