对油田增产措施的系列探究

对油田增产措施的系列探究

文/景岩大庆油田有限责任公司第三采油厂

原油储藏在岩石孔隙里，油层的渗透性能直接影响油井的产量。尽管油层有很高的压力，但由于油层的连通性、渗透性差，产量仍很低，另外，现今世界上大油田已面临枯竭，这就迫使许多国家日益重视发展完善各种增产技术，以提高油井产量。从改善油层的渗透性提高油的产量角度考虑，目前各国普遍采用油层酸化处理、水力压裂以及堵水等办法，增加油田的采收率。

1油层的酸化处理

油层酸化处理是将按一定技术要求配制的酸液从地面经井筒注入到油层中注入油层的酸液可溶解岩石孔隙中的堵塞物(如泥浆)和岩石中的某些组分，增加孔隙量并使原有的孔隙扩大，从而提高井底附近岩石的渗透率，达到增产目的。

1．1前置液酸压技术

该技术以前置液粘性指进酸压为主，为实现指进酸压·多采用宽间距，稀孔密射孔技术，并要求前置液和酸液之间的粘度比一般为(2oo一600)：1，至少要达到150：1。该工艺特别适合孔隙型和孔隙裂缝型低渗透碳酸盐岩储层。

1．2稠化酸(胶凝酸)酸压技术

由于稠化酸摩阻较小，为提高排量创造了条件，深井、超深井多采用稠化酸酸压。另外，稠化酸具有一定的降滤失作用，对裂缝发育地层，可实现较长的酸蚀缝长。

稠化酸现场应用的技术难点在于要求稠化酸具有较高的粘度和较好的热稳定性能，而对于致密地层，由于粘度相对较大，不易于返排。

1．3化学缓速酸酸压技术

采用化学方法来延缓酸岩反应速度的方法之一是·向酸中加入一种表面活性剂，当这种缓速表面活性剂与地层裂缝壁面接触时，就吸附在壁面上，使裂缝壁面的碳酸盐岩物质不易受到酸的溶蚀，达到延缓反应速度的目的。另一种方法是，当酸岩反应生成∞z时，一些活性缓速剂能够与之形成一种稳定的泡沫，这种稳定的泡沫在岩面上可形成一个隔层，起到延缓岩面与酸相遇的物理隔膜作用，达到延缓反应速度的目的。化学缓速酸酸压技术控制滤失较差，主要适合酸岩反应速度受表面反应控制的低温白云岩地层。

1．4泡沫酸酸压技术

在普通酸中加入液氮，并通过泡沫发生器形成泡沫，制成泡沫酸。泡沫酸中的主要成分是气体。液体含量很少，一般仅占总体积的1O～4O。泡沫的携带能力较强，利于将酸岩反应生成的微粒和岩屑带到地面。泡沫酸易于返排，不会引起粘土膨胀，特别适合在含水敏性粘土储层的酸压改造。

1．5乳化酸酸压技术

乳化酸通常是指使用油和酸液两种不相溶的液体通过乳化剂构成的分散体系，一般以油外相乳化酸为主。国外在大型重复酸压中使用乳化酸较多，塔河油田压后评估分析表明，在相同条件下乳化酸酸压比稠化酸酸压形成的酸蚀缝长要大于40以上。乳化酸的摩阻较普通酸高20，限制了施工排量的提高；另外，粘度大，乳化液对地层有一定的伤害。

1．6多级注入酸压技术

多级注入酸压技术是将数段前置液和酸液交替注入地层进行酸压施工的工艺技术，形成较长且导流能力较高的酸蚀裂缝，从而提高酸压效果。该项技术已成为实现深度酸压的主流技术。

1．7闭合裂缝酸压技术

该技术是在高于破裂压力下先注酸形成裂缝。然后在低于闭合压力下继续注酸，改善裂缝特别是近井地带裂缝导流能力。该工艺适合含油面积大、储层物性差的碳酸盐岩储层酸压改造，目前已成为国内外碳酸盐岩储层增产改造的主流技术之一。

1．8平衡酸压技术

平衡酸压是针对低温白云岩和控制裂缝高度的一种特殊工艺技术，该技术的特点是：最大限度延长酸液与裂缝面的接触时间，并使动态裂缝几何尺寸得到控制，使其在获得最大增产效益的同时不压开其上下非产层或水层。

2水力压裂

目前，整体优化压裂技术已成为低渗透油田一项比较成熟的压裂工艺技术，在国内外油田得到推广应用。

2．1低伤害压裂技术

低伤害压裂技术是近年来随低伤害或无伤害压裂材料的发展而建立起来的压裂工艺集成技术，在低渗透油田的增产改造中应用非常广泛。低伤害压裂技术的实质就是从压裂设计、压裂施工，到压后管理等各环节，采取措施最大限度地减小支撑裂缝、储层的伤害，获得最优化的支撑缝长和裂缝导流能力。

它的核心内容是低伤害或无伤害的压裂材料、压裂液体系的开发。其技术要点有：①储层伤害和裂缝伤害的定量模拟和实验技术；②低伤害或无伤害压裂液技术，如低稠化剂浓度压裂液、低分子量压裂液、清洁压裂液、Co泡沫压裂液等；③工艺优化技术，如支撑剂分布优化技术(如前置液量优化、顶替液量优化、压后返排策略优化等)、压裂液分段破胶优化技术等。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,CO泡沫压裂技术l清水压裂技术；低稠化剂浓度压裂技术等。

2．2重复压裂技术

水力压裂技术是低渗透油藏改造的主要措施，但经过水力压裂后的油气井，在生产过程中由于种种原因可能导致水力裂缝失效。对这类油井很自然就会采取重复压裂措施以保证油藏稳产增产、提高油田采收率。国内外常用的重复压裂技术有：①疏通、延伸原有裂缝。采用加大压裂规模继续延伸原有裂缝，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。这是目前最通常的重复压裂概念。为了获得较长的增产有效期，必须优化设计重复压裂规模(液量、砂量)。②堵老缝压新缝。采用一种封堵剂有选择性地进入并有效封堵原有压裂裂缝和射孔孔眼，再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。重复压裂技术经过50多年的发展，特别是最近20年来，随着压裂技术的不断发展，重复压裂技术在选井选层、裂缝转向、定向射孔、转向条件下的油藏模拟技术方面有了进一步的完善和发展，重复压裂的单项技术有了很大进展，已成为老油田综合治理、控水稳油的关键改造技术。

2．3高能气体压裂技术

高能气体压裂是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

不仅穿透近井地带污染区，使油层导流能力大大提高，而且增加了沟通天然裂缝的机会。高能气体压裂过程中火药燃烧释放出大量的热能将井内液体汽化，通过炮眼将热量传递给地层，使其温度升高，有效地清除井筒附近结蜡及沥青胶质堵塞。高能气体压裂技术无需大型压裂设备、压裂液及支撑剂，具有施工作业方便快速、对地层伤害小(甚至无伤害)、作业费用低等优点，在低渗透油藏增产改造中发挥出一定的作用。

2．4压裂技术的发展趋势

目前，世界上应用比较多、比较先进的压裂工艺有重复压裂、分层压裂、复合压裂和二氧化碳泡沫压裂。近1O来年，各国油田对水平井压裂技术在投入了很大研发精力后取得了进展，水平井压裂对软件的设计要求则更为精确。根据各个油层地质性质和力学性质的不同，应用Notel—Smith曲线形成压裂压力解释的模式，就可以对多层的压裂描述得更准确，建立起全三维模型。压裂不仅仅是提高产量的技术手段，它还是提高石油采收率的一个重要措施。世界上很多油田从开发设计时，将压裂作为一种更好的油田开发和采油手段。压裂技术正在逐步使油田开发走向一个新的阶段。

3堵水技术

我国自上个世纪5O年代开始堵水技术的探索和研究，最初是用水泥浆堵水。后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等；60年代以树脂为主；70年代水溶性聚合物及其凝胶开始在油田应用；80年代初提出了注水井调整吸水剖面来改善一个井组或一个区块整体的注水入波及效率的目标。近些年进行了微观、核磁成像物模的试验研究，使堵水、词剖机理的认识深入一步，为进一步发展打下了技术基础。我国油田堵水调剖技术概况：

3．1机械堵水、调剖技术

机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开，以阻止水流入井内。以大庆油田为主，研究发展了多种以封隔器、配产器组合的堵水管柱，包括：整体式堵水管柱、卡瓦悬挂式堵水管柱、可钻式封隔器插入堵水管柱和平衡式堵水管柱等。其原理是：利用可膨胀坐封元件(ISE)将组合套筒送入井中。组合套筒由热固树脂和碳纤维制成，因而在送入井眼时会很柔软并可变形。当该工具与要处理的作业层相对时，可膨胀坐封元件就会膨胀，把组合套筒推至紧贴套管内壁的预定位置，加热使树脂发生聚合反应。

然后，可膨胀坐封元件收缩并拔离组合套筒，而在套管里留下一个硬的耐压衬里。该法在油田中起到了较好的堵水效果，可作为一种经济、有效地降低非期望采水量的措施

3．2油井化学堵水技术

向含水井的高含水层注入化学剂，降低近井地带地层的水相渗透率，封堵高渗透层或水流大通道，降低高压含水层对油层段的层间干扰，改善产液剖面，从而达