油田压裂工艺适应性与设计优化对策

摘 要：压裂改造工艺是国内外油田在勘测、开采及开发过程中被广泛采用的重要的增产手段之一，一般在实际生产中，随着地质条件的不同及各油层的特点，该工艺也就随之改变。压裂改造工艺的完善和普及，有助于扩大产能、提升产量，使有限的石油资源得到最充分的利用。

关键词：增产原理；工艺现状；设计

中图分类号：TE866

1压裂改造工艺

压裂工艺主要是采用位于地面的高压泵组，向油井内注入排量超出地层吸收能力的高

粘液体，使之在油井底部产生高压，当所产生的高压超过地层本身的破裂压力时，就会使油

井油井底部形成一条或多条裂缝，当压裂液进入这些裂缝后，在其所带的支撑剂的作用下，

可在井底形成具有足够长、宽、高度且停泵后不再闭合的稳定裂缝。这种裂缝具有极佳的导

流能力，可以大大改善油井的渗流条件，从而达到增产增注的目的。

2压裂增产原理

由于地球的地质结构复杂，存在非均质性，因此油井无法实现沟通地层中所有各石油储集区，因此也就使油井无法达到最大产能。而通过压裂工艺，可以在油井的底部制造出很长的人工裂缝，这些裂隙可以联通地层中的各个油气储集区域，因而使油井的供油面积得到扩大，不但达到了减少打井的数量，节约成本，还实现增量的目的。此外，压裂工艺形成的裂缝还可以有效避免因在钻井及生产的各个环节中给石油储层带来污染而造成的产量下降，既保证了质量，也提升了产量。

3工艺方法及分析

3.1发展历程及趋势

压裂技术于1947年诞生于美国的堪萨斯州。初期时压裂过程中所使用的压裂液主要为

原油，现在该工艺所用的设备、压裂液及支撑剂等都已有了较大改进，工艺技术也呈现出多

样性。如今常用的压裂液有水基、油基、泡沫及乳状压裂液等。压裂技术于上世纪70年代开始被我国采用，目前我国的压裂改造工艺已走在世界前列。该技术仍将朝着提高和优化压裂液及支撑剂的使用效率、多重技术结合的大型化、综合化方向发展。

3.2主要工艺方法

目前，国内常用的主要压裂工艺技术有：重复压裂技术、泡沫压裂技术、大型水力压裂技术、高能气体压裂技术、控制缝高度压裂技术、高砂比压裂技术等。重复压裂技术：主要是指经过初次压裂的井层，其所获得的增产能力具有时效性，即：经过一定年限，其增产能力将会丧失。为了使油井恢复增产能力，则需采用重复压裂技术。该技术的理论研究及实践在20世纪80年代中后期取得了重大突破，从而克服了日期技术成功率低、增产幅度小及有效期短等诸多缺点。随着理论的完善及人们的大量实践，总结出了需进行重复压裂的油井所具有的特点。泡沫压裂技术：该技术诞生于美国，通常所使用的气体是氮气。该技术适用于低渗透压、水敏性储层，具有低滤失性和对储层伤害小等特点，其产量是常规压裂的2～4倍。如采用交联技术，还可以进一步降低滤失量。控制缝高度压裂技术：对裂缝高度延伸

的控制一直是水力压裂操作中较为棘手的难题，裂缝高度的过度延伸，会影响压裂液的使

用效率，同时也影响裂缝导流的能力，甚至有时，因为裂缝高度延伸过度，油井不但无法起

到增产的作用，还会对油井本身带来危害。高砂比压裂技术：该技术是一种新型的压裂工艺技术，诞生于上世纪90年代，被应用于重复压裂及高渗透油气层压裂。该压裂所产生的缝隙内，铺砂浓度大于10kg/m2。分层压裂技术：在实际生产中操作中，所需要压裂的目的层往往是有很多层。为了解决这一问题，可以采用分层压裂技术。该技术根据在实际应用中又可以分为投球封堵逐层压裂法、封隔器封堵逐层压裂法和限流分层压裂法等。其中，投球分层压裂法具有适用范围广、省时、省钱等优点，同时也具有无法准确判断各层被压开的顺序及投球数量无法确定，具有一定的盲目性等缺点。而封隔器分层压裂技术又可以分为单封隔器分层、双封隔器分层和桥塞+封隔器分层三种形式。单封隔器分层压裂结构简单，适用范围广，但只能对最底层进行压；双封隔器分层压裂可以对任意层位进行压裂且准确可靠，但使用范围上有时会受到限制，尤其不能适用于深井及破裂压力高的地层；桥塞+封隔器分层压裂法具有安全、事故率低的特点，可以对任意一层进行压裂，且压裂层段易于控制，可用于深井，但该工艺的缺点是操作较前两种复杂。限流分层压裂法可应用于多层且各层间破裂压力不等的油井。

4工艺的设计与选择

（1）选井和选层的原则。压裂工艺在选井及选层时，首先要对油层的物性、岩性、供油面积、水饱和度及油井周边情况等资料进行研究，通过理论上的研究为接下来的实践提供依据。（2）参数设计。收集和计算出油气井、油气层及压裂工艺所使用的各种材料的相关参数。

（3）压裂工艺的选用.通过上述相应参数，可用计算机进行计算和模拟，并对压裂工艺的结果和可产生的经济效益进行核查与分析，努力使方案的最终结果达到最优化。（4）压裂工艺的现场施工。根据确定好的工艺准备好相应的设备和材料，并充分做好可能出现的故障及问题的预备方案，根据工艺的要求做好分工。

5 压裂操作中的注意事项

虽然压裂工艺是油井增产的有效措施之一，但是并不能因此说明油井经压裂工艺处理

后必然可以提高产量，因为在压裂的实际操作中，当压裂液进入油层后会对油层原有的平

衡条件造成干扰。表现有：压裂液滞留在储层中，形成的液堵损害；压裂液中的不溶物等残

渣阻塞了裂缝对储层造成损害；砂岩油气层中含有的水敏性粘土、矿物颗粒等遇水基压裂液

产生的膨胀对储层造成的损害；压裂液遇原油后发生乳化对储层造成的损害；因支撑剂选择

不当所造成的储层损害及施工过程中因操作不当或操作质量不高所带来的储层损害等。为了最大程度的发挥压裂工艺提升石油产能的功效，并尽可能降低其对油井的负面影响，就必须要对压裂工艺的各个环节加以重视。特别是要注重对支撑剂的选择以及选用高效的稳定剂、防乳剂和破乳剂。此外，压裂施工工艺属于大型高压施工工艺，具有一定风险性，所以施工时一定要做好防范工作，施工中所用的压裂液、洗井液以及施工产生的污水等要进行妥善的处理。

6 结束语

压裂改造工艺是使油井实现增产的重要手段，不但具有成熟的理论，具体的操作手段也在不断的实践中日臻完善，根据各油井自身的特点，选用恰当的压裂工艺，并恰当加以改进，在增大产能的同时，也提高了工作效率，还可以对油井起到良好的保护作用。鉴于地质条件的千变万化，对压裂工艺及其设备的创新和探索仍然还有很长的路要走。

参考文献：

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[2]常树发，曹欣，段建婷，李艳春.压裂分求复合试油工艺[J].石油钻采工艺.2010，32（1）.