油气增产措施之水力压裂全过程介绍

水力压裂是增强油气井产量和注水井注入量的核心技术。它涉及高压泵组注入高粘液体，以在井底创造裂缝并填充支撑剂，从而减少渗流阻力，提升产量。裂缝的生成条件、形态和方向对增产效果有决定性影响，直接关系到开采速度和最终采收率。压裂液的性能至关重要，包括前置液、携砂液和顶替液，它们各有特定的功能要求，如低滤失、强悬砂、低摩阻和良好的稳定性。通过科学设计和精确施工，水力压裂能显著提升油气井产量和注水井效率。

水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施，不仅广泛用于低渗透油气藏，而且在中高渗透油气藏的增产改造中也取得了很好的效果。它是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。

水力压裂增产增注的原理主要是通过降低井底附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态，使原来的径向节流损失，大大降低了能量的消耗，因为油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高。如果水力裂缝能连通油气层深处的产层和天然裂缝，则增长的效果会更明显。另外，水力压裂对井底附近受损害的油气层有解除堵塞的作用。

在水力压裂中，了解造缝的形成条件、裂缝的形态和方位，对有效地发挥压裂在增产增注是很重要的，在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以提高开采速度，而且可以提高最终采收率，相反，则可能会出现生产井过早水窜，降低最终采收率。

造缝条件和裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力和其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗透性和注入方式有密切关系。在致密地层内，当井底压力达到破裂压力后，地层发生破裂，然后在较小的裂缝延伸压力下，裂缝向前延伸。对高渗和微裂缝发育地层，压裂过程中无明显的破裂显示，破裂压力与延伸压力相近。

影响压裂施工成败的因素中，压裂液的性能是其中的主要因素之一。对大型压裂液来说，这个因素尤为突出。这是因为压裂施工的每个环节都与压裂液的类型和性能有关。

根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段的任务可分为前置液、携砂液、顶替液三种。

前置液的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸和裂缝，以备后面的携砂液进入。在温度较高的地层里面，还可以起到一定的降温作用。

携砂液将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。在压裂液的总量中，这部分比例很大。携砂液和其他压裂液一样，起造缝和冷却地层的作用。

顶替液用来将携砂液送到预定位置，注完携砂液后要用顶替液将井筒中全部携砂液替入裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。

根据压裂不同阶段对液体性能的要求，压裂液在一次施工中可能使用一种以上性能不同的液体，其中还加有不同使用目的的添加剂。为了获得更好的水力压裂效果，对压裂液的性能要求滤失少、悬砂能力强、摩阻低、稳定性好、配伍性好、低残渣等等。