王志杰

摘 要：目前，國內常規(guī)油氣資源開采已達到瓶頸，為了保證油氣資源開采的質量和數量，務必要致力于研究低滲以及超低滲油氣田開發(fā)過程。在對低滲、超低滲油田開采時采用水平井水力壓裂技術，能夠使儲層流體的流動性發(fā)生變化，增加泄油面積，從而保證油氣資源開發(fā)的效率和質量。在選擇壓裂手段時，要結合實際的地理狀況，深入分析地質特點、油層性質，這樣才能對儲層進行科學合理的開發(fā)。

關鍵詞：水平井;水力壓裂機理;低滲儲層

在石油行業(yè)持續(xù)發(fā)展的今天，越來越多的人開始把視線投入到低滲透、超低滲透等難以開采的油氣能源的開發(fā)和利用上。這種油氣資源油層構造緊密，液體流動性差，所以要借助壓裂技術使儲層液體的流動性增加。水力壓裂在開采低滲、超低滲油田的過程中具有重要作用，要深入分析探索水力壓裂機理，才能更好的保證開采油田。另外，在科技水平飛速提高的背景下，一些新型壓裂技術在石油開采過程中運用的頻率越來越高。

一、水力壓裂增產機理

1.1壓裂原理

水力壓裂是指通過增加水的壓力，使得油層產生縫隙，能夠和油氣存儲部位接連，進而增加儲層的泄油半徑，保證石油開采的數量。

水力壓裂原理：利用地表高壓泵組，通過井筒把排量大、粘性大的液體輸入到地層內部，使得井底的儲層承受很大的壓力，隨著壓力的增加促使儲層的巖石產生裂縫。然后持續(xù)注入高壓、高速的攜砂液，促使縫隙增大，壓裂結束后，產生了豐富的允許油氣資源流動的縫隙網絡，支撐劑可以使縫網保持原樣，油氣資源可以從縫隙進入井中，進而可以提高產量。

1.2增產機理

（1）使流體狀態(tài)變化：沒有壓裂前，儲層液體的流動是徑向，經過壓裂，產生豐富的縫隙網絡，液體可以雙線性流動，更容易流入井中。

（2）連接油氣存儲部位：低滲、超低滲油層各部分的滲透性不同，井底和一些油氣密集部位不能有效的連接，利用壓裂打造的人工縫隙，能夠實現油氣密集地帶和井筒的連接，這樣便增加了單井產油地層，增加石油開采量。

（3）避免井底周邊的土壤發(fā)生污染。

二、常見的幾種水力壓裂技術

2.1限流法壓裂

20世紀80年代，國外利用限流法來進行油井壓裂，把已經開采過的油井中未被發(fā)掘的油氣資源開采了出來，使得油田的產量大大增加，促進石油產業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。我國對于水平井限流法壓裂技術的使用是從大慶油田外圍開始的，在20世紀90年到目前，利用限流法壓裂技術成功改造了十幾口油井的薄差層，取得一定的成效。

限流法壓裂技術原理：對炮眼數量以及半徑大小嚴格把握，最大限度的提高排量，通過炮眼摩阻來增加井底壓力，使得壓裂液流動性改變，破裂壓力相似的油層都可以裂開，一次加砂就可以改造多個儲層。

在開采低滲透油氣田過程中，會出現很多薄差層，此類油層的破裂壓力大多一致，通過機械分隔不容易開采，而使用限流法壓裂技術可以使多個儲層同時裂開，降低了壓裂費用，該工藝在低滲透薄差油層的開發(fā)中具有重要的作用。

2.2分段壓裂技術

分段壓裂是指在水平井井筒結構中，即完井套管中接入封隔器和壓裂滑套，按照設計規(guī)則把油氣儲層劃分為幾個部分，通過開關滑套按順序進行壓裂，使得油層的滲透性、流動性和生產量顯著提高。分段壓裂技術優(yōu)點很多，比如具有很好的針對性、容易操控、壓裂效果好等。經常運用的類型有：水平井套管限流壓裂、機械封隔分段壓裂技術、水力噴砂壓裂技術等。

21世紀，中國石油化工集團有限公司在鄂爾多斯盆地南部地區(qū)開展了水平井分段壓裂測試，首個測試井在壓裂后達到29.0噸的日產量，開采量飛躍提升。截止現在，壓裂水平井大概有500個，單井分段壓裂最高值為19段，每日生產最大有128.5噸。

2.3水力噴射壓裂技術

水力噴射壓裂技術要借助高壓力、流速快的液體進行，射孔液攜帶支撐劑射穿地層，使得儲層中產生縫隙，連接井筒和油層，增加液體流動性。

根據儲層性質：低滲、自然縫隙很多，可利用水力噴射環(huán)空壓裂技術，其特點是：射孔多，環(huán)空加砂，封閉。使得以往水力噴射壓裂技術噴嘴使用時間短、加砂量不多、裂縫少等問題得以有效改善。此項技術的原理是：通過雙級噴射器實施射孔，接著進行環(huán)空加砂，把液體輸入地層，減少了反濺危害和噴嘴破損，增加了壓裂管柱工作效率。實踐研究顯示，此方法可以保證低滲、超低滲儲層得以有效的開采。

2.4選擇性壓裂技術

針對油層中各個層位以及各油層間液體吸收能力不一樣這一特性，在縫隙中注入暫堵劑，使其封閉，保證壓裂液可以分流，能夠使其它部位產生新縫隙，實現選擇性壓裂。

三、新型壓裂技術

水力壓裂技術在油氣資源的開發(fā)中具有重要的地位，尤其在低滲、超低滲等難以開發(fā)的油層中作用顯著。但是，水力壓裂也存在很多弊端。水力壓裂技術容易造成環(huán)境污染，構成地震隱患。

3.1超臨界二氧化碳壓裂技術

超臨界二氧化碳壓裂技術在開采低滲、超低滲透油層時具有很大的價值。超臨界二氧化碳的特性如下：密度值接近水;粘性很小;表面張力接近0;沒有固液狀態(tài);零污染、零傷害。另外，CO2在地層里可以產生CO2泡沫，易溶于水，產生酸性物質，可以溶蝕儲層。

3.2高能氣體壓裂技術

炸藥和火藥在燃燒時能夠生成溫度高且壓力大的氣體，可以利用這一特性開采石油，在井筒周圍生成速度快、氣壓大的氣流，能夠使巖石產生裂縫，裂縫可以把井筒和儲層連接起來，進而實現產量增加的目標。但是有一定的缺點，產生的縫隙很短，其次是爆炸的能量不易操控，容易造成井筒損傷或發(fā)生危險。

總結：水力壓裂技術能夠改變儲層結構，可以帶來很好的開發(fā)效果，被廣泛應用于油氣開采中。在使用壓裂技術前要注意仔細研究地層性質，采取最有效的水力壓裂技術，確保能夠高質高效的開發(fā)石油資源。此外，新型壓裂工藝的價值日益突出，在今后將得到大力推廣和使用。

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