時間：2023-07-20 次
摘要：首先介紹了壓裂工藝技術的應用要點，隨后對國內壓裂工藝技術的發展現狀進行了分析，最后對新型壓裂工藝發展的探討。為了能夠在保證安全的情況下提高石油的開采效率，增加石油的開采量，壓裂工藝技術的應用必不可少。通過對新工藝的研究，提升壓裂工藝技術的應用效果，有助于增加石油開采量。
一、壓裂工藝技術應用要點
油田的生產過程存在諸多風險，為保證生產的安全性以及提高油田的生產效率，壓裂工藝技術以及新型壓裂工藝的應用必不可少，技術人員若想充分發揮技術及工藝作用，需要掌握一定的應用要點。需要在應用壓裂工藝技術之前做好風險分析工作，重在考察與分析相關技術人員的技術操作能力以及實戰水平等。除此之外，壓裂工藝技術的應用易受環境因素的影響。常規情況下，油田生產環境的復雜性可能會增加裂縫中應力的抑制難度，如若生產過程中出現技術操作違規行為，則容易導致管線泄漏，引發安全事故。
二、國內壓裂工藝技術發展現狀
1、普通壓裂技術
普通壓裂技術就是通過不壓井以及不放噴井口裝置的方式，可以將壓裂管柱及其相關配套器具下入至井內預定位置，以此完成不放噴操作。當第一層壓完時，技術人員可以將不同直徑的鋼球通過井口球閥或者是投球器等投入油井中，隨后使用滑套將噴砂器內部的水眼堵死，便于后期的壓裂操作。待最后一層替擠完成后，活動管柱并放置堵塞器，以此完成油管的起出操作。該技術適用的地質條件：其地質剖面需要具有一定厚度的泥巖隔層，且高壓下無層間竄通問題。該技術的應用優點如下：其一，可以完整不壓井或不放噴操作，能夠有效避免油層污染的同時，可以提高壓裂的增產效率；其二，可以在不移動管柱的情況下，實現連續壓多層的目標，既有助于減少作業量，又有助于施工效率的提高，且可以有效降低壓裂施工的成本投入；其三，普通壓裂技術可以與其他壓裂技術配套使用，且能夠適應不同含水期的挖潛改造要求。與此同時，該技術應用工藝操作簡單，成功率較高的同時，經濟效益也高。
2、多裂縫壓裂技術
多裂縫壓裂技術就是在壓裂層段內部，需要優先壓開吸液能力較大的層，隨后使用高強度暫堵劑將先壓開層的炮眼堵住，等待泵壓上升，在泵壓上升后再壓開第二層，隨后依次是三層等，以此可以形成多個裂縫，有助于高層段導流能力的提升。該技術主要適用的地質條件有三種：其一，適用于夾層厚度不大于2m，且層段內存在已經發育的多層低水量或不含水量的薄油層；其二，適用于經測試以及相關資料證實，高含水井中存在低含水或不含水層段；其三，適用于壓裂井層與注水井相連通的油層環境；其四，適用于高含水層段內存在低含水或不含水的油層。
3、限流法壓裂技術
限流法壓裂技術，其應用原理介紹如下：首先是嚴格控制炮眼的數量與直徑，施工過程中增加注入排量，并利用壓裂液流通過孔眼時所產生的炮眼摩阻提高井底壓力，完成壓裂液分流操作，以此可以完成破裂壓力地層的壓開任務，進而可以進一步實現加砂一次便可以同時處理多個層的目標。此外，在該技術應用的過程中，其布孔方案的編制需要遵循一定原則。其一，保證性原則。保證炮眼摩阻值充足，并在充分利用相關設備提高排量的同時，在不突破套管所承受最高壓力的情況下，應盡可能將破裂壓力較高的目的層壓開。其二，控強原則。針對于平面上容易水竄或者是存在積水的目的層，需要嚴格控制強度并進行區分的同時，合理劃分厚層與薄層。另外，如若出現目的層與上下非目的層相竄通的情況，應適當延長射孔點與隔層的間距。如若隔層厚度小于規定界限，可通過減少孔數的方式避免出現竄槽現象。
4、多層分壓技術
直井多層分壓技術主要分為兩種，一種是封隔器分層壓裂技術，一種是連續油管分層壓裂技術。前者雖然應用成本較高，且施工較為復雜，但其應用范圍較廣，類型多種，主要類型包括單封隔器分層壓裂技術，該技術適用于各種類型的油氣層；雙封隔器分層壓裂技術，該技術適用于以射孔的油氣層；套管滑套多層分壓技術，該技術可以完成無限極多層連續壓裂操作。后者，連續油管分層壓裂技術，主要被用于解決多層氣藏分壓改造問題，可以在規模較大的深井中進行應用，具有改造氣井的優勢。雖然技術應用涉及的設備較為復雜，且對于人員的操作水平要求較高，但技術應用的穩定性較強，各類設備運行期間不易出現不連續的問題，如若出現此問題，具體解決方案多種。
5、區塊開發壓裂技術
區塊開發壓裂技術應用的研究對象是低滲透油氣藏整體區塊，工作人員需要優先依據油氣藏的地質條件構建裂縫模型以及區塊地質模型等，隨后需要對區塊注采井網的條件以及壓裂方案制定的可行性進行研究，在明確區塊油氣井實際生產量以及采油速度時，可制定一套壓裂技術區塊開發方案，以便于完成低滲透油氣藏的開發工作。針對于低滲低壓油藏包，其共14區塊，具體的裂縫方位及長度需要通過電阻率層析成像的方式進行檢測，又或者是可以使用微地震法進行檢測，隨后需要調整注采方式，企業若想提高區塊注水驅油效率，可以在高水淹地區使用水平周期注水法。該技術主要分為兩種，一種是重復壓裂技術，具有恢復油氣井產能的作用，另一種是煤層氣壓裂技術，具有提高單井產量的作用。
6、水平井分段壓裂技術
水平井分段壓裂技術，可以在較短的時間內壓裂出多條水力裂縫，壓裂效率較高，不僅具有快速排液以及傷害性較低的特點，還具有封堵方式多種的優勢。依據封堵方式的不同，該技術可以具體分為限流壓裂技術，技術應用的主要目的是壓開各層段破裂壓力不同的油氣井，隨后通過對射孔炮眼直徑及數量的合理控制，可以提升井底壓力；水力噴射壓裂技術，該技術是水力壓裂與噴射射孔的組合，技術應用可以在不需要機械密封裝置的情況下完成多層壓裂操作，且具有多層壓裂周期較短以及能夠有效降低對儲層傷害的優勢，應用范圍相對較廣，尤其是在國外。
三、新型壓裂工藝的發展
1、酸化壓裂工藝技術
油田企業想要確保油田的產量始終處于高產或穩產的階段，則需要注重酸化壓裂工藝技術的使用，該技術具有堵塞范圍較深油氣井以及低滲漏區油氣井的作用，且可以為儲油空間以及石油的滲流通道提供連接。為了能夠充分發揮酸化壓裂工藝技術的應用價值，技術人員應該依據現場實際情況盡可能的挖掘酸化壓裂技術效能。具體的方式可以是通過開采石油時對碳酸鹽含量成分的掌握，合理選擇以及處理酸液，以此實現對反應條件的有效控制目標，進而有助于加快石油開采速度，減少石油開采中的資源浪費。除此之外，酸化壓裂技術的應用，需要合理控制流體巖石孔隙流通的流暢度以及流體流失情況等，以此避免出現流體流動稠度增加而造成流體浪費的問題。若想提高流體的黏稠度，技術人員可以選擇添加泡沫劑、活性劑、乳化劑以及聚合稠化酸等。
2、端部脫砂壓裂技術
油氣的開采技術逐步發展，加之多種工藝技術的綜合應用，壓裂工藝技術的應用范圍逐步擴大，除了低滲透地層可以應用該技術之外，中、高滲透地層也可以應用該技術，且形成的裂縫短而寬。為進一步提高中、高滲透地層的產油量，在20世紀80年代，國外研究出了端部脫砂壓裂技術，其英文縮寫為TSO。當前，該技術已被應用于國內。不同于普通的壓裂技術，端部脫砂壓裂技術具有泵柱排量較小的優勢，其可以減緩裂縫的延伸速度以及合理控制裂縫高度，且脫砂較為方便。此外，技術應用過程中，雖然前置液的用量較少，但加砂比較高，可以讓砂漿前緣在停工之前達到裂縫周邊，且能夠提高裂縫的支撐效率。事實上，端部脫砂壓裂技術的主要特點是裂縫短而寬，能夠被應用于淺層或中、高深地層，其應用的前提條件是需要技術人員嚴格控制裂縫高度。
3、致密油高效滲吸壓裂技術
針對于致密油儲層的開采，常用的壓裂技術為致密油高效滲吸壓裂技術，該技術具有依據致密儲層特點將致密油孔喉細小的缺陷轉變成為優點的作用，其技術原理是通過體積壓裂的方式形成縫網，隨后可以打破儲層，擴大人工裂縫面積，為油氣提供“網絡”滲流通道的同時，還可以擴大納米洗油劑壓裂液與儲層的接觸面積，以此創造良好的油水置換條件。如若壓裂操作完成，可適度“悶井”，通過滲吸將儲層基質中的原油進行置換，有助于提高致密油儲層壓裂效率。在工藝技術方面主要分為三種，分別是體積壓裂、滲吸洗油以及高效納米洗油劑等。體積壓裂主要是利用大規模及大排量的人工控制方法“打破”儲層，隨后可以形成天然與人工交錯的裂縫網，增大油氣的改造體積。滲吸洗油，其主要是在壓裂液中添加納米高效洗油劑，以此改變巖石的濕潤度，有助于促進滲吸的同時，可以有效實現油水置換。高效納米洗油劑，其是由多種生物溶劑以及表面活性劑混合而成，在二者的相互作用下，可以完成低滲或超低滲儲層原油的置換。
4、低滲層大砂量多級壓裂技術
低滲層大砂量多級壓裂技術的應用具有諸多特點，例如地下閉合應力較高以及巖性致密等特點。常規情況下，常用的壓裂技術種類為水力壓裂技術，該技術雖然具有裂縫閉合較快的優勢，但也具有支撐砂易破碎的缺點。所以，該技術作業的有效期較短，技術應用期間需要考慮的經濟影響因素較多，應用存在一定風險。而降低技術應用風險的關鍵在于裂縫高導流能力的提升，其具有在非穩定流期間保持高流量的作用，且是提高作業效率的有效方式。至此，近幾年，低滲層大砂量多級壓裂技術應用廣泛。此外，該技術應用的主要作用是在生產階段產生較大導流通道，而技術應用期間砂量需求較大，若想讓無因次裂縫導流能力不小于10，砂量需要增加至300%，若是需要考慮裂縫的高度、機械風險、完井層段的間隔以及現場監控等，技術應用過程中砂量需要持續增加。
四、結語
眾所周知，壓裂工藝技術在油田的勘探、開采以及生產方面具有重要作用。近幾年，國內壓裂工藝技術的發展種類較為豐富，常見的壓裂工藝技術包括普通壓裂技術、多裂縫壓裂技術、限流法壓裂技術、直井多層分壓技術、區塊開發壓裂技術以及水平井分段壓裂技術等，具體應用水平有待提升。另外，例如酸化壓裂工藝技術、端部脫砂壓裂技術、致密油高效滲吸壓裂技術以及低滲層大砂量多級壓裂技術等新型壓裂工藝，其發展趨勢良好。
