王巖

摘要：三個方向的軸向應(yīng)力、相應(yīng)方向上巖石的抗張強度都是影響油田壓裂裂縫的主要因素，水平軸應(yīng)力、垂直軸應(yīng)力會同時作用在地下巖石單元上。水平裂縫和垂直裂縫是油田裂縫產(chǎn)生的兩種形式，在進行油田生產(chǎn)作業(yè)前，需要明確裂縫形態(tài)，然后有針對性的量制定壓裂方案。本文以大慶油田為例，對其將壓裂裂縫進行深入分析，從而對壓力方案加以優(yōu)化。

大慶油田；壓裂裂縫；裂縫形態(tài)

關(guān)鍵詞：壓裂裂縫；油田生產(chǎn)；裂縫分析

引言：

對裂縫形態(tài)進行深入分析，是提升壓裂工藝的基礎(chǔ)要求。不同油田的地下巖層結(jié)構(gòu)不同，裂縫形態(tài)也存在明顯差異，勝利油田就是典型的垂直裂縫，隨著重復(fù)壓裂工藝的不斷進行，裂縫形態(tài)也隨之發(fā)生變化?，F(xiàn)階段學(xué)術(shù)界對裂縫形態(tài)的研究還存在爭議，對影響裂縫形態(tài)的因素觀點不一，鑒于此本文對業(yè)界將基本認(rèn)可的因素進行探究，同時提出幾種裂縫觀察方式。

一、判斷大慶油田的壓裂裂縫形態(tài)

經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)查研究，并利用先進方法加以驗證，最終得出大慶油田的裂縫形態(tài)主要是水平裂縫，下面是主要的判斷依據(jù)。

（一）對油層破裂梯度進行分析

破裂梯度指的是破裂油層的壓力與其中部深度的比，即比值將就是破裂梯度，比值能直接將破裂難易情況反映出來。以0.16大氣壓/米時和0.23大氣壓/米時兩各梯度比值為界限，據(jù)相關(guān)試驗數(shù)據(jù)可知，垂直裂縫的梯度比值比0.16大氣壓/米時小，水平裂縫的梯度比值比0.23大氣壓/米時大，可見破裂梯度直接決定裂縫形態(tài)，兩者關(guān)系緊密。通過探測得知，大慶油田的破裂梯度屬于后者，其裂縫形態(tài)為水平狀。

（二）觀察產(chǎn)液剖面變化

產(chǎn)液剖面剖面在壓裂作業(yè)進行前后，其變化是不同的，因此可通過觀察剖面變化對油田的壓裂裂縫形態(tài)作出判斷。支撐劑的分布情況，是判斷裂縫形態(tài)的重要依據(jù)，若支撐劑呈現(xiàn)出縱向分布情況，且分布并不均勻，這種情況常見于垂直裂縫。支撐劑大多喜歡聚集在裂縫底部，此時裂縫頂端就會極度缺乏支撐劑，若此時向裂縫中加入支撐劑并進行油層成縫操作，在撤除外力后裂縫也會逐漸將閉合。由于支撐劑分布不均，底部會因為填充劑過多而出現(xiàn)考來開裂，上端則處于閉合狀態(tài)[1]。根據(jù)此判據(jù)對大慶油田進行勘察，發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)上述現(xiàn)象，而且在統(tǒng)一油層上，很多剖面的產(chǎn)液量達到超值產(chǎn)液狀態(tài)，因此可以排除油田存在垂直裂縫現(xiàn)象，進而確定油田裂縫屬于水平裂縫。

（三）勘察裂縫是否存在方向性見水

若油田屬于垂直裂縫形式，在局部結(jié)構(gòu)上，裂縫走向基本保持一致，此時水平軸應(yīng)力與裂縫保持垂直狀態(tài)，在水平軸應(yīng)力最大的裂縫斷面處就會出現(xiàn)方向性見水現(xiàn)象，這是垂直裂縫比較直觀的一個特點。在大慶油田進行生產(chǎn)作業(yè)前，對裂縫所在的局部結(jié)構(gòu)進行行列注水、面積注水等操作，甚至對油水井進行注水并進行壓裂操作，在裂縫斷面并未觀察到出水現(xiàn)象，由此證明油田裂縫一定不是垂直裂縫形態(tài)，所以油田裂縫屬于水平裂縫形式。

二、裂縫形態(tài)觀察方法

（一）鉆心取心觀察法

在壓裂井附近找兩處合適位置，向下鉆兩口深度相同的取心井，利用探測儀器深入井下觀察巖層中部面層的具體情況，分析面層結(jié)構(gòu)直接分析裂縫類型。通過觀測結(jié)果可知，大慶油田的李裂縫分布比較復(fù)雜，其是由多條不規(guī)則裂縫組成的，因此稱其為裂縫帶。砂巖中經(jīng)過探測發(fā)現(xiàn)存在垂直裂縫，其對巖石層理進行切割，但探測結(jié)果以水平裂縫居多，水平裂縫多存在于不同巖層接縫位置。經(jīng)過宏觀分析，最終將裂縫形態(tài)定性為水平走向，支撐這一結(jié)論的論據(jù)主要包括：（1）垂直裂縫在巖層中存在較少，且比壓裂分厚度小得多。（2）垂直裂縫雖然在巖層中被發(fā)現(xiàn)，但每處裂縫都未形成連續(xù)的縱向延伸狀態(tài)，同一油層中的裂縫也未出現(xiàn)連續(xù)的垂直裂縫形態(tài)[2]。（3）在局部垂直裂縫存在的地方，沒有水平裂縫與其交織。

（二）同位素示蹤法

同位素走向能直接反應(yīng)裂縫形態(tài)，利用同位素示蹤技術(shù)在地面對裂縫走向進行追蹤，若是水平裂縫，儀器會顯示出尖而窄的曲線走向，而垂直裂縫恰好相反，曲線比較平緩。在兩裂縫的峰值都達到0.5米的情況下，通過曲線很難分辨裂縫形態(tài)，若兩裂縫的實際縱向距離保持在0.5米以上，兩裂縫的示蹤曲線就能被清楚將區(qū)分，且曲線走向清晰。若兩裂縫處于樹狀交叉狀態(tài)，曲線上峰值位置較多，容易出現(xiàn)判斷失誤情況。下面是大慶油田的檢測結(jié)果：

通過對大慶油田進行同位素示蹤試驗得出如下測試結(jié)果：曲線走向尖而窄，油層厚度比垂直裂縫的厚度大，油層、巖層內(nèi)部以及變差位都可能在曲線上表現(xiàn)出峰值，將活化砂放在壓裂操作后加入，發(fā)現(xiàn)油層的所有不問都呈現(xiàn)出異常情況。綜合上述檢測結(jié)果，將油田裂縫定性為水平裂縫[3]。

（三）測量井溫法

若在進行壓裂施工的區(qū)域沒有裂縫產(chǎn)生，基于大氣壓差影響，壓裂操作需要吸取壓裂液中的部分溫度，因此壓裂層溫度會呈現(xiàn)出下降趨勢。進液位置就是裂縫所在位置，在大氣壓差的作用下，裂縫也保持在低溫態(tài)勢。對油井溫度進行測量，同樣會出現(xiàn)此種情況，對油井溫度測量后，分析相關(guān)數(shù)據(jù)可知溫度正好保持在水平裂縫要求范圍內(nèi)。

三、結(jié)束語

綜上所述，是對裂縫形態(tài)的相關(guān)介紹，水平裂縫、垂直裂縫的特征存在明顯差異，根據(jù)裂縫形態(tài)特征可借助同位素示蹤、井溫測量等多種方式進行檢測，再加上新型技術(shù)輔助，就能對裂縫形態(tài)作出綜合判斷。本文介紹的測量方法和相關(guān)判據(jù)都傾向于水平裂縫，因此最終判定大慶油田的裂縫屬于水平裂縫。

參考文獻：

[1] 董新紅. 川口油田人工裂縫形態(tài)及控制因素分析[J]. 化學(xué)工程與裝備，2017（2）：187-189.

[2] 趙向原，曾聯(lián)波，靳寶光等. 低滲透油藏注水誘導(dǎo)裂縫特征及形成機理——以鄂爾多斯盆地安塞油田長6油藏為例[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2018（4）：696-705.

[3] 蘇存娃. 淺析超低滲透油藏水平井壓裂優(yōu)化及應(yīng)用[J]. 中國化工貿(mào)易，2017（27）：144.

作者簡介：

王巖，男，1990年6月26日，漢，黑龍江省集賢縣，在大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠第三油礦技術(shù)綜合隊從事三采動態(tài)分析工作。