提高压裂一次成功率的技术措施

宋丹

摘 要：近年来，石油的开采进入了中后期阶段，油田含水量增加，更加剧了石油开采的困难，而当前的压裂技术还存在很多不足，这给提高石油的开采率造成了很多困难，所以如何提高油田压裂技术的成功率是许多油田企业关注的重要课题。本文阐述了当前常见的压裂技术，分析了压裂改造难度大的原因，同时也分析了提高压裂一次成功率的技术措施。

关键词：压裂技术;成功率;探讨

辽河油田是我国较大的油田之一，储粮非常丰富，石油的开采力度也较大。但是由于辽河油田油气藏的油气井产量相对较低、油气渗透率不高，想要让油气井获得工业产能，一般均需要进行压裂改造。而当前我国采用的压裂技术还有许多不足之处需要改正，只有提高压裂技术的一次成功率，才能不断提高石油的开采效率。

1 压裂防砂技术原理

压裂防砂技术是通过向油层高压泵入支撑剂，在油井近井地带造成微裂缝，将支撑剂挤入裂缝、地层亏空带，在油层中形成一定厚度的人工滤砂屏障--人工砂桥，从而依靠砂桥实现油井防砂的目的，具有改造油层与防砂的双重作用，防砂有效期长、效果持久。

该技术通过地层压裂改造提高近井导流能力，油井泄油面积大幅增加;地层压裂改造后进行筛套环空循环充填，压降漏斗变缓，流速降低 98%以上，从而减缓液流对骨架砂和挡砂层冲刷破坏，保证了缝口、筛套环空、井筒附近充填带的密实性和高导流能力及压裂液返排;一趟管柱完成所有施工工序，施工周期短，作业成本低，实现了压裂防砂一体化工艺。

2 当前常见的压裂技术

2.1 裂缝性潜山储层压裂技术

储层基质输大，硬度大，纵向应力差异小，天然裂缝发育（纵向裂缝密度平均为2.5条/m），由于以上原因导致储层压裂难点多，主要难点为：一是基层致密导致破裂压力梯度高，施工压力大;二是储层厚度大，微裂缝发育，滤失量大且容易产生砂堵;三是压裂目的层与储层都属于变质岩储层，物性相同，无岩性遮挡和应力遮挡，裂缝纵向扩展高度大。由于以上原因导致投产初期压裂成功率小于70%。

2.2 施工控制技术

储层施工过程中的压力异常波动是导致储层砂堵的直接原因，采取施工控制技术可降低压力异常波动风险。主要采取的施工控制技术有裂缝预处理技术和变排量施工技术，裂缝预处理技术主要是在压开裂缝后，打入前置液前对人工裂缝进行预处理，包括低砂比打磨縫口以达到降低摩阻的目的，胶塞封堵近井微裂缝以达到提高压裂液效率的目的。经裂缝预处理，施工压力可降低。

2.3 人工隔层缝高控制技术

人工隔层缝高控制技术是在压开裂缝后注入控高剂，利用其密度大于或小于压裂液密度的特点，通过扩散在裂缝上部或下部形成人工隔层，可以减小应力尖端效应导致的人工裂缝咼度增长过大。

3 压裂改造难度大的原因

①油层埋藏深。一般情况下，油藏中部埋深在1800～ 2500m左右，井深使得压裂管柱摩阻大，施工压力必然高;井深使得油层温度高（80～100℃）使得封隔器胶筒受高温影响容易失效，而且压裂液受高温影响抗剪切性能差脱砂压堵;井深使得越来管柱容易蠕动造成封隔器失效;②地层渗透率低、声波时差低、地层致密。容易导致杨氏模量高，施工压力高，造成压堵以及封隔器高压容易失效;③泥沙岩薄互层多，层薄，应力高，油水关系复杂，有效支撑困难。

4 提高压裂一次成功率的技术措施

4.1 携砂液的优选

根据油藏开发及压裂防砂现场施工的要求，携砂液需具备造缝能力强、携砂能力强、储层伤害低、与储层及流体配伍四个要求。根据 SY/T5107-2005 水基压裂液性能评价方法标准测定，对三种压裂液进行了性能评价，包括携砂液流变性、粘温性、携砂性及伤害性能评价等，从而优选了该区块的携砂液种类。

4.2 积极预防

设计具体施工方案时，需要认真准备各种预防措施，统筹考虑窜槽风险及其诱发原因，应该对某一层出现窜槽的情况进行预先想定，而后在管柱的允许范围内和下一个目标层段合压一层一缝。在施工过程中遵循各个步骤的规律，提高工作效率，从而保证压裂技术的工作顺利开展。

4.3 科学选择物资材料

物资材料的科学选择在施工过程中发挥着十分重要的作用。一般而言，石油工程中所采用的压裂用物资材料均是精选的各种支撑剂和配液而组合成的;在该石油工程中，所采用的压裂用物资材料为“陶粒+低伤害压裂液”。之所以在本工程当中采用“陶粒+低伤害压裂液”的物资材料组合形式，主要是基于下述考虑：首先，陶粒具有非常之高的硬度，其硬度几倍于石英砂，能够在2300m地层压力系统当中发挥非常好的支撑作用，其他种类的压裂支撑剂可能会在该地层当中出现破损，进而影响施工成功率，而陶粒则能够有效避免施工中的破损，不会因此而对施工成功率产生不利影响;其次，低伤害压裂液可以将施工对底层的伤害程度降低最小，而且凭借优秀的破胶性能和反排性能可以为压裂一次成功提供保证，在这一点上，低伤害压裂液相对于其他种类压裂液具有较大优势。

4.4 施工进程方案的动态优化

施工进程方案的科学与否、合理与否将会对压裂施工的成功几率产生直接影响。根据实际地质条件和特点，需要对施工进程方案进行优化设计和择优选择，在加砂进程控制方案的设计方面，需要充分考虑裂缝形成、前行以及闭合等因素对压裂的影响。加砂进程控制的总体原则是，确保压裂施工中的压力可以维持在一个下降稳定型的加砂的过程，能够将裂缝长度最大程度地延伸。在加砂进程控制中，要始终确保压力可以维持在一个下降稳定型的加砂过程，为提高压裂一次成功率创造了条件。

4.5 周密制定应急预案

在正式施工之前，应该对施工过程中的各种可能的突发状况进行预先想定，并制定对应的处理对策，避免施工中出现突发状况时不知所措和处置不当。从工程经验来看，周密的应急预案是提高压裂一次成功率的重要保证。周密的应急预案是提高压裂一次成功率的重要保证。在施工中，做好了详尽技术交底，每口井施工前，对施工方案、设计实行三审：方案岗初审、技术员细审、技术办终审的办法，对关键工艺技术、试验项目做到心中有数，预防在先;对每口井的压裂过程派出专人全过程跟踪，出现的异常情况及时与相关部门联系沟通，并采取有效措施，避免事故的发生。

5 结束语

压裂一次成功能够在最大程度上降低二次压裂施工带来的经济损失，避免因为二次压裂施工导致施工周期延长，提高压裂一次成功率具有非常明显的经济效益。所以在关注提高石油开采率，增加经济效益的同时还要加大对压裂技术的研究。

参考文献：

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