第3章　水力压裂

水力压裂，又称为油层水力压裂或压裂，是20世纪40年代发展起来的一项改造地下油层渗流特性的工艺技术，并作为油气井增产、注水井增注、提高油气井产量和采收率的最重要的措施之一。该技术是利用地面高压泵组（即压裂车组）将具有一定黏度的压裂液以高压大排量沿井筒注入油气层，使注入速度大于油气层的吸入速度，在井底附近憋起高压，当此压力逐渐增大到超过井壁附近的地应力和岩石的抗张强度后，油气层就会在最薄弱的地方开始破裂形成裂缝，继续注入携带有固体颗粒支撑剂的液体，扩展裂缝并使之充填支撑剂，停泵后在地层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂裂缝，扩大了油气水的渗滤面积，从而起到了增产增注的目的。

1947年，水力压裂增产作业首次在美国湖果顿气田克列帕1号井进行，并迅速成为标准的开采工艺；苏联是1954年开始的。而水力压裂在我国是1952年在延长油矿开始的；20世纪50～60年代成为油气增产、增注的主要措施；70年代被应用于低渗透油田的勘探开发领域，极大提高了油气的开采量；80年代后，用于调整层间矛盾、提高驱油效率及低渗透油田的整体开发优化，成为提高采油速度、分层开采的采收率和油田开发增产的主要措施。美国石油储量的25%～30%是通过压裂技术手段达到符合经济开采条件的。在北美，通过压裂增加130×108m3石油储量。在我国，已经探明的低渗透地质原油储量约40亿吨，占全球探明储量的24.5%，这部分储量只有通过压裂手段进行地层改造才能达到符合经济开采的条件。近30多年来，越来越多的油田采用水力压裂来提高油气井的生产作业能力和注水井的增注能力，取得了多项成果，形成适用于不同条件的压裂液体系、适合不同闭合压力条件的支撑剂系列，研制出性能更佳的新设备，创建了新的设计模型和分析、诊断方法，压裂液工艺技术日趋完善。

水力压裂的增产增注机理主要体现在：①沟通非均质性构造油气储集区，扩大供油面积；②将原来的径向流改变为线性流和拟径向流，从而改善近井地带的油气渗流条件；③解除近井地带污染。

水力压裂主要用于砂岩油气藏，在部分碳酸岩油气藏也得到成功应用。