石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)及應(yīng)用

尚大磊

摘要：石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)能夠保住石油企業(yè)提高工作產(chǎn)量，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)石油的需求量也越來(lái)越大，石油開(kāi)采規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。我國(guó)石油行業(yè)雖然已經(jīng)開(kāi)始使用分段壓裂技術(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)采石油，但在實(shí)際工作中，多多少少出現(xiàn)了一些問(wèn)題，筆者在本文將分析石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，進(jìn)而提出如何改進(jìn)石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)石油行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油工程；分段壓裂技術(shù)；應(yīng)用

引言：石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)是于上世紀(jì)末90年代初被提出來(lái)的，它可以幫助石油企業(yè)有效的提升油田采收率，進(jìn)一步提高石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但我國(guó)的分段壓裂技術(shù)的各個(gè)方面與國(guó)外一些國(guó)家相比，依舊存在著一定的差距，特別是在工具方面，總體技術(shù)不完善，需要我國(guó)的專業(yè)技術(shù)人員的進(jìn)一步研究和試驗(yàn)。

一、我國(guó)目前石油工程分段壓裂技術(shù)現(xiàn)狀

1、據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可以了解到，在分段壓裂工作的過(guò)程中，工具會(huì)利用運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的節(jié)流壓差開(kāi)始進(jìn)行壓裂工作，通過(guò)壓裂一層管道進(jìn)而完成多段壓裂，雖然這種技術(shù)的壓裂目的性比較強(qiáng)，且操作比較簡(jiǎn)單，但在實(shí)際的施工過(guò)程中，頻繁的出現(xiàn)砂卡現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)了砂卡問(wèn)題就不容易解卡。另外，由于在分段壓裂的工作過(guò)程中，由于中封隔器不停的重復(fù)解封、坐封的工作，對(duì)封隔器的膠筒帶來(lái)影響，產(chǎn)生了破裂，影響了進(jìn)一步的壓裂工作，從而延長(zhǎng)了工作周期，增加工程成本，降低了工程的經(jīng)濟(jì)收益。

2、在石油工程中進(jìn)行分段壓裂工作時(shí)，可鉆式復(fù)合橋塞用來(lái)進(jìn)行分級(jí)改造的工作，工作人員利用連續(xù)油管或者電纜下的射孔槍，進(jìn)行爆破工作。即使該技術(shù)適用于分級(jí)改造，但由于可鉆式復(fù)合橋塞分段壓裂技術(shù)的第一段沒(méi)有泵送通道，它的施工仍需要較長(zhǎng)的工期，而且給地表帶來(lái)了很大的傷害。

3、投球打滑套壓裂技術(shù)也出現(xiàn)在石油的開(kāi)采的工作中，投放與滑套尺寸相匹配的鋼球，然后再給油管液體進(jìn)行加壓，之后再坐封相關(guān)的封隔器，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)施工的基本規(guī)律，但工具串比較復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)砂卡難解卡的現(xiàn)象。投球打滑套技術(shù)可以連續(xù)進(jìn)行壓裂工作，縮短施工周期，提高石油工程的經(jīng)濟(jì)效率。

二、石油工程分段壓裂技術(shù)概述

石油工程中管內(nèi)分段壓裂技術(shù)是目前國(guó)際上比較先進(jìn)的用于開(kāi)采石油的技術(shù)，這個(gè)技術(shù)的發(fā)展代表了采油工藝技術(shù)的發(fā)展方向。分段壓裂技術(shù)就是根據(jù)油藏物性和儲(chǔ)層的特點(diǎn)，沿著管內(nèi)的井眼方向，在較高水平的分段上，采用先進(jìn)的技術(shù)措施，嚴(yán)格地按照國(guó)家的規(guī)定控制射孔數(shù)量、射孔相位、孔徑等，通過(guò)一次施工同時(shí)壓開(kāi)多個(gè)水平短的油層。

目前在我國(guó)，分段壓裂技術(shù)應(yīng)用在塔里木、新疆、大慶、長(zhǎng)慶等多個(gè)大型油田的開(kāi)采工作中。同時(shí)，我國(guó)各大高校也配合國(guó)家石油行業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)了更多的掌握分段壓裂技術(shù)的人才，在研究分段壓裂技術(shù)方面也做了很多的工作，并且取得了一定的效果。

三、目前我國(guó)在石油工程分段壓裂技術(shù)的研究

據(jù)調(diào)查，目前我國(guó)石油行業(yè)所掌握的分段壓裂技術(shù)包含了化學(xué)合理技術(shù)、機(jī)械封隔分段壓裂技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。雖然化學(xué)技術(shù)的施工安全性高，但對(duì)地表帶來(lái)了很大的傷害，另外因?yàn)槭┕ぶ芷谳^長(zhǎng)，會(huì)增加施工成本。另外，水力噴砂壓裂技術(shù)可以進(jìn)行加砂壓裂之類的工作，而且施工安全性比較高，目前這種技術(shù)用于世界上數(shù)百口井的工作中。

同時(shí)國(guó)內(nèi)的研究人員也在對(duì)分段壓裂技術(shù)作進(jìn)一步的研究。首先，我國(guó)相關(guān)的研究工作者分析了石油工程分段地應(yīng)力分布特征的基礎(chǔ)，進(jìn)一步提出了優(yōu)化壓裂限流射孔方式的建議，并同時(shí)研發(fā)專用于小井眼工作的壓裂工具，然后再利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行優(yōu)化施工程序，進(jìn)而篩選出合理的科學(xué)的壓力改造的工作體系。其次，進(jìn)行深埋藏水平井，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層地址的精細(xì)化分，預(yù)測(cè)投球分段壓裂和施工壓力等，逐漸形成合適的低成本的綜合性優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)秀的分段壓裂技術(shù)，進(jìn)而增加開(kāi)采石油的效果。另外，我國(guó)研究人員也建立了相關(guān)的油藏與裂縫的物理模型等，并著重分析了裂縫的數(shù)量和間距等不同的因素對(duì)石油開(kāi)采量的影響。我國(guó)進(jìn)行研究了水平機(jī)械合理分段壓裂技術(shù)，并已經(jīng)在吐哈油田進(jìn)行了實(shí)際的操作實(shí)驗(yàn)，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況來(lái)看，此技術(shù)研究效果良好，施工均一次成功。同時(shí)，研究人員也針對(duì)大段射孔無(wú)法下井工作的現(xiàn)象進(jìn)行了分析和研究，進(jìn)而提出了投球分段壓裂技術(shù)。

國(guó)內(nèi)外的常規(guī)分段壓裂技術(shù)水平是差不多的，但國(guó)外的工藝技術(shù)指標(biāo)要明顯高于國(guó)內(nèi)，所以，我國(guó)應(yīng)重視對(duì)石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)的研究，從而滿足我國(guó)消費(fèi)者對(duì)石油的需求。

四、石油工程分段壓裂技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

水平井是開(kāi)發(fā)稠油油藏和邊際油藏的最佳方式，但容易受到儲(chǔ)層條件的限制，進(jìn)而影響了開(kāi)發(fā)工作，影響工程效果。在實(shí)際的石油開(kāi)采工作中，壓裂裂縫的數(shù)量對(duì)開(kāi)發(fā)效益帶來(lái)了直接的影響，但由于水井的水平短比較長(zhǎng)，無(wú)法快速而有效的形成水力裂縫，同時(shí)，也無(wú)法快速的實(shí)現(xiàn)壓裂工作后的排液工作，降低壓裂工作帶來(lái)的傷害，所以，需要在壓裂工作后的石油開(kāi)采量的預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上建立壓裂數(shù)目的優(yōu)化模型，為油田的壓裂工作提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。在石油工程的施工過(guò)程，水力壓裂裂縫的形態(tài)和裂縫的最佳數(shù)量是影響石油開(kāi)發(fā)效益的重要因素，通常情況下，分段壓裂工作可以結(jié)合具體的情況進(jìn)行高效的判斷。根據(jù)研究表明，水力裂縫出現(xiàn)的最佳位置是最小主地應(yīng)立方位并且與之相垂直，在進(jìn)行壓裂工作之后便可以形成三類裂縫，分別是橫向裂縫、縱向裂縫和復(fù)雜裂縫。裂縫的形態(tài)會(huì)受到地應(yīng)力狀態(tài)和管道位置的影響，如果管道和最小主地應(yīng)立方向傾向，那么就會(huì)產(chǎn)生和管道垂直的橫向裂縫；如果管道和最小主地應(yīng)力方向垂直，那么就會(huì)產(chǎn)生和管道平行的縱向裂縫。在實(shí)際的分段壓裂的工作中，儲(chǔ)層地應(yīng)力的復(fù)雜局面會(huì)影響到裂縫的垂直或者平行的狀態(tài)，通常是比較復(fù)雜的。經(jīng)過(guò)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作表明，分段系列工作后不同裂縫液態(tài)之間存在著差異，壓裂投產(chǎn)之后的不同裂縫之間往往會(huì)互相干擾，影響裂縫的作用。因此，工作人員需要在分段壓裂生產(chǎn)中，保證科學(xué)合理的裂縫數(shù)量，為之后的油田開(kāi)采工作打好基礎(chǔ)，進(jìn)一步確保石油工程的工作安全性和石油的產(chǎn)能效益。

五、石油工程分段壓裂技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著人們對(duì)石油的需求量增大，石油資源的開(kāi)發(fā)規(guī)模也在逐漸加大，在石油工程工作中，不難發(fā)現(xiàn)非常規(guī)的油氣藏開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題越來(lái)越明顯，這就需要不斷的研發(fā)，進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)。目前，隨著開(kāi)采量的不斷增大，底層受到的傷害越來(lái)越大，因此地層越來(lái)越敏感，所以，相關(guān)研究人員需要加強(qiáng)對(duì)水井低傷害壓裂液的研究，進(jìn)一步完善壓裂液體系。另外，油田開(kāi)發(fā)滲透率逐步降低，但增加單井產(chǎn)能的問(wèn)題又是重中之重，所以，需要進(jìn)行改善進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水平段提計(jì)劃的還要模式，進(jìn)而提高水平井的儲(chǔ)量。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有了明顯的提高，對(duì)石油的需求量也越來(lái)越大，為了能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的石油需求量，而且降低對(duì)地表和生態(tài)環(huán)境的影響，分段壓裂技術(shù)需要進(jìn)一步改善并取得突破發(fā)展，有效的開(kāi)發(fā)石油，提高石油行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

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（作者單位：中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司

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