張岺(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300450)

0 引言

中國東北地區(qū)的大慶油田應用壓裂增產技術的時間較早，在經(jīng)過多年的使用和技術沉淀后，積累出大量科研和實踐方面的成功經(jīng)驗。但是，在油田持續(xù)開采的過程中，本身存在一定程度的不足，無法有效滿足壓裂增產的根本需求，在這樣的情況下，對必須對固有的油田壓裂開采技術進行改造，提升能源開采效率。

1 油田壓裂開采技術現(xiàn)存問題

1.1 生產安全問題

在中國油田壓裂生產技術的應用范圍十分廣泛，呈現(xiàn)出一種不斷擴張的發(fā)展趨勢。一般情況下，這種增產技術大多需要以大型機械設備為依托，通過壓裂車車等機械設備進行作業(yè)，在正式生產過程中很難實現(xiàn)集中式壓裂增產操作，導致整體施工作業(yè)難度較高[1]。在施工期間，如果存在不當施工情況則會對施工現(xiàn)場的工作人員生命財產造成直接影響，不利于油田開采作業(yè)的后續(xù)發(fā)展。

1.2 生產技術問題

截止目前，我國現(xiàn)有油田開發(fā)生產領域的整體規(guī)模處于不斷擴大的狀態(tài)中，并漸漸成為我國社會市場經(jīng)濟系統(tǒng)中的關鍵組成結構。在此期間，油田開采生產作業(yè)時需要面對的各種安全風險系數(shù)也在不斷提升。在這樣的情況下，需要給予生產技術足夠的重視，保證其先進性和生產可靠性。

1.3 施工環(huán)保問題

對于油田開發(fā)生產行業(yè)而言，大部分時間都處于高壓、高溫的生產環(huán)境下，如果此時存在操作不當?shù)氖┕で闆r，則會導致油氣泄漏等安全事故的出現(xiàn)，很容易造成嚴重的污染情況。所以，在使用油田壓裂也生產工藝技術期間，需要對周邊環(huán)境進行重點考察，注意自身生產環(huán)保性問題，保證自身的生產作業(yè)不會對周邊環(huán)境帶來不利影響，保證油田開發(fā)生產作業(yè)的環(huán)保性[2]。

2 油田壓裂技術應用的主改造點

2.1 單層壓裂技術改造

對于當前階段正在使用的單層壓裂技術而言，在正式應用階段，設置的規(guī)格、模式大多較為單一，并不需要對施工過程中的其他因素進行考慮，也不用擔心其他因素會對自身作業(yè)造成直接影響。因此，在使用單層壓裂技術過程中，需要注意到自身的有效導流能力，通過模型設計的方式對相應層段增產空間展開充分計算，并針對最終計算結果展開分析[3]。當技術人員能夠確定在使用該模式的施工的情況下，提出技術改造難點所在，提出針對性改良意見。并通過這種模型進行導流計算，結合壓裂技術施工條件得出最終的機制降低標準。這屬于保證傳統(tǒng)單壓單層壓裂作業(yè)技術改造成功的關鍵內容，同時也是保證油田開采能力不斷提升的有效方式。

2.2 多層壓裂技術改造

對于多層壓裂技術而言，應用范圍十分廣泛。實際生產期間，需要針對油田井段的整體目的層進行設定，將其視為一條線上的多個不同點位，并為所有點位進行相應的參數(shù)設置。通過這種參數(shù)設置方式，可以更好地保證油田開采增產效果。但是這種設置方式在實際應用中較為復雜，涉及到眾多不同的開采環(huán)節(jié)，因此，需要使用多層段儲存的計算方式，分析出最終的開采點。借助這種增產改造方式，能夠更加有效的降低基值，同時還能夠使開采裂縫造成的傷害得到更為有效的控制[4]。

3 油田開采壓裂增產技術改造的具體內容

對于大部分油田而言，在對壓裂增產技術進行改造的過程中，需要以降低裂縫傷害為核心，展開相應改造工作。與此同時，還需要針對這項生產技術所有的應用過程進行充分考量，保證壓裂增產技術在改造后的環(huán)保性和安全性能夠達到相應標準，符合國家制定的環(huán)保作業(yè)要求，同時這也屬于該技術改造效果評判的關鍵標準[5]。由于頁巖氣儲層本身具有低滲透的特點，因此在油田勘探開發(fā)過程中必須采取適當?shù)脑霎a技術，才能實現(xiàn)油田企業(yè)的開發(fā)。絕大多數(shù)頁巖氣都就有層厚、范圍廣、普遍含氣等特點，從而使頁巖氣能夠以穩(wěn)定速率產氣。頁巖氣壓裂需要采取特殊的鉆井、完井以及增產措施，才能有效開發(fā)油田頁巖氣。其中頁巖氣壓裂增產改造技術主要包括重復壓裂技術、清水壓裂技術，水平井分段壓裂技術等，正是因為這些技術才能不斷提高油田頁巖氣井的產量。

從油田開采的整體角度進行分析，隨著油田壓裂增產技術改造的成功，已經(jīng)在一定程度上提高了現(xiàn)有油田開發(fā)的總體產量和生產效率。在經(jīng)過長時間的實踐探索后，我國現(xiàn)已總結出多種不同類型的改造工藝技術，針對油田壓裂增產技術而言，具有十分顯著的效果。現(xiàn)將油田開采壓裂技術類型進行總結。

3.1 重復壓裂技術

一般情況下，在首次使用壓力也增產施工技術后，經(jīng)常會出現(xiàn)一種水力裂縫失效的施工現(xiàn)象，這種情況很容易導致油井后續(xù)階段的生產和開采效率受到影響。同時，對于部分情況比較嚴重的開采現(xiàn)場，還會出現(xiàn)油氣泄漏等重大安全問題，對周邊的自然生態(tài)環(huán)境造成直接威脅[6]。如果在油田開采期間出現(xiàn)上述問題，需要針對正在使用的壓裂增產技術加以改造，此間的主要改造內容是重復壓裂技術應用。從整體角度進行分析，我國當前階段的重復壓裂實數(shù)較高，在油田開采作業(yè)中的應用十分頻繁，但是總體應用水平較低。因此，需要同行業(yè)工作者在此投入更大的精力進行研究，進一步保證油田開采作業(yè)的未來發(fā)展空間，保證能源開采行業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展狀態(tài)。

3.2 清水壓裂技術

對于目前正在應用的大部分清水壓裂技術而言，其主要應用優(yōu)勢體現(xiàn)在該技術的環(huán)保能力更為顯著，并且改技術的應用污染程度極低，并不會對附近的自然環(huán)境造成較為惡劣的影響。截止目前，改增產技術在我國的應用范圍十分廣泛，大部分油田的開采作用中軍應用到了這項增產技術，特別是在東北的部分油田中，應用效果極佳，充分發(fā)揮出了自身的良好應用效果[7]。清水壓裂增產技術，主要是在設定好的清水中，適當加入減阻劑材料和以及預防劑材料，然后再將配制好的各種液體材料作為壓裂增產技術施工的壓裂液回。針對該壓裂液而言，在使用后對地層造成的傷害程度更低。但是，該項技術在應用后同樣有著一定的缺點，即本身的施工作業(yè)造價成本較高，無法對其進行更大批量的生產制造。同時其相應壓裂液的配置工作也尤為復雜，需要保證配比的精準度，才能夠滿足該增產技術的使用要求。通常情況下，針對不同地區(qū)的油田開發(fā)工程而言，在材料配比方面的要求同樣有著很大程度的差別，所以，在后續(xù)階段的油田開發(fā)增產技術應用中，需要從探索階段便開始注意對壓裂液配方的相關研究，以此保證該增產技術的最終應用效果，從而探索出效果更好、更具針對性新型壓裂液配方。

3.3 水平井分段壓裂增產技術

對于水平井分段壓裂技術來說，現(xiàn)已漸漸成為當前階段我國油田開發(fā)領域中的關鍵技術類型之一，該技術的應用，在油田頁巖氣方面的勘探中尤為常見，其主要技術優(yōu)勢體現(xiàn)在：可以更加有效的提升井筒與自身儲存的總體接觸面積，使得該技術最終的油井總體產量可以得到大幅度提升，更好的保證油田開發(fā)企業(yè)的總體經(jīng)濟效益，保證開采企業(yè)的發(fā)展良好勢頭。但是，在正式應用該技術期間，開采資金投入較高是開啟企業(yè)必須解決的一項關鍵問題，并且在分段壓裂工藝施工操作期間，還會受到部分外界的不確定因素影響，導致部分幽靜最多只能完成大約兩次左右的垂直采收作業(yè)，但是此時的實際成本消耗較高，同時包括兩次垂直施工成本和在此之前的各種水平施工成本，這種情況也導致開采成本控制工作難度再次提高，成為開采企業(yè)需要面對的首要難題。但是，從整體角度進行分析，運用此項技術帶來的經(jīng)濟效果依然十分可觀，具有更為廣闊的未來發(fā)展空間和相當大的發(fā)展?jié)摿8]。

3.4 油井注水分析

(1)異質性的影響。首先，長慶油田主力砂體平面非均質性為分流河道，高滲透方向與砂體方向一致。根據(jù)水驅規(guī)律，受沉積微相影響的同-儲層滲透率在平面上表現(xiàn)出各向異性，但總體上受沉積微相類型和井網(wǎng)結構的影響。注水沿砂體主方向快速推進，側向有效性有限。(2)非均質性對垂向剖面的影響。以安塞油田長6組為例，其垂直剖面主要由間斷的復合沉積巖組成。由于剖面夾層分布不穩(wěn)定，砂體的縱向和橫向疊加增加了儲層的非均質性和井間連通性的不穩(wěn)定，不僅影響注水效果，而且由于高滲透段連通性的存在，導致部分井出現(xiàn)含水上升或注水淹水。(3)裂縫的影響。長慶油田是典型的低滲透油田，油井需要形成人工裂縫才能獲得高產。另外，從儲層特征分析可知，儲層微裂縫發(fā)育情況。裂縫在注水開發(fā)中起著雙重作用。一方面可以提高油水滲透率，使注水井實現(xiàn)配注，效益開發(fā)；另一方面，容易形成水竄現(xiàn)象，導致最終階段的生產油井過早遇水以至最終被水淹沒。(4)注水效果的影響。隨著注水時間的增加，受地層壓力和物性變化影響的側向面積逐漸受到影響，總體含水率上升。如王窯區(qū)塊存在高滲透帶，側壓力低，注水強化后壓力仍然較低，注水失效嚴重，雖然采收率僅為222%，但綜合含水率已達697%，含水率上升迅速。

3.5 注水井分類

(1)裂縫引起的注水。在油井生產過程中，含水率急劇上升，產能大幅下降，對注水井的響應非常敏感。微裂縫發(fā)育是儲層發(fā)育的主要原因。注人水沿裂縫單向流動，含水率迅速上升。斷水油井主要分布在裂縫發(fā)育區(qū)。裂縫包括天然裂縫和水力壓裂裂縫。形成的垂直裂縫在高注水壓力下與注人水連通。(2)孔隙裂縫引起的水驅。注采動態(tài)介于裂縫和孔隙之間，油井在滿足注人水之前有一定的穩(wěn)產期。隨著注水量的增加，部分注水井的吸水能力增大，而部分注水井的壓力增大，動態(tài)表現(xiàn)出孔隙裂隙滲流特征。

3.6 剩余油開采再處理技術改造

針對長慶低滲透油田儲層特點，提出了徑向裂縫網(wǎng)絡壓裂技術和深部封堵技術。壓裂技術將人工裂縫與天然裂縫有機結合，形成復雜的裂縫網(wǎng)絡，有效控制裂縫帶長度，增加側向帶寬。深部封堵技術是將復雜段塞封堵技術、水油井控水技術和封堵壓裂技術相結合的技術。該技術通過封堵多個水淹區(qū)，封堵裂縫，達到堵后增油的目的。

3.7 徑向裂縫網(wǎng)絡壓裂增產技術

利用長慶油田儲層天然裂縫和低水平應力差，形成新的分支裂縫和張開的微裂縫網(wǎng)絡。該技術實現(xiàn)了網(wǎng)壓擾動，有效控制了裂縫長度，增加了側向帶寬，最終形成了縱橫交錯的徑向“網(wǎng)絡裂縫”系統(tǒng)。

通過對放射狀裂縫網(wǎng)形成機理的分析，發(fā)現(xiàn)地應力差小、裂縫自然發(fā)育是實現(xiàn)裂縫網(wǎng)的有利條件。根據(jù)地應力分析結果，長慶油田最大主應力與最小主應力相差不大，一般小于5 MPa。同時，從儲層特征分析可以看出，研究區(qū)微裂縫廣泛發(fā)育，上述儲層條件為徑向裂縫網(wǎng)絡的實現(xiàn)提供了有利支撐[9]。

4 結語

綜上所述，在油田增產技術改造期間，需要將壓裂技術應用作為主要目的，該技術的合理應用，可以為我國油田作業(yè)的整體開發(fā)效率提供可靠保障，同時還能能夠進一步促進總體產量的提升，并且該技術的應用還具有區(qū)域針對性，在未來階段的油田壓裂增產技術改造時，需要注意到針對不同技術類型的持續(xù)完善，充分人事到該技術存在的各種使用缺陷，這樣才可以真正實現(xiàn)對原有壓裂技術的進一步升級改造。與此同時，從業(yè)者還要將技術改造工作中突破點視為重要工作目標，為油田壓裂技術在未來階段改造奠定更為堅實的基礎。在我國油田開采規(guī)模持續(xù)擴大的背景下，壓裂增產技術的應用也會變得越來越廣泛，因此，增產改造技術研究尤為重要，需要將其視為增產工藝的核心內容，視為提升企業(yè)油田生產總體作業(yè)效率的主旨所在，只有對油田壓裂增產技術改造進行持續(xù)的突破和完善，才能保證油田開采行業(yè)在未來階段的整體發(fā)展效果。