石油圈
本文介绍了一种新型处理方法，利用压力与表面改性的纳米颗粒，可减轻压裂干扰，创造出良好的流动环境。
编辑 | 大安
压裂干扰可能会给作业者造成几百万到数十亿美元的损失。为了缓解这一代价高昂的问题，日产美国化学公司（NCA）推出一种新型处理方法，可减轻压裂干扰的影响，提高老井的产量。
这种正在申请专利的处理方法，将表面改性的纳米粒子掺入到流体中。该混合流体为老井提供了临时的高应力裂缝环境，可防止相邻裂缝之间的相互作用。经过表面改性的纳米粒子可降低界面张力，改善润湿性，分离与破碎碳氢化合物，形成有利的流动环境，从而实现增产与稳产。
挑战
随着非常规油气藏的持续开发，井间距变得越来越小，老井的当前产量与后续储量往往会受到影响。多数情况下，老井由大型、可渗透的裂缝网络组成，这些裂缝网络与更致密的储层基质岩石相连。当钻进加密井时，井网中的老井都已经开采出数十万桶的流体。这种消耗通常会在母井的诱导裂缝周围产生较低的应力环境，换句话说，裂缝网络中可能会形成压降。
随着加密井的完工，老井将更容易受到附近裂缝扩展的影响，导致严重的产量损失。此外，相邻井之间可能发生压裂液与支撑剂的连通，从而造成加密井增产措施的失效。压裂干扰，顾名思义，一股强大的力量被释放出来，会对生产油管、套管与井口造成严重损害。
与现存的老井相比，加密井的产量通常只有老井的60%，甚至更少。老井遭遇的干扰可能为水产量增加，油气产量下降（通常无法恢复到先前水平）。业内已经列举出诸多原因，包括压力反转、加密井裂缝扩展至老井的裂缝网络，以及不合适的井间距。
据报道，老井的生产时间越长，引起应力变化的可能性就越大，从而造成加密井干扰的可能性越高。负面影响表现为微小砂砾的运移、支撑剂的运移或加密井压裂层位与老井压裂层位之间的流体、压力连通，反之亦然。
当前策略
企业高层与投资者们迫切要求削减成本、提高产量。在这个沉重的压力下，投产多年的非常规油气田的水力压裂干扰，日益成为一个棘手难题。作业者必须制定战略来应对压裂干扰造成的产量损失。业内尝试使用重复压裂技术作为一种潜在的解决方案，然而，该技术在经济效益方面存在局限性。
目前采用的一种更经济的策略是，在加密井的压裂作业之前，对老井重新增压。老井的重新增压作业需要利用一种流体来填充枯竭裂缝以及其周围亏空的孔隙空间。当附近邻井进行压裂作业时，尽管增压效果是暂时的，但老井的这种临时高应力环境，会阻止井间裂缝的相互作用，从而保护老井的产量。图1、2、3展示了面积1280英亩井网内，老井的压力枯竭与再增压过程。
图1 黑色实线是现有的一口井，而黑色虚线为一口新钻的井，正准备进行最初的压裂增产作业。较小的阴影线代表非常规储层岩石中的自然裂缝。
图2 如果这口老井总共产出了25万桶的储层流体，那么深色代表沿裂缝泄油引起的压力枯竭。
图3 为了减轻老井泄油对新井压裂效果和老井稳产的影响，需要向老井中注入水。水填充了高渗透率的裂缝，减少了泄油的影响。
解决方案
为了缓解压裂干扰，NCA公司与分销商ELS开发出新型流体驱技术，这是一种正在申请专利的添加剂处理方法，名为nanoActiv。该方法的动力来自于表面改性的二氧化硅颗粒。自1951年以来，NCA公司就一直在完善纳米颗粒技术，并且成为最早一批能够生产用于工业、表面高度改性的胶体颗粒的公司。
该公司的nanoActiv技术是经过表面高度改性的二氧化硅纳米胶体颗粒，旨在渗透到储层的深处，并具有持久的功效。这些颗粒可用于多种应用，包括新井的完井作业、修井作业、再增产作业、生产服务等。
通过布朗运动，nanoActiv HRT(油气采收技术)可产生所谓的“分离压力”，这种现象表明纳米颗粒以三相接触角从岩石表面分离出油气。该技术会包裹住烃类液滴，将它们分解成更小的液滴，使其能够有效地返出井筒。经过处理，这种颗粒会表现出明显的持久性。在接触流体后，它会保留在基质与天然裂缝网络中，从而有利于不断改善烃类的流动性。
该处理方法的另一个组成部分是nanoActiv EFT(增强型返排技术)，它是一种纳米颗粒的胶束分散体，使用表面高度改性的二氧化硅纳米颗粒、大豆提取物溶剂以及表面活性剂混合物进行协同稳定。它可表现出有效的主要化学作用，凭借该公司纳米技术的附加机械性能，进一步增强了该化学作用。EFT具有扩散、分离压力以及碎片化的独特优势。它还降低了界面张力，改善了已形成和支撑裂缝面附近、整个支撑裂缝网络附近的储层内增产流体的相互作用，从而提高了初始油气产量。
现场应用效果
nanoActiv技术可稳定加快原油回流速度，超出了作业者的预期。实际上，油井产量已经超过了处理前的产量。该产品被泵入至Eagle Ford页岩、Anadarko与Permian区块的不同老井，以进行增压作业。
本文介绍的首个案例为Eagle Ford区块Dewitt郡的一口井。在该井的增压作业期间，以小剂量药剂的形式，泵入了5000加仑nanoActiv。在加密井作业期间，该处理剂浸泡了2.5周，使纳米颗粒充分扩散到储层中，改变地层的润湿性，从而创建出更有利的流体流动条件。A井在处理后，月产油量显著增加。这种增压处理措施使连续六个月的产量超过了先前产量，见图4。
图4 Eagle Ford区块A井。数据来源：Drilling Info.
B井位于得克萨斯州Dewitt郡Eagle Ford区块，是实施增压处理措施的第二口老井。再次使用5000加仑nanoActiv进行处理，浸泡时间约为2.5周。在处理后的四个月内，可以观察到产量显著提高，见图5。
图5 Eagle Ford区块B井。数据来源：Drilling Info.
C井位于Dewitt郡Eagle Ford区块，下图为其产量数据。该井增压注入了2500加仑nanoActiv药剂，浸泡了2.5周。与B井类似，在处理后的四个月内，可以观察到产量显著提高，见图6。
图6 Eagle Ford区块C井。数据来源：Drilling Info.
上述案例的作业者表示，平均而言，在邻井造成压裂干扰之前，老井产量仅恢复到65%。然而，增压注入该处理剂后，可以发现老井产量超过了先前产量。
结论
通过这种加压流体与nanoActiv相结合的专利技术，可显著降低压裂干扰的影响。这些纳米颗粒可降低界面张力、改善润湿性，大量注入流体可形成增压环境，从而能够运移出更多的油气。因此，该技术能够缓解压裂干扰，采出更多油气，提高产量与利润。
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