体积压裂技术在石油开发中的应用

摘 要：随着科技的发展和社会的不断进步,石油开采事业在国家的经济工程项目中所占的比重越来越大,石油开发中应用的技术也越来越先进.尤其目前能源需求的日益增加使得在油田中低渗透油气藏在油田勘探开发中的地位猛升所起的作用、所占的比重将越来越大,而对于这种油田,只有应用主导技术体积压裂技术才能顺利进行开发.体积压裂技术的在石油开发中的充分应用,才意味着低渗透油气藏有了充足的储量和产量.作为高效开发低渗透油气藏的利剑,体积压裂技术发挥出的力量是可想而知的.本文就从油田体积压裂技术出发,谈谈体积压裂技术在石油开发中的应用.

关 键 词：体积压裂技术；低渗透油气藏；储层改造；裂缝网络；作用机理；改造条件；应用成果；未来前景

中图分类号：TE37文献标识码：A

低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低,只有尝试进行增产改造才能保证正常的生产开发.储层改造可以解除、弱化这些缺点,因此就必须应用体积压裂技术进行储层改造.所谓“体积压裂”在国际石油行业上就是指通过压裂的方式将可以进行渗流的有效储集体“打碎”,形成网络裂缝,使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大,使得油气从任意方向的基质向裂缝的渗流距离最短,极大地提高储层整体渗透率,实现对储层在长、宽、高三维方向的“立体改造”.下面笔者就对体积压裂技术的作用机理、技术条件,在油田开发中的应用内涵与前景进行简单阐述.

一、体积压裂技术的作用机理.

体积压裂技术是指通过水力的压裂作用,使得岩层中存在的天然裂缝不断产生大的扩张并且使得脆性质的岩石发生剪力的滑移作用,这样就会形成天然裂缝和人工裂缝纵横交错的裂缝网络系统,这种由于裂缝的形成增多就会对储层实施了改造,不仅如此天然裂缝、岩石层理的加强沟通,就会在主裂缝的侧向力的作用下强制形成次生裂缝,并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝,以此类推,裂缝网络会继续扩大,改造体积会继续增加,然后再应用技术把可以进行渗流的有效储层进行打碎处理,打碎后的储层就实现了长、宽、高三维方向的全面改造,不仅最大程度增大渗流面积及导流能力,而且在油田的开采上提高初始产量和最终采收率.

二、体积压裂技术改造的条件.

体积压裂技术因为有独特的技术要求,所以在油田开发应用上有自己的改造条件.首先,在实行体积压裂技术的岩层地带必须有天然裂缝的发育,这使得技术在应用后才会有成效,促进油田的渗流.其次,所要改造的储层岩石要提前经历检验,确定岩石最好含硅质含量多,保证岩石有大的脆性,促进岩石的脆性断裂,技术应用后岩石在压裂过程中产生剪切破坏,不是形成单一裂缝,而是有利于形成复杂的网状缝,从而大幅度提高了裂缝体积.再次,体积压裂技术并不是任何储层都适用,对于天然裂缝发育少,脆性岩石分布少的不敏感地带,要配合使用大型滑溜水压裂技术.尤其是对于弱水敏感的地层,最大程度提高压裂液用液规模,同时应用滑溜水压裂技术,滑溜水黏度低,可以进入天然裂缝中,迫使天然裂缝扩展到更大范围,大大扩大改造体积.

三、体积压裂技术在油田开发中的应用内涵及应用成果.

体积压裂技术在油田开发中的应用内涵与它的作用机理有相同之处,大致如下：（1）裂缝必须以复杂缝网的形态进行扩展,机器打碎储层,实现人造"渗透率"的提升.（2）迫使裂缝发生剪切破坏,错断、滑移,而不是进行单一的张开型破坏.（3）储层岩石有显著的脆性特征,这是体积改造、技术实行的物质基础.（4）存在天然裂缝及其相互沟通状况,这是实现体积改造和技术应用的前提条件.（5）实施"分段多簇"射孔实施应力的干扰,增大储层体积,这是实现体积改造和技术成功的技术关键.

体积压裂技术在油田开发应用上的成果是巨大的,压裂技术的进步,促进了我国石油开采量提升.近10年中石油累计压裂油井101645井次,累计增油量6763万吨,压裂技术成为低渗透油田提高单井产量的主力及时.2009年,中石油压裂井次15685,增油量816.51万吨,探井试油总井数约每年1200口,大约有六成需要进行体积压裂技术的处理,压裂技术在应用上越来越走向成熟.不仅在采油量上成果巨大,在技术攻关领域进步也是巨大的,近几年,国内的压裂技术攻关,逐步借鉴国外非常规油田开发理念的要求,勘探公司积极组织攻关,加大了直井分层体积压裂技术和水平井分段压裂技术的突破.直井分层压裂技术的关键在于提高直井纵向剖面的动用程度,最大限度提高油井单产量；而水平井分段压裂技术在于改善油井储层的渗油能力,增大储层的泄油面积,提高油田开采量.直井分层压裂技术包括分隔器滑套分层压裂技术、连续油管喷砂射孔环空加砂压裂技术、TAP套管滑套完井分层技术.水平井分段压裂技术包括水平井双封单卡分段压裂工艺技术、不动管柱滑套分段压裂工艺技术、水平井水力喷砂分段压裂技术、水平井裸眼封隔器分段改造技术、水平井复合桥塞分段压裂技术.它们的应用情况和技术特点不同,但是都标志着油田压裂技术的进步,标志着国内在储油改造技术上新的进展.

结语

以上通过对体积压裂技术的作用机理、改造条件、应用内涵及成果的介绍.不难看出,体积压裂技术在油气田开发中的作用是非常巨大的.虽然随着社会进步和科技发展,体积压裂技术的技术水平有了长足的进步,但是在国内油田应用上技术仍然不成熟,技术人员必须大力推广成熟技术初步引进先进技术,在储层改造的领域里,对于瓶颈处的技术,必须拿下,然后逐步完善配套技术,继续攻关一个又一个难题.在工艺领域里,逐步走低成本高技术的路线,进行技术优化与研究,研制出更多高效低成本高性能的压裂液,使得材料成本一步下降,逐步沿着工艺技术更精湛、保护环境的路子前进.我们有理由相信国内的油田体积压裂技术将会更加成熟,低渗透油田的开采率将会有更大的提升.