游遠(yuǎn)鑫

摘要：因長(zhǎng)期從事低滲透油田壓裂儲(chǔ)層改造技術(shù)，本文通過(guò)筆者多年一線工作經(jīng)驗(yàn)，在儲(chǔ)層改造方面進(jìn)行低滲透油田壓裂工藝的探討，為非常規(guī)油氣的商業(yè)化開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)，并對(duì)壓力技術(shù)展望做經(jīng)驗(yàn)式分析。

關(guān)鍵詞：壓裂;儲(chǔ)層改造;低滲透

一、引言

隨著社會(huì)的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步，以傳統(tǒng)28%-30%可采儲(chǔ)量的常規(guī)油氣藏開(kāi)發(fā)已經(jīng)不能滿足當(dāng)當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展的需求。而隨著鹽間油氣藏、致密油、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，依托常規(guī)天然砂巖儲(chǔ)集體和地層能量的自然開(kāi)采方式已經(jīng)不能滿足非常規(guī)條件下的開(kāi)采需求，而常規(guī)油氣藏的儲(chǔ)量和品味也同時(shí)在大幅度下降。為了保障國(guó)家能源安全，提升非常規(guī)石油天然氣開(kāi)發(fā)效率，進(jìn)行低滲透儲(chǔ)層下的人工壓裂和補(bǔ)能式的一體化技術(shù)開(kāi)采與開(kāi)發(fā)研究迫在眉睫。本文通過(guò)筆者多年一線工作經(jīng)驗(yàn)，在儲(chǔ)層改造方面進(jìn)行低滲透油田壓裂工藝的探討，為非常規(guī)油氣的商業(yè)化開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

二、壓裂的概念與低滲透油田壓裂技術(shù)

在開(kāi)采石油、天然氣過(guò)程中，利用壓裂液的液壓能在含油地層中形成縫隙，并立即導(dǎo)入支撐劑固定防止泄壓后縫隙閉合，人為的改變地層對(duì)油氣水等液體的滲透性能，減少地層中氣、液相物資流出阻力，使得石油或者天然氣能順利采出，從而能大幅度提高石油采收率。目前常用的壓裂液有泡沫壓裂液、油基壓裂液和水基壓裂液。所有類型的壓裂液都具有突出的特性。生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)低滲透油田壓裂技術(shù)要求和油田條件，合理選用壓裂液。而經(jīng)常使用的壓裂砂為石英砂或者陶粒，后者成本高但強(qiáng)度更大多用于深井高壓井。

我國(guó)低滲透油田資源較為豐富，如大慶油田、勝利油田、長(zhǎng)慶油田等，都有大型低滲透油田。在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，因低滲透油藏滲透率低，開(kāi)采和開(kāi)發(fā)利用難度很大。當(dāng)石油作為流體過(guò)濾時(shí)，由于地層中孔隙的喉道半徑很小，它會(huì)受到來(lái)自液體表面的阻力和相互作用，滲透定律偏離了達(dá)西定律。因此，在油田生產(chǎn)中，單井產(chǎn)能往往較低，不壓裂就沒(méi)有自然產(chǎn)能。國(guó)內(nèi)外為開(kāi)發(fā)利用低滲透油藏，研究和實(shí)踐了各種方法，實(shí)踐表明水平井應(yīng)用于低滲透油藏具有明顯優(yōu)勢(shì)，具有泄油面積大等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合壓裂技術(shù)可以得到較高的采收率。因此，水平井壓裂是低滲透油藏的開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方面。提高油田產(chǎn)量，提高低滲透油田的產(chǎn)量，需要從水平井的優(yōu)化改造研究入手。一般來(lái)說(shuō)，影響水平井日產(chǎn)量和總產(chǎn)量的因素主要有水平段長(zhǎng)度、壓裂產(chǎn)生的裂縫條數(shù)和裂縫間距。這些影響因素可以通過(guò)壓裂來(lái)控制最終關(guān)鍵參數(shù)。因此，低滲透油藏水平井壓裂優(yōu)化研究具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

三、壓裂改造技術(shù)分析

1.開(kāi)發(fā)壓裂技術(shù)。開(kāi)發(fā)壓裂技術(shù)是一種基于歷史開(kāi)采數(shù)據(jù)和成熟地質(zhì)資料而來(lái)的定點(diǎn)滾動(dòng)勘探式低滲透油田藏改造技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)對(duì)目標(biāo)地層進(jìn)行分層和分段的細(xì)節(jié)性改造，在油藏工程調(diào)坡、調(diào)產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行以層為面，以裂縫為線的有限壓裂。而該技術(shù)因?yàn)榈刭|(zhì)資料的全面性在數(shù)學(xué)模型建立的過(guò)程中較為精準(zhǔn)，但是是施工設(shè)計(jì)和執(zhí)行上，可操作域度較小。不能大膽的進(jìn)行大規(guī)模加砂和長(zhǎng)段塞打液。所以后續(xù)的施工結(jié)果很難進(jìn)行驗(yàn)證。最終的產(chǎn)量與數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)往往也相差較大。對(duì)于采油廠的整體開(kāi)發(fā)存在一定影響，通常需要調(diào)整井網(wǎng)注水參數(shù)進(jìn)行多維驗(yàn)證。

2.重復(fù)壓裂技術(shù)。因?yàn)椴煌瑲v史原因和壓裂設(shè)計(jì)的因素，水力壓裂很可能無(wú)法達(dá)到預(yù)設(shè)裂縫效果，導(dǎo)致單井或其井網(wǎng)產(chǎn)能低下。等到后續(xù)地質(zhì)要素清晰，裝備升級(jí)到位后，重新進(jìn)行壓裂設(shè)計(jì)和施工在避免砂堵的同時(shí)進(jìn)行重復(fù)壓裂。最終在疏通、延伸原有裂縫以及堵老縫壓新縫等不同目的參照下改造油氣藏。完善低下儲(chǔ)層滲透性質(zhì)，更加科學(xué)合理的進(jìn)行重復(fù)壓裂程度規(guī)避性繞和模擬，優(yōu)化低滲透油田的開(kāi)發(fā)效率。而相關(guān)配套工藝還有延伸原有裂縫技術(shù)對(duì)于天然裂縫溝通較為明顯的大型低滲透油田效果更加顯著，當(dāng)前隨著各種新型暫堵劑的研發(fā)與運(yùn)用，主裂縫的有效封堵和細(xì)微裂縫的有效延伸，極大的強(qiáng)化了重復(fù)壓裂技術(shù)的改造效果。

3.縫網(wǎng)壓裂技術(shù)。縫網(wǎng)壓裂能在天然裂縫發(fā)育的區(qū)域主動(dòng)進(jìn)行泄流體積的強(qiáng)化，從而全面強(qiáng)化區(qū)域性低滲透油田開(kāi)發(fā)效果。該種壓裂要求獲取一定縫寬的復(fù)雜縫網(wǎng)而對(duì)裂縫延展長(zhǎng)度做有效界定，所以需要對(duì)壓裂過(guò)程的全系統(tǒng)操作作精細(xì)掌控。而在老區(qū)開(kāi)發(fā)壓裂過(guò)程中還需要進(jìn)行套管及其老井井下工具評(píng)定。合理把控增加裂縫側(cè)向動(dòng)用程度實(shí)施有效地控制。針對(duì)井網(wǎng)內(nèi)主向井和側(cè)向井的工況需要區(qū)分增加支縫和主縫的長(zhǎng)度、規(guī)模。全面弱化控制壓裂液進(jìn)入微裂縫毛細(xì)管的壓力，強(qiáng)化壓裂液向基質(zhì)移動(dòng)。并運(yùn)用高性能變粘滑溜水前置液開(kāi)啟微裂縫的方法進(jìn)行降濾失和強(qiáng)攜砂。而操作層面的任何剪切滑移情況都必須規(guī)避，此時(shí)，為有效降低管側(cè)壓力損失，增加施工位移，裂縫的自承滲透性必須提高數(shù)十倍甚至百倍以上，才能有效形成網(wǎng)狀裂縫。為延長(zhǎng)主裂縫長(zhǎng)度，可在低砂比段注入小粒徑支撐劑，同時(shí)可以封堵井區(qū)附近的微裂縫，有效減少壓裂液損失。之后注入導(dǎo)向劑，通過(guò)橋接裂縫增加凈壓力，然后微裂縫張開(kāi)，最終形成分支裂縫。

四、壓裂技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)，油田生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)將更加嚴(yán)格。為不斷適應(yīng)日益嚴(yán)格的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，必須不斷研究低滲透油田壓裂技術(shù)，使其應(yīng)用更加方便和安全。此外，低滲透油田壓裂技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)系統(tǒng)性特征。最好對(duì)油田開(kāi)采的每一步進(jìn)行科學(xué)分析和優(yōu)化，以適應(yīng)油田開(kāi)發(fā)的需要。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，低滲透油田壓裂技術(shù)的發(fā)展必然要結(jié)合大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低滲透油田開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化。但油田復(fù)雜度大，各區(qū)地質(zhì)條件差異較大，需要對(duì)油田各區(qū)進(jìn)行詳細(xì)分析測(cè)試，獲取大量信息，通過(guò)施工進(jìn)行分析，確定最佳采礦計(jì)劃的模型。

五、結(jié)語(yǔ)

以壓裂轉(zhuǎn)向，合理暫堵和變粘滑溜水為代表的化學(xué)、工藝技術(shù)的創(chuàng)新提升給壓裂支撐劑的良好攜帶進(jìn)入地層和流體出力延展裂縫都帶來(lái)了新的能量增長(zhǎng)點(diǎn)。而傳統(tǒng)的依據(jù)G函數(shù)進(jìn)行裂縫延展程度和復(fù)雜程度的判斷也由微地震技術(shù)和實(shí)施能量反射波普直觀判定。未來(lái)隨著高水馬力電撬以及密切割射孔工藝的不斷優(yōu)化，以短縫復(fù)雜、長(zhǎng)縫延伸的多角度體積改造模式能更大程度的拓展壓裂波及面，為低滲透油氣藏的大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳超， 姜勇， 苗洪海，等. 低滲透油田壓裂技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探討[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2019， 039（004）：247-248.

[2]馬翔宇. 低滲透油田壓裂技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探究[J]. 化工管理， 2016， 000（002）：116.

[3]羅淇峰. 低滲透油田壓裂技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探究[J]. 工程技術(shù)：全文版， 2016（10）：00283-00283.