基于延长石油开发中体积压裂技术的研究探讨

张伟才

延长油田股份有限公司七里村采油厂 陕西 延安 717100

石油资源在国民经济发展过程中占据着非常重要的地位，特别是近些年工业迅猛发展，对石油资源的需求量越来越大，传统开采模式已经远远无法满足现代化社会人们生产生活中实际需求。研究发现，我国的低渗低压油气藏储量非常大，所以应加大针对这部分资源的开发利用，但实际开采难度相对比较大，体积压裂技术的出现大大提高了低渗透油田石油开发效率，缓解了我国目前石油资源紧缺的局面。

1 体积压裂技术概述

体积压裂技术即在水力压裂过程中，天然裂缝持续扩张，致使脆性岩石发生滑移剪切现象，进一步形成人工裂缝，人工裂缝与天然裂缝共同交织成一个巨大的裂缝网络，增大了改造体积，提升实际产量和收采率。该项技术在石油开采中体现出非常好的效果。

随着科学技术的不断进步，体积压裂技术也越来越成熟，为我国石油开采作业提供了可靠的技术支撑，该项技术在石油开发中的科学运用，大幅增加了石油资源开采量。我国传统的油田开采主要是针对一类和二类储层的开发，体积压裂技术的引入实现了对三类和四类储层的有效开发利用，大大提高了单井油气产量[1]。体积压裂技术主要适用于不同类型的低渗透油田开采，通过斜井多段压裂技术、多级水力射流压裂技术等实现油气的高效开采。

2 影响体积压裂技术实施的因素

2.1 体积压裂的地层条件因素

在诸多影响因素中，地层条件对体积压裂技术的应用效果影响最大。体积压裂技术在石油开发中的应用，要求作业环境地下油气储层含有一定数量的天然裂缝，这是体积压裂技术成功实施的必要基础条件，只有地下油气储层具有天然裂纹才能为体积压裂技术施工提供空间保障，促使该项技术的有效实施。地层天然裂缝与最小地应力通常情况下是保持同一方向的，在此基础条件下，水力压裂形成的裂缝就会与天然裂缝呈垂直状态，天然裂缝与人工裂缝相互交织成一个裂缝网络[2]。

2.2 体积压裂岩层具有较弱亲水性

体积压裂技术在石油开发中的应用，还要求地下岩层的亲水性相对比较差，这主要是因为体积压裂技术实施期间往往需要用到压裂液，在对地层施加一定压力的作用下方能实现对油气层的开发，在巨大压力下地层结构会出现诸多裂缝，之后再利用支撑剂将地层缝隙支撑起来，为石油资源的开采提供良好的条件。施工队支撑地层缝隙的液体就是压裂液，其容易在岩层中自行流动，为了避免岩层吸收太多的水分影响后续石油资源的顺利开采，所以要求石油开发的地下岩层亲水性比较差，只有这样压裂液体才能在岩层缝隙中稳定作用，发挥出其有效的支撑作用，促使体积压裂顺利开展，同时还可以节省一定的压裂液，降低石油开采成本。

2.3 体积压裂技术的适用范围因素

随着时代的发展，各类新型石油开采技术和工艺不断涌现，但无论哪种技术都具有一定的应用优势和适用范围，体积压裂技术同样也不例外。要保障该项技术实际应用效果，除了要掌握其工作原理和技术特点之外，还需明确其具体的适用范围。施工人员通过深入分析体积压裂技术的适用范围，能够使其更好地服务于石油开发工作，提高油气开采效率，促使整个开采过程的有序顺利推进[3]，保证整个施工期间地下岩层的解封压裂状态始终处于控制当中。经过多年的应用与不断研究，人们发现体积压裂技术的应用还需要对油气田储层条件进行综合考虑，开发之前，应对地下原料储存层实际条件和状态进行全面详细的探测，在此基础上制定最为科学合理的开发方案，避免多层生裂缝交叉作用影响裂缝网络系统的形成。除此之外，还需对地下岩层天然裂缝的发育规律展开分析研究，判断岩层的天然裂缝是否有利于多层生裂缝交织和裂缝网络系统的形成。研究发现，相比较而言，储层改造中的天然裂缝较基岩裂隙优势更大，因为天然裂缝系统中往往存在大量的原生裂隙和次生裂隙，这就增大了复杂裂隙出现的概率，有望实现大规模改造。开发前通过对地下岩层天然裂缝发育状况的调查分析，即可知道体积压裂技术在该区域应用的可行性如何，有效保障了技术应用的科学性与可靠性。

3 石油开发中体积压裂技术的应用策略

3.1 创设良好的开采条件

低渗透油田开发过程中，开采作业易受地面诸多因素的干扰，所以实际开发期间多采用丛式井，若油井倾斜角超过15° 将为油气开采创造良好的开采条件。工作人员还需充分结合现场实际情况合理设定井斜度和井眼，同时不断优化各项压裂参数和射孔，为实现多缝压裂创造有利的条件。因为多缝压裂能够保证地下岩层裂缝的独立性，而且相互间呈平行状，这样可以有效提高单井油气开采量。在科学合理的油井倾斜角条件下，油田开发过程基本不会出现分压或者压串现象。可见，创设良好的开采条件对于石油资源的有效开发具有极大的影响。

3.2 控制体积压裂的效果

石油开发过程应用体积压裂技术，如果在储层中形成了多条裂缝，不仅会大大降低石油资源的开采量，而且会影响整个开采过程的安全性。若开采期间针对岩层的体积压力过大会使岩石裂缝太大，制约石油开采作业的有序开展，甚至导致石油开发失败；但压裂太小也不可取，因为压力过小可能导致石油开发不成功，需要重新施工，不仅延长了施工工期，而且增加了施工成本，所以要求施工团队科学控制压裂作用力。实践中，单井夹层偏薄、质量好、射孔厚的情况下，适宜采用油套混注合层压裂施工管柱，以达到较为理想的开采效果。若单井中两压裂分段间隔厚度比较大，会对低压开精准性造成不良影响，此时最好采用双缝施工模式[4]。针对压力层段中含有较大物性的情况，可以采取投球分压模式，这样不仅能有效提升施工效率，而且能够保证施工过程的安全性。若体积压裂技术应用过程存在套管不完整、井身质量不佳、压力偏大等问题时，可以选用卡封压裂技术，最大限度提高石油开采效率，保障开采量。

3.3 优化体积压裂技术开采条件

现场开采条件是否理想对体积压裂技术的应用效果具有极大的影响，所以为了保障体积压力技术在石油开发中的高效利用，施工人员必须积极优化现场开采条件和环境。一方面要清楚掌握体积压裂技术的适用条件；另一方面对现场地理位置及施工环境进行全面勘察了解，针对不合理的地方进行优化整改，借助相关技术或者人为操作实现对石油开采现场条件的有效完善。比如：现场岩石存在一定的瑕疵，可能会影响后续体积压裂技术的实施，此时施工团队就必须对其做出必要的整改，促使石油开采过程顺利推进。再比如：如果油田强度比较低，可以采用一些伤害性比较小的压裂液和支撑剂，以适当增强油田强度。若施工中采用的风度破胶技术，一定要综合考虑压裂区域的地质情况、底层液体能够承受的最大温度等要素，对于地质条件不太理想的地段，底层液体不可停留时间过长。

3.4 改良压裂设施设备

石油开发中体积压裂技术的有效利用，离不开专业技术和专业工具的大力支持，其实体积压裂技术的实施就是施工人员在科学理论知识和研究成果的指导下，借助相关设施设备开展石油资源开采作业。如果没有专业有效的施工用具，可以说整个施工操作都得停滞不前，所以要保障体积压裂技术的有效实施，技术人员与施工人员应积极配合，认真研究目前施工设施使用中存在的弊端和不足，进一步做出针对性的优化改良，促使施工设备作用的有效发挥。压裂过程中使用的液压液，工作人员应根据各项施工参数规律采取不同标准的液压液配比，使其在具体压裂操作中发挥出最佳作用，达到预期压裂效果，不断提高施工效率，增加油气开采量。可见通过积极改良体积压裂技术专业用具，能够帮助压裂技术使用时更加便利化、科学化、准确化。

3.5 对相关专业施工人员进行定期培训

就目前情况来看，石油开发中对体积压裂技术的应用，绝大多数操作都需要人工来完成，所以人为因素对最终开发效果具有很大的影响。这就要求高度重视施工人员的日常培训工作，定期组织一定的专业培训学习活动，帮助施工人员提升其自身专业技能和综合素养，还可以开设线上施工工程教学培训课程，让所有员工能够根据自己的时间合理安排学习，通过专业化、系统化的培训，为保证体积压裂技术实施效果奠定了良好的人才保障。除此之外，还需对一些特殊位置体积压裂技术的合理应用展开培训，使施工人员掌握专业的操作技术。鼓励员工之间积极沟通和交流，取长补短，相互学习。上级管理阶层应加强与一线基层员工间的沟通，及时了解施工团队存在的问题，协助做好解决，促进石油开发工作的良好开展。

3.6 把握体积压裂工艺特点

体积压裂技术具有自己独特的工艺特征和应用优势，施工人员只有准确把握其工艺特点，才能在实践中促使其应用优势的良好体现和作用的有效发挥。针对网络故障系统比较复杂的情况，具体施工中想要提高其渗透性，可以采用剪切法、拉断法和滑移法等故障处理方式，帮助体积压裂技术工艺特点的良好发挥。

4 石油开发中体积压裂技术的应用案例

某油田储藏埋深约1700m，平均厚度10.1m，岩心分析渗透率为3.35×10-3μm2，可见该油田属于低渗透储集层，综合考虑多方面实际情况，最终选用体积压裂技术实施油田开发，以保证油田开采效率和开采量。下面结合该油田对体积压裂技术的应用效果进行简要分析。

4.1 压裂效果

为了能够更为直观清晰了解体积压裂技术在石油开发中的应用效果，实现对裂缝展布形态的有效控制，引入了微破裂向量扫描四维影像裂缝监测技术，主要监测2口试验井，根据监测数据结果得知：2口井形成裂缝分别是18条和16条，平均长度为312m，整体比较理想。同时发现主裂缝侧向出现了次生裂缝，而且与天然裂缝间实现了沟通，可见改造目标基本达成。

4.2 生产效果

经过事先室内试验计算得知了排量与静压力间的关联性，最终确定排量为4.5m3/min，在此情况下基本可以实现破裂岩体与天然裂缝形成分支缝要求的净压力。试验结果还表明，适量增加压裂液不会造成支撑裂缝导流情况的太大改变，但会明显延长裂缝。随着排量的不断增加，支撑裂缝导流情况也会随之改变，裂缝长度不断增加，特别是缝高增加尤为明显。应用体积压裂技术的油井，在投产后均达到了非常理想的开采目标。

4.3 综合成效

经过全面系统化的分析研究，该油田开发条件完全符合体积压裂技术应用标准，适用性非常好。根据后期投产后的实际产量，可知体积压裂技术在该油田开发中的应用，大幅度提高了单井动用产量，缩短了实际生产年限，综合应用效果显著，综合成效远高于普通压裂技术油井。另外，结合上述压裂效果和生产效果两项内容，进一步证实其参数比一般压裂井理想，实现生产产能与效果的提升。体积压裂技术的应用能够使改造储层的效果提升，这便于之后的压裂改造。

5 结束语

总而言之，石油开发中科学运用体积压裂技术，体现出非常好的应用效果，不仅有效提高了施工效率，同时还更好地保证了整个开采过程的安全性，增加了单井油气开采量，很好地缓解了我国目前石油资源紧缺的局面。未来还需进一步深入分析研究，积极创新优化体积压裂技术，不断提高油田开采水平，更好地服务于我国的石油开发利用。