油田井下壓裂施工關(guān)鍵技術(shù)分析

陳永生

【摘 要】石油資源是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中需要的重要資源之一且呈現(xiàn)出逐漸匱乏的趨勢，為了提高油井產(chǎn)量滿足國家發(fā)展的需求，要采用井下壓裂施工技術(shù)達(dá)到提升油井產(chǎn)量的目的，但是在此技術(shù)應(yīng)用的過程中存在較多的問題降低了產(chǎn)量。因此，需要針對井下壓裂施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入性的研究。

【關(guān)鍵詞】油田;井下壓裂;關(guān)鍵技術(shù)

油田井下壓裂施工技術(shù)是指采用人工的方式達(dá)到地層中出現(xiàn)裂縫的要求，具體的措施是利用大型壓縮機組的功能實現(xiàn)在地層中擠入壓裂液與支撐劑達(dá)到產(chǎn)生裂縫的目的。通過此技術(shù)的應(yīng)用可以對地下的原油流動環(huán)境實現(xiàn)有效改善的目的，進(jìn)而達(dá)到提升油田產(chǎn)量的目標(biāo)。目前，大多數(shù)油田生產(chǎn)作業(yè)中已經(jīng)采用了此技術(shù)，但是因為油井產(chǎn)量呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢對此技術(shù)提出了更高的要求，以下內(nèi)容針對油田井下壓裂技術(shù)中應(yīng)用的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 在油田井下作業(yè)中實施的關(guān)鍵性壓裂技術(shù)分析

1.1 分隔分層技術(shù)

分隔分層技術(shù)是當(dāng)前油田生產(chǎn)過程中普遍采用的一種壓裂技術(shù)，但是技術(shù)在應(yīng)用時存在著較為復(fù)雜的工藝流程且需投入較多的成本，在實際作業(yè)中需要根據(jù)油田井下的實際作業(yè)情況運用不同的井下封隔器。對于較深且較大的油井開展壓裂施工作業(yè)時，一般會采用單封隔器開展深層施工作業(yè)的過程。由于雙封隔器可以在不同油井內(nèi)進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，已經(jīng)普遍應(yīng)用于各油田壓裂施工作業(yè)中，并且在施工時會利用雙封隔器開展分層壓裂施工的過程。

1.2 限流分層技術(shù)

限流分層技術(shù)的應(yīng)用是針對于存在多個油層的油井中，在具體應(yīng)用時會對不同層位具有的壓力存在不同的要求。因此，在應(yīng)用此技術(shù)之前需對不同油層開展針對性的油層直徑設(shè)計工作、確定出炮眼的具體個數(shù)，進(jìn)而保證不同層次注入的壓裂液量達(dá)到合理化要求。在壓裂液開展新壓開地層時存在的炮眼磨阻力度較大的現(xiàn)象，在此過程中會造成井下存在的壓力不斷提升。壓裂液在進(jìn)入到儲層時會表現(xiàn)出分流的過程，在針對不同儲層開展壓裂施工時需要與壓裂液具有的壓力差異相結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到分層壓裂施工的目標(biāo)。另外，限流分層技術(shù)應(yīng)用于水平井內(nèi)時會表現(xiàn)出具有較強適應(yīng)性的特點，并且在實際施工時產(chǎn)生的人工裂縫屬于縱向裂縫，不同層位存在的儲層會存在井下壓力不同的現(xiàn)象。因此，對于具體施工時采用的壓裂設(shè)備制造精度存在著較高的要求并降低了此設(shè)備的利用率。

2 在油田井下實施壓裂施工時存在的問題

井下壓裂施工作業(yè)的過程表現(xiàn)出高危性特點，施工環(huán)境具有的壓力值可達(dá)到幾十兆瓦且易發(fā)生安全事故，并且在實際作業(yè)中會存在較多的施工工序并具有復(fù)雜的操作流程，又因油井的生產(chǎn)開采年限表現(xiàn)出較長的特點會存在較多不穩(wěn)定的因素，在這些因素的影響下會引發(fā)壓裂管爆裂的問題、發(fā)生卡井的問題、引發(fā)井噴的問題等，這些問題的發(fā)生會對作業(yè)人員的生命安全存在嚴(yán)重的威脅且加大了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。在井下開展壓裂施工作業(yè)時需要使用較多的大型設(shè)備且需要配備較多的操作人員，如果管理人員未能對現(xiàn)場進(jìn)行有效的管理會引發(fā)現(xiàn)場混亂及安全事故的問題。若操作人員在操作時存在操作不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象會導(dǎo)致設(shè)備的運行達(dá)到極限值，設(shè)備發(fā)生重大事故會產(chǎn)生人員傷亡。

3 針對井下實施的壓裂作業(yè)中存在的問題采取的解決措施

3.1 在配比壓裂液時要保證配比合理化

在井下開展壓裂施工作業(yè)時需要進(jìn)行壓裂液的配制工作并決定著施工的質(zhì)量，壓裂液應(yīng)用于井下作業(yè)的目的是利用高壓的作用實現(xiàn)地層出現(xiàn)人工裂縫。分析壓裂液的特點可知具有較高的粘度與較低的摩擦系數(shù)，應(yīng)用于油氣儲層時不會損壞儲層且不會引發(fā)污染。目前，在開展井下壓裂施工時普遍應(yīng)用了表面活性劑與泡沫壓裂液，需要在開展施工之前根據(jù)實際作業(yè)情況配制壓裂液。如果能夠?qū)ε渲玫倪^程進(jìn)行有效的優(yōu)化，可以達(dá)到提升壓裂施工質(zhì)量及最大限度降低投入成本的目的。

3.2 對混砂配方實施優(yōu)化的措施

在井下開展壓裂施工作業(yè)時存在著混砂配比的過程，在配比時需要根據(jù)實際的儲層物性與地層巖石所具有的成分進(jìn)行合理化的配比，合理化的配比可保證施工后產(chǎn)生的裂縫能夠與實際需求相符合，可以最大限度的防止施工中會出過寬的裂縫或者是過小的裂縫問題。

3.3 對砂比構(gòu)成進(jìn)行優(yōu)化

所謂砂比是指總砂量與凈液量之間進(jìn)行比較后而形成的數(shù)值，砂比是否合理化決定著壓裂施工的質(zhì)量，比如砂比的數(shù)值過小會增加地層的出油粘度。由于井下地層的實際情況存在復(fù)雜性的特點，不同油井之間還存在著較大的差異性。因此，在調(diào)整砂比時需要根據(jù)油井的實際情況進(jìn)行設(shè)置。在針對聚驅(qū)井開展壓裂施工作業(yè)時需要將裂縫的導(dǎo)流能力、聚合物具體波及的范圍充分考慮在內(nèi)。在聚驅(qū)井實施壓裂施工的初期具有明顯的效果，原因是聚驅(qū)井自身擁有著較低的粘度并在實際施工中造成短寬型的裂縫，應(yīng)針對混沙比進(jìn)行合理化配置可采取提升混沙比的措施。若粘度較高則在開展壓裂施工時要保證出現(xiàn)的裂縫為長窄型?？梢姡趯嶋H壓裂施工作業(yè)中需要對混砂比進(jìn)行有效調(diào)整，在實際生產(chǎn)中達(dá)到避免出現(xiàn)嚴(yán)重出砂的問題發(fā)生。

3.4 對壓裂施工工藝進(jìn)行有效的優(yōu)化

壓裂施工工藝決定著壓裂施工的質(zhì)量與效率，因此需要對此工藝采取有效的優(yōu)化措施，具體措施如下：首先，在選擇壓裂施工工藝時需將井筒周圍地層考慮在內(nèi)，若井筒周圍地層中含有大量壓裂液會造成具有較高滲透性能的地層出現(xiàn)流量嚴(yán)重?fù)p失的問題，而擁有相對較低滲透率的地層則表現(xiàn)出流量損失較小的現(xiàn)象。如果油井壓裂施工中采用的是聚驅(qū)開發(fā)模式，會導(dǎo)致油井之間的厚度、地層存在的滲透率出現(xiàn)較大差異而不利于施工。因此，在實際施工中需根據(jù)不同的層段運用不同的壓裂壓力達(dá)到提升施工效果的目的。其次，如果井筒周圍在實施壓裂施工后產(chǎn)生防砂井壁，可有效防止施工作業(yè)中會出現(xiàn)壓裂砂進(jìn)入到裂縫中的現(xiàn)象，避免發(fā)生裂縫閉合的問題而影響施工質(zhì)量。同時，還可以利用提升支撐劑顆粒直徑的措施達(dá)到有效控制裂縫寬度的目的，還可有效保障裂縫支撐劑應(yīng)用后的穩(wěn)定性能。

結(jié)束語

油田井下作業(yè)中會采取壓裂施工作業(yè)的過程，目的是達(dá)到提升油井產(chǎn)量并滿足當(dāng)下需求的目標(biāo)。在開展壓裂施工作業(yè)時采用的施工技術(shù)決定著施工質(zhì)量，需要挖掘出技術(shù)應(yīng)用中存在的問題并針對問題采取有效的措施進(jìn)行改善，進(jìn)而達(dá)到提高壓裂施工質(zhì)量與提長油田產(chǎn)量的目的。另外，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展下誕生出先進(jìn)的壓裂施工技術(shù)，應(yīng)積極引入這些技術(shù)達(dá)到提升施工質(zhì)量的目的。

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（作者單位：西部鉆探井下作業(yè)公司）