水力喷射压裂技术的研究与探讨

[摘 要]水力喷射压裂技术是一项石油开采工程中的重要科技技术，自从1949年水力喷射压裂技术投入到石油开采工作当中以来，这项技术在石油开采工作的过程当中，一直在不断地发展革新，因为这项技术本身为石油开采工业乃至整个石油化工行业带来了不可磨灭的贡献，并且发展革新速度快，发展的方向也顺应了时代潮流，所以也被称作是一项经久不衰的技术。到今天在全球范围内的水利喷射压裂施工工作量已有二百五十万次之多，这项技术在投入到石油开采工程当中之后，大大的增加了石油油井的产量，并且还开发出了以前没有经济开采价值的储量矿藏，另外在其他方面，通过水利喷射压裂技术的投入和发展的日益成熟，油品开采储备量也在急剧有效的增加。所以水力喷射压裂技术也更加被石油化工企业重视，并在这条可以之路上继续研究和探索着。

[关键词]石油化工工程 水力喷射压裂技术 研究与革新

中图分类号：TU276.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0127-01

水力喷射压裂技术是根据水动力学动量冲量原理作为动力原理依据的一项新技术，这项技术可压裂的原油的成分主要有：油质、胶质、沥青质以及碳质。水利喷射压裂技术在工作过程当中是通过将水的压力能转化为动能，油管流体通过增加压力之后，通过油管喷嘴喷射出告诉的射流在地层中射流成逢。在射流出口的地方因为射流出口附近流体速度相对较高，所以其所承受的压力也最低，通过出口出与周围地质环境家里差较大，相互作用之下喷流液体会被吸入地层，从而使裂缝再向前延伸。在这样的工作原理之下，通过流管的流体在底层之下沿着裂缝的延伸都可以很好的控制在裂缝延伸的压力之下，所以在压裂下一层段时，已经被压开的层段便不会再延伸了。所以说水力喷射压裂技术在石油化工工业当中的可行性与可操作性是非常突出的。

1、水利喷射压裂技术的优点

水利喷射压裂技术作为油井建设、石油开采业中的重要技术，之所以能够被更多的行业开发者选择并重点研发使用，其自身是拥有很多的优点的。在是有的开采过程，水利喷射压裂技术是将石英砂、陶瓷粒等相对拥有一定粘度的磨料，在调配到一定浓度之后通过地面压裂车在地面对液体开始加压，然后通过油管喷射泵将加压后的液体送至井下。在这个过程中，油管喷射泵将水动原理的高压势力能转化成为动能，进而产生高速的射流，穿射浅地质层形成裂缝并填充饱满，另外还能够造成一定深度和一定直径的穿射孔孔眼。在这个工作过程当中，油管喷射泵的喷嘴是一个压力势能转换为高压动能的一个重要工具，所以但从喷嘴的制作技术上来讲，要要求它具有良好的耐磨性，以及能够承受高压以及高流速的基本特征。所以，这样的设备相对来说其使用率，以及相对耐磨程度的要求非常高，所以说在设备的维修更换方面，水利喷射压裂技术的设备维护方面相对来说是比较方便的，这样来讲在石油开采的维护经费的成本会节省很大一部分，所以说在节约石油开采成本方面能够节省相当一部分资金。

水利喷射压裂技术是一项能够有效的控制裂缝起裂的额外的产能技术，在油管喷射泵工作时，会因为高强度的压力滞点在浅层地质下的主要孔径周围震荡产生一定的裂缝，但是粘度较强的浆质也会在高强度的压力冲力以及地心引力的作用下，自行流经该地层的众多微裂缝进行填充，从而降低了浅质地层微裂缝的压力，防止其在过高过强的压力作用下形成大裂缝。这样能够人为的有效控制住浅地质层下的裂缝的延伸方向及裂缝深度宽度等重要因素，这些因素都是能够保证油井所在地的地质环境，同时也提高了油井开采过程当中井下作业的安全程度。

水利喷射压裂技术的水利喷射孔的有效使用，可以简化石油开采设备进行工作的工艺程序。因为在水力喷射孔的压力打孔钻井工作的过程当中，粘度浆质能够很好的填补裂缝并凝固，使地质层一直处在一个比较稳定的状态之下，所以在一个压裂缝的压裂工作完成之后，就可以直接移至另外一个地方开始施工，并且不需要起下管柱，节省了很多施工作业的准备时间，整个过程并不需要机械封隔装置将原油、水和粘度浆质分割分离，理论上来计算，一般一个水射孔压裂缝的打填工作在一到两天的时间之内就可以完成，这样能够大大的减少井下作业的风险以及油井开采过程当中所投入的人里劳动和经济成本。

此外在另外一个方面，如刚才所提到的机械封隔装置的作用和使用成本问题上，一般情况下我们所选用的是水力扩张式封隔器，这种封隔器的作业原理是依靠橡胶桶的张力，通过注水加压使橡胶桶向外扩张，来封隔油套管环形空间，这样的工作装置可以实现定向的位置下，进行压裂工作制造裂缝，同时还能够避免已经存在的裂缝再次因为压力作用重新开启，避免多余的重复压裂工作，这样的工作装置系统的投入和使用同样能够很有效的减少井下作业的风险和开采投入的成本。

2、水利喷射压裂技术的缺点

水利喷射压裂技术虽然说具有很多的有点，但是事物的两面性也决定了它必然会存在一些缺点。虽然说水利喷射压裂技术对于完井的方式并没有特别的要求，对于裸眼井、趁管完井、套管完井都比较合适，但是不管是哪一种完井下的作业，在一个阶段的工作完成之后，都需要把施工管柱上提至第二层，并且对于气压、水压较大的情况的完井，还需要在井口安装放喷溅的装置来确保压裂工作进行当中的安全性。

另外因为水利喷射压裂技术的工作原理限制，该项技术的作业井深程度受到了很大的限制，这种技术简单的讲只是适合在浅地质层进行作业，因为油管喷射泵的喷嘴拥有很好的节流作用，所以在同等作业环境下，加压的灌注浆质泵的压力有限，不能够在深层地质正常的工作。再有一方面是因为水利喷射压裂技术的革新与发展决定了越来越多的油井都会采用这一方法，这就暴露了它另外一个设备改造困难，成本花费过大的缺点。

【总结】：水利喷射压裂技术是一项正在不断革新不断发展的石油开采技术，这项技术对于井下作业的安全保障， 油井开采作业的运作成本的节约来说都有着非常大的贡献。虽然说这项技术也存在一定的缺点，并不算完美，但是通过以上优劣势的对比我们也不能对这项技术完全的否定，并且我们还能够看出这项技术的发展前景同样是不可估量的。旨在需要我们广大的油田工作者的进一步钻研和探讨。

参考文献

[1] 《水力喷射压裂技术在水平井压裂中的应用》（《科技与企业》201202）.

[2] 《水利喷射压裂技术》（《油气田地面工程》201101）.