油井重复压裂工艺技术浅析

摘 要：作为老井挖潜上产的基本手段之一，重复压裂工艺技术对于提高单井控制储量具有重要的作用。本文首先对重复压裂工艺进行概述，然后具体探讨了重复压裂工艺技术，以期为相关技术与研究人员提供参考。

关键词：油井 重复压裂工艺 分析

由于部分油井地质条件相对复杂，其单井产量、控制储量等差别都比较大，若采用传统的工艺技术，采储量非常小。而在经过水力压裂的油井中，在运行一段时间后其产层被污染或者出现压裂失效问题。采用重复压裂工艺技术，一方面可以调整层间矛盾，改善中低渗透段的生产能力，另一方面能够有效改造特低渗透油藏，提升其经济效益。因此，加强有关油井重复压裂工艺技术的探讨，对于拓展重复压裂技术的使用规模与范围具有重要的现实意义。

一、油井重复压裂工艺概述

1、重复压裂工艺内涵及原理

油井重复压裂工艺是指油井在首次压裂完成后由于时间等因素影响造成产量降低，需在同一层进行二次或二次以上的压裂的工艺。其基本原理是：（1）将裂缝表面冲洗干净，把残渣排除，重新布砂以使低含水层与高渗透带间沟通，进而改善油层间的渗透性能；（2）将首次压裂过后而又闭合或堵塞的老裂缝系统重新压开，疏通靠近井筒地带的通道；（3）调整油流模式，降低油流流入井筒的阻力影响。

2、重复压裂工艺特点

（1）在低层压力减小的影响下，低层的滤失程度相对首次压裂过程会更加严重，因此在重复压裂施工中需要选用质量要求较高的重复压裂液。

（2）随着开发过程的不断扩展，近井地带的地层流体压力降低的同时会引起地应力的变化，一方面会增大上下隔层与产层之间的压力差，使裂缝逐渐朝向地层输出扩展，另一方面可能会使产层形成新的裂缝。[1]

（3）通过渗透学理论的分析，重复压裂形成的裂缝通常符合两个基本条件：一是裂缝具有的导流性能应当高于第一次压裂的裂缝；二是重复压裂后的裂缝长度应当长于第一次压裂的裂缝。

3、重复压裂选层条件

要综合分析地层的含水率、低层流压、有效厚度等因素对预压裂井的影响，根据统计规律提供恰当的选层范围。

（1）优先选择地质储量较多的层位。根据精细地质研究成果能够有效掌握地下油层基本状况，利用新井饱和度资料和数值模拟技术对井内不同层位的油层含油饱和度进行计算测量，从而确定层内剩余地质储量，优化选择剩余地质储量与含油饱和度都相对较高的层位进行重复压裂。

（2）优选与原有压开层位不重复的层。在进行重复压裂时，应当选取压裂段以外的地质储量较高的油层，确保压裂段与之前的压裂不产生重复。若实际条件不能满足，则应当选取之前压裂段内有效厚度较高、层间数量多、层段较长且未被压开的油层。

（3）优选地层压力较高的油井。地层压力的高低是影响重复压裂有效寿命的重要因素。若地层能量较低，则需要分析重复压裂后的压裂液反排过程。另外由于地层压力较低会导致油井底部的流压较低，由此造成油藏内形成大量的脱气，使油藏渗流及渗透率发生改变，进而导致重复压裂的失效。当地层压力在-1.05～+2.47MPa时重复压裂的实际效果会比较高。[2]

（4）尽可能选择首次压裂砂比较低、裂缝导流性不高、有效缝长较短的井。

二、油井重复压裂工艺技术

重复压裂工艺技术主要由高效返排工艺技术、重复压裂优化技术及压裂液技术组成。

1.高效返排工艺技术

采用高效返排工艺使压裂液能够快速的从储层中排出，以此减少压裂液对储层的影响。按照储层的不同特征规律，全程增能模拟开井排液、关井及加砂压裂的过程，在提高反排压力差使其高于储层水锁启动压力的同时确保储层内无支撑剂回流，然后采用井口安置喷油嘴的方式使得压裂液快速排出。

2.重复压裂优化技术

（1）优化施工参数

优化施工参数主要包括施工排量设计、选择注入方式、前置比设计与砂比设计四项内容。施工参数的优化目的主要是使缝长满足设计要求，采用软件模拟技术对各项施工参数进行优化选择。

①施工排量设计。裂缝的高度控制与延伸压力控制是决定施工排量大小的主要因素，井口工程条件与施工管柱条件等也会在一定程度上对排量产生影响。在具体施工中应当以井筒工程量条件与单井储层的应力剖面特征对施工排量进行优化设计。如某油井内油管长度约为2446.78m，其需改造储层的中部深度为2400.285m，按照软件模拟技术进行分析其延压梯度应当为2.6MPa/100m，井口排量最高能够达到4.0m3/min。

②选择注入方式。压裂施工主要包括油套混注、环空注液与油管注液三种施工注液方式。通常在保证施工管柱安全稳定及泵注参数条件有效满足的情况下应尽可能选择施工简单的注液方式。若综合考虑后期处理过程及施工的可靠性与安全性最好选用油管注入方式。[3]

③前置比设计。在前置液用量设计时应当先保证压裂施工的准确有效进行，然后尽可能减少前置液的百分含量，并根据支撑半长与造缝半长确定的80%的比值来设计前置液的百分含量，以此提高压裂施工的有效性。通常优化设计后的前置液含量为30%～38%，渗透率则应当取较低值。

④砂比设计。在重复压裂施工中，裂缝的伤害影响程度、储层的物理性质、人工裂缝的缝宽、加砂压裂所需的造缝要求等都会对平均砂比的设计产生影响。如在某油井中采用软件模拟技术对不同傻逼条件下的净现值、动态缝长、产量与裂缝导流性能等进行比较分析，在模拟结果下显示施工平均砂比最好确定在28%左右。

（2）缝长优化

在传统的压裂设计中一般根据储层的渗透率状况采用Elkins原则对缝长进行设计。而在重复压裂设计中要根据压裂的成本条件和旧缝的延伸量对单井产能的贡献进行缝长设计。按照以上的技术条件要求，综合分析具体的井网井距与不同层的剩余油量分布，采用裂缝模拟技术、垂直裂缝气藏模拟技术和经济模型分析计算合理的裂缝长度。

将控制半径值与动态计算的有效缝长值进行数学模型分析，通过模型建立的过程来获取相应的计算方法。其计算公式为：

其中，Xf表示有效缝长值，Re表示控制半径值，通常取0.873。[4]

2、压裂液技术

压裂液技术是采用水利加砂压裂工艺的关键技术。在重复压裂中，因为生产时间较长等原因会造成地层压力过低，特别在近井附近的压力更低，这使得压裂液的反排相对困难，若压裂液在低层内长时间残留则会对储层造成无法恢复的损害，对压裂后的增产过程产生影响。对于此常用的解决方法有：（1）减少压裂液中的胍胶含量以减少残渣对储层的损害，并采用液氨伴注与纤维携砂工艺进行处理以提升反排效果，从而生产出具有低稠化剂浓度的压裂液；（2）采用自生热泡沫压裂液进行施工，利用其生热增能特性改善储层的反排压力；（3）整体优化压裂液性能，采用增效剂降低张力性能、提升起泡性能，由此生产出具有增效作用的压裂液。

三、结束语

重复压裂施工质量将直接关系到油田重复改造的效果及经济效益，因此，相关技术与研究人员应当加强有关油井重复压裂工艺技术的分析，总结重复压裂施工中的技术要点及工作原理，以逐步提高重复压裂工艺施工质量。

参考文献

[1] 杨洪志，雷群，朱建峰.与哈里伯顿合作重复压裂改造技术研究[J].钻采工艺.2012，12（29）：62-63.

[2] 李武平，赵勇，赵忠诚，滕龙.油田井重复改造措施效果评价[J].油气井测试.2010，13（14）：74-75.

[3] 马新仿，刘华.重复压裂技术发展现状[J].科技文献信息管理.2010，06（10）：61-62..

[4] 叶芳春，李红.重复压裂技术综述[J].钻采工艺.2011，05（35）：57-58.

作者简介：杨娇（1988年9月―），女，汉族，籍贯重庆。2009年毕业于重庆科技学院，石油工程专业。2009年就职于胜利油田清河采油厂，助理工程师，研究方向：油气田开发。