浅层低渗油藏的采油工艺和压裂工艺探讨

钱加贵

（长庆油田分公司　第三采油厂油房庄第二采油作业区，甘肃　长庆　745090）

浅层低渗油藏的采油工艺和压裂工艺探讨

钱加贵

（长庆油田分公司第三采油厂油房庄第二采油作业区，甘肃长庆745090）

近年来，随着油气资源需求的不断增加，资源也在不断的匮乏，这就要求对石油的开采做到稳产和高产，需要对一些新油田进行开发。本文对浅层低渗油藏的采油工艺和压裂工艺进行了探讨。

浅层低渗油藏；采油工艺；压裂工艺

在当前新发现的石油储量中，浅层低渗透油藏比例较大，而这类油田由于油层不深、渗透率低、产能较低，具有较大的深度挖掘利用及研究开发价值。研究开发浅层低渗透油藏成为我国今后油气工业的主流与必然走势。本文将对浅层低渗油藏的采油工艺和压裂工艺进行探讨。

1　浅层低渗透油藏采油工艺技术

油井按其举油出井的方法不同，采油工程中的采油方法会存在多种多样，主要分为自喷采油法和人工举升采油法两种。自喷采油法是油层自身具有的能量可以将原油从油层驱至井底，而且从井底把原油举出井口的方法，这种井也叫做自喷井。自喷井的优点就是地面设备简单、管理容易、产量高效。人工举升采油法恰好与自喷采油法相反，就是当油层的自身能量较低，不能够维持自喷时，则需人为的为地层增加能量，通常是用机械设备给井底的流体补充能量，从而把原油举升出井口，该方法也叫做机械采油法。机械采油法更多的是在浅层低渗透油藏采油中使用。

1.1 机械采油工艺设备

机械采油的工艺设备主要包括抽油机、抽油杆和抽油泵。首先，抽油机按形态可以分为异形抽油机、增程式和常规游梁式等多类型。异形抽油机是相对常规抽油机而言，使用的是变径圆弧形的游量后臂，载荷扭矩的大小变化如正弦曲线一样，保证了游梁长度有规律的变化，同时减小了曲柄的输出值的峰值，同时却增大了波谷值，扭矩波动性得到减小。游梁式抽油机也叫做梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。增程式抽油机是用旋转驴头后轮廓变径圆弧面的构造。该抽油机既有常规抽油机结构简单，耐用，便于操作和维护，又能达到增加冲程的效果。

其次是抽油杆，当前使用最多的是D级杆，抗拉强度范围在790～820kg/mm2左右，同时还有空心杆、玻璃钢杆和H级钢杆等不同类型。最后是抽油泵，当前使用最多的抽油泵是管式泵，还有杆射流增压泵。根据泵径划分，有38mm，44mm，56mm，70mm，83mm，95mm，110mm等规格的泵。

1.2 浅层低渗透油藏采油的各种工艺

首先是有杆泵采油工艺。有杆泵采油工艺主要用于小井眼、多层完井等油田开采，有杆泵采油就是由地面驱动设备即抽油机和安装在油管柱下部的抽油泵、以及抽油杆柱组成，抽油杆柱把地面设备的运动与动力传递给井下抽油泵柱塞使其上下来回运动，让油管柱中的液体增压，把油层产液抽汲到地面。有杆泵的设备简单，操作起来简单，容易掌握，是目前使用最普遍的采油泵。

其次是螺杆泵采油工艺。螺杆泵地面驱动系统又电机、大四通、减速器、电控箱、光纤密封器和机架等构成，泵的井下构成是由抽油杆、尾管、转子、导向头、油管和定子等组成。该工艺的工作原理是电控箱将电流输入到电机处，接下来通过皮带传动作用，将所产生的动力传递到减速箱的输入轴，输入轴会根据卡瓦实现旋转动力向抽油杆和转子旋转的有效传送。井下的螺杆泵是转子和定子所构成的，在彼此间易形成多个有着一定密闭性的空腔，当转子在定子中不断转动的过程中，空腔就会从一端移到另一端，这样液体就会被提送到地面上。该工艺优点非常明显，就是井下运转的部件少，操作简单，而且设备的能量耗损率也非常低。

再次是水力活塞泵采油工艺。该工艺是通过控制动力液循环速度来调节泵冲次数，以及很好的调整产能。该工艺最大的优点就是水力活塞泵检修不需要起下管柱作业。

最后是电潜泵采油工艺。该工艺与其他工艺的区别就是能量利用率最高，而且排量大，具有大幅度的排量变化的作用，在大排量井里，如斜井和海上采油平台等，开采单位油量的投资成本与运行成本比较小。

2　浅层低渗油藏的压裂工艺分析

压裂技术作为采油技术的一种，在采油环境下利用地面高压泵组，把压裂液注入井筒，以此在油层产生裂缝的一种工艺。该技术是产油层内的原油实验与气配套技术的主要组成部分。压裂工艺通常分为分层及选择性压裂技术和控缝高压裂技术两种。

2.1 分层及选择性压裂技术

分层压裂技术通常用在多层油田，分层压裂技术包括机械分层压裂技术、限流分层压裂技术、封隔器分层压裂技术和投球分层压裂技术。机械分层压裂是借助封隔器把目的层和其上下层段分隔出来，形成一个独立的压裂单元来实现单层改造。工作原理就是在第一层压裂中其它层压裂开关处于关闭状态，在第一层压裂结束以后打开第二层滑套开关，同时封闭下层通道，然后开始第二层压裂。后边重复此步骤，直至压裂全部结束。限流分层压裂技术主要用在需要多层压裂的油井，通过控制每个层的孔眼数量与直径，在破裂压力低的层段布设较少的孔数，并最大程度增加压裂液注入排量，提高井底的压力，在施工过程中尽可能提高注入排量，利用最先被压开层孔眼产生的摩阻来提高井底压力，使其达到每个压裂层的破裂压裂，使其相继被压开，从而达到一次分压几个层的目的。封隔器分层压裂工艺应用非常广，在轴向载荷作用下产生轴向压缩和径向膨胀来填满油管和套管之间的环形空间（或者油管和裸眼井壁之间的环行空间），胶简与套管壁（或井壁）之间产生接触压力从而起到隔绝井液和压力、封隔产层以及防止层间流体和压力互相干扰等作用。该工艺的缺点是对油层的上下层距有严格要求，同时作业复杂，投资成本高。投球分层压裂技术就是把所有压裂目的层一次射开，利用每层间破裂压力差异，压开破裂压力较低的层段进行加砂。然后在注顶替液时投入堵塞球，将射孔孔眼暂时堵塞，再提高压力压开破裂压力较高的层段，以此反复进行，直到更多的层段被压开。

在选择性压裂技术中，可以采取蜡球选择性压裂和堵塞球选择压裂，蜡球选择性压裂是利用蜡球封堵高渗层，只选择低渗层进行压裂，随着压裂液一起注入到高渗层中去，从而封堵高渗层，最后在油田产油后，蜡球逐渐溶解，达到释放更多油量。堵塞球选择压裂工艺是利用封堵球暂时封堵住低破裂压力的油层，根据需要从而压裂稍高破裂压力的油层。

2.2 控缝高压裂技术

控缝高压裂技术是把导向剂混入到前置液中，和前置液一起进入裂缝，根据裂缝高度控制方向的不同，选择上浮式导向剂或者下沉式导向剂，在裂缝的顶部或底部形成人工遮挡层，增加裂缝末梢的阻抗，阻止裂缝中的流体压力向上或向下传播。上浮式导向剂将会聚集在裂缝顶部，下沉式导向剂将会聚集在裂缝底部，由于裂缝高度增长会受地应力差、岩石物质特性和裂缝上下端部的阻抗（导向剂材料性质和用量）等基本因素控制，以此形成低渗透隔层，控制裂缝高度，阻止裂缝的延伸。该技术很适合用在浅层低渗油藏，因为浅层低渗油藏在进行压裂过程中容易造成压裂的高度进入遮挡层。

［1］钟安海.压裂过程产生多裂缝因素分析及处理措施研究［J］.断块油气田，2010，17（5）.

［2］杨悦，李相方，卢巍，等.浅层低渗油藏压裂水平裂缝直井产能方程推导及应用［J］.科学技术与工程，2013，13（24）.

Discussion on Production Technology and Fracturing Technology of Shallow Low Permeability Oil Reservoir

Qian Jiagui
（The Third Oil Production Plant of Changqing Oilfeld Enterprise，changqing，745090，China）

In recent years， Oil and gas resources increasingly scarce， and Its demand continues to increase， this requires the production of oil need to be stable and high yield， need to develop some new oil felds.In this paper， we will discuss the production technology and fracturing te chnology of shallow low permeability reservoir.

shallow low permeability reservoir；oil production technology；fracturing technique

钱加贵（1981-），男，江苏宝应人，采油助理工程师。