采油井重复压裂裂缝失效原因研究

刘佳（吉林油田公司油气工程研究院， 吉林 松原 138000）

采油井重复压裂裂缝失效原因研究

刘佳（吉林油田公司油气工程研究院， 吉林 松原 138000）

多年来，重复压裂技术的应用为油田开发创造了很大的价值，为油田产量的增加、油田开发水平的提升、人力物力的节省都带来了很大的帮助，越来越受到相关人士的认可。但在实际的施工过程中，并不是所有的压裂措施都达到了有效增产的目的。本文结合现阶段采油井重复压裂技术的应用，分析了采油井重复压裂裂缝的失效原因，并阐述了其对策，供相关人士斟酌参考。

采油井；重复压裂裂缝；失效原因

采油井重复压裂技术经过多年的应用，其价值已被相关人士确定为有效增产的工艺技术。现如今，技术施工过程中由于堵塞、结垢和人为的原因导致重复压裂裂缝失效的情况也时有发生。

1 采油井重复压裂裂缝失效的原因分析

（1）微粒运移 裂缝及周围的地层堵塞是采油井重复压裂裂缝失效原因的重要组成部分。微粒运移引起堵塞，黏土会以薄片的形式沉积在泥质胶结储层的孔洞、缝隙中。地层水的微量元素以及矿化度很容易受到外来水的干扰，使得自身的矿化度发生改变，地层水自身的阳离子同黏土的负电荷作用对电中性平衡的控制会随着pH值（hydrogen ion concentration）的改变而发生变化［1］。此外，黏土片叶也会受到影响，随时发生黏土片分散。水中含微粒会受到亲地水砂粒周围不运移的制约，移动水相一旦有水的进入，微粒就会立刻发生分散运移现象，将孔缝堵塞，地层渗透率也因此大大的下降，出现堵塞。

（2）结垢与沉积 在油田的作业中，温度、压力酸碱等发生改变时，地层通道以及传输设备很容易形成结垢，包括油结垢、水结垢和泥浆结垢。结垢形成的主要位置都是在空隙中、裂缝中、岩缝中、井下的钻具和泵体内、注水井口汇集交织处等等。结垢的化学条件、物理条件等相关条件一旦成熟，结垢必然发生，将易结垢之处堵塞、卡死、腐蚀造成设备的严重损坏。结垢的形成是一个非常复杂的过程，大体可分为3个步骤。首先，水离子的相互结合导致溶解度等分子发生变化形成盐类分子（Ba2++SO42-==BaSO4↓；Ca2++ SO42-==CaSO4↓；Ca2++CO32-==CaCO3↓）［2］；其次，水分子的结合会使得微晶体的出现，造成晶粒化过程；最后，晶体长时间的大量堆积发展，导致晶体堆积面积越来越大，最后沉积成垢。两者的变化是地层堵塞的根本问题，也是重复压裂裂缝失效的重要因素。

2 采油井重复压裂裂缝失效的预防措施

裂缝及周围的地层的堵塞是采油井重复压裂裂缝技术失效的重要组成，而形成堵塞的主要原因就是微粒运移与结垢，在防止结垢时，微粒的运移也会发生变化，因此如何防止结垢是至关重要的。

（1）化学方式防垢措施 化学防垢剂是化学防垢的主要手段，其主要的防垢应用和作用包括4点。第一，分散作用。在水溶液中亚微晶的形成早期，利用化学溶解剂聚丙烯酸（聚羧酸阴离子型，此离子型溶解剂均可进行溶解），进行溶解腐蚀。这样可以有效的避免成垢微晶与聚离子有所交集，产生化学吸附，将二者有效的分离，帮助其在水溶液中漂浮，有效解决沉积现象，经流体排除，使金属传热的表面无生垢现象。第二，增溶作用。水中包括很多成垢离子如Ca、Sr等，针对此要采用HEDP（水溶性防垢剂）使其余成垢离子相结合，帮助无机盐快速的溶解，降低成垢的机会。第三，晶体变形作用。聚羧酸阴离子型容溶剂具有一定的整合作用，将其与水融合后，成垢金属离子被有效的整合，控制在晶格中的占地面积，使晶体变形对晶体沉积的发展有效的制约。第四，去活化作用。化学溶解剂本身就有表面活性的特点，对碱土、泥浆类金属可有效的去活化，帮助水溶液中成钙垢的减少，避免成垢现象的发生。

（2）物理方式防垢措施 物理方式的防垢理念是防止无机盐在系统壁上的沉积，其主要防垢应用和作用包括辐射作用和催化作用［3］。辐射作用：将水中的无机盐有效利用，使其吸附光量子，达到改变结构性质的作用，辐射处理设备需放置在流水经过的地方，帮助无机盐更加易除。催化作用：将水中存在的胶体晶体有效的利用，可避免垢物的形成，将流体催化设备放置在流水经过的地方，形成胶体晶种避免垢物的生成。

3 认识与建议

在重复压裂技术的应用过程中，存在以下薄弱环节，即：相关工作人员对部分工艺的具体操作方式以及原理没有一个科学的认识，大多工人都是结合现场的实际来进行作业，不可否认这一做法是正确的，但结合现场的同时，不乏会出现违背操作原理的事情，对人力物力也造成了一定的浪费；许多技术人员都是有多年工作经验的人，对重复压裂技术都有充分的了解，但要防止投机取巧；此外，相关人员对油藏数值没有一个正确的判断，对压力设计及施工方面没有一个系统的规划，对施工的进度造成一定的影响。因此，相关部门应设置健全的管理机制，培养施工人员的专业技能，对油藏的数值、压裂的材料进行合理的设计，可利用多媒体进行模拟施工，确定方案的可行性。

4 结语

总而言之，重复压裂技术的应用为油田开发带来了很大的帮助，在实际的施工过程中，大多会出现产量下降的情况，其主要减产原因与结垢有很大的关系。因此，在实际施工过程中，施工人员应通过物理方式以及化学方式有效避免结垢的现象，提高产量，实现最大化的采油井重复压裂技术价值。

［1］李龙，蒋建方，姚洪田，等.榆树林油田扶余油层重复压裂裂缝转向研究［J］. 油气井测试，2015，24（1）：13-16.

［2］张欢，王波，王兴，等.安塞特低渗油田注水开发后裂缝动态表征及其影响［J］.低渗透油气田，2015，（1）：83-86.

［3］达引朋，陆红军，杨博丽，等.低渗透老油田新型多缝重复压裂技术研究与应用［J］.石油钻探技术，2015，（3）：65-70.