在碳酸鹽巖儲層中酸化壓裂工藝的應用

朱德明(長安大學地球科學與資源學院)

引言：

隨著世界經濟的不斷發展，各國之間競爭激烈。能源問題成為世界各國關注的首要問題。特別是油氣田的開發工作，更是備受人們關注。由于油氣田開發規模大，在開發過程中極易出現大面積的泄油。加之，油田單井穿透大、產量不夠高、儲量程度高以及受一些地理因素影響。我國油氣田開發率相對其他發達國際而言，明顯處于弱勢地位。為提高我國油氣田鉆井開發技術，碳酸鹽儲層技術逐漸受到重視。本文主要針對碳酸鹽巖儲層中酸化壓裂工的應用進行分析。

一、酸化壓裂工藝的定義和原理

在油氣田開發過程中，酸化壓裂主要依靠地面高壓壓裂泵車快速的往油井套管以及油管中注入液體。液體在流向井下的同時，井管的壓力變大，從而克服碳酸鹽巖儲層中的地應力以及巖石的強度和張力，使碳酸鹽巖儲層表面發生破裂現象，形成裂縫。油氣田開發工作人員可通過裂縫想碳酸鹽巖儲層泵入酸性液體，將巖儲層縫隙腐蝕。在酸化壓裂施工過后，碳酸鹽巖儲層中的縫隙能保持張開狀態，油井的井徑也得到相應的擴大。者在一定程度上，加快了油流入井底速度。從而有效提高了油氣田增產增注的最終目的。

二、分析傳統壓裂和酸化壓裂

擴大地層流通性以及地層裂縫的長度是支撐劑的傳統壓裂的主要目的，同時也是酸化壓裂的主要目的。為了提高地下油層的排液效率，必須充分保證裂縫流通性。為了地層裂縫出現閉合現象，傳統的壓裂需要人為的將砂或者其他填充物帶入裂縫，其施工工藝較為復雜。而酸化壓裂工藝不需要支撐劑進行支撐，僅依靠地表自身的不均勻性就能保證裂縫的流通。但酸化壓裂工藝也存在著許多的局限性，就目前我國酸化壓裂技術而言，酸化壓裂只能在石灰巖以及白云巖地層中應用，且相對傳統壓裂工藝而言，酸化壓裂工藝成本較高。因此，二者之間各有利弊，施工人員應因地制宜，盡可能的將二者結合使用。

三、酸化壓裂工藝的應用狀況

近幾年來，隨著我國對油氣田開發工作的不斷重視，酸化壓裂工藝在油氣田開發中得到了良好的推廣和發展，其工藝也不斷增多。并在應用中逐步得到完善。目前，我國碳酸鹽巖儲層中酸化壓裂工藝主要有三種：深穿透酸壓工藝技術、壓裂酸化優化設計技術以及多級分層壓裂酸化技術。

1.深穿透酸壓工藝技術

深穿透酸壓工藝技術主要目前主要有兩種：一是目前在四川地區應用較為廣泛的閉合酸化組合+多級交替注入工藝相結合的一種技術。二是降濾失酸酸壓工藝技術，也被稱為變粘酸技術。

在酸化壓裂施工過程中，將酸液和前置液進行交替注入是閉合酸化組合+多級交替注入工藝相結合的技術最大的特點。由于前置液具有多次造壁和多次降溫的作用，在注入過程中不但能有效降低濾失，還能有效的提升工作液注入的效率，地表升縮縫也隨之擴大，極大的增加了酸液的腐蝕效率，增強酸化壓裂效果。

相較于閉合酸化組合+多級交替注入工藝相結合的技術，降濾失酸酸壓技術則是一種新的突破性技術。降濾失酸能在碳酸鹽巖儲層形成交聯，交聯的形成能有助于增加酸液的粘度。當經過消耗的酸液變成殘酸之后，殘留的酸液粘度就會下降，從而自動脫落。隨著酸化壓裂工藝的不斷完善，降濾失酸酸壓技術應用也較為廣泛，目前已形成較為成熟的體系。有效的解決了酸化壓裂工藝中酸液濾失的問題，從而提升了我國酸化壓裂整體技術。

2.壓裂酸化優化設計技術

壓裂酸化優化設計技術主要從三個步驟了解。首先是設計模型的了解。就目前而言，我國壓裂酸化優化設計技術設計模型有兩種：一種是全三維設計模型，一種是擬三維設計模型。其次是壓裂酸化優化設計技術應用的系統，其主要分為以下四種：FracproPT、Terrfrac、E-St implan以及3 D-HFODS。最后是壓裂酸化優化設計技術的基本程序。在進行壓裂酸化優化設計時，施工人員需先輸入工程的基本參數后方可進行方案的改造。在方案改造過程中，施工人員必須確定經濟縫長，準確的選出施工參數和泵注程序，從而預測出裂縫動態幾何尺寸。

3.多級分層壓裂酸化技術

多級分層壓裂酸化技術主要針對多油層全井的施工改造，就一般情況而言，多油層全井在進行酸化壓裂施工時，只能對地層中薄弱的一層進行改造。而多級分層壓裂酸化技術將滑套噴砂器和多級壓裂封隔器相結合，可自上往下分層進行處理。

結束語：

綜上所述，在油氣田開發過程中，酸化壓裂技術能有效的增產增注。而影響酸化壓裂發展的因素也有很多。為了進一步實現深度酸化壓裂。提高油氣田產量，必須將傳統單一的酸化壓裂技術轉向復合型發展。有效解決碳酸鹽巖儲層開發難的問題。才能達到油氣田增產增注的效果，從而充分保證我國油氣田開發工作的順利進行。

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