摘要：随着扶余油田进入开发后期，许多老井近井地带污染严重，影响产能的发挥，由于油井老井井况差，普通水力压裂无法满足油田开发后期的需要，而与水力压裂相比高能气体压裂（以下简称HEGF）是国内增产，增注一项逐渐成熟的工艺技术措施。受井况限制很小，在分析高能气体压裂增产机理的基础上，在开发过程中总结了几点选井选层的原则，为更好的应用高能气体压裂做好地质基础。
关键词：扶余油田 高能气体压裂 水力压裂
目前扶余油田开采已经进入到二次采油的过程中，原油中重质成分含量增大，无机颗粒运移发生频繁，油井近井带易形成有机沉淀与无机颗粒交互淤积的复相堵塞物。随着开采的时间增加套变井数也在增加，单纯的依靠常规压裂已经无法满足油田增产稳产的需求。
高能气体压裂（Hight Energy Gas fiacturing简称HEGF）又称可控脉冲压裂（CPF），也称气动脉冲加载（DGPL）、多缝径向压裂（MRF）、特定脉冲压裂（TPF）、其实质是燃烧压裂（BF）。该工艺过程是以火药燃烧后瞬间产生高温、高压气体，在井筒周围造成多条辐射状裂缝，从而使油层中的天然裂缝与井筒沟通起来，增大油层范围内的供油面积，提高油层渗透率，以提高采收率和油、气产量。
1、高能气体压裂原理
1.1 压裂增产机理简介
高能气体压裂是一种新兴的为提高天然油气井产量的工艺技术。所用发射药或推进剂的升压速度得当，对于高爆速炸药压裂（压力上升时间≤0.1ms），在井筒周围产生压碎区，岩石压碎区可能减少与周围油层的联系对于水力压裂，增压非常缓慢（压力上升时间≥lms）。高能气体压裂（压力上升时间在0.1一lms范围之内），从井筒发出沿地应力方向的四条或八条主要裂缝。
三种不同压裂方式的峰压值，压力上升时间（达到峰压需要的时间）和压力持续时间是截然不同的，因此加压速度也不同。高能气体压裂产生的压力和压力持续作用时间介于爆炸压裂和水力压裂之间，作用单位时间短，工作峰值压力一般都在10OMPa左右，它远远小于爆炸压裂的峰值压力。
1.2 裂缝的起裂
气体发生器在目的层段引燃后，迅速产生高温、高压气体、对井壁形成脉冲加载，井眼周围地层的岩石被压缩，当井筒内压力超过对应加载速率下岩石的破裂压力时，即在井眼周围形成多条径向裂缝。
1.3 裂缝的延伸
产生的多条径向裂缝，开始独立地作用，只有当裂缝延伸至一倍或两倍于井径时，才必须考虑每条裂缝对其他裂缝的相互作用。这时，再次出现流体流动和固体变形，它们共同控制着裂缝的增长。但是，流进裂缝的流体的暂变粘度比起裂情况复杂得多，由于流体流动时间和形成裂缝的几何形状不同，单条裂缝有不同的压力分布。在这种情况下，就地应力的各向异性和预先存在的天然裂缝也起着重要的作用，裂缝将向垂直于最小主应力轴线方向弯曲，这将破坏了裂缝产生方向的辐射对称性，气体冷却和压力降低引起的热效应在某种程度上也要考虑。
1.4 裂缝的支撑和闭合
水力压裂是采用支撑剂支撑形成的裂缝。而高能气体压裂无支撑剂却能长期保持较高的裂缝导流能力，其原因在于高能气体压裂是一个动态过程。在一定的加载速率冲击载荷作用下，形成的多条径向裂缝具有一定的随机性，裂缝面不再垂直于最小主应力的方向。由于地应力产生的剪切应力作用于这些裂缝面上而产生偏轴效应，使裂缝面之问发生微小的错位，从而是裂缝不易闭合。
2、高能气体压裂的作用特点
高能气体压裂和爆炸压裂、水力压裂有着本质的不同，其压裂过程中的p-t曲线和主要参数清楚地反映了这一点。
高能气体压裂具有以下特点：（1）地面无承受高压部分，设备投入少，施工简单，不必加砂支撑，不受场地限制，作业时间短、费用低，经济效益高。（2）增产机理独特，可形成3～5条不受地应力限制、以井筒为中心的径向裂缝，纵向上延伸小，对底部水洗层有一定的控制作用。（3）适用范围广，既可用来解除油层近井带的污染，又可在一定程度上改造中低渗透层，而且能适应层多且较分散井的多层压裂。（4）生成物对油层无污染，且有助于解除油层污染，能量释放是可控的，高能气体压裂用于解堵，其效果不受堵塞机理的影响。（5）推进剂燃烧产生的CO2气体不会污染地层，对水敏性、酸敏性或盐敏性地层均适用，压裂后不需排液等措施，有利于环境保护。（6）与水力压裂不同，高能气体压裂不需专门加入支撑剂。国外文献指出许多经过爆炸压裂的老井至今还在进行着有商业价值的生产，而有些经过水力压裂或酸化的井却不是这样”。怎样理解这种现象呢？主要的论点认为，爆炸产生的岩石碎渣进入岩层裂缝，可以防止地层的闭合，因而没有必要再采用支撑；还有些论点认为，高能气体压裂的裂缝是属于高压脉冲加载而形成的，不但存在扩张而且存在剪切错动，受力超过了岩石的弹性范围，在这种情况下，虽然未加支撑，但裂缝的确不易合拢。
以上优点，还使得高能气体压裂在扶余采油厂勘探开发中，在交通运输条件不方便地区，以及环境保护敏感地区的油田开发中，具有极大的吸引力。高能气体压裂对于那些使用昂贵的水力压裂没有多大意义的接近枯竭的油、气井也就更为适宜。
3、高能气体压裂效果评价
扶余采油厂从2010年1-6月共实施高能气体压裂25口，整体试验效果较好。压裂后第二个月统计，25口评价井日增液能力36.7吨，日增油能力4.1吨。
效果较好井归类。（1）剩余油富集，油层污染严重，实施后效果明显。例如：检14井于1994年投产，多年的注水开发，油层污染严重，实施高能气体压裂后效果较好。（2）剩余油富集，该层周围井动用较少，依靠天然能量，效果较好。（3）剩余油富集，但与水井注采关系较弱，实施后效果一般。
4、下部选井方向及想法
根据以上特点确定了下步优选压裂井的方向：
（1）优选在历史上有过高产历史的井，注水正常，但油井产量呈递减趋势，说明油层污染的井进行高能气体压裂改造。（2）压裂井在选取过程中注重历史注采关系分析，历史上无注采关系的井，在实施后基本无效。（3）压裂层务必泥质含量较低。由于泥质含量过高，压裂成缝后粘土发生膨胀，造成泥质对裂缝的堵塞，所以增油效果并不明显。（4）优选近几年来已压裂的井、层，进行高能气体压裂试验。（5）套变井优选高能气体压裂，目前从选井及现场施工角度来讲，难度越来越大，因此必须转变选井方向。1）井况较好的井但没有补孔层的井上进行选取，解决由于油层堵塞造成的产量下降。2）部分由于低产停产的油井（初期动用效果较好的井）可以优选进行试验。
