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【摘要】我国的低渗透油气田资源非常丰富，低渗透油田是未来石油增产的一个重要资源基础，研究低渗透油田开发技术具有非常重要的意义。压裂是低渗透油田最有效的增产方式。本文对压裂的定义进行了阐述，分析了油层压裂施工中压裂液的作用，并介绍了5种常见的油田压裂技术。
【关键词】低渗透 油田 压裂技术
1 引言
低渗透油藏占原油新增储量的70%，与中高渗透的油藏相比，低渗透油藏在形成条件、渗流机理、孔喉特征等方面都有显著的区别。在油藏开采方式、油井生产动态方面，低渗透油藏有其特殊性。目前开发低渗透油田急需解决的问题就是提高单井的产量。
2 压裂的概念
压裂就是通过水力作用使油层形成裂缝。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量或产油量。
油气井增产、注水井增注的一个重要技术就是通过水力压裂，在低渗透油气藏中水力压裂运用的相当广泛。目前国内的压裂技包括限流法完井压裂技术、分层高砂比压裂技术、高能气体压裂技术、投球法多层压裂技术、复合压裂技术等，实际操作中开发了一些新兴压裂液，例如泡沫压裂液，这些技术的应用使得原来不具备开发价值的低渗透油田得到了开发。
3 油层压裂施工中压裂液的作用
压裂技术的关键就是压裂液的选择，压裂液的作用就是提供足够粘度的流体，借助水力尖劈作用使地层产生裂缝，并沿缝输送支撑剂。压裂液为了避免在压裂过程中对地层造成伤害，在压裂完成后迅速自动破胶成低粘度的流体并返排到地面。压裂液性能的好坏直接决定了压裂成败，性能良好的压裂液就能造出一条足够尺寸、并具有足够导流能力的裂缝。压裂液的性能要求包括以下几个方面：滤失少、悬砂能力强、稳定性、摩阻低、配伍性、低残渣、易返排、货源广、成本低。在压裂过程中，压裂液包括前置液、携砂液、顶替液，在压裂施工中起着不同的作用。
4 油田压裂技术分析
4.1 整体优化压裂技术
在单井优化压裂设计技术的基础上，通过结合最优化理论和系统工程发展形成低渗透油田整体优化压裂技术。针对多裂缝系统水平井的渗流问题，对油田压裂水平井裂缝条数、裂缝的导流能力、裂缝间距通过编制计算机软件进行优化探讨，从而计算出油田在上述条件下的压裂水平井的单井初始产量，继而计算出压裂水平井初期配产，将计算结果作为区块井网布置和数值模拟的初始条件。根据单井压裂水平井油藏工程优化计算的结果，应用ECLIPSE软件进行模拟。在数值模拟过程时，模拟优化的主要指标是较高的采收率、较高的采油速度、较高的单井经济效益、施工容易并且钻井工程能和裂缝进行很好的匹配。对于不同的井组型式模拟中将水平井产量为直井产量的2倍左右作为模拟初始条件，井网边界处水井、油井进行注水量和采出量的劈分。不同的井网型式，控制面积和井数都会有所不同，所有优化的主要指标就是有效单井采出程度，通过这个指标来判断不同的井网型式对低渗透油田适应性的好坏，来完善整体优化压裂方案。
4.2 开发压裂技术
在整体优化压裂基础上通过进一步的拓展形成了低渗透油藏开发压裂技术。它的基础是油藏工程和水力压裂力学，基本手段为油藏数值与压裂裂缝模拟，对地质与水力裂缝建模，考虑地应力方位与水力裂缝的匹配关系，优化组合开发井网与水力裂缝系统，提出低渗透油田获得最佳开发效果的井网部署、水力裂缝系统设置及实现水力压裂的实施方案。
4.3 低伤害压裂技术
近年来低伤害或无伤害的压裂材料不断发展形成了低伤害压裂技术，这项压裂工艺被广泛应用于低渗透油田增产改造。在压裂设计、压裂施工和压后管理的所有环节中，都要做到最大限度得减少支撑裂缝、储层的伤害，从而保证最优化的支撑缝长和裂缝导流能力。因此就必须要开发低伤害或无伤害的压裂材料和压裂液。在保证压裂液造缝和携砂性能的前提下，通过进一步优化压裂液体系，降低稠化剂用量，减少残渣，降低裂液成本，使得压裂液体系在弱酸性条件下可以形成较好的交联体系，增强压裂液体系的耐温、耐剪切性能，降低滤失量，使破胶返排彻底化，降低压裂施工后对裂缝及储层的损害程度，增强压裂效果，提高油田的开发效率。
目前应用较为成熟的低伤害压裂技术有：液氮助排压裂技术、清洁压裂液压裂技术、低稠化剂浓度压裂技术、CO2泡沫压裂技术、清水压裂技术。
4.4 重复压裂技术
低渗透油藏改造中用的非常广泛的技术是水力压裂技术，但经过水力压裂后的油气井，在生产过程中受各种因素影响会使得水力裂缝失效。为了保证油藏稳产增产、提高油田采收率，针对这类油井就应该采取重复压裂技术。常见的重复压裂技术包括：
4.4.1疏通、延伸原有裂缝
目前常见的重复压裂就是通过加大压裂规模，使原有裂缝继续延伸，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。
4.4.2堵老缝压新缝
在原有的压裂裂缝和射孔孔眼用一种封堵剂有选择性地进入并有效封堵，然后在新孔眼中进行压裂开新缝或部分封堵老裂缝，在老裂缝缝面再开新裂缝，从而为侧向油储量提供通道。近两年缝内转向技术取得了一定成果，堵水转向技术结合了选择性堵水技术和转向压裂工艺技术，通过这项工艺技术可以使油井的含水下降并且提高油井的产能。它与原缝内转向压裂技术不同，原缝内转向技术采用的是新老缝并用，而这项技术是主要依靠新裂缝形成的新泄油区进行增产，达到控水增有的效果。它的作用原理是首先对见水油层进行选择性堵水，封堵原有裂缝深部或储层由于微裂缝发育而含水饱和度升高的部位，然后运用转向压裂技术在近井地带或裂缝深处实施转向压裂，达到造新缝的目的。
4.5 高能气体压裂技术
高能气体压裂通过推进剂爆燃或化学燃烧，产生高速、高压气体脉冲，由炮眼作用于地层岩石上，压开多条不受地应力控制的辐射状径向裂缝。高能气体压裂通过穿透近井地带污染区增强油层导流能力。高能气体压裂还加大了天然裂沟通的可能性。高能气体压裂产生的压力比静态破裂压力要高，大于岩层的屈服极限，使得岩层产生一些不可恢复的塑性变形，这就使裂缝在闭合后能保持一定的残余缝宽。裂缝表面的晶粒结构在高能气体压裂破坏下形成部分岩石碎屑，这些碎屑就可以起到支撑裂缝的作用。井内的气体在高能气体压裂过程中受到火药燃烧释放出大量的热能影响而液化，热量通过炮眼传递给地层，地层温度的升高可以有效地清除井筒附近结蜡及沥青胶质堵塞。同时，高能气体压裂动态过程中，压力变化是脉冲式的逐渐衰减过程，在井筒附近形成较强的水力冲击波，对油层的机械杂质堵塞起到一定的解堵作用。高能气体压裂技术有以下优点：不需要大型压裂设备、压裂和支撑剂，施工作业方便快捷、费用较低、对地层产生的伤害小。虽然高能气体压裂技术在低渗透油藏增产改造中能发挥一定作用，但它也村子压裂作业时峰值压力高易造成套管损坏的缺点，因此这一技术在目前并没有大规模推广。
5 结束语
通过压裂可以提高油田产量，增加石油的采收率，对油田的增产发挥着重要的作用。因此必须要重视压裂技术开发和研究，压裂技术正在逐步使油田开发走向一个新的阶段。
参考文献
[1] 程玉银，低渗透油田压裂技术及发展趋势探讨[J].中国新技术新产品，2011（18）：2
[2] 牟珍宝，袁向春，朱筱敏.低渗透油田压裂水平井开发井网适应性研究[J].石油天然气学报，2008，12（6）：119-122
[3] 罗文波.低渗透油藏压裂优化研究[D]，湖北武汉，2011
【关键词】低渗透 油田 压裂技术
1 引言
低渗透油藏占原油新增储量的70%，与中高渗透的油藏相比，低渗透油藏在形成条件、渗流机理、孔喉特征等方面都有显著的区别。在油藏开采方式、油井生产动态方面，低渗透油藏有其特殊性。目前开发低渗透油田急需解决的问题就是提高单井的产量。
2 压裂的概念
压裂就是通过水力作用使油层形成裂缝。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量或产油量。
油气井增产、注水井增注的一个重要技术就是通过水力压裂，在低渗透油气藏中水力压裂运用的相当广泛。目前国内的压裂技包括限流法完井压裂技术、分层高砂比压裂技术、高能气体压裂技术、投球法多层压裂技术、复合压裂技术等，实际操作中开发了一些新兴压裂液，例如泡沫压裂液，这些技术的应用使得原来不具备开发价值的低渗透油田得到了开发。
3 油层压裂施工中压裂液的作用
压裂技术的关键就是压裂液的选择，压裂液的作用就是提供足够粘度的流体，借助水力尖劈作用使地层产生裂缝，并沿缝输送支撑剂。压裂液为了避免在压裂过程中对地层造成伤害，在压裂完成后迅速自动破胶成低粘度的流体并返排到地面。压裂液性能的好坏直接决定了压裂成败，性能良好的压裂液就能造出一条足够尺寸、并具有足够导流能力的裂缝。压裂液的性能要求包括以下几个方面：滤失少、悬砂能力强、稳定性、摩阻低、配伍性、低残渣、易返排、货源广、成本低。在压裂过程中，压裂液包括前置液、携砂液、顶替液，在压裂施工中起着不同的作用。
4 油田压裂技术分析
4.1 整体优化压裂技术
在单井优化压裂设计技术的基础上，通过结合最优化理论和系统工程发展形成低渗透油田整体优化压裂技术。针对多裂缝系统水平井的渗流问题，对油田压裂水平井裂缝条数、裂缝的导流能力、裂缝间距通过编制计算机软件进行优化探讨，从而计算出油田在上述条件下的压裂水平井的单井初始产量，继而计算出压裂水平井初期配产，将计算结果作为区块井网布置和数值模拟的初始条件。根据单井压裂水平井油藏工程优化计算的结果，应用ECLIPSE软件进行模拟。在数值模拟过程时，模拟优化的主要指标是较高的采收率、较高的采油速度、较高的单井经济效益、施工容易并且钻井工程能和裂缝进行很好的匹配。对于不同的井组型式模拟中将水平井产量为直井产量的2倍左右作为模拟初始条件，井网边界处水井、油井进行注水量和采出量的劈分。不同的井网型式，控制面积和井数都会有所不同，所有优化的主要指标就是有效单井采出程度，通过这个指标来判断不同的井网型式对低渗透油田适应性的好坏，来完善整体优化压裂方案。
4.2 开发压裂技术
在整体优化压裂基础上通过进一步的拓展形成了低渗透油藏开发压裂技术。它的基础是油藏工程和水力压裂力学，基本手段为油藏数值与压裂裂缝模拟，对地质与水力裂缝建模，考虑地应力方位与水力裂缝的匹配关系，优化组合开发井网与水力裂缝系统，提出低渗透油田获得最佳开发效果的井网部署、水力裂缝系统设置及实现水力压裂的实施方案。
4.3 低伤害压裂技术
近年来低伤害或无伤害的压裂材料不断发展形成了低伤害压裂技术，这项压裂工艺被广泛应用于低渗透油田增产改造。在压裂设计、压裂施工和压后管理的所有环节中，都要做到最大限度得减少支撑裂缝、储层的伤害，从而保证最优化的支撑缝长和裂缝导流能力。因此就必须要开发低伤害或无伤害的压裂材料和压裂液。在保证压裂液造缝和携砂性能的前提下，通过进一步优化压裂液体系，降低稠化剂用量，减少残渣，降低裂液成本，使得压裂液体系在弱酸性条件下可以形成较好的交联体系，增强压裂液体系的耐温、耐剪切性能，降低滤失量，使破胶返排彻底化，降低压裂施工后对裂缝及储层的损害程度，增强压裂效果，提高油田的开发效率。
目前应用较为成熟的低伤害压裂技术有：液氮助排压裂技术、清洁压裂液压裂技术、低稠化剂浓度压裂技术、CO2泡沫压裂技术、清水压裂技术。
4.4 重复压裂技术
低渗透油藏改造中用的非常广泛的技术是水力压裂技术，但经过水力压裂后的油气井，在生产过程中受各种因素影响会使得水力裂缝失效。为了保证油藏稳产增产、提高油田采收率，针对这类油井就应该采取重复压裂技术。常见的重复压裂技术包括：
4.4.1疏通、延伸原有裂缝
目前常见的重复压裂就是通过加大压裂规模，使原有裂缝继续延伸，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。
4.4.2堵老缝压新缝
在原有的压裂裂缝和射孔孔眼用一种封堵剂有选择性地进入并有效封堵，然后在新孔眼中进行压裂开新缝或部分封堵老裂缝，在老裂缝缝面再开新裂缝，从而为侧向油储量提供通道。近两年缝内转向技术取得了一定成果，堵水转向技术结合了选择性堵水技术和转向压裂工艺技术，通过这项工艺技术可以使油井的含水下降并且提高油井的产能。它与原缝内转向压裂技术不同，原缝内转向技术采用的是新老缝并用，而这项技术是主要依靠新裂缝形成的新泄油区进行增产，达到控水增有的效果。它的作用原理是首先对见水油层进行选择性堵水，封堵原有裂缝深部或储层由于微裂缝发育而含水饱和度升高的部位，然后运用转向压裂技术在近井地带或裂缝深处实施转向压裂，达到造新缝的目的。
4.5 高能气体压裂技术
高能气体压裂通过推进剂爆燃或化学燃烧，产生高速、高压气体脉冲，由炮眼作用于地层岩石上，压开多条不受地应力控制的辐射状径向裂缝。高能气体压裂通过穿透近井地带污染区增强油层导流能力。高能气体压裂还加大了天然裂沟通的可能性。高能气体压裂产生的压力比静态破裂压力要高，大于岩层的屈服极限，使得岩层产生一些不可恢复的塑性变形，这就使裂缝在闭合后能保持一定的残余缝宽。裂缝表面的晶粒结构在高能气体压裂破坏下形成部分岩石碎屑，这些碎屑就可以起到支撑裂缝的作用。井内的气体在高能气体压裂过程中受到火药燃烧释放出大量的热能影响而液化，热量通过炮眼传递给地层，地层温度的升高可以有效地清除井筒附近结蜡及沥青胶质堵塞。同时，高能气体压裂动态过程中，压力变化是脉冲式的逐渐衰减过程，在井筒附近形成较强的水力冲击波，对油层的机械杂质堵塞起到一定的解堵作用。高能气体压裂技术有以下优点：不需要大型压裂设备、压裂和支撑剂，施工作业方便快捷、费用较低、对地层产生的伤害小。虽然高能气体压裂技术在低渗透油藏增产改造中能发挥一定作用，但它也村子压裂作业时峰值压力高易造成套管损坏的缺点，因此这一技术在目前并没有大规模推广。
5 结束语
通过压裂可以提高油田产量，增加石油的采收率，对油田的增产发挥着重要的作用。因此必须要重视压裂技术开发和研究，压裂技术正在逐步使油田开发走向一个新的阶段。
参考文献
[1] 程玉银，低渗透油田压裂技术及发展趋势探讨[J].中国新技术新产品，2011（18）：2
[2] 牟珍宝，袁向春，朱筱敏.低渗透油田压裂水平井开发井网适应性研究[J].石油天然气学报，2008，12（6）：119-122
[3] 罗文波.低渗透油藏压裂优化研究[D]，湖北武汉，2011