第3章　水力壓裂

水力壓裂，又稱為油層水力壓裂或壓裂，是20世紀40年代發展起來的一項改造地下油層滲流特性的工藝技術，并作為油氣井增產、注水井增注、提高油氣井產量和采收率的最重要的措施之一。該技術是利用地面高壓泵組（即壓裂車組）將具有一定黏度的壓裂液以高壓大排量沿井筒注入油氣層，使注入速度大于油氣層的吸入速度，在井底附近憋起高壓，當此壓力逐漸增大到超過井壁附近的地應力和巖石的抗張強度后，油氣層就會在最薄弱的地方開始破裂形成裂縫，繼續注入攜帶有固體顆粒支撐劑的液體，擴展裂縫并使之充填支撐劑，停泵后在地層中形成一條具有足夠長度、寬度和高度的填砂裂縫，擴大了油氣水的滲濾面積，從而起到了增產增注的目的。

1947年，水力壓裂增產作業首次在美國湖果頓氣田克列帕1號井進行，并迅速成為標準的開采工藝；蘇聯是1954年開始的。而水力壓裂在我國是1952年在延長油礦開始的；20世紀50～60年代成為油氣增產、增注的主要措施；70年代被應用于低滲透油田的勘探開發領域，極大提高了油氣的開采量；80年代后，用于調整層間矛盾、提高驅油效率及低滲透油田的整體開發優化，成為提高采油速度、分層開采的采收率和油田開發增產的主要措施。美國石油儲量的25%～30%是通過壓裂技術手段達到符合經濟開采條件的。在北美，通過壓裂增加130×108m3石油儲量。在我國，已經探明的低滲透地質原油儲量約40億噸，占全球探明儲量的24.5%，這部分儲量只有通過壓裂手段進行地層改造才能達到符合經濟開采的條件。近30多年來，越來越多的油田采用水力壓裂來提高油氣井的生產作業能力和注水井的增注能力，取得了多項成果，形成適用于不同條件的壓裂液體系、適合不同閉合壓力條件的支撐劑系列，研制出性能更佳的新設備，創建了新的設計模型和分析、診斷方法，壓裂液工藝技術日趨完善。

水力壓裂的增產增注機理主要體現在：①溝通非均質性構造油氣儲集區，擴大供油面積；②將原來的徑向流改變為線性流和擬徑向流，從而改善近井地帶的油氣滲流條件；③解除近井地帶污染。

水力壓裂主要用于砂巖油氣藏，在部分碳酸巖油氣藏也得到成功應用。