油田井下压裂施工技术及改善

油田井下压裂施工技术及改善

于成龙

吉林油田公司红岗采油厂作业六队  吉林省松原市138000

摘要：近年来国家的能源方面的安全受国外的影响很大，随着我国油气开发取得飞速进展，油气开发变得越来越重要。本文主要对油田井下压裂施工技术及改善进行论述，详情如下。

关键词：油田；井下；压裂施工；技术

引言

一般情况下超过3000米的井被称为深井，超过4200米的井被称为超深井，油气勘探过程中深井、超深井有由浅层向深层发展的重要手段。超深井地层有着地应力高、空隙压力高、温度高的特点，对岩石孔隙度、渗透率、力学性质有着直接的影响，深井、超深井在勘探过程中，受到施工参数、施工泵压、施工排量等数据参数的影响，造成人工排液困难、砂比提升困难等现象，所以我们在对深井、超深井进行压裂施工作业时，比普通井的压裂施工难度更大，成功率更低。

1低渗透油田的特点分析

低渗透油藏的特点主要是低渗、低丰度、低产能、低孔，我国低渗透油田在传统的开采过程中，主要存在的问题有地面系统布置不规范、综合含水量高、原油产量低等，影响了低渗透油藏的开采效率，开采难度也比较大。低渗透油藏的开采过程中，需要严格的控制石油流体的流动速度，低渗透油藏中油层岩石的发育规模小、胶结物的含量高，造成储层中原油的物性差，这就会直接影响低渗透油藏开采过程中的开采效率和开采质量，容易造成原油的浪费。低渗透油藏的开采过程中，受到地层薄且多的特点影响，想要将原油成功的开采到地面，需要钻探多个水平井，这就增加了低渗透油藏的开采难度，技术标准和要求更加严格。

2油田井下压裂施工技术改善

2.1深井、超深井改造措施研究

经过我们对深井、超深井实际的调查研究发现，在对深井、超深井改造后取得了良好的效果，主要有以下几点：（1）在选井选层和储层改造优化设计的过程中，室内试验发挥着重要的作用。针对一些储层具有低渗透率、高压异常、高地应力值、裂缝较多、泥质含量大、水敏较强等特点，我们采取先进行室内试验研究，进行敏感性、应力敏感等评价试验，分析不同类型的工作液，深入了解和掌握不同储层的物性特征，经过以上的试验结果，我们可以顺利地开展后续的选井选层、压裂设计工作。（2）我们将研究成功的新型低伤害、耐高温工作液应用在低孔隙、低渗透率、井深、高温的油井中，取得了很好的成果，同时新型稠化酸系列在深井、超深井酸压试油中的应用，各项指标都高于了国内平均水平，应用效果显著。（3）对一些复杂的油气藏压裂压力采取优化后的诊断分析方法。在天然裂缝发育的影响下，复杂油气藏水力裂缝的产生与传统油气藏有着一定的差异。裂缝内的净压力随着裂缝的不断延伸而升高，压裂液在不同组系裂缝不断的开启过程中，出现滤失现象，造成堵砂问题；当我们停止压裂泵时，裂缝内的静压力随着压裂液在地层中的不断滤失而下降，轻微裂缝不断的闭合，影响压裂液的滤失速率，直到天然裂缝完全闭合。

2.2延长油田陆相页岩体积压裂SRV优化

水平井体积压裂实施过程中，多条水力裂缝同时延伸，激活附近储层的天然裂缝，交错组成复杂的高导流裂缝网络，形成储层的体积改造。储层改造体积（SRV）是评价压裂效果的一项重要指标，它通常与压后产量呈正相关，压裂设计应以追求在相同压裂条件下达到最大储 层改造体积为目标。基于裂缝延伸模型、裂缝诱导应力场模型、流体压力场模型和天然裂缝模型形成了一套 SRV 计算方法，并优化了涪陵页岩气北区体积压裂最优簇间距约为28ｍ。延长探区陆相页岩不同于海相页岩，其渗透性更低，非均质性更强，针对该区域的SRV 优化研究仍然较少，进行相关研究很有必要。簇间距是压裂设计需考虑的重要因素之一，过大的簇间 距 易 使 簇 间 改 造 不 充 分，浪 费 水 平 段 长度；过小的簇间距易造成重复改造，浪费压裂资源。为了研究不同储层 条件的最 佳簇间距，在Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类３种储层类型下，设定了11组压裂方案，排量均为10m3／min。由于模型考虑了裂缝扩展，液体黏度和压裂时长也会对SRV 造成影响，因此也考虑了不同液体黏度和不同压裂时长对 SRV 的影响。对于Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储层，40ｍ 的簇间距均偏大，30ｍ 的簇间距也略大；对于Ⅲ类储层，不建议压裂时间过长，尽量减小液体黏度，簇间距可取10～20ｍ；对于Ⅱ类和Ⅰ类储层，建议簇间距取约20ｍ。排量越大，裂缝尺寸越大，SRV 和层内SRV越大，有利于相同总液量下提升改造效果。排量增大、液体黏度减小、储层渗透性增加等影响因素使SRV 正向改变时，合理簇间距可以相应增大。

2.3压裂返排液无害化处理技术

2.3.1混凝法

混凝法是一种实用性很强的处理技术，该法是在压裂返排液中加入絮凝剂和助凝剂，使杂质和悬浮微粒发生絮凝、沉降，从而去除返排液中的可溶性物质与固体物质，达到固体颗粒与液体分离，除去废液中有害组分的目的。这种方法也是污水处理技术中重要的分离方法之一，混凝法最重要的就是混凝剂的选择，混凝剂分为有机混凝剂和无机混凝剂，常用的有聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝、聚合硫酸铝铁（PAFS）、聚丙烯酰胺（PAM）等。高黏度压裂废液最佳絮凝条件为：膨润土添加量800～1000mg/L，PAC添加量200～300mg/L；投加膨润土后搅拌时间为1～2min。处理后悬浮固体去除率可达到97.5%，石油类物质去除率约为88.6%，污泥体积减少50%以上。该方法其优点是对悬浮物、色度和石油类去除效果较好，对COD去除也有一定效果，而且工艺简单、可行性强；不足之处是为了达到预期效果，絮凝剂用量较大，造成淤泥产生量大，淤泥可能造成二次污染，大量淤泥的产生也会减慢沉淀速度，使废水处理时间过长，且无法对有害分子化合物进行处理，不能很好地处理化学需氧量（COD），这种方法大多数应用在预处理阶段。

2.3.2氧化法

氧化法是向废液中投加氧化性较强的试剂，与废水中有机物发生氧化还原反应，达到降解有机物的目的。常用的氧化法有臭氧催化氧化、Fenton氧化、光催化氧化。两级氧化法是高效的化学氧化法处理压裂返排液，不同地区不同种类的压裂返排液可以通过简单地调整氧化剂搭配以及工艺条件达到所需的处理要求。该法是向压裂返排液中加入两级氧化剂，使反应残留的污染物得到氧化降解；在2种氧化剂协同作用下，大大增强了氧化剂的氧化效果，提高了压裂返排液的COD去除率。高级氧化法降解效果好、处理速度快；缺点是成本高、能耗高。

结语

油气田开发过程中对压裂返排液的无害化处理是实现油田高效开发、保护环境的一项重要内容，但压裂返排液的化学组分复杂，处理工序多，处理难度大，处理成本高，随着油气田开发压裂技术的不断发展，压裂返排液的处理技术近年来也得到不断改进，为了实现对油田产生的压裂返排液低成本、高效率的处理，压裂返排液处理技术可以从多个方面入手，加大开展压裂返排液回用技术研究力度，以期提高压裂返排液的技术处理效率、降低处理成本，减少其对环境的污染危害。

参考文献

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[3]牛会娟,江波,杜洋.微电解法处理压裂返排液的研究[J].重庆科技学院学报,2011,13(5):105-107.