水力压裂增产技术研究进展探讨

陈同骁

中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300459

引言

水力压裂增产技术发展历史悠久，发展前景广阔。当代科学技术快速发展更是带动了水力压裂增产技术的发展，该技术的实用性不断提高。近年来，国内水力压裂增产技术快速发展，在各方面都得到了优化，如压裂规划、材料水平、整体质量等，20世纪90年代期间，水力压裂增产技术便得到了一定进步，应用范围不仅仅局限于低渗透油田领域中，其应用范围得到了明显进步，适应场合朝着多样化方向发展。水力压裂增产技术在诸多恶劣环境下都有所应用，且应用优势相对明显[1]。如海洋、沙漠等区域。现阶段，应用最为广阔的便是高渗透地层位置，这对当地的布井规划都会具有重大影响。从某方面分析，水力压裂增产技术更符合时代发展需求，在未来发展过程中，该技术将逐渐成为中高渗透地区的主要技术之一。

1 压裂增油技术的影响因素分析

第一，施工质量。结合工程项目执行情况，相关机构必须选择合适的材料，确保油井压裂增工作的顺利执行。为此，相关人员必须提高施工过程中材料选择方面的分析。施工设计期间，要从施工裂缝的方向、施工裂缝的长度出发进行考虑。设计的施工方案要保证较高的可行性。经过业内压裂井资料分析，发现，制定油井产量最大化的压裂措施：可制定多套方案，结合实际情况进行分析，选择出相对合适的方案，经过详细登记、整理，得到最优化的压裂参数。同时要不断进行地质条件资源的优化，促进整体产量的提升。

第二，注采管理分析。注采管理和采油增油量存在较大关联性。逐步完善注采关系是提高增油量的主要方法，同时还可延长油井的使用寿命。

第三，重复压裂。部分施工企业对压榨次数这一参数十分关注，而忽略了质量问题，进而导致油井在重复压裂期间极易发生产量下降的问题，造成了油井资源的浪费。

第四，地质因素。泄油面积减小的情况下，油井的压后油量会有所增大，进而导致油井开发难度增加，有时还会导致开发效果大打折扣。此外，造成采油困难的因素还包括油井位置，如未选择产油量较大的区域。泄油面积小的情况下，油量效率下降，进而导致油井开发条件无法达到最优化，开采难度明显提升，此时如果选择区域不正确，极易造成开采不达标、资源浪费问题[2]。加压后经常会发生增液不增油的情况，上述问题的主要原因便是：相邻岩层、高含水层位置出现的压窜问题。

2 油井增产措施分析

2.1 提高监督力度

石油企业的运作期间，合理进行全过程监督方可保证施工质量满足最优化要求，为此，石油企业必须组织专业人员进行施工质量的监督管理，其中最为主要的监督管理内容便是压裂砂的质量、压裂支撑剂用量、成胶时间等。监管人员必须严格管理，切实履行自己的职责。保证施工监督、跟踪管理等工作落实到位，加强监管作业期间的记录管理，保证后续石油产量的有效发展。

2.2 优化压裂设计

油井压裂设计方案包括多种形式，为此，相关人员在进行设计期间，必须考虑压裂情况，借助科学合理的方式进行压裂优化，尤其是支撑剂、压裂液、管柱等方面的合理选择[3]。油井裂缝长度对油井产量具有直接影响，相关人员在进行油井含水率测定后，发现裂缝情况与初期并未存在显著差异。

2.3 优化地质条件

收集大量的压裂井材料后，可从中发现提高压裂措施的途径。针对重要的数据信息进行详细分析，制定合理有效的措施，可明显提升油井整体出油率，此时可在地质条件不变的情况下进行资源优化。

2.4 酸化压裂

该操作主要使用的压裂液是酸液，一般不需要额外添加支撑剂，主要依靠水力作用便可产生，随后在酸液侵蚀条件下可对裂缝进行侵蚀，保证裂缝不会闭合后，便可实现地层渗透性的优化，提高渗透性。

3 压裂低效井的控制方法

第一，岩石厚度方面。压裂效果与压裂砂岩厚度、有效层厚度之间的界限具有一定的影响，要充分考虑地层压力限制影响。第二，压裂井产业、含水界限分析。首先，需要针对压裂井中的各种数据资料进行分析，总结压裂井初期含油量的增加情况，结合相应规律进行压裂后期增产效果的分析，并及时对比相关信息，找到油井增产方案。第三，选井选层。该项工作是油井反复压裂环节的关键内容，可明显提高油田利用率、油井产量。随着国家油井技术的快速发展，反复压裂工作的数量越来越多，相关人员必须提高注采系统的关注度。高度重视选井工作。尽量在分流河道砂体位置进行选井、选层，这种情况可能会导致压裂砂岩出现带状情况，可明显提升出油率、压裂效果[4]。

4 油层水力压裂增产技术概述

油田增产的主要措施便是针对地层孔道进行扩大化处理，也可以打通新通道，水力压裂属于常见方法之一，可有效提高油田开采效率，还可提升油田开采质量。常规水力压裂技术应用期间，借助压裂液可保证油层逐步形成裂缝，随后借助支撑剂对裂缝进行支撑，促进其逐渐成为永久性的裂缝，保证储层区域 渗透性，达到增产的目标。对于储量丰富的油层，可进行重复压裂处理，多次压裂施工后可进行储层油流的有效开采，提高整体开采力度，进而满足预期经济效益。此外，还可应用限流压裂技术措施，经由射孔的孔眼区域，将压裂液喷射出去，从而形成裂缝，提高储层的渗透效果，从而满足增产要求。结合油田水力压裂施工的具体施工细节，在进行该技术的落实期间，应促进井下储层形成裂缝网络结构，确保裂缝的延伸，并达到最终增产目标。

5 水力压裂增产技术进展探讨

5.1 重复压裂技术分析

重复压裂技术主要应用于水平井、斜度直井位置。其优势表现在：结合储层进行压裂情况、压裂频率、储层情况的分析。除了斜度直井、水平井外，部分具有价值的老井也可采用该技术。在新井情况下，可明显提高压裂效果。国内油气田数量庞大，大部分油气田都已经开发到了一定程度，价值空间相对越来越小。因此，为了保证油气的正常供应，当下主要研究任务便是提高开采效率。结合这一类问题，相关人员可结合新缝、储层堵水两种方法进行处理[5]。在进行重复压裂期间，不可控因素相对较多，上述因素都会对压裂效果产生影响，如渗透率、孔隙度等，上述两方面因素未得到有效控制时极易对最终压裂成果产生影响。理论上，空隙度高的低渗透油藏中，一般都会使用重复压裂技术，效果相对较好。新缝数量一般与弹性模量、裂缝长度相关，一旦弹性模量、裂缝长度出现问题，必然无法产生新缝。在弹性模量低、渗透率低的情况下容易产生新缝。

5.2 复杂井压裂技术

油气田开采作业中，涉及的影响因素较多，必须合理把握所有环节的连接关系。油气藏工作环境十分复杂，由于低孔隙、低渗透的情况越来越多，使得油气开采难度越来越高。大斜度井、水平井情况下，合理使用复杂井压裂技术已经显得刻不容缓。复杂井压裂技术组成中，包括水平井压裂、分段压裂、限流压裂等。不同的压裂技术，其使用范围有所差异，相应的性能、优劣势也不同。分段压裂中，需要合理使用外物，如封隔器，相应的压裂操作需要保证分层、分段处理[6]。分段压裂的方法相对较多，并未具有较多的限制条件，包括水力喷射压裂、桥塞压裂。限流压裂处理中，主要是将压裂液注入射孔位置，从射孔流入储层。当泵的排量满足实际需求情况下，孔眼的摩擦力便会增大，此时井底压力增加，井底压力需要大于破裂压力时方可满足压裂效果。但是限流压裂方法中，一般对工艺条件会有较高要求，储层方面必须具有较高的稳定性，因此，限流压力作业期间必须充分考虑各方面影响因素。分段压裂、限流压裂可在不同的水平井中使用。压裂操作期间，必须充分考虑起裂裂缝、延伸裂缝两方面的问题，水平井的水压裂缝区域一般与场应力相关，当水平方向完成射孔操作后，一般会保持与地场具有一致的方向。具体施工环节中，井筒内部必然会同时受到射孔应力、压裂液的共同作用，压裂孔隙的间距不可过大，否则会导致裂缝转向问题。一般情况下，水平井的井眼斜度不得大于90°，起裂方向一般与轴线相平行，当水平井的井眼斜度为0°情况下，起裂方向一般沿着纵向，当斜度不断增大的情况下，裂缝的延伸需考虑最小应力作用。裂缝有时是不可控的，要及时考虑其延伸性要求。裂缝一般不会从低强度的岩石朝着高强度岩石延伸，但是反之可行，即高强度岩石的裂缝可延伸到低强度岩石中[7]。同时裂缝还可在井筒内部进行延伸，从高渗透地层位置进行延伸，一般延伸数量为4个。在大斜度井、定向井的压裂处理中，必须做好前期准备工作，降低施工失误概率，部分特殊情况下，裂缝数量多、裂缝转向灯，可借助裂缝数量、降低摩擦阻力等方法进行优化。优化工艺流程后，可保证压裂效果朝着理想化方向发展，最大限度地降低施工难度。

5.3 低渗层深穿透压裂技术

该技术主要应用于低渗层的开发作业期间，涉及内容相对较多。近年来，国内深穿透压裂增产技能越来越完善，相应的裂缝长度也逐渐变大，这一状况可保证低渗层的产量、采储量不断增加，从而保证经济效益的最大化。低渗透地层具有相对特殊的特点，地下闭合应力较高、透气效果差，岩层的整体密实度更高。在低渗透地层中，可积极落实水力压裂增产技术，低渗透地层中包括大量的砂石，这一类砂石的硬度较低，在外界较大冲击作用下，必然会导致砂石破碎[8]。在外界裂缝闭合速度过快的情况下，工作期限可能会有所延长，这种情况下反复操作必然会造成相对严重的经济损失问题。为此，必须合理采用高导流技术，维护裂缝的稳定效果。

5.4 高渗层防砂压裂技术

该技术在高渗透地层中广泛应用。在对高渗透层进行压裂处理时，必须及时填防砂，现代化技术带动了防砂水平的进步，传统防砂方式可能无法满足当代需求。砾石填充对高渗透地层会有一定的损害，严重情况下还会导致堵塞问题，对地层渗透率会产生不利作用，较为明显地影响了地层导流效果。在面对这一情况时，防砂压裂技术属于相对合理的解决方法，应用该技术可进行高渗层导流处理，如在裂缝中添加相应数量的支撑剂（浓度不得过低），填砂后便可进行后续处理。随着时间发展，裂缝宽度便会逐渐变大，当增至一定程度后，这种趋势便会趋于稳定。

6 结束语

水力压裂增产技术包含内容相对丰富，随着新时期各类科学技术的快速发展，水力压裂增产技术得到了巨大升华。未来较长一段时间内，都将以经济效益为主进行处理，在保证质量的前提下有效提升施工效率，保证水力压裂增产技术具有更加广阔的发展前景。