＊李 強

（延長油田股份有限公司子長采油廠 陜西 717300）

引言

我國各項經濟事業(yè)的快速發(fā)展，在一定程度上推動著石油勘探技術的深入研究和改革創(chuàng)新，當下的社會現(xiàn)狀促使著各行各業(yè)給予石油勘探技術充分的關注，同時相關行業(yè)的研究人員和領導者也在積極地加大這一技術的研究投入?；诖?，我國的石油工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，每年增長的石油產量極大地保障了各行各業(yè)的生產需求。相較于傳統(tǒng)的油氣藏而言，低滲透的油氣層對于開采技術的要求會更高一些，傳統(tǒng)的開采技術無法實現(xiàn)低滲透油氣藏的高效開采，我們需要利用壓裂技術來滿足油田儲層各個階段的開采需求。

1.壓裂施工概述

所謂壓裂是指將壓裂液通過泵注設備注入井內，進而使油層產生裂縫，促進油層滲透率的提升，這是油田增產的重要措施，同時也可以在很大程度上提升注水井的吸水能力。在壓裂過程中，注入壓裂液時要確保注入壓力大于油層的吸收能力，因此對泵注設備的要求較高，需要應用高壓大排量泵才能滿足壓裂施工要求。隨著壓裂液的注入，能夠促使井筒內的壓力不斷提升，最終超過地層巖石的抗張強度，促使地層產生裂縫。在裂縫延伸過程中，還要繼續(xù)注入支撐劑，進而形成具有較強導流能力的填砂裂縫。由此可以看出，在壓裂施工過程中，所應用的材料主要為壓裂液和支撐劑，對于支撐劑而言，可以細分為陶粒以及壓裂砂兩種。支撐劑的作用主要體現(xiàn)在對壓裂地層裂隙進行支撐，對于促進油田增產具有十分重要的意義。支撐劑需要借助壓裂液才能進入到裂隙中，促使油氣導入油氣井，不僅能夠促進油井壽命的延長，還可以促進油氣產量的提升。將高強陶瓷顆粒作為支撐劑，也可以將天然砂作為支撐劑，無論哪種支撐劑均能起到支撐作用，但是高強陶瓷顆粒的應用最為廣泛。這是因為高強陶瓷顆粒具有耐高溫、高壓的特點，同時高強陶瓷顆粒還具有破碎率低及強度高等方面的優(yōu)勢，因此十分適合作為支撐劑使用。

壓裂液是指由水和各種化工助劑的混合液體，壓裂液通常會分為前置液、攜砂液以及頂替液三種。對于前置液而言，通常也被稱為預沖洗液，之所以被稱為預沖洗液，是因為在向地層注入某種工作液之前，需要先注入前置液，借助前置液對頭層進行預沖洗，因此前置液通常也會被稱為預沖洗液。借助前置液的預沖洗作用，能夠起到調整地層吸收能力的作用。除此之外，前置液還可以作為緩沖液體，借助前置液能夠在很大程度上提升注液效率。在前置液的應用過程中，通常需要添加10個左右的細砂或者粉陶，這樣一來，通過注入前置液便可以堵塞地層中的微小縫隙，避免液體的濾失。對于攜砂液而言，是指攜帶支撐劑的壓裂液。攜砂液的作用主要體現(xiàn)在將支撐劑帶入到裂縫之中，是確保支撐劑發(fā)揮作用的關鍵。對于頂替液而言，其作用主要是將支撐劑推向地層深處。

2.油田壓裂技術應用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的“壓裂原理”技術是當下油田壓裂技術的前身，它們都是基于壓裂原理衍生而來的。不同的油田環(huán)境以及石油質量所對應的開采活動也存在著極大的差異，各種各樣的油田壓裂技術正是基于保障開采質量和開采效率的目的所研發(fā)出來的。相較于其他種類的壓裂技術而言，目前使用最為廣泛的壓裂技術為整體壓裂技術，可以在各個油田的開采過程中發(fā)現(xiàn)這一技術的使用痕跡。除此之外，還有兩種使用成本較高的壓裂技術，即底水油藏改造工藝技術和雙極高能氣體壓裂技術，這兩者經常被用于一些特定的油田開采過程當中。就應用范圍而言，它們具有一定的局限性。

3.油田壓裂增產技術存在的風險

即便當前我國石油行業(yè)的油田生產過程以及壓力技術的應用情況已經趨于成熟化，但是任何一項壓裂技術都不能夠保障石油開采的過程是絕對安全的。在實際進行開采作業(yè)時，往往會受到多方面因素的影響，從而導致一些意外的情況的發(fā)生。據調查研究可知，大部分的意外事故是可以通過風險預估以及合理規(guī)劃來有效避免的。

(1)安全方面

盡管油田的開采面積比較大，但是由于其開采作業(yè)本身存在極強的復雜性，我們在實際施工時需要利用到多種機械設備，各種機械設備加上大量的施工人員聚集于一處導致危險來臨時工作人員的逃離難度有所增加。尤其在實際施工的過程中，我們會遇到部分油井壓力較高或者排量很大，因而需要進一步提高機械設備的密度，這無疑使應急避難的難度得到了又一次地增加。在必要情況下，部分舊油井是需要進行壓裂以及二次壓裂的。在這個壓裂的過程中，經常會出現(xiàn)砂堵油管以及油井自身結構被破壞等危險性較強的情況。而這些情況的發(fā)生又會進一步提高井噴以及物體撞擊的幾率，對于作業(yè)人員來說危險性極強。

(2)技術方面

油田開采工作涉及到很多的內容，相對來說具有一定的復雜性和危險性。在實際作業(yè)的過程中，施工人員和技術團隊應首選安全性和效率性較高的壓裂技術來展開相關的油田開采工作。在實際進行油田開采的過程中，如果施工人員無法做好細節(jié)上的處理，或者施工團隊無法保障施工材料的質量，那么井噴事故的出現(xiàn)幾率就會大大提高。這就需要施工人員掌握好壓裂技術的使用方法和控制力度，從而在滿足壓力需求的同時避免石油管道出現(xiàn)破裂。

(3)環(huán)保方面

據研究表明，蘊含豐富石油資源的地方往往也分布著一定的有毒液體或有毒氣體。如果在開采過程中，施工團隊的某些操作不規(guī)范或者壓裂技術的壓力控制不當，就很有可能導致有毒物質進入大氣層，進而對我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。當今社會在追求經濟高速發(fā)展的同時也極力倡導環(huán)保和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的健康理念，所以有關企業(yè)和工作人員需要不斷的完善壓裂技術，使其更具有穩(wěn)定性和安全性。

4.油田壓裂工藝技術分析及突破點的確定

(1)單層壓裂技術分析及突破點

所謂單層壓裂技術是指以一個待開采的井層為主體，研究人員圍繞這一主體的各項參數和具體信息展開深入的研究分析。相較于其他壓力技術而言，單層壓力技術具有更強的針對性，它往往從主觀角度忽視其他影響因素，圍繞技術本身展開更為純粹的研究。在針對這一技術進行改革創(chuàng)新的過程中，往往會利用“有限導流能力模型”來對它的壓裂效果進行檢驗。在檢驗的過程中，通過對模型信息進行計算和研究，可以發(fā)現(xiàn)該技術的弊端和不足，并進行又一次的改進。以有限導流能力模型為理論基礎，我們可以利用相應的公式計算出單層裂縫的最大流通能力。在計算出其油量最大流出能力的同時我們可以結合油田的平均滲透率，對它的實際產量進行一定的預估。除此之外，還需要考慮到其他各方面有可能影響石油產量的因素，從而逐一制定相應的解決措施，進而使單層壓裂技術的使用效果得到進一步的增強。

(2)井網壓裂技術分析及突破點

相較于單層壓裂技術而言，井網壓裂技術主要是圍繞整個油井內的單個組合而展開的施工操作，相對來說這一技術的施工范圍更大一些。由于井網壓裂技術圍繞油井單元展開壓裂施工操作，所以在正式施工之前，施工人員應當對油井單元的注水情況以及具體的開采現(xiàn)狀進行一定的了解。油井單元位于儲存的不同決定了其開采環(huán)境的差異性，通過對每一個單獨的儲存單元進行全面的研究分析，可以建立起相關的專業(yè)模型用于保障井網壓裂技術的使用效果。在建立模型的前提下，可以根據模型的參數及信息，進一步調整井網壓裂單元的施工規(guī)模和壓裂數據。就目前而言，我們往往會從降低機制以及減小裂縫的角度來完成井網壓裂技術的使用改造。在一般情況下，只要能夠保障這兩方面的合理性，那么也就意味著井網壓裂技術的使用效果不會太差。

(3)多層壓裂技術分析及突破點

從某種程度上來說，多層壓裂技術是單層壓裂技術的升級版本。單層壓力技術以一個點為中心展開施工，而多層壓力技術是以地層為中心而展開相應的施工操作。所謂地層，可以簡單地理解為一條線上得多個點，而其中的每一個點對應的就是一個油田儲層。在反復研究和實驗的過程中，可以發(fā)現(xiàn)多層壓裂技術的改造方向與井網壓裂技術是一致的。

5.油田壓裂增產改造工藝技術分析

(1)重復壓裂技術

所謂重復壓裂技術是指針對某一石油層段進行多次的壓裂，從而使其產生導流能力較高的支撐性裂縫。相較于進行重復壓裂操作之前，壓裂之后所產生的裂縫能夠更好地連通油層，極大地提高了石油產量和流出率。在實際施工的過程中，施工人員能否把握好裂縫的轉向在一定程度上決定著重復壓裂技術的施工效果是否滿足開采需求。據相關研究表明，每一次重復壓裂時所產生的裂縫都會沿著原有裂縫的方向在不斷地延伸，但與之前不同的是，裂縫延伸一段距離往往會產生小幅度的轉向。部分油田頁巖層的均質程度并不是很高，在這種情況下，是有可能產生裂縫轉向并形成新縫網絡。但由于我們無法保障每一次重復壓裂時都能促使裂縫發(fā)生轉向，所以就很難據此獲得具體的開采信息。在當今時代下，相關企業(yè)與研究人員不僅需要進一步加大對裂縫轉向以及新縫網的研究力度，而且還要善于利用各種傳感器對油田情況進行深入的探測。

(2)清水壓裂技術

清水壓裂技術主要是利用專業(yè)的工作液進行相關的壓裂操作，工作液主要是以清水為原料，要求技術人員在其中按比例加入適量的活性劑、降阻劑以及防澎湃劑等液體。相較于其他壓裂技術而言，清水壓裂技術不僅對油田結構的傷害更低，花費成本更少，而且更善于解決石油堵塞的問題。傳統(tǒng)的清水壓裂技術主要被用于降低壓裂支撐劑的濃度，使其處在合理范圍內。由于天然氣的巖石表面相對來說比較粗糙，并不能夠完全徹底的閉合，所以我們可以利用清水壓裂技術來注入工作液，從而提高低滲透油田的導流能力。在實際施工的過程中，首先施工人員可以利用向裂縫中泵入“巖石酸”的方式來清理其中存在的各種雜質。尤其針對近井地帶的封堵地段，更需要進行全面的清理，以便保障后續(xù)石油開采的效率和質量。在全面清理之后，施工人員可以利用清水壓裂技術將調配好的工作液注入裂縫之中，從而保證裂縫的進一步延伸。在大多數情況下，清水壓裂技術不僅不會對施工環(huán)境造成一定的破壞或污染，而且有時還會進一步延長裂縫，從而提高石油滲透率。

(3)縫內轉向壓裂技術

相較于其他壓力技術而言，縫內轉向壓裂技術具有更強的針對性，它要求施工人員在正式施工之前做好相應的選檢工作。在針對性選井時，應遵循以下幾個原則。首先是地層能量必須是充足的，它的多少在一定程度上決定著暫堵壓裂井有效期的長短。據以往的施工經驗來看，想要采用縫內轉向壓裂技術的前提是保證地層壓力恢復水平在原始地層力的95%以上。其次在于油井的綜合采出程度不能過高。任何一個油藏井在開發(fā)的初始階段，都會經過一定砂量的壓裂改造。這一階段的改造技術往往存在較大的局限性，只有經過重復性的壓裂改造，才能夠有效地提高其產出能力。還有就是在實際進行注水開發(fā)的過程中，我們應盡可能地選擇側向的油井，這樣能夠有效避免水線溝通時產生的暴性水淹現(xiàn)象。

(4)水平井分段壓裂技術

水平井分段壓裂技術主要適用于油田頁巖氣的勘探開發(fā)中，其作用主要體現(xiàn)在增加水平井的儲層與鏡頭之間的接觸面積，進而促進油田產量的提升。在水平井分段壓裂技術應用過程中，結合實踐效果來看，水平井分段壓裂技術主要分為以下幾類：首先是化學隔離技術，該技術主要是在射開第一段之后將油管壓裂，并利用沙子和液體膠塞對已經壓裂的井段進行隔離，直到所有的改造井段依次壓開。其次是機械隔離技術，該技術主要是利用機械組合的方式將每一段壓裂，但是在壓力過程中的機械組合方式不同，例如機械橋塞與封隔器的組合、環(huán)空分割器的應用以及雙封隔器單卡分壓的模式，尤其是在淺層油藏中，加強環(huán)空分割器進行分段壓裂能有效地預防出現(xiàn)事故。環(huán)空封隔器分段壓裂技術比較成熟，在淺層油藏開采過程中的應用十分廣泛，但在深井中的應用效果不夠理想，因此需要繼續(xù)加強技術研發(fā)和技術改善，這樣才能使其得到更廣泛的應用，發(fā)揮更好的作用。還有一種就是限流壓裂技術，主要是在整個壓力過程中，使壓裂液從射孔中高速的通過，并進入儲層，而這一階段勢必會導致孔眼摩阻，且隨泵注排量的增加而增大，帶動井底壓力的上升，當井底壓力一旦超過多個壓裂層段的破裂壓力，即在每一個層段上壓開裂縫，它要求各個段破裂壓力基本接近，可用孔眼摩阻來調節(jié)。

6.結束語

石油開采的效率和質量與國民經濟的發(fā)展有著千絲萬縷的聯(lián)系，而加大對壓裂增產改造工藝技術的研究力度能夠為我國油田開采企業(yè)的正常生產發(fā)展提供堅實的保障?；诖耍嚓P企業(yè)及研究人員必須要加快有關研究的步伐，從而顯著降低油田開采的風險，使其開采質量得到提升。