油井压裂技术论文参考文献

采油气工程的论文

采油气工程是一个运用科学的理论、方法、技术与装备高效地钻探地下油气资源、最大限度并经济有效地将地层中的油气开采到地面，安全地将油气分离、计量与输运的工程技术领域。我整理的关于采油气工程的论文，欢迎大家一起来看看！

摘要 ：纵观我国石油开采技术发展的整个历程，从其最初的探索试验阶段发展到分层开采阶段，再发展到如今的多种油藏类型采油工艺技术、采油工程智能技术等，期间走过的道路是非常曲折和艰难的，同时，这也体现了石油人的勇于奉献和不断创新的精神。随着采油技术的不断发展，它的工艺配套技术也不断完善，这使得油田的产量也不断的提高，但与此同时，要想进一步提高我们的油田产量，则仍然需要不断的改进我们的采油技术，这才能够让我国的石油工程处于良好的发展之中，才能为我国的经济带来巨大的效益。目前，我国的大多数油田已经处于高含水，高产出阶段，产量呈递减的速度，水油比上升造成的油气田开采难度越来越大。因此，研究采油技术对我国的经济发展有重大的'意义。这对我国的经济带来的帮助也是不可估量的。

关键词 ：采油技术；工艺；产量；创新

采油是油田开采的过程中，根据开采的目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术的总称。众所周知，油田的产量高低取决于采油技术的好与坏，因此，采油技术就成为我国实现油田开采技术的重要途径，另外，采油技术还影响采油速度的快慢、最终采收率的大小、经济效益的优劣等油田生产中的重要问题。

一采油技术的分类

近年来，国内外的采油新技术发展很迅速，有物理的、生物的、化学的以及各种综合的方法等，但其本质都是在努力提高原油采收率。从技术的应用时间顺序和技术原理上来看，可分为一次采油、二次采油和三次采油。顾名思义一次采油，就是依靠油藏天然能量进行油田开采的一种方法，常见的一次采油方法有溶解气驱、弹性水驱和气顶驱等；经过一次采油之后，地层压力明显变小，需要为油井注水以平衡地下能量的减弱，这被称为二次采油。通过二次采油之后，采取注水，并应用物理和化学方法，改变流体的性质、相态等，扩大注水的波及范围以便提高驱油效率，从而再一次提高采收率。三次采油主要是依靠化学方法，辅助开采最艰难的层面油藏，一般包括碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱、聚合物复合驱等。与二次采油相比，三次采油的特点是高投入、高技术和高效益，在二次采油水驱的基础上向油层注入排驱剂来采油，不同的排驱剂有不同的排驱机理。三次采油增油的效果非常好，近年来已经被国内外广泛重视和研究。

二 我国采油技术的现状

1. 完井工程技术 。

完井工程是衔接钻井和采油工程的，但又与其相对独立的工程，从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液、直到投产的一个过程。到目前为止，我国在直井、定向斜井、丛式井、水平井的技术上面已经达到了一定的技术高度，并且掌握了多种完井的方法，比如裸眼井补管完井、下套管射孔完井、套管内外绕丝筛管等完井方法。根据油田所处的地理位置及油藏情况等来确定并采用不同种类的方法，比如象华北迷雾山油藏，由于它的地质条件为碳酸盐岩裂缝油田，因此采用了裸眼完井方法，这样不但保护了生产阶段，且也取得了油井的高产，大大提高了采油率。另外，由于大庆油田属于老油田，所以采用了注水开发的方法，对加密井采用高密度钻井液完井并进行油层保护，这样取得了很大的成功。特别值得提出的是，我国在实践中发展配套了采油和钻井联合协作的技术，以保护油层、达到高产为目标。目前，我国的钻井技术较之以前有很大的发展，下套管射

孔完井、裸眼完井、各种衬管完井技术被一些油田采用，并取得了十分显著的成绩。

2. 人工举升工艺技术 。

根据各类油田在不同开发阶段的需要，在最近的五十多年中，我国发展配套和应用了多种人工举升工艺技术，比如：抽油机有杆泵采油技术、电动潜油泵采油技术、水力活塞泵采油技术、地面驱动螺杆采油技术、气举采油技术等等。借鉴国外的先进技术，又研发了井下诊断和机杆泵优化等技术问题，极大地提高了采油效率。

3. 分层注水技术 。

分层注水技术已经在多层油藏注水开发中被广泛应用，它的关键技术就是要提高注入水在地下的波及效率。早在多年前，克拉玛依油田就在调整中应用了分层注水技术，并且取得了非常好的效果。研究成功的管式活动配水器和支撑式封隔器，在油田的分注中发挥了一定的积极作业，并且取得的结果非常令人满意。90年代河南油田、大庆油田进一步研究成功了液压投捞式分层注水管柱、并且达到了一次可测试、调整多层的细分注水的目的。

4. 热超导技术 。

热超导技术是控制物质的热阻，并且使它趋近于零，它主要是利用化学技术，在封闭的管体内加入复合的化学介质，利用物质受热不均产生的相变，激活气状分子，使其在巨大的气化潜热中以声速传递热量。热超导技术主要有两种，第一种是能耗自平衡稠油技术，它主要是利用超导液，在地下注入超导液之后，利用其导热的性能，把地下的热能传递到井口，从而提高井口产出液的温度。在不经过任何加热装置辅助的情况下，最大限度地实现清蜡降粘、减少抽油机悬点载荷、提高泵效的节能目标。另外一种是超导加热热洗技术，它是将应用超导技术加热之后的产出液注入到油套内，通过循环升高井筒内的温度，从而实现清蜡降粘的目的。采用这种技术的好处是环保，并且成本低、效率高，而且安全可靠，是油田普遍应用的一种技术。

另外，我国的采油技术还有压裂、酸化工艺技术，堵水、调剖工艺技术，稠油及超稠油开采技术，多层砂岩油藏“控水稳油”配套技术等。

三 目前采油技术遇到的问题

常规采油工艺难以满足目前开发的需要，主要体现在：一是大泵提液技术越来越大，目前应用的大抽液泵主要有泵和泵两种。二是有杆泵加深泵挂受到限制。三是斜井采油技术需要进一步突破，由于需要加深的泵挂，部分油井的杆、管等抽油设备进入斜井段。四是高温限制了电潜泵的应用范围。另外就是开发后期的垢、绣现象日益严重；重复堵水的措施的效果日益变差了等。

四 采油技术的前景展望

未来采油技术的发展趋势主要体现在复合驱油法、混相法、热力采油法、微生物法等等。并且在未来油田的生产中，生物工程技术也将会得到广泛的应用。由于生物技术在其他行业的广泛应用，并且取得良好的效果，这便使其成为采油技术的一种新的研究。随着老油田注水开采的延续，石油的综合含水的不断上升，污水处理已经成为一个棘手的问题，而生物工程技术具有污染小、成本低的特点，这使得它将成为油田采油技术中的一项新的技术，而且会不断地提高原油采收率。

另外，碳纳米管在油井中也得到了广泛的应用，其密度小，但强度却是钢的100倍。未来的油田开采中将会利用其轻、柔软、结实等特点，制作油管或抽油杆，其性能会比现在的钢管更强，这将为油田的开发和挖潜做出更大的贡献。

根据我国石油和天然气的发展战略，针对西部油区的油井深度大、产量变化范围广、地质矿藏多样以及复杂、气候恶劣、天然气充足等特点，应该采用较先进的采油技术，从而提高开采的效率，这对我国的经济发展起到了促进的作用。

参考文献

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王培义李宗田苏建政孙良田

（中国石化石油勘探开发研究院，北京100083）

摘要 水平井技术于1928 年提出，20 世纪40 年代付诸实施，20世纪80年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，并由此形成了一个研究和应用水平井技术的新高潮。本文阐述了国内外水平井分段压裂工艺技术及其应用效果，传统的填砂打液体胶塞及封隔器分隔压裂技术劳动强度大，作业周期长，水力喷射压裂是水平井分段压裂发展的方向。

关键词 水平井 分段压裂 应用效果

Staged Hydraulic Fracturing Proceeding of Horizontal Well

WANG Pei-yi，LI Zong-tian，SU Jian-zheng，Sun Liang-tian

（Exploration and Production Research lnstitute，SlNOPEC，Beijing100083）

Abstract The horizontal well technology was proposed in 1928，brought into operation in 1940s，and successively widely industrialized used in ，Canada，France in a new meridian was developed that paper gives an overall description the staged hydraulic fracturing proceeding of horizontal well in domestic and abroad，and introduces its field liquid cement isolation and packer isolation in hydraulic fracturing proceeding makes labour intensity raised and leads working cycle fracturing proceeding is a trend in staged hydraulic fracturing proceeding.

Key words horizontal well staged hydraulic fracturing field application

水平井通过扩大油层泄油面积提高油井产量，提高油田经济效益，目前已经成为油气田开发的一种有效手段，特别对于低渗油气藏效果更加显著。为了充分发挥水平井优势，提高低渗透油田开发效益，水力压裂改造成为储层增产的重要措施。

国内外于20世纪80年代开始研究水平井的压裂增产改造技术，在水力裂缝的起裂、延伸、压后产量预测和分段压裂施工工艺技术等方面取得了一定进展，但总体来讲不配套、不完善，特别是水平井分段压裂改造工艺技术与实际生产需求还存在较大的差距，有待进一步开展攻关研究。本文主要介绍目前国内外常用的几种水平井分段压裂工艺技术［1～3］。

1 水平井分段压裂改造技术

液体胶塞隔离分段压裂技术（化学隔离技术）

国内外在20世纪90年代初采用该技术，主要用于套管井。其基本做法是：①射开第一段，油管压裂；②用液体胶塞和砂子隔离已压裂井段；③射开第二段，通过油管压裂该段，再用液体胶塞和砂子隔离；④采用这种办法，依次压开所需改造的井段；⑤施工结束后冲砂冲胶塞合层排液求产。该方法的优点是施工安全系数高。缺点是：①所使用的液体胶塞浓度高，对所隔离的层段伤害大；②由于压后排液之前要冲开胶塞和砂子，冲砂过程中对上下储层均会造成伤害；③施工工序繁杂，作业周期长；④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。

水平井双卡上提压裂多段技术

此项技术可以一次性射开所有待改造层段，压裂时利用导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱，采用上提的方式，一趟管柱完成各层的压裂（图1）。优点：①分层改造目的性强；②井筒隔离效果好。缺点：容易砂卡封隔器，造成井下事故。需进一步攻关研究。

图1 双封分层压裂管柱示意图

封隔器+机械桥塞分段压裂技术

该技术为：射开第一段，油管压裂，机械桥塞座封封堵；再射开第二段，油管压裂，机械桥塞座封封堵，按照该方法依次压开所需改造的井段，打捞桥塞，合层排液求产（图2）。优点：①具备双封分压的特点；②砂卡时处理事故比双封管柱容易。缺点：①作业周期长；②砂卡风险大［4，5］。

图2 水平井机械隔离分段压裂管柱示意图

环空封隔器分段压裂技术

环空封隔器分段压裂，首先把封隔器下到设计位置，从油管内加一定压力坐封环空压裂封隔器，从油套环空完成压裂施工，解封时从油管加压至一定压力剪断解封销钉，同时打开洗井通道阀，洗井正常后起出压裂管柱，重复作业过程，实现分射分压（图3）。

图3 环空分层压裂管柱示意图

限流分层压裂技术

限流法分层压裂是一种完井压裂技术，它主要用于未射孔的新井。限流压裂技术机理是在压裂过程中，当压裂液高速通过射孔孔眼进入储层时会产生孔眼摩阻且随泵注排量的增加而增大，带动井底压力的上升，井底压力一旦超过多个压裂层段的破裂压力，即在每一个层段上压开裂缝。如果层多、层薄，物性差异大，那么就会导致各裂缝启裂和延伸不均衡，影响增产效果（图4）。

图4 限流分层压裂管柱示意图

水力喷射加砂分段压裂技术

水力喷射分段压裂技术就是将水力喷射技术和压裂技术相结合，其技术原理是根据伯努利方程，将压力能转换为动能，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，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（图5）。

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（ϕ）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［6～8］。

图5 喷射压裂技术示意图

2 现场应用效果

吉林油田，由于井比较浅，大部分水平井采用环空分段压裂技术，用该工艺压裂投产的水平井，压后初期产量为～，稳定产量是周围直井产量的3～5倍。

长庆油田自1993年在安塞油田第一口水平井——塞平1井成功实施分段压裂以来，已利用填砂打胶塞分段压裂技术改造了7口井17层段。长庆油田在2005年引进哈里伯顿公司水力喷射分段压裂技术基础上，2006年在4口井实施了水力喷射分段压裂，其中庄平7井投产后日产油7t，取得了较好的改造效果。

大庆油田在葡萄花油田实施8 口水平井限流压裂，投产2 口井，平均日产量达到，未压裂水平井日产为，压裂增产倍。2007年封隔器分段压裂占水平井压裂总井数的，增产效果是直井压裂的倍，是水平井限流压裂的～倍。将分段压裂与限流压裂相结合，开展水平井分段限流工艺研究，试验8口井，降低了施工成本与风险，并取得了较好的增产效果。

胜利油田套管限流分层压裂实施了高89-平1井、史127-平1井、商75-平1井3口井的分段压裂，其中史127-平1井水平段长，实施限流改造井段～，长度为 ，压后初期日产液 ，日产油 ，稳定日产油，含水量为7%。

3 结论

（1）水平井的增产措施是低渗透水平井长期高效开发的重要手段，应加大水平井的分段压裂措施的现场实施研究力度。

（2）水平井开发经过十余年的科技攻关，取得了很多成果，但在水平井分层压裂工艺配套等许多方面有待于进一步提高。

参考文献

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