1、1对油层压裂工艺的探讨摘 要：水力压裂是油田增产、增注，保持油田稳产的一项重要工艺技术。它利用液体传导压力的性能，在地面利用高压泵组，以大于地层吸收能力的排量将高粘度液体泵入井中，在井底憋起高压，此压力超过油层的地应力和岩石抗张强度，在地层产生裂缝，继续将带有支撑剂的携砂液注入裂缝，裂缝边得到延伸，边得到支撑。 关键词：油层 压裂 压裂液 一、引言 压裂施工前需具有有关井数据资料，压前的破裂压力试验数据和压裂设计指导书。有关井的数据资料应包括管柱和井口设备的尺寸大小和额定压力值，套管和地层的隔离情况，地层及其上下遮挡层情况。了解裂缝高度的遮挡层以及附近水层和漏层的位置，射开的孔眼数和孔眼的大小
2、等。破裂压裂试验可在正式压裂施工前进行。根据破裂压裂试验的数据，特别是原先估计的裂缝高度如有变化，或根据压力压降曲线而得到更准确的液体滤失系数时，可能会修改压裂施工设计。修改过的最后设计应包括排量施工表、预期的井口压力、总液量、添加剂和支撑剂浓度等。 油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理，在地面用高压大排量的泵，将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入，使井筒压力逐渐增高，当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油2层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后，随着液体的不断注入，裂缝还会不断地延伸和扩展，直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止，此时若取消
3、外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态，随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。由于支撑是经过严格筛选的，它具有良好的粒度和强度，沉淀在裂缝中，使改变了井筒附近地层的导流能力，从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。 二、压裂工艺中的监测工作 注入排量和加砂量是监测的主要内容，排量不仅决定施工用液的总量，也影响施工质量。用涡轮流量计可在压裂监测装置上提供直观的记录，可用一实际排量来进行标定。也可通过计数泵的冲程次数，并已知每一冲次的容量，来校验液体排量，但有一定误差，较精确地确定注入排量的方法是从压裂液罐内计量泵入液体的体积和泵入时间，这三种方法都应使用
4、，将这三种方法分别测得的结果进行互相校核，以便尽可能确切地得出实际排量。 加砂量的测量同样也是较困难的，整个施工过程中测量误差也可能导致施工结论本质上的差别。加砂也可用几种方法进行测量，所有方法应相互配合能使误差最小。监测支撑剂用量的最可靠方法就是测量支撑剂罐，在施工期间，应按预先设计的加砂程序表，确定各个不同施工阶段用完一罐支撑剂的时间。多数搅拌器都装备有螺旋推进器，用以控制向压裂液中添加支撑剂的速率。螺旋推进器每旋转一周，就输送一定量的支撑剂，然而对于不同的搅拌器，螺旋推进器每旋转一周输送量是不3同的，因此，要对每一台搅拌器必须进行标定，以确定不同注入排量下，输送正确的支撑剂量时所需要的转
5、速。可用放射性密度计监测支撑剂浓度，而且非常有效，特别是在浓度突然变化时。这种密度计需对照施工期间总的砂量来进行标定，以便更有效地监测整个施工过程。 三、压裂液 压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开，形成较大的裂缝。随着液体的不断注入，已形成的裂缝向内延伸。为了防止停泵以后，裂缝在上部岩层的饿重力下重新闭和，要在注入的液体中加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以支撑缝面。 根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液，携砂液和顶替液。 前置液：前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的
6、裂缝，以备后面的携砂液进入。在温度较高的地层里，还可以起到一定的降温作用；携砂液：携砂液的作用是用来将地面的支撑剂带入裂缝，并携至裂缝中的预定位置，同时还有延伸裂缝、冷却地层的作用；顶替液：顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，将井筒中的全部携砂液替入裂缝中；支撑剂：支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放后用以支撑裂缝的物质；破坏剂：破坏剂包括破胶剂、破乳剂、降粘剂等。破胶剂是用来破坏冻胶交联结构的。破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，降粘剂用于减少稠化液的粘度；减阻剂：减阻剂是通过减少紊流，减少流动时的能量4损失来减少压裂液的流动摩阻；降滤失剂：用于减少压裂液从裂缝中向地层滤失，从而减少压裂液对地层
7、的污染并使压裂时压力迅速提高；防乳化剂：防止原油与压裂液形成乳状液。可分为表面活性剂和互溶剂；粘土稳定剂：起到稳定粘土的作用；助排剂：分为表面活性剂和增能剂两种。前者能有效降低界面张力，使残液易从地层排出。后者在注酸前向地层注入一个段塞的增能剂，提高近井地带的压力，使残液易从地层排出； 润湿反转剂：分为表面活性剂和互溶剂两类。表面活性剂可在地层表面按极性相近规则吸附第二吸附层而起润湿反转作用。互溶剂可将吸附在地层表面的缓蚀剂脱吸下来，恢复地层表面的亲水性。 四、结语 压裂就是利用水力作用，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，以增加注水量（注水井）或产油量（油井） 。油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构，人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道，以降低近井地带的流动阻力，增大渗流能力，使油井获得增产效果。
