油田压裂增产改造工艺技术的分析

卜掌印 朱德儒 刘志前

延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西延安 717500

油田压裂技术是指利用泵注设备将压裂液灌注进井中，使油层出现人工制造的裂缝，从而提高油层的渗油率。目前压裂技术有多种，其中应用范围最广的为整体压裂技术。还有两种应用成本较高的压裂技术，即底水油藏改造工艺技术和双极高能气体压裂技术。

在压裂过程中，注入压力一定要大于油层压力，所需泵注设备是关键，只有高压泵注设备才能满足油田工程的需求。压裂液的持续注入，可不断提高井内压力，在大于地层岩石抗张强度时，裂缝产生；此时继续注入支撑剂，促使裂缝演变为填砂裂缝。由此可知，裂缝作业的关键在于泵注设备、压裂液、支撑剂。其中支撑剂又可分为压裂砂、陶粒两种，它的主要作用是支撑压裂地层裂缝。从实用性角度讲，陶瓷颗粒支撑剂在高温、高压环境下表现良好，并具有低破碎率的优点，因此其应用较广。

压裂液是水和各类材料的混合体，又分为携砂液、顶替液、前置液三种。前置液是预冲洗液，是其他体液注入前需要完成注入的一种液体，利用预冲洗液完成头层清洗，优化地层的吸收性能，还可作为缓冲液使用。携砂液的作用是将支撑剂送入裂缝中，确保其能够发挥出预期效果。顶替液可以说是支撑剂的“动力”来源，可将支撑剂送入裂缝更深处。

1 油田压裂采集技术存在的问题

尽管油田压裂技术在不断更新、优化中，但依然存在着部分的问题，亟待解决[1]。

1.1 安全问题

通常情况下，油田增产技术的应用需要以大型设备为基础，通过压裂车等设备完成作业，整体作业难度较高。此过程中若有不规范作业或者出现部分疏漏，会对现场施工人员造成生命威胁，同时给油田采集作业制造新的问题及隐患。

1.2 生产技术问题

为确保油田开采顺利，企业经济效益得到稳步提高，现场工作人员安全得到保障，生产技术需要得到重视，确保不断地更新并投入实际作业中[2]。

1.3 环保问题

油田的施工作业环境大部分都需保持高温、高压，容易导致油气泄露事件发生，造成环境污染。因此，使用油田压裂技术时，需要考察周边环境，做好相应的预防措施。

2 油田压裂增产改造的主要方向

2.1 单层压裂

在使用单层压裂技术过程中，需注意有效导流能力，通过模型设计对相应层段增产空间进行充分计算，并对计算结果进行分析，得出技术难点，并综合改造意见。这是传统单压单层压裂作业技术改造成功的关键，也是提高开采作业效率的关键[3]。

2.2 多层压裂

多层压裂技术的应用较为广泛，很多油田开采作业都会考虑选择此技术。在实际应用中，需针对油田井段的整体目的进行设定，将其视为一条线上的多个不同点位，点位设置相应的参数。这种方式可确保油田开采的效率，但是应用步骤较为复杂，与过多的开采环节有关，因此需采用多层段存储的计算方式，得到开采点数据。这种增产改造方式，可降低基值，同时控制开采产生的裂缝问题。

3 油田开采压裂增产技术改造的具体内容

3.1 重复压裂

首次使用压裂增产技术时，会出现水力裂缝失效的情况；在部分特殊开采环境下，油气泄露也是一大问题。为此，需要对压裂增产技术进行合理的改造，从重复压裂方面入手，整体分析情况。我国当前阶段的重复压裂技术在油田开采作业中的应用较多，但应用程度较低，需要进行深度开发，拔高油田开采的上限，保证油田企业的稳步发展[4]。

3.2 清水压裂

目前油田开采中使用的清水压裂技术大多是从环保角度出发，污染程度基本可忽略不计，周边环境受影响较小。具体实施方式是在设定好的清水中，添加适量的减阻剂、预防剂材料，之后将调配好的各类混合料作为压裂液使用。对压裂液的使用，会进一步降低对地层产生的伤害，表面来看效果良好。但是其负面效果也比较突出，即无法进行规模性制造，成本高。另外，压裂液的制造工序也较为复杂，配比需严格把控，才可满足油田开采技术的实际需求。此外，还需对压裂液进行针对性探究，探索出效果更好、更具针对性的新型压裂液配方。

3.3 水平井分段压裂

水平井分段压裂技术是我国目前油田开采作业中关键技术类型之一，特别是油田页岩气勘探作业中，其优势在于可提高井筒和自身存储的接触面积，以提高油田的开采量，保证开发企业的经济效益。但此方式应用需要投入一定的启动资金，这是首要需解决的问题；其次，在施工作业中，易受到外界因素的影响，致使部分油井只能够实现2—3 次的垂直采收工作，成本较高。但从部分油田开采工程来看，此技术可带来客观的经济效益，有较大的成长空间[5]。

3.4 油井注水

（1）异质性影响：例如，长庆油田主力砂体平面非均质性为分流河道，高渗透方向与砂体方向一致，根据水驱规律，受沉积微相影响的同一储层渗透率在平面上表现出各项异性。但总体上受沉积微相类型和井网结构的影响。注水沿砂体主方向快速推进，侧向有效性有限。

（2）非均质性的影响：例如安塞油田6 组，其垂向剖面有复合沉积岩间断式组合，由于剖面夹层分布不均匀、不稳定，导致砂体纵向和横向叠加增加了储层的非均质性与井间连通性的不稳定。使注水效果受到较大影响，同时部分的井口会发生注水淹水情况[6]。

（3）裂缝影响：低渗透型油田首先数长庆油田，油井的增产需通过人工制造裂缝的方式实现。从储层特点可知储层裂缝的延伸情况，裂缝在油井注水技术中，有两方面的双重作用，一是提高油井渗透，实现增产；二是易出现水窜情况，导致生产油井过早遇水或被水淹没。

（4）注水效果影响：伴随注水时间的推移，受地层压力和物性变化影响的侧向面积逐渐受到影响，总体含水量上升。比如王窑区块存在高渗透带，侧压力较低，在经过注水后，压力依然没有明显提高，效果较差。

3.5 注水井分类

（1）裂缝产生的注水：微裂缝发育是储层发育的主要原因，注水顺裂缝发展呈单向流动形式，含水率在此过程中持续提高。断水油井集中分布在裂缝发育区。裂缝有两种，天然形成的裂缝和水力裂缝，形成的垂直裂缝在高注水压力下与注入水连通[7]。

（2）孔隙裂缝产生的水驱：注采动态介于裂缝和孔隙间，油井在满足注入水之前有一定的稳产期。注水量持续增加的情况下，部分注水井开始大量吸水，同时压力明显增强，呈现出的状态是孔隙裂隙渗流。

3.6 缝内转向

相对其他压裂增产技术而言，缝内转向技术的针对性更强。在进入开采作业前，现场作业人员需做好相应的检测工作，还要遵守以下几项施工原则：

（1）矿井油量充足，这决定着暂堵压裂井的有效时长。缝内转向压裂技术的使用前提是，地层压力在原始地层的95%以上；

（2）油井开采程度不能超过一定的标准：油井在开采初期都会有一个砂量压裂改造阶段，在此阶段，改造技术受到各种局限，通过重复压裂改造后，才可切实提高产量[8]。

4 结语

油田压裂增产技术有多种，它们在不同的油田中表现各异。压裂技术改造过程中，要针对不同的技术进行完善，掌握、解决技术中存在的缺陷，才能真正实现油田压裂增产技术的更新换代。