試論井下壓裂施工技術(shù)

吳生軍 代安安 解海邦(青海油田井下作業(yè)公司壓裂技術(shù)服務(wù)大隊(duì)，青海 816400)

1 開(kāi)展井下壓裂施工技術(shù)的主要目

在油區(qū)進(jìn)行壓裂開(kāi)采技術(shù)，可以改善開(kāi)采條件，提高油量開(kāi)采效率，繼而達(dá)到提高油區(qū)開(kāi)采量的目標(biāo)。運(yùn)用改造壓裂等油層技術(shù)的方法可以使油井的開(kāi)采量提高。壓裂井壓后，隨著注入聚合物時(shí)間的延長(zhǎng)，以及不斷深入的開(kāi)采濃度較高的聚合物區(qū)，伴隨而來(lái)的有越來(lái)越嚴(yán)重的吐砂問(wèn)題，在不同方面減少了油田的開(kāi)采量，吐砂問(wèn)題帶來(lái)的嚴(yán)重后果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1.1 油層被砂掩埋使得壓裂效果不佳。

1.2 井下的管道和相關(guān)器械受到侵蝕使工程消耗投資加大，在另一層面上使油田開(kāi)采效率及油田開(kāi)采量受到負(fù)面影響。

開(kāi)展井下壓裂施工技術(shù)的主要原因在于[1-2]:①在鉆井的過(guò)程中，對(duì)井眼周?chē)芎苋菀桩a(chǎn)生傷害，井下壓裂施工技術(shù)在一定程度上可以減少傷害，提高油田開(kāi)采量。②低滲透的油藏內(nèi)部所創(chuàng)造的裂縫具有比較深的穿透、高導(dǎo)流能力。③能使注水井以及廢液處理井的吸收能力和凈化能力增強(qiáng)。④可以有效利用諸如火燒、汽驅(qū)、注水等方法提高井下的運(yùn)作效率。通過(guò)水力形成的井下壓裂施工技術(shù)是提高油井產(chǎn)能的一項(xiàng)重要的工藝。

壓裂工程技術(shù)在相當(dāng)大的程度上對(duì)油田建設(shè)投資消耗量以及油井產(chǎn)能的提高具有決定性的作用。因此，在壓裂施工技術(shù)施工的過(guò)程中，對(duì)各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及研究不同層段的相關(guān)參數(shù)是十分重要的。傳統(tǒng)的壓裂技術(shù)的監(jiān)測(cè)主要是對(duì)井口壓力、溫度等數(shù)據(jù)的檢測(cè)，繼而以估算磨阻的方式算出井底的壓裂數(shù)據(jù)。但由于在現(xiàn)實(shí)的施工工程中容易受到支撐劑、排量、壓裂液、混砂比等不同參數(shù)的影響，磨阻不是一個(gè)固定不變的值，通過(guò)井口測(cè)量確切反映井底的真實(shí)情況，對(duì)此采取井下壓裂實(shí)時(shí)的檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)壓裂施工過(guò)程的檢測(cè)是十分有必要的。

2 優(yōu)化影響壓裂施工技術(shù)的相關(guān)施工參數(shù)

油層的壓裂效果不僅與油層的地層物性有直接的聯(lián)系，而且與壓裂技術(shù)的重要施工參數(shù)有直接相關(guān)性。因此，對(duì)壓裂參數(shù)的研究對(duì)完善壓裂施工技術(shù)是十分重要的環(huán)節(jié)。

2.1 優(yōu)化壓裂液的配方

在壓裂的過(guò)程中，壓裂液返排的效率對(duì)施工效果具有重要的影響[3-4]。在早期階段，向汽油中添加一種粘性的流體，壓力并加寬裂縫是增產(chǎn)的一種主要方式，伴隨著施工技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善發(fā)展，胍膠壓裂液開(kāi)始被應(yīng)用到施工作業(yè)中，隨著壓井的深度的增加，溫度也不斷升高，要求的壓裂液黏度也越來(lái)越高。

2.2 將控制施工參數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)

科學(xué)處理混砂比；為避免出現(xiàn)裂縫，應(yīng)該控制支撐劑的擴(kuò)散時(shí)間。

2.3 不斷改善壓裂工藝技術(shù)

由于聚驅(qū)油井的儲(chǔ)存厚度和曾透過(guò)濾存在明顯差異，在實(shí)際操作中，我們應(yīng)該根據(jù)聚合物驅(qū)井的實(shí)際情況選擇最終的壓裂壓力，從而能獲得更多的滲透層，從而能有效改善相差度。在實(shí)際工作中，一般會(huì)在注聚井壓裂的位置放置核桃殼，在接近裂縫的井筒處設(shè)置防砂井壁，以此防止壓裂砂進(jìn)入裂縫中，從而避免裂縫口過(guò)早關(guān)閉。

3 井下壓裂技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在研究符合現(xiàn)階段是由開(kāi)采技術(shù)的井下壓裂技術(shù)的新工藝并推廣和應(yīng)用新的適合現(xiàn)階段的石油開(kāi)采技術(shù)的壓裂新工藝，為保證壓裂新工藝能產(chǎn)生預(yù)期的效果，在對(duì)其的調(diào)查和研究中，明確壓裂技術(shù)的方向顯得至關(guān)重要。井下壓裂技術(shù)新工藝的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在下面兩個(gè)方面:

3.1 高效能氣體壓裂工藝技術(shù)的調(diào)研

在近二十年的探索研究過(guò)程中，目前國(guó)內(nèi)對(duì)高效能氣體壓裂工藝的研究?jī)H僅到了一個(gè)相對(duì)成熟的階段，在油田開(kāi)采技術(shù)的實(shí)踐操作中也得到廣泛而有效的應(yīng)用，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)油氣層的改造增產(chǎn)技術(shù)證趨向綜合性的壓裂技術(shù)的發(fā)展方向。

3.2 三元復(fù)合驅(qū)油井防堿固砂技術(shù)

將三元復(fù)合體系與原油具體結(jié)合起來(lái)可以獲得較低的系統(tǒng)張力，并有效的實(shí)現(xiàn)驅(qū)油成效的優(yōu)化。三元復(fù)合體系中具有的強(qiáng)堿系統(tǒng)，將會(huì)對(duì)地層巖芯造成強(qiáng)有力的破壞，產(chǎn)生以砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖為主要類(lèi)型的二類(lèi)油層上的松散問(wèn)題的機(jī)率很大，并出現(xiàn)壓裂支撐劑突出地層或地層出砂等問(wèn)題，從而對(duì)壓裂技術(shù)工程的有限施工時(shí)間產(chǎn)生極其不好的影響，使出現(xiàn)工程事故的機(jī)率變大。所以，對(duì)三元復(fù)合驅(qū)防堿固砂技術(shù)研究工作的開(kāi)展具有戰(zhàn)略性意義。如今，防堿固砂壓裂工藝的研究和開(kāi)發(fā)在石油產(chǎn)業(yè)的相關(guān)部門(mén)的進(jìn)行下，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了固砂劑的耐酸、耐堿和耐氧化性能的目標(biāo)，與此同時(shí)，也大大縮短了固砂劑的壓力散開(kāi)的時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)和工業(yè)迅速發(fā)展的今天，高效的井下壓裂技術(shù)是使油井獲得更好的開(kāi)發(fā)效果的關(guān)鍵性因素。這項(xiàng)工藝技術(shù)的難點(diǎn)在于壓裂工藝和井下工藝，要克服這些技術(shù)上的難題，還需要我國(guó)石油行業(yè)不斷進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)于其中一些重大的科研問(wèn)題，需國(guó)家單位加大科研力度，投入足夠的人力、物力和財(cái)力，為科研人員創(chuàng)造一個(gè)良好的研究環(huán)境，使他們能不斷加強(qiáng)研究探索和實(shí)踐，使我國(guó)的井下壓裂技術(shù)與國(guó)際發(fā)達(dá)水平相接軌，并為石油開(kāi)采產(chǎn)業(yè)帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

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[2]馮剛.井下微地震壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[A].中國(guó)油氣論壇2012--地球物理勘探技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì)論文集[C].2012.

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[4]張威.探討井下壓裂施工技術(shù)[J].化工管理,2014,(26):22-23.