王萌 孫永田

(1.華北油田公司第三采油廠,河北 河間 062450；2.中國石油大學(xué)(華東),山東 青島 266580)

酸化壓裂技術(shù)在當(dāng)前的油田企業(yè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用，可以起到增注增產(chǎn)的重要作用。此項技術(shù)是將酸液當(dāng)作壓裂液，在壓裂的過程無需再用支撐劑，即為所謂的酸化壓裂。壓裂過程中，由于受到水的持續(xù)作用，酸液會對油氣層造成一定腐蝕，進(jìn)而產(chǎn)生裂隙，酸液與水的同時作用會使裂隙的表面發(fā)生變化，使得裂隙具有了很好的導(dǎo)流性，滲透能力大幅增加，最終起到增產(chǎn)的效果。

1 酸化壓裂技術(shù)概述

按照技術(shù)工藝可將該技術(shù)分成三種類型，分別為酸洗、酸化與酸壓。其中，酸壓還能分成平衡酸壓、常規(guī)酸壓以及閉合酸壓等。如果按照酸液的具體類型進(jìn)行分類，則它們可分成常規(guī)酸酸化、混合酸酸化與乳化酸酸化等。

酸化壓裂技術(shù)的作用原理為：在相對較低的破裂壓力中，注入備用酸液，使其可以在裂隙當(dāng)中充分的流動，將巖石等其他指定較硬的物體溶解成大顆粒，以此起到有效提高滲透性的作用。在此過程中，需要依靠酸液和堿性礦物之間的化學(xué)反應(yīng)，質(zhì)地堅硬的巖石會被逐漸的溶解，通過中和反應(yīng)，生產(chǎn)各種鹽類與氣體，酸液所經(jīng)過地方的裂隙周邊空隙會隨之變大，再注入新酸，增加酸液循環(huán)，裂隙寬度將進(jìn)一步增加，實現(xiàn)有效改善流通性的根本目的。除了可以對孔壁進(jìn)行溶蝕，注入的酸液還能對孔洞中封堵的各類物質(zhì)進(jìn)行溶蝕，將其進(jìn)行離散，疏通了孔洞，堵塞物被酸化溶解的殘渣會與酸液一同流出，進(jìn)而間接提高了地層的滲透性。

就當(dāng)前掌握的技術(shù)來講，合理運(yùn)用壓裂酸化技術(shù)是提高產(chǎn)量的最佳捷徑之一。想在實際情況中完全發(fā)揮該技術(shù)的最大功能，需對碳酸鹽的主要成分進(jìn)行研究，選取與實際情況最為適宜的酸液，對其反應(yīng)的具體條件進(jìn)行控制，力求實現(xiàn)效率最大化，減少酸液的損失和浪費(fèi)。此時，有效減少流體損失是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?？刂屏髁孔詈玫姆椒ň褪翘岣咚嵋旱恼吵矶?，可以向液體中加入適量的稠化酸等來增加其粘稠度，而且這些外加劑并不會對酸液的性質(zhì)造成影響。

2 酸化壓裂技術(shù)應(yīng)用中存在的主要困難

雖然酸化壓裂技術(shù)可以顯著提高產(chǎn)量，但由于各個方面因素的影響，使該技術(shù)在應(yīng)用過程中切實存在一定問題和難度，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 克拉瑪依等高溫、超高溫地層，其平均溫度可以達(dá)到135℃左右，溫度極高，酸化壓裂技術(shù)根本無法在這種地層使用，酸液在高溫環(huán)境下不能充分的流動，反應(yīng)所需的時間也很長。

2.2 對于巖性較為復(fù)雜的油氣田而言，油田的質(zhì)量與品位相對較高，但由于其礦物成分較為復(fù)雜，使得酸化壓裂等技術(shù)的使用效果并不能達(dá)到預(yù)期的水平。

2.3 對于二氧化碳、硫等物質(zhì)元素含量相對較高的油氣田而言，由于平均含硫量已經(jīng)超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，油氣層當(dāng)中賦存數(shù)量很大的硫化氫，這是一種具有很強(qiáng)還原性的化合物，與酸液反應(yīng)會生成亞鐵沉淀等物質(zhì)，這不僅會對壓裂造成嚴(yán)重的影響，還會使油氣開采與運(yùn)輸變得十分困難。

3 酸化壓裂技術(shù)在油氣田開發(fā)中的具體應(yīng)用

3.1 前置液酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用

前置液酸化壓裂技術(shù)主要是指使用粘性好但不會產(chǎn)生額外反應(yīng)的前置液對地層進(jìn)行預(yù)先處理，生成不同規(guī)格的裂縫與空隙，為后續(xù)的酸液注入與溶蝕等提供良好的基礎(chǔ)條件。針對平均溫度較高的儲層而言，酸液與巖石會在很短的時間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，所以想要得到有效的縫長是十分困難的，要求所用酸液在溫度較高的環(huán)境下，依然可以保持良好的緩速能力。另外，合理應(yīng)用壓裂技術(shù)工藝，是確保高溫深井使用酸化壓裂技術(shù)取得顯著效果的重要基礎(chǔ)。在實際情況中合理運(yùn)用前置液酸化壓裂技術(shù)，其中所用的前置液能大幅降低油氣儲層的實際溫度以及巖石和酸液之間的化學(xué)反應(yīng)速度。酸液的選取應(yīng)考慮其緩速能力，如果所選酸液不具備較高的緩速能力，則會對具體的反應(yīng)情況造成不同程度的影響，不利于裂隙穿透度的增加。在現(xiàn)階段的油氣田開發(fā)開采工作中，前置液酸化壓裂的作用機(jī)理在于借助前置液，在地層壓出裂隙，然后液體進(jìn)入縫隙當(dāng)中，可對裂縫的溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，并在縫隙的內(nèi)壁上形成一個濾餅，進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)酸液縮小濾失量的目的。除此之外，酸液的粘度與前置液相比要小很多，所以會在一定程度上降低了縫隙壁面上的反應(yīng)速度，間接實現(xiàn)了酸液深穿透。為滿足酸壓要求，還需按照150：1 的比例對前置液和酸液的實際粘度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在實際應(yīng)用過程中較為常見的前置液有：凝膠水、相乳狀液等。常規(guī)酸液主要選用無機(jī)酸。為確保壓裂質(zhì)量，前置液與常規(guī)酸液的用量比需要控制在1/2 左右，此外還需注意酸蝕縫的最大長度不得超出50m，最小長度不得低于15m。

3.2 交替注入壓裂液、酸液技術(shù)的應(yīng)用

該技術(shù)以交替的方式向壓裂縫中注入一定量的高粘壓裂液與酸液，通過這樣的方式完成酸化壓裂。這種基于交替注入方式的酸化壓裂技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、濾失量較小且導(dǎo)流能力相對較強(qiáng)等優(yōu)勢特點，特別是它的濾失系數(shù)較大的油氣儲存層中，如果現(xiàn)有的反排技術(shù)良好，則會在實際情況中取得十分突出的效果。在開發(fā)與應(yīng)用環(huán)節(jié)中，預(yù)先注入前置液然后再注入酸液可以大幅降低濾失速度。此外，酸液處于前置液中會出現(xiàn)數(shù)次指進(jìn)，隨后可以生成深度更大且數(shù)量更多的溝槽。

3.3 閉合酸壓技術(shù)的應(yīng)用

閉合酸壓是一項能夠提高井眼導(dǎo)通性能的技術(shù)，被許多油氣田開發(fā)組織和人員重視。該技術(shù)于上世紀(jì)八十年代初期提出，對于裂縫壓裂，是存在一定前提要求的，首先實際壓力要比油氣儲存層的破裂壓力低，其次每次注入的酸量要盡量控制在最低的水平。在油氣田開發(fā)過程中應(yīng)用閉合酸壓技術(shù)可以在井眼的周圍創(chuàng)造出一條開放式結(jié)構(gòu)的裂隙。這樣的方法與傳統(tǒng)的運(yùn)用支撐劑的方法十分相似，可以大幅提升裂隙自身的導(dǎo)通能力。然而，在應(yīng)用時，會有一小部分油氣儲層不能形成裂隙，或所形成的裂隙的導(dǎo)流能力較差，無法滿足預(yù)期要求。存在這一問題的油氣儲層特點為：地層巖石具有相對較好的親酸性，但裂隙的內(nèi)部卻是較為均勻的，導(dǎo)致刻蝕不具備足夠的差異性，因此在應(yīng)用酸壓技術(shù)的過程中，就有可能降低減小裂隙導(dǎo)流性能。此外，地層遭受不均勻刻蝕，刻蝕作用而生成的凸起部分在閉合應(yīng)力的不斷作用下，會被壓碎或掩埋，造成這樣問題的原因可能是地層結(jié)構(gòu)質(zhì)地太軟，比如石灰?guī)r等，還有可能是因為酸液注入量過大，導(dǎo)致酸液的濾失速度明顯提升，使得裂隙的內(nèi)壁出現(xiàn)較為嚴(yán)重的軟化情況，再有就是地層所對應(yīng)的鹽酸溶解能力過低。如果這一溶解能力相對較低，無法滿足預(yù)期的要求，則未被酸化處理的這種碎屑會殘留至裂縫內(nèi)壁表面上，最終對實際的酸化反應(yīng)效果造成影響。

4 結(jié)語

總而言之，酸化壓裂技術(shù)對于油氣田開發(fā)工作而言，有著十分重要的意義和作用，該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用為我國油氣田增儲做出了十分卓越的貢獻(xiàn)。目前，油氣藏巖性條件越來越復(fù)雜，以往的酸液體系已經(jīng)向復(fù)合型變化，逐漸形成一套濾失速度低，集降阻、緩速等功能為一體的酸液體系。迄今為止，酸液注入技術(shù)已經(jīng)再向完全不同的體系中進(jìn)行單機(jī)或多級注入，在此基礎(chǔ)上全面實現(xiàn)了深井穿透裂隙形成，且裂隙具有很高的導(dǎo)流性能，可起到增產(chǎn)的根本目的。但為了滿足日益擴(kuò)張的發(fā)展需求，依然需要對酸化壓裂技術(shù)進(jìn)行更為深層次的優(yōu)化和改建，從而為我國的油氣田開發(fā)事業(yè)提供可靠的技術(shù)支持。

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