试论压裂工艺技术及新型压裂工艺的发展

张凡

摘要：压裂技术是提高油田产量的有效技术。本文就压裂工艺技术及新型压裂工艺的发展进行了简要的分析。

关键词：分段压裂;新型压裂工艺;

石油行业主要任务是提高油田的经济效益，促进自身的发展。水平井和直井分压技术便是两种油气田开发过程的有效手段。在这样的背景下，人们也应该关注新型压裂工艺。

一、國内外压力工艺技术现状

（一）水平井分段压裂技术

水平井分段压裂技术是压裂技术的重要分支之一。该技术具有其独特的优点，它可以在相对较短的时间内形成许多水力裂缝，同时还可以相对快速地排出液体，在这种情况下，对储层的损坏相对较小。但是，该技术的主要难点是分段压裂工艺的方法和井下封堵工具的选择。一般来说，分裂技术主要根据封堵方法的水平来分类，主要分为限压裂技术和水力喷射压裂技术等等[1]。

（二）直井多层分压技术

1、封隔器分层压裂

目前，使用相对广泛的压裂技术是封隔器分层压裂技术。然而，该技术具有一些缺点，例如技术研发的成本相对较高，并且施工的程序相对繁琐。通常，此技术可以根据封隔器之间的差距分为几类。第一是单一封隔器分层压裂技术，主要应用于底层的储层，该技术还可广泛应用于不同的油气层，应特别注意深井的施工。第二是双封隔器封层压裂技术，它与单一封隔器分层压裂技术不同，该技术的主要应用于已射孔的油气层[2]。

2、连续油管分层压裂技术

该技术可以解决多层气藏分压问题。在某种程度上，该技术能够扩大压裂施工的规模。若要进行气改造的话，此技术的优势还是比较大的。但是，由于所需设备比较复杂，技术实施受到了一定的限制，如果此技术在应用过程中存在问题，则对压裂的质量水平会产生严重的影响。

（三）重复压裂工艺技术

在一般情况下，当产量相对较小的油气井经过压裂后，产能会下降，这种现象发生的主要原因是各种因素的存在使得裂缝的效果降低了。因此，为了解决问题我们应该采用重复压裂技术，增加油气井的产量。

二、新型压裂工艺

（一）致密油高渗吸压裂技术

没有改造过的油储层在油气开采的时候广泛应用致密油高渗吸压裂技术。为了在应用的过程中拥有更好的实际效果，通常会利用致密储层本身的特性将自身的缺点转化为优点。。

1、工艺原理

利用体积压裂为油气提供可以渗流的缝网，同时打碎储层以增加人工裂缝的面积，从而扩大了纳米洗油剂的压裂液和储层的接触面积，促进了油水置换。在压裂后，适当的进行闷井操作，通过渗吸将储层基质中的原油置换出来，从而最大程度地提高了致密油储层的压裂效果。在未经改造的条件下，渗吸压裂也可以使致密储层的产量最大化，扩大经济效益。

2、工艺技术

第一，体积压裂。大规模大排量和人工控制裂缝转向技术对储层进行“破坏”，制造出人工裂缝与自然裂缝交错起来的裂缝网，增大了油气改造体积，大大增加了压裂液和储层的接触面积，促进基质中的原油渗吸置换。第二，渗吸洗油。在压裂液中加入纳米洗油剂可以改变岩石的润湿性，促进自发渗吸作用，生物溶剂与表面活性剂协同使用可以很好地做到油水置换。第三，高效纳米洗油剂。生物溶剂与表面活性剂符合配置而成，生物溶剂使得表面活性剂胶束纳米化，使其能够进入裂缝的深处，有效覆盖裂缝表面，做到将低渗、超低渗储层中的原油置换出来。

（二）无水压裂工艺技术

常用的无水压裂技术是二氧化碳干砂压裂技术。此技术具有一定的优势。例如，提高强水敏，在非常规油气藏开发过程中增加油气藏产量，一定程度上提高了企业的经济效益。从三低油气田的角度来看，提高开发过程中的经济效益，需要从油气藏的储层入手，改造油气藏的储层。然而，在改造过程中容易对储层造成伤害，这将影响储层的改造效果。但是，无水压裂技术可以保护储层，增加油气产量[3]。

1、增产机理

超临界二氧化碳具有神奇的特性，其密度接近水，粘度与气体相近，表面张力几乎为零。通过使用液态二氧化碳代替常规的水力压裂液，把支撑剂带入地层形成了高导流的裂缝，可以使得油田增产并且没有水相存在，这是致密油气藏增加产量的有效方法，该方法可以解决水力压裂的难题，节约水资源，促进低渗透油气藏的开发。

2、技术优势

二氧化碳干法加砂压裂技术使用纯液态的超临界二氧化碳代替传统的水力压裂液来制造裂缝、携砂，其具有以下优点：第一，增产效果明显。大约是普通水力压裂效果五到六倍。第二，无水相，返排快，避免了水敏储层中常规水力压裂液中水相侵入引起的地层破坏。第三，二氧化碳与甲烷相比具有更强的吸附力，可以将吸附在储层岩石上的甲烷置换出来，从而提升了天然气或煤层气的产量。第四，部分二氧化碳可以永久埋存，二氧化碳尾气可以回收利用，在环境保护方面比较有效。

美国使用了此技术改造低渗透性气体层取得良好的效果。那之后液态CO2压裂技术不断进步，逐渐形成了纯液态CO2压裂液、液态CO2/N2压裂液体系。在实际的压裂操作中，高密度低粘度的液态CO2能够迅速形成网缝，而且CO2能够溶解在原油中，降低了原油黏度。然而，液态CO2压裂仍然存在问题。由于液态CO2粘度非常低，携砂能力就弱，压裂生产的裂缝非常狭窄，压裂过程只能使用CO2封闭式混砂设备，该设备限制了加砂的规模。

为了解决上述的问题，吉林油田分别向两个液态CO2中分别添加了含氟聚合物和表面活性剂增稠剂，试验结果表明这两种方法都能增加压裂效果，扩大液态CO2的使用范围。Lu Yongjun等人在吉林油田的两口井上同时使用液态CO2与圆筒胶束，使得砂浓度高达6.8%，油井产量增加了一倍多。

结束语：综上，压裂工艺技术对于油气田来说是必不可少的，我们应该努力发展新型压裂技术，致力于提高油气井的产量。可以重点关注致密油高渗吸压裂技术和无水压裂技术，它们都能有效提高油气井的产量。虽然这些新型压裂技术仍然有一定的缺陷，但是相信在不久的将来这些缺陷一定会被攻克。

参考文献：

[1]唐维民.大庆油田二次加砂压裂工艺技术研究[J].化学工程与装备，2019（5）：35-36.

[2]肖凤生.中深井分层压裂防卡工艺管柱研究与应用[J].内江科技，2019（6）：24-24.

[3]李建民，吴宝成，赵海燕，et al.玛湖致密砾岩油藏水平井体积压裂技术适应性分析[J].中国石油勘探，2019，24（2）：250-259.