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摘要:能源開發是支撐經濟發展的關鍵,油田企業會采用壓裂技術來對低滲透油田的石油進行大量開采,但是在進行壓裂活動時,如果操作不當,就會造成石油儲存污染,降低油田的石油開采量,造成石油資源的浪費。為了對這一問題進行處理,需要研究改進常規壓裂技術的辦法。文章分析了如何在低滲透油田中合理運用壓裂技術,以供參考。
關鍵詞:油田壓裂活動;低滲透技術;應用方案
石油是進行工業生產的重要能源之一,具有不可再生性,石油資源的稀缺增加了油氣開發的難度,所以,采取措施高效開采石油,控制在開采石油時可能會造成的油氣浪費,是石油企業需要重點關注的內容。我國有大量低滲透油田,如果使用普通開采技術對低滲透油田進行開采,會嚴重降低石油的開采量,導致大量資源被浪費,所以會使用壓裂技術來實現油田的增量開采,使油田的石油開采量得到提升。
1油田壓裂技術概述
1.1油田壓裂技術
壓裂技術是一項能夠應用于低滲透油田開采,提高油氣開采產量的重要開采技術[1],可以在復雜地質環境的油田儲層中進行油氣開采。在開采難度大的油田區域使用壓裂技術,可以增大油氣開采產量。壓裂技術的應用時間較長,因為我國有大量低滲透油田,而且油氣深埋在地下,環境復雜,為了提高該類油田的油氣產量,壓裂增產技術的應用不可避免。通過重新組建壓裂機、引進先進的壓裂設備,能夠進一步完善壓裂技術。在將壓裂技術引入到低滲透油田之后,能夠明顯提高低滲透油田的產油量。近幾年,我國著重思考優化壓裂技術的方式,可以通過配置配套設備來實現壓裂技術的優化,并且開發了全新的壓裂軟件,提高了開發難度系數大的油田產量。
1.2壓裂技術原理
壓裂技術的主要工作原理就是指在對低滲透油田進行開采時,通過水的壓強作用來將油儲層間的縫隙打開,并利用水的壓強壓裂處理油層。然而在實際進行壓裂操作時,工程人員不會將水作為壓裂液的首要選擇,而是會選擇黏度更高的壓裂液,就會獲取更好的支撐力,對油層壓裂作業的開展提供支持。當前最常應用到壓裂作業施工當中的壓裂液種類有油基壓裂液、泡沫壓裂液和水基壓裂液三種。工程人員在把壓裂液導入到油層中后,油層會受到壓裂液的影響產生裂縫,然后工程人員會在裂縫中填入砂石,從而實現油氣的增量開采。
1.3壓力液在油層壓裂施工中的作用
選擇合適的壓裂液是順利進行壓裂作業的關鍵,在利用壓裂技術開采油田時,壓裂液會向地層滲入,然后促使地層產生裂縫,方便工程人員將砂石輸送到裂縫當中。此外,使用壓裂液可以起到保護地層的作用,避免壓裂作業破壞地層結構。同時,在壓裂作業完成之后,壓裂液也可以自動排出,不會對地層造成污染。選擇性能優越的壓裂液可以保證壓裂技術的應用效果,產生有效裂縫,保證油氣開采工作的順利推進。
2油田壓裂技術的特點
2.1避射技術
避射技術在開發早期常在渤南油田開采作業當中應用,根據對渤南油田的區域情況進行分析可以發現,該區域的地下夾層與油層有著不同的地質環境,地質環境的差異導致油田出現夾層造縫,而且難以抵抗裂縫向四面的延伸,從而加劇了該區域裂縫的波動。而使用壓裂避射工藝進行石油開采,則是可以將地下土層薄弱部分避讓開,對中間的夾層區域進行保護。由此可見,避射技術的應用可以有效控制裂縫對石油開采造成的影響,實現對油田油氣的大規模開采。
2.2前置液處理技術
工作人員在對特殊采油區域實行開采作業時,需要適當增大破裂壓力,工程人員可以利用前置酸來預處理開采區塊,對井筒進行疏通處理。在采用壓裂技術進行壓裂作業之前,要事先在井筒當中放置酸性物料,能夠控制對地層產生的破裂壓力,還能夠清理在井壁中堵塞的雜質,對通道的疏流效果進行改善,同時也能夠降低破裂作業承擔的負荷壓力。
2.3限流壓裂技術
限流壓裂技術對油層區塊進行壓裂處理可以對各區域的段射孔數量進行調整,并且分離在孔眼壓差的作用下產生的地層差異。在運用限流壓力技術時之前,需要工程人員根據作業要求選擇合適的壓裂設備,并以最高排量注入壓裂液,地層會最先在設備的作用下被壓開,壓裂液會滲入到地層之中,從而增加了摩擦孔的阻力,液體不會繼續向地下的儲層滲入,而是會向其他地層分散壓裂液,可以在一次注入壓力液的情況下,實現對多個儲存的壓裂操作。
2.4整體壓裂改造技術
使用單井壓裂和井組壓裂技術對大規模油田進行壓裂處理,難以獲取滿意的壓裂效果,裂縫監測技術的完善已經可以幫助工程人員進一步探究采油區域的整體地質結構,并且能夠獲取準確的參數測定結果。此外,配套壓力設備也已經逐步完善,科研人員開始研發大壓力、高排量的機組,所以在開采低滲透油田區域時,可以充分利用整體壓力改造技術來進行油田增量開采。
2.5高能氣體壓裂技術
使用高能氣體壓裂技術進行油氣開采,就是將高能氣體作為壓裂作業的介質,實現對油藏地層的改造,對低滲透油田進行增量開采。高能氣體壓裂技術的應用優勢在于可以降低施工成本,結構簡單,具有較好的應用效果,而且不會對儲層造成損傷。在使用高能氣體壓裂技術期間還需要根據實際情況進行增壓,在此期間可以在高壓氣體脈沖的作用下使就近的井體地層出現裂縫,增壓越大,產生的裂縫數量就越多。
2.6封隔器分層壓裂技術
封隔器分層壓裂技術被廣泛用于油田開采作業中,根本原理就是使用封隔器分層管柱進行操作,可以將上下油層分隔開,避免油層當中混入壓裂液。第一,單封隔器分層壓裂。使用單封隔器分層壓裂技術能夠壓裂最下面一層儲層,單封隔器分層壓裂技術操作方法簡單,適合應用在各種類型的油田中。第二,雙封隔器分層壓裂技術??梢詫Χ鄬佑蜌鈨又械娜我庖粚舆M行壓裂處理,可以準確控制壓力的層位,但是不能使用該種工藝技術來對破裂壓力高的地層進行處理。第三,橋塞加封隔器分層壓裂技術。利用該工藝技術可以任意壓裂多層油氣層的每一層,使用該工藝技術可以保證作業的安全性,而且在施工時不會出現油管拉斷事故,可以對壓力層段進行準確控制。但是在具體施工時過程復雜,在開始進行壓裂操作之前,需要先將橋塞放入其中,將被壓裂層以下層封堵起來,在完成壓裂施工之后,如果還需要繼續進行橋塞下層油層的生產,需要將橋塞打撈出來或鉆掉。
3低滲透技術的關鍵點
3.1開發壓裂技術模型
開發壓裂技術模型是應對低滲透油田的一種專業處理方式,應用開發壓裂技術進行低滲透油田開采,可以保證開采作業的安全,并在最大程度上開采油田的儲層油氣[2]。開發壓裂技術的應用是在結合油儲工程和壓裂技術的基礎上,對應用壓裂技術可能造成的后果進行預測,提前評估油層的應力分布情況和產生的裂縫情況,這就是對預計場景模型的計算,工程人員可以結合相關數據選擇符合開采要求的壓裂技術,并且能夠適用于低滲透油田,從而保證順利進行油氣開采作業。
3.2重復壓裂技術
水是運用重復壓裂技術進行油田壓裂操作的主要介質,對地層表面進行作用,在實際操作時,工程人員需要對油田進行第一次壓裂,從裂縫的位置垂直向下對油層的位置進行重新定位,然后將砂石填入到第二次產生的裂縫當中,進而開展油田開采工作。使用重復壓裂技術能夠對壓裂液的使用量進行控制,而且裂縫產生數量會增多,可以將石油與填充的砂石黏結到一起,為工程人員提取原油提供便利。
3.3低傷壓裂技術
在實際開采油田時難免會污染周邊的生態環境,如今人們已經產生了保護環境的意識,因此也開始全力發展綠色環保的壓裂技術,低傷壓裂技術就是在這一環境背景下產生的。低傷壓裂技術的運作理念就是在對低滲透油田進行開采時注入環保壓裂液,盡量減少對周邊環境造成的傷害。在使用壓裂技術時,工程人員先需要對壓裂過程進行設計,加強對壓裂作業的處理和管理,全面管控低滲透油田的壓裂過程。
4低滲透技術在油田壓裂活動中的應用
4.1選擇合適的壓裂液
壓裂液是在使用壓裂技術開采油田時最常使用的材料,在進行油田改造時也會運用壓裂液,運用壓裂液可以為后續施工提供便利,傳遞施工壓力,迫使夾層在壓力的作用下產生裂縫,保證改造作業和壓裂施工的順利進行。為此,工程人員應該對壓裂液的性能有明確要求,不能選擇摩擦力高的壓裂液,而且要保證壓力液的黏度低,否則就會影響裂縫的產生,而且壓裂液要具有優越的熱穩定性,選擇與以上要求相符合的壓裂液,是保證壓裂施工順利進行的關鍵。
4.2選擇合適的支撐劑
選擇合適的支撐劑可以降低原裂縫的失效概率。選擇支撐力合適的支撐劑可以更好地支撐裂縫,促使砂石緊密黏結裂縫中的原油,在進行低滲透油田開采工作時,一旦支撐劑失去了原本的作用,就會影響機械的壓裂效果[3]。另外,在對支撐劑的品類進行選擇時,工程人員還應該考慮儲層的深度,油水井的地層深度不同,承擔的壓力也有所差異,在對低于2500m的油層進行開采時,選擇的支撐劑支撐壓力需要低于30MPa,對夾層裂縫進行填充時,可以搭配使用支撐劑和石英砂。如果需要開采超過2500m的油層,選擇具有30MPa支撐壓力的強效支撐劑,并在填補裂縫時使用洛陽陶粒。
4.3確定施工規模
通過分析低滲透油田壓裂技術的實際使用不難發現,壓裂技術的使用效果同樣與施工規模有著緊密聯系,準確測定施工規模是保證壓裂技術應用效果的關鍵。如果需要將壓裂技術運用到單一地層當中,已經產生的裂縫會因為受到支撐劑的支撐作用而限制石油的導流能力。所以,如果在完成第一次壓裂作業之后,在產生裂縫的基礎上還需要重復運用壓裂技術,為了避免影響石油的導流能力,就應該將施工規模擴大,加大壓裂機械的應用壓力,擴大砂石的擴散范圍,從而將老舊裂縫拓寬,實現對石油導流能力的強化。
4.4分析技術難點
假如需要開采的低滲透油田區域地層差異較大,那么在進行油田開采時選擇的壓裂技術就不能具有單一化的特點。在進行開采作業時,需要工程人員對石油開采壓裂方式進行重新評估,收集油田地區的地質數據和裂縫大小的相關數值,確保能夠更加完整、高效的開采油氣資源,減少因為開采失誤而造成的嚴重后果。一般情況下,如果需要開采的低滲透油田區域地質環境復雜,工作人員在進行壓裂作業時會使用分層選壓工藝,保證作業的安全性。分層選壓工藝的應用還能夠將油田的上層分隔開,并且使用砂石填充產生的微小縫隙,然后再使用分隔器對上下地層進行分層壓裂,避免在進行壓裂作業過后,裂縫失去應有的效能。
5結語
通過分析和研究壓裂技術在低滲透油田當中的運用可以發現,合理運用壓裂技術可以實現低滲透油田的增量生產。在使用壓裂技術時,不僅需要對壓裂模型和壓裂技術進行充分考慮,更應該對油田的地質特點進行勘察,結合工程人員自身的經驗的作業要求來對支撐劑和壓裂液的品類進行選擇,安全、高效地開展壓裂作業,提高石油的開采效率,并控制開采石油時造成的能源損耗。
參考文獻:
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[3]趙永強.低滲透油田壓裂技術與發展趨勢研究[J].中國石油和化工標準與質量,2018(19):156-157.
作者:高明 王學洲 李濤 楊智 單位:延長油田股份有限公司吳起采油廠