油井压裂增产工艺技术与创新措施分析

原公颀

西部钻探井下作业公司(储层改造研究中心)

摘要: 摘要:油井压裂增产技术是通过将油层孔道进行扩张或打通的方式达到增加油井产量的目的,是油田开发中的重要技术手段。油井压裂增产技术对于提高油田开采的效率,扩大油田产量起到了至关重要的作用。随着我国科技水平的不断提高,针对油井压裂增产技术的相关研究与应用也...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:油井压裂增产技术是通过将油层孔道进行扩张或打通的方式达到增加油井产量的目的,是油田开发中的重要技术手段。油井压裂增产技术对于提高油田开采的效率,扩大油田产量起到了至关重要的作用。随着我国科技水平的不断提高,针对油井压裂增产技术的相关研究与应用也越加深入,通过油井压裂增产技术的创新,达到了提高油井产量,推动行业可持续发展的作用。

关键词:油井;压裂;增产;技术;创新

1.油田压裂工艺技术分析及突破点的确定

(1)单层压裂技术分析及突破点。所谓单层压裂技术是指以一个待开采的井层为主体,研究人员围绕这一主体的各项参数和具体信息展开深入的研究分析。相较于其他压力技术而言,单层压力技术具有更强的针对性,它往往从主观角度忽视其他影响因素,围绕技术本身展开更为纯粹的研究。在针对这一技术进行改革创新的过程中,往往会利用“有限导流能力模型”来对它的压裂效果进行检验。在检验的过程中,通过对模型信息进行计算和研究,可以发现该技术的弊端和不足,并进行又一次的改进。以有限导流能力模型为理论基础,我们可以利用相应的公式计算出单层裂缝的最大流通能力。

(2)井网压裂技术分析及突破点。相较于单层压裂技术而言,井网压裂技术主要是围绕整个油井内的单个组合而展开的施工操作,相对来说这一技术的施工范围更大一些。由于井网压裂技术围绕油井单元展开压裂施工操作,所以在正式施工之前,施工人员应当对油井单元的注水情况以及具体的开采现状进行一定的了解。油井单元位于储存的不同决定了其开采环境的差异性,通过对每一个单独的储存单元进行全面的研究分析,可以建立起相关的专业模型用于保障井网压裂技术的使用效果。

(3)多层压裂技术分析及突破点。从某种程度上来说,多层压裂技术是单层压裂技术的升级版本。单层压力技术以一个点为中心展开施工,而多层压力技术是以地层为中心而展开相应的施工操作。所谓地层,可以简单地理解为一条线上得多个点,而其中的每一个点对应的就是一个油田储层。在反复研究和实验的过程中,可以发现多层压裂技术的改造方向与井网压裂技术是一致的。

2.油田压裂增产改造工艺技术分析

(1)重复压裂技术。所谓重复压裂技术是指针对某一石油层段进行多次的压裂,从而使其产生导流能力较高的支撑性裂缝。相较于进行重复压裂操作之前,压裂之后所产生的裂缝能够更好地连通油层,极大地提高了石油产量和流出率。在实际施工的过程中,施工人员能否把握好裂缝的转向在一定程度上决定着重复压裂技术的施工效果是否满足开采需求。据相关研究表明,每一次重复压裂时所产生的裂缝都会沿着原有裂缝的方向在不断地延伸,但与之前不同的是,裂缝延伸一段距离往往会产生小幅度的转向。部分油田页岩层的均质程度并不是很高,在这种情况下,是有可能产生裂缝转向并形成新缝网络。但由于我们无法保障每一次重复压裂时都能促使裂缝发生转向,所以就很难据此获得具体的开采信息。在当今时代下,相关企业与研究人员不仅需要进一步加大对裂缝转向以及新缝网的研究力度,而且还要善于利用各种传感器对油田情况进行深入的探测。

(2)清水压裂技术。清水压裂技术主要是利用专业的工作液进行相关的压裂操作,工作液主要是以清水为原料,要求技术人员在其中按比例加入适量的活性剂、降阻剂以及防澎湃剂等液体。相较于其他压裂技术而言,清水压裂技术不仅对油田结构的伤害更低,花费成本更少,而且更善于解决石油堵塞的问题。传统的清水压裂技术主要被用于降低压裂支撑剂的浓度,使其处在合理范围内。由于天然气的岩石表面相对来说比较粗糙,并不能够完全彻底的闭合,所以我们可以利用清水压裂技术来注入工作液,从而提高低渗透油田的导流能力。在实际施工的过程中,首先施工人员可以利用向裂缝中泵入“岩石酸”的方式来清理其中存在的各种杂质。尤其针对近井地带的封堵地段,更需要进行全面的清理,以便保障后续石油开采的效率和质量。在全面清理之后,施工人员可以利用清水压裂技术将调配好的工作液注入裂缝之中,从而保证裂缝的进一步延伸。在大多数情况下,清水压裂技术不仅不会对施工环境造成一定的破坏或污染,而且有时还会进一步延长裂缝,从而提高石油渗透率。

(3)缝内转向压裂技术。相较于其他压力技术而言,缝内转向压裂技术具有更强的针对性,它要求施工人员在正式施工之前做好相应的选检工作。在针对性选井时,应遵循以下几个原则。首先是地层能量必须是充足的,它的多少在一定程度上决定着暂堵压裂井有效期的长短。据以往的施工经验来看,想要采用缝内转向压裂技术的前提是保证地层压力恢复水平在原始地层力的95%以上。其次在于油井的综合采出程度不能过高。任何一个油藏井在开发的初始阶段,都会经过一定砂量的压裂改造。这一阶段的改造技术往往存在较大的局限性,只有经过重复性的压裂改造,才能够有效地提高其产出能力。还有就是在实际进行注水开发的过程中,我们应尽可能地选择侧向的油井,这样能够有效避免水线沟通时产生的暴性水淹现象。

(4)水平井分段压裂技术。水平井分段压裂技术主要适用于油田页岩气的勘探开发中,其作用主要体现在增加水平井的储层与镜头之间的接触面积,进而促进油田产量的提升。在水平井分段压裂技术应用过程中,结合实践效果来看,水平井分段压裂技术主要分为以下几类:首先是化学隔离技术,该技术主要是在射开第一段之后将油管压裂,并利用沙子和液体胶塞对已经压裂的井段进行隔离,直到所有的改造井段依次压开。其次是机械隔离技术,该技术主要是利用机械组合的方式将每一段压裂,但是在压力过程中的机械组合方式不同,例如机械桥塞与封隔器的组合、环空分割器的应用以及双封隔器单卡分压的模式,尤其是在浅层油藏中,加强环空分割器进行分段压裂能有效地预防出现事故。环空封隔器分段压裂技术比较成熟,在浅层油藏开采过程中的应用十分广泛,但在深井中的应用效果不够理想,因此需要继续加强技术研发和技术改善,这样才能使其得到更广泛的应用,发挥更好的作用。还有一种就是限流压裂技术,主要是在整个压力过程中,使压裂液从射孔中高速的通过,并进入储层,而这一阶段势必会导致孔眼摩阻,且随泵注排量的增加而增大,带动井底压力的上升,当井底压力一旦超过多个压裂层段的破裂压力,即在每一个层段上压开裂缝,它要求各个段破裂压力基本接近,可用孔眼摩阻来调节。

3油井压裂增产技术的创新措施

(1)高能气体压裂。高能气体压裂方法是油井压裂增产的重要技术手段,是借助于突然增高油井内的压力使得油层内产生裂缝,增加油井的出油量。使用高能气体压裂的方法可以产生持久不易闭合的裂缝,同时在裂缝中产生的碎屑也可以起到支撑裂缝的作用,减少裂缝的闭合现象;此外,在裂缝缝隙中存在的沥青、蜡、胶质等物质在高温环境下也可以自动溶解,不会对采油造成影响,达到理想的油井增产效果。

(2)水力压裂。水力压裂是借助于高压泵组将粘度高的液体以较大的吸力吸入井中,此时井底的高压会使得油层产生裂缝,这些裂缝会起到导流的作用,达到增加油井产量的目的,同时还可以降低油井压裂的能耗,达到节能提效的效果。

(3)酸化压裂。酸化压裂不需要借助于支撑剂会可以通过酸液的腐蚀作用对油层进行侵蚀,侵蚀造成的裂缝不易闭合,可以在油井内起到很好的导流作用,使得油层的渗透力提高,达到增加产油量的目的。酸化压裂与水力压裂的原理在一定程度上具有一定的相似性,都是通过增加油层内的导流性达到提高产量的目的。

4.结束语

石油开采的效率和质量与国民经济的发展有着千丝万缕的联系,而加大对压裂增产改造工艺技术的研究力度能够为我国油田开采企业的正常生产发展提供坚实的保障。基于此,相关企业及研究人员必须要加快有关研究的步伐,从而显著降低油田开采的风险,使其开采质量得到提升。



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