体积压裂技术在油田开采中的应用

李振国

摘 要：体积压裂技术在改造低渗透油田、提高油田产量、扩大企业经济效益方面具有重要作用。该技术的使用范围具有一定的局限性，需要油田满足具有天然裂缝和脆性岩石的性质。本文主要围绕体积压裂技术的原理、应用范围、应用效果进行说明，并以实例对该技术的应用注意事项进行详细说明。

关键词：体积压裂技术；油田开采；天然裂缝；人工裂缝；脆性岩石

1 概述

随着经济的不断发展，我国工、农业发展迅速，对石油等基础性能源的需求量越来越多。石油开采事业在国民经济地位中所占比重日益加大，石油开采中的技术应用也是越来越先进。能源需求的不断增多，提高了油田中低渗透油气藏在石油勘探和开采中的地位，因而促进了能适合于开采低渗透油田的体积压裂技术的应用。体积压裂技术作为高效开发低渗透油气藏的利剑，对于提高石油产量具有重要意义。

2 体积压裂技术在石油开采中的应用

2.1 体积压裂技术原理 体积压裂技术主要是利用水的压裂作用，扩大岩层中存在的天然裂缝的间隙，促使脆性岩石在剪力作用下发生滑移，从而产生人工裂缝。人工裂缝与天然裂缝纵横交错，形成新的网状裂缝，达到对油田储层进行改造的目的。同时，天然裂缝、岩石层理的沟通，会使主裂缝在外界侧向力的强制作用下生成次生裂缝，然后形成二级次生裂缝及更微小的次生裂缝，直至将原有的天然裂缝扩展成为新的裂缝网络系统，油田的改造体积不断增大，再利用技术将可以渗流的有效储层进行打碎，这就形成了长、宽、高三维度的全面改造。改造后的低渗透油田，渗流面积及疏导能力都有了大幅度提升，这对于提高油田的初始产量和最终采收率具有重要作用。

2.2 体积压裂技术适用范围 体积压裂技术主要应用于提高低渗透油田的产量。一般情况下，低渗透油田由于流体渗透性能差、产量低，不适宜直接开采，只有通过增产改造后，才能实现正常的生产开采。油田改造通常采用体积压裂技术，该技术是采用压裂的方式，对能进行渗流的有效储集体进行打碎处理，形成网状裂缝，增大裂缝壁面和储层基质的接触面积，缩短任意方向的油气基质到裂缝的距离，从而起到提高储层整体渗透率的目的。体积压裂技术在改造油田应用方面具有一定的局限性，只有满足以下条件，才能使用该技术进行改造：①油田所在地区的岩石具有天然裂缝。天然裂缝是体积压裂技术应用的必备前提，只有具备了这个前提，才能利用体积压裂技术促进油田的渗流。②岩石具有一定的脆性。具有一定脆性的岩石，才能在外界作用力的压迫下产生剪切破坏，从而形成复杂的网状缝隙，扩大裂缝的体积。③与其他技术的配套使用。对于不满足以上两点要求的不敏感地带，除使用体积压裂技术外，还应配套使用大型滑溜水压裂技术。这是因为滑溜水黏度低，可更充分的进入到天然裂缝中，提高改造效果。

2.3 应用案例分析

2.3.1 改造前油田条件。以某油田的体积压裂技术改造为例，该油田属于低渗透油田，地面条件整体水平不高，这就限制了油田的开发。

2.3.2 改造过程。该油田开采方式主要为丛式井开采，开采中油井倾斜角度大于15°时，井眼和井斜利用率較高，再通过对射孔方式和压裂参数的进一步优化，可大幅度提高压裂效果，达到利用压裂技术对该油田进行改造的目的。体积压裂技术相对于其他改造技术，在提高油田产量方面具有更好的优势，这是因为利用该技术能形成多条平行且独立的人工裂缝，增大原油在地下泄流的体积，从而起到提高油井产量的目的；油井倾斜度数和方位占据主导体积，压串和分压问题可以忽略；裂缝过多可能影响油井的产量及安全性，应采用增加排量的方式降低多裂缝发生的概率。单井条件不同，其处理措施也存在差异性：单井射孔厚度大，夹层较薄，而其自身的质量较好时，其施工管柱可采用油套混注合层压裂；若单井有两个压裂分段，间隔层厚度达到一定程度，物性差异较小时，可用双封施工方式，以确保压开的准确性及质量；若物性差异较大，可采用投球分压的施工方式，以确保施工的成功率。在实施压裂改造过程中，若压力较大，油井质量不高，上部套管出现破损现象时，可用卡封压裂方式。

2.3.3 施工保护措施。利用体积压裂技术对油田进行改造时，除要根据油田的实际情况进行方式选择外，还应采取必要的保护措施。如为了保护地层，可选用低伤害性或者经过处理的压裂液、预前置液、高强度的支撑剂等。在使用风度破胶技术时，应根据油田的地质条件、施工阶段、液体在地层中能承受的温度范围、停留时间等要素，逐渐增加破胶剂的数量，从而保障压裂液实现破胶液化；支撑裂缝处理技术可应用在温度较低的环境当中，该技术对聚合物的主链和交联冻胶结构具有破坏作用，能在短时间内溶解聚合物的滤饼和压裂液的残渣，在实现破胶排液和裂缝导液能力提升方面具有明显的效果。

2.4 体积压裂技术在石油开采中的应用成果 体积压裂技术自应用以来，已经在油田开发中得到了广泛应用，并且取得了显著成果。该技术的应用，极大地促进了我国石油企业生产总量的增长。据不完全统计，该技术的应用次数已经达到了十万次以上，增油量高达约7000万吨。仅就中石油而言，体积压裂技术的应用已经为该企业实现了800万吨/年的油量增长；除在开采方面的广泛应用外，体积压裂技术在测试探井方面同样具有实际的应用价值。随着科学技术的不断进步，体积压裂技术将进一步改进，扩大其应用范围及功能，为我国的石油生产做出更大贡献。

3 总结语

石油是国家经济发展的基础，提高石油生产效率，增加石油生产量，不仅有利于石油企业自身的发展，还能促进国家的经济建设。低渗透油田由于自身的特点，不具备直接开采的条件，应利用体积压裂技术对其进行改造，通过建造人工裂缝增大渗透液的体积含量，从而使低渗透油田达到开采条件。体积压力技术应用过程中，应考虑油田是否具备天然裂缝和脆性岩石的条件，然后根据施工需要采取多项保护措施，以确保油田改造的有效性，从而实现增加油井产量，推动经济发展的目的。

参考文献：

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