关于对井下压裂技术的研究与探讨

关于对井下压裂技术的研究与探讨

【摘要】近几年我国的经济发展水平大幅度提高，改善了人们各方各面的生活。经济的提高带动了各行各业的发展，其中石油行业的发展是空前绝后的，自1995年起我国已经是出口石油的大国了，结合了对先进技术的研究，石油从开发到出售的各个环节已经和国际的先进技术接轨，有些技术领域已经达到了国际先进水平。但是由于我国的地形和地质的复杂和特殊性，使得石油企业生产技术和工艺压力特别大，就油田井下压裂技术就是一个特殊的技术工艺，我国的地形差异大，对需要满足生产和开发的技术工艺来说是一种挑战又是一种机遇。井下压裂技术中有些技术还没有达到国际的水平还未成熟和健全，本文探讨了对井下压裂技术的探讨，从理论和实际出发，分析了其现状问题和解决方法。

【关键词】井下压裂技术发展历程现状未来的发展

在石油产业广泛应用的压裂技术就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程一般都是用压裂车，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（如石英砂等）充填进裂缝，提高油层的渗透能力，来达到油井增产的目的。我国的井下压裂技术发展已经有一定的时间了，压裂技术是石油开发的增产措施，是为加大企业的经济效益的一项重要手段。我国的压裂技术要根据地形和地质的不同，技术工艺也有很大的差距，比如苏里格气田和长庆千里油田的压裂技术工艺就不一样，压裂工艺要根据实际情况而使用。

压裂技术也在近几年有了快速的提高和完善，其中产生了很多种类的压裂技术，有滑套式分层压裂技术，这种技术适用于高、中、低渗油层，采用了水力扩张式封隔器和滑套式喷砂器组成的压裂管柱，自下而上不动管柱施工。选择性压裂技术，在压裂施工对油井内的高渗透层进行暂时的封堵，再压裂其它层，以达到选择油层压裂的目的。该技术适用于油井不均质的情况。多裂缝压裂技术和限流法压裂技术等等，还有很多比较先进的且适应我国石油储藏性质的压裂技术，在这里就不一一介绍了，这些技术是压裂技术的开始和提高的过程，为石油企业带来了很大的经济效益。

1 井下压裂技术具体分类，以及历程

压裂工艺技术难点在于分段压裂工艺方式选择和井下封堵工具，目前国内外油井压裂的工艺技术方法，主要分为以下四类。

（1）化学隔离技术，该项技术在国内外20世纪90年代初采用该技术，主要用于对套管井的使用。其基本做法是：对油管进行压裂；用液体胶塞和砂子隔离已压裂井段；采用这种办法，依次压开所需改造的井段。液体胶塞和填砂进行压裂的工艺方法施工安全性可靠，但是对所使用的液体胶塞的浓度要求较高，在冲砂过程中对上下储层均会造成伤害，而且两者结合施工工序繁杂，作业周期长，无形中浪费了大量的时间和资金，使得综合成本高，因此，该技术方法20世纪90年代初发展起来后没有得到进一步发展与推广应用。

（2）限流压裂技术，限流压裂技术是在压裂过程中使用压裂液

高速通过直径较小的射孔孔眼，带动井底压力的上升，当压力超过了油井承受的范围，在每一个层段上压开裂缝，该技术多用于形成纵向裂缝的水平井，分段的针对性相对较差。因此在这几年的发展已经不能够满足生产和效益的需要了。

（3）水力喷砂压裂技术，水力喷射分段改造技术是90年代末发展起来的目前国外应用比较广泛的技术，其技术原理是根据伯努利方程，将压力能转换为速度，油管流体加压后经喷嘴喷射而出的高速射流（喷嘴喷射速度大于126 m/s）在地层中射流成缝，通过环空注入液体使井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下，射流出口周围流体速度最高，其压力最低，环空泵注的液体在压差作用下进入射流区，与喷嘴喷射出的液体一起被吸入地层，驱使裂缝向前延伸，因井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下，压裂下一层段时，已压开层段不再延伸，因此，不用封隔器与桥塞等隔离工具，实现自动封隔。通过拖动管柱，将喷嘴放到下一个需要改造的层段，可依次压开所需改造井段。水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂，也可以在套管井上进行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可以与常规油管相连接入井，也可以与大直径连续油管（60.3 mm）相结合，使施工更快捷，国内外已有数百口井用此技术进行过酸压或加砂压裂处理。

2 井下压裂技术存在的风险。

于20世纪80年代我国内外就开始研究水平井的压裂增产技术，

压裂施工工艺技术取得了一定进展，但总体来讲与我国特有的地质和地形不配套、技术还有待完善。随着油井压裂作业设备的增多、工艺流程多，技术难度高、施工难度大石油工作者在这种环境下极易存在人身安全的风险，酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。（1）在石油压裂技术的施工场地，操作人员的数量多，压裂的机械设备也多，造成人员与设备高度集中的现象，一些大型的机械设备比如压裂车、混砂车、仪表车、管汇车对施工的影响是最严重的，对施工的管理难度是一种考验。井场布置易存在隐患。

（2）压裂施工过程危险性高，尤其是一些工序复杂的过程，极易造成一些老井的井身结构破坏、管线爆裂，发生卡钻的工程事故，极易引发井喷事故和物体打击事故。

3 压裂技术未来展望。

压裂技术经过试验已经证明适合我国的特殊地形和地质的使用

技术，虽然有些技术领域还没有国外的先进，但是我国的石油企业通过压裂技术能够达到理想的生产效果和开发水平。那么，压裂技术的未来是什么样的呢？水力喷射分段压裂技术，水力喷射技术可以在裸眼、筛管、甚至套管完井的不同岩性的油井下进行分段酸压而且施工安全快捷。大力发展水平井水力喷射分段压裂技术，特别是与大直径连续油管（73 mm）联作是一个总的发展趋势。

4 结语

压裂改造技术是油井获得较好开发效果的应用技术，其工艺技术难点在于压裂工艺方式选择和井下封堵工具。这些要求我国石油

行业正在一步步走向健全和完善。其中的一些问题还需要研究人员继续加强研究和实践来使压裂技术达到国际先进水平，为石油企业带来更大的经济效益。

参考文献

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