酸化壓裂技術(shù)在油氣井中的應(yīng)用

酸化壓裂是靠酸液的化學(xué)溶蝕作用以及向地層擠酸時(shí)的水力作用來提高熱層滲透性能的工藝措施。注酸壓力高于熱儲(chǔ)層破裂壓力，酸液同時(shí)發(fā)揮化學(xué)作用和水力作用來擴(kuò)大、延伸、壓裂和溝通裂縫，形成延伸遠(yuǎn)、流通能力高的滲流通道。酸化壓裂的效果體現(xiàn)在產(chǎn)生裂縫的有效長度和導(dǎo)流能力，一般有效的裂縫長度是受酸液的濾失特性、酸巖反映速度及裂縫內(nèi)的流速控制的，導(dǎo)流能力取決于酸液對地層巖石礦物的溶解量以及不均勻刻蝕的程度。由于儲(chǔ)層礦物分布的非均質(zhì)性和裂縫內(nèi)酸濃度的變化，導(dǎo)致酸液對裂縫壁面的溶解也是非均質(zhì)性的，因此酸壓后能保持較高的裂縫導(dǎo)流能力。

酸化壓裂與常規(guī)壓裂的對比

酸化壓裂的基本原理和目的， 同使用支撐劑的常規(guī)壓裂是一致的。兩者都是為了擴(kuò)大裂縫的長度及其流通性， 以增強(qiáng)油層的排液能力。為了獲得良好的流通性， 常規(guī)壓裂要把砂或別的支撐劑帶入裂縫， 以防泄壓后裂縫重新閉合， 而酸化壓裂則是依靠裂縫表面的不均勻性， 一般不用支撐劑。因此 ， 酸化壓裂只適用于石灰?guī)r或白云巖地層。如用同樣的增產(chǎn)效果來衡量， 酸化壓裂和常規(guī)壓裂兩者各有利弊。從操作上講， 酸化壓裂不用支撐劑， 故較為簡單， 但酸液要比大多數(shù)壓裂液昂貴。

酸化壓裂液有他自身的不足。常規(guī)壓裂所造成的裂縫長度， 取決于支持劑帶入裂縫的距離。酸蝕裂縫長度則取決于酸耗盡前流入裂縫的距離。在高溫下， 這更是一個(gè)問題。影響酸液流入裂縫的距離的最大障礙就是酸液的漏失量。在酸化的過程中， 裂縫表面不斷的溶蝕， 要控制酸液的漏失量， 這就是個(gè)難題。因?yàn)樵谶@種情況下， 很難形成濾餅， 再加上酸的滲漏很不均勻， 會(huì)產(chǎn)生“蟲洞”， 并擴(kuò)大原有天然裂縫， 結(jié)果就大大增大了酸滲漏的面積， 使控制酸的漏失量變得十分困難。

酸反應(yīng)的速度控制

有時(shí)， 在酸化地層溫度較高的油井中， 酸的損耗是限制酸液滲透入裂縫深度的一個(gè)重要因素。阻滯酸化反應(yīng)速度有很多辦法。有些表面活性劑會(huì)使碳酸鹽巖石表面形成一層油膜，就可用作緩蝕添加劑。乳化酸也起到阻滯的作用。油包酸乳液同表面活化劑搭配效果最好， 可使酸反應(yīng)速度降低達(dá) 98%， 但酸外相乳化液所起的緩沖作用是有限的。

有機(jī)酸， 泡沫酸和凝膠酸在阻滯酸反應(yīng)速度方面， 起作用也相當(dāng)有限。有機(jī)酸雖不會(huì)完全耗盡， 但在高溫時(shí)， 它的反應(yīng)速度同 HCL 差不多。泡沫酸雖能大大降低酸的反應(yīng)速度， 但因酸含量低， 會(huì)很快耗盡。膠凝酸會(huì)在裂縫表面形成濾餅， 故起到緩沖作用。有趣的是， 實(shí)踐指出， 在不滲漏的流動(dòng)狀態(tài)下，酸液的粘度對反映速度幾乎沒有影響。因此， 酸液的漏失得到了控制， 否則， 蟲洞的形成就會(huì)破壞裂縫表面的濾餅， 結(jié)果就會(huì)大大降低凝膠酸的緩蝕作用。

油氣井中應(yīng)用的酸化壓裂配套工藝技術(shù)

·完井酸化管柱

由于油氣井中含有H2S，多次完井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，要求工藝越簡單越好，盡量減少起下管柱次數(shù)。所以完井、酸化和生產(chǎn)管柱合而為一是最佳方案，由此選用了永久式封隔器井下工具系列：該套管柱一次下入，能同時(shí)滿足射孔、酸化、排液、測試和投產(chǎn)的需要。

如果酸化氣層埋藏深，施工用井內(nèi)油管長度大，液體摩阻壓力大，應(yīng)選用大直徑油管，如：88.9mm或以上直徑油管，以減小工作液摩阻，降低酸液壓力。

·射孔—酸化—測試聯(lián)作工藝

對于高酸性油氣井來說，要盡量減少起下管柱次數(shù)，對于井深普遍大于3500m的海相碳酸鹽巖氣藏來說，實(shí)現(xiàn)射孔—酸化—測試聯(lián)作具有非常重要的意義。由于該工藝只需下一次管柱，能大大節(jié)約試油費(fèi)用、縮短試油周期;同時(shí)減少了壓井次數(shù)，有利于保護(hù)氣層;也大大降低了硫化氫溢出的安全風(fēng)險(xiǎn)。

使用永久式封隔器完井管柱加裝射孔槍，完成射孔—酸化—測試聯(lián)作工藝，工藝流程如下：下入管柱、校深定位→座封封隔器→加壓引爆射孔→高壓擠酸→開井放噴測試。

·液氮拌注助排工藝

高酸性油氣井對排液的要求比常規(guī)氣井更高，必須把絕大部分殘液排盡快出地層。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，殘酸對地層有一定傷害，不適合長時(shí)間滯留地層;而且如果排液不力，殘酸滯留井底將會(huì)加速油套管腐蝕，所以液體返排尤其重要。

由于混注液氮后油管中和地層內(nèi)均變成氣-液兩相流動(dòng)，并且氣體體積隨著溫度、壓力變化而不斷變化，從而導(dǎo)致泵壓力升高并且不斷變化，難以預(yù)測泵壓。所以在實(shí)際施工時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際泵壓變化情況隨時(shí)調(diào)整施工排量和液氮排量，保證施工壓力滿足承壓條件。

（作者單位：長慶油田分公司第五采油廠）