淺析我國石油工程酸化，裂縫，導流工藝的研究現狀

赫文琪 尹然 李楊 陶少聃

摘 要：由于石油的重要性，石油開采的增產增注顯得尤為重要，酸化是石油增產的一種常用的重要措施，該文通過簡單的對酸化工藝的概述以及對酸化工藝的幾種具體方法闡述，簡單的說明了石油酸化壓裂的過程和裂縫與導流能力的關系。

關鍵詞：石油酸化 酸化壓裂 導流

中圖分類號：T372 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0055-01

石油在當今整個世界工業的地位是舉足輕重的，是一個國家經濟發展的支柱能源，石油開采的順利可持續進行關系到一個國家的能源問題。眾所周知，石油是深埋在地下的一種物質，需要開采這種寶貴的資源的方法是多種多樣的，但是任何一種資源都是有限的，所以在開采石油的時候如何使其開采率增大是一個重要的問題。使石油增產增注的方式有很多種，其中酸化工藝是其中一種重要的方法。

1 酸化工藝的概述

酸化顧名思義就是指加酸使體系由堿性或中性變成酸性的過程。在石油開采過程中，利用酸液可以溶解油層中的一些礦物質和膠結物發生反應，溶解上述物質后，可以提高油層滲透能力以此來提高石油開采效率。另外，酸化壓裂的方式可以使巖石產生裂縫，裂縫不能閉合就具有了很高的導流能力，這可以大大提高石油開采效率。酸化工藝很早就開始使用了，比起水力壓裂要早一段時間。

1.1 酸化工藝的發展歷史

世界上第一次的酸化過程應該是發生于1985年，在這一年赫曼·佛拉施使用鹽酸和石灰巖能發生反應的這個特點，將酸液注入石灰巖使其生成可以排除底層的二氧化碳和氯化鈣。這一過程在當時大大提高了產油量。后來鹽酸得到了更為廣泛的應用，由于鹽酸可以溶解一些鈣質積垢，于是有人利用鹽酸的這個特點來消除污垢。后來酸化技術逐步發展，在1932年形成了第一個酸化作業的公司，鹽酸正式由于油氣井的處理，酸化成為了廣泛應用的技術。到1940年，道威爾公司首次在工業中應用土酸，此后酸化技術正式作為一種石油開采方法，到今天為止已經全面工業化進行應用。

1.2 酸化工藝常用酸液體系

酸液體系的類型只要是依靠儲層礦物組分、孔隙結構、流體性質和酸化解堵目的等因素綜合決定，酸液體系主要有無機酸、稀釋有機酸酸、粉狀有機酸，混合酸和緩速酸等，具體液根據主體不同主要有常規土酸體系（鹽酸和鹽酸-氫氟酸）、氟硼酸緩速體系、硝酸粉末體系、磷酸緩速酸體系、新氫氟酸體系和泥酸體系。酸化過程中選用何種酸液體系，必須根據不同的對應的施工井層的具體情況適當進行選擇，主要是選擇主體酸液以及輔助添加劑。不同的底層敏感程度和不同的礦物質含量分布使得每種井層都必須有自己對應的酸液體系，才能有效的溶解礦物質，同時還應該避免所選酸液和巖石層中礦物質產生不必要的反應。最后在選擇酸液體系的時候還應注意是需要多大程度的腐蝕傷害，比如緩速酸適合進行深部酸化。

2 酸化工藝的分類

酸化的過程就是利用酸液溶解井層中的礦物質，以此來緩解井筒和油管的堵塞達到改善井層環境的條件等問題，提高近井地帶的滲透率，使石油開采增產增量。酸化工藝常用的三種方式分別是酸洗、基質酸化和酸化壓裂。

2.1 酸洗

酸洗的過程是將少量酸液注入到井筒中，利用酸液可以溶解一些污垢，起到疏通通道等作用，酸液的反復沖洗可以加速溶解的過程。酸液的腐蝕作用一般情況下僅僅是對于井筒和孔眼的附近，所以這個作用不能進入井層的深層次，這樣不能合理改善井層的滲透效率。酸洗試用于底層表皮的解堵或者孔眼以此對其清洗，清除污垢。

2.2 基質酸化

基質酸化在不壓破地層的情況下，將酸液注入到井層的孔隙之中，利用酸液可以溶解孔隙中的堵塞礦物質這個特性，改善滲流條件，提高油層的滲透性。基質酸化在一些條件不明確的情況下比酸化壓裂也許更加有效，成功的基質酸化可以在不增大水和氣采出量的時候提高石油產能。基層酸化解除近井地帶的污染情況，提高底層的滲透率。

2.3 酸化壓裂

酸化壓裂或叫做壓裂酸化簡稱酸壓，是將酸液以高于油藏基質的允許范圍的速度注入到高于巖石破裂壓力的地層，以此形成裂縫，這個時候連續的注入讓裂縫更加延伸，酸液可以對裂縫內壁進行不均勻的腐蝕形成一個導流通道，由于裂縫的不粘合性導致裂縫不能閉合，該裂縫比原底層更加強的導流能力，以此可以來提高油氣井產能。酸化壓裂將酸液與前置液注入到高于巖石承受能力的排量的地層中，井筒通過這個過程可以建立較大壓力，然后開始形成裂縫，然后將酸液連續注入的方法延伸裂縫。巖石此時承受著地層的重力和酸化運動產生的作用力等多種壓力。

整個酸化的過程酸液在裂縫中的延伸距離是一個重要的方面，酸液進入裂縫時的會與裂縫面進行反應，在這時可能會破壞酸液中降濾失劑想成濾餅，這樣裂縫的形狀與濾失特性息息相關。如果酸液中不加入一些降濾失劑進行控制，最后可能會導致裂縫的閉合。另一方面酸液的不同的注入速度會影響酸化壓裂的效果，酸液的滲透距離會因為酸液的流動速度增長而增長。最后不同的底層類型也會影響到酸化壓裂的過程，比如鹽酸對砂巖和一些硅類礦物質沒什么作用，酸液與石灰巖的反應速度快于酸液與白云巖的速度。這樣根據不同的巖層礦物質，選擇不同的酸液來進行酸化壓裂過程。

3 裂縫對導流能力的影響

裂縫的形態在控制導流能力的時候起著重要的作用，力學特征和流動特征這兩個方面是裂縫特征的兩個方面，裂縫的產生有著復雜的不規律性以及分布比較復雜，裂縫的研究主要集中在裂縫的力學特征和流動特征兩個方面以及裂縫的微觀方面。中裂縫的閉合能力對導流的影響最為明顯。閉合應力的增大會使得裂縫兩表面接觸面積增加，這樣會使得裂縫面的吻合程度大大加大，所以可能導致閉合的可能性增大，這樣會嚴重影響導流能力。所以酸化壓裂進行的時候為了可以獲得更好地效果，需要保證酸液進入巖層后形成耳朵通道不閉合。另一方面酸化時候的溫度、酸液的流體流量，施加壓力的大小，以及本身巖層的粗糙程度都將影響到酸化壓裂的過程。

4 結語

石油是一個國家的戰略物資，對于一個國家經濟發展有著不可估量的作用，但是石油作為一種必要的且不可再生的能源，如何開采保護，高效的開采石油是一個必要的研究課題。石油的開采應該遵從可持續發展的要求，進行高效的開采。增產增注的幾種手段中，酸化工藝是油氣井增產增注的主要的一種手段，對于是否能夠高效開采石油提供了積極的支持，酸化壓裂越來越多的應用到實際開采當中，相信再不久的將來，酸化工藝的理論和技術都將得到大幅度的提升，應用也會越來越廣。

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