酸化壓裂技術在油氣田開發中的應用

陳杰

摘要：要想使油氣資源產量增加，一味地向更深的巖層鉆探顯然是不現實的，因為在更深的巖層中油氣資源的儲量并非更多。而增加油氣資源的流動性是一種比較正確的思路，因而如何使油氣層上部巖層對油氣資源的流動阻礙性減小就成為了增產研究的重點，酸化壓裂技術就是在這一思路基礎上產生的一種油氣開采技術。

關鍵詞：酸化壓裂；酸化壓裂；技術應用

引言

在油氣田開發作業中，酸化壓裂主要作用是實現增產增注，尤其對于碳酸鹽性質的油氣田成效極其顯著。一般來說，為了實現對儲層全方位的增產和全方面的改造，將酸化壓裂技術與機制酸化技術有效結合，能確保增產效果。

1、酸化壓裂工藝原理

壓裂技術主要是通過地面高壓泵組在超過儲存吸收能力排量的條件下，在井中泵入壓裂液，井底的高壓比井比附近的地應力或者巖層的抗張強度強的時候，就會在儲層出現裂縫，這個時候可以通過支撐劑的攜砂液，在裂縫當中滲入，沿著裂縫進行分布，讓導流能力增強。

在油井的生產投產、注水井增注的時候，酸化工藝技術是非常重要的一種技術。酸化主要指的是向地層當中注入一定量的酸液，這樣可以對儲存當中的巖石礦物成分進行溶解，另外在石油作業過程的時候，會出現堵塞的物質，讓儲存中的滲透性提高并改善，是讓油氣井產能增高的一種措施。正常的酸化工藝主要有裂解酸化、基質酸化、酸洗等。

酸化壓力通過地面高壓裂車比儲存能吸收速度高的速度注入液體到井的套管或油管當中，由于注入速度較高，可以通過增加井筒內部的壓力來確保井筒內部的穩定性，需要注意的是壓力的增加需要在短時間內進行完成，這樣也可以有效處理由于巖石張力的強度過高與地層地應力效應對層段巖石造成的裂縫。然后進行酸液泵入施工，以有效處理層段間出現的裂隙與溝槽問題。在經過酸化壓裂工藝之后，這些溝槽依舊具有一定的導流能力，裂縫長度也足夠可以讓油井的井壁有效擴大，并且讓油流入井底的阻力變小，讓石油的產量進一步提升。依照壓裂時候的物質種類可以進行分類，分為三類，酸洗、機制酸化、酸壓，主要可以分為閉合酸壓、前置液酸壓、普通酸壓、平衡酸壓、交替注入酸壓等多種，依照專業的分類，酸化又可以分為土酸酸化、混合酸化、乳化酸酸化、延遲酸化以及非常常見的普通酸化方式。

2、酸化壓裂技術在油氣田開發中的應用

2.1高導流裂縫酸壓工藝

高導流裂縫酸壓工藝的形式可以分成三種類型，分別是平衡酸壓、閉合酸壓和平衡酸壓閉合酸化三種類型。

其中，平衡酸壓的應用方式重點是利用已經壓開的地層裂縫，并向裂縫內灌入和濾失量等同的酸液，能讓裂縫一直保持著開放的情況，此時酸液就能有充足的空間可以溶解與腐蝕裂縫，使其酸化溶解過程更加高效，并增強與提高裂縫本身的導流能力，同時在操作過程中還需盡量去防比上下非產層、水層壓開現象的產生。

閉合酸化指的是在相應閉合壓力較低的狀態下，把酸液灌注到閉合裂縫內部，如此操作能夠讓更加多的酸液非常快地在閉合裂縫中流動，這種方法所溶解侵蝕的巖石面積與張開裂縫的面積相對會擴大許多，所以也能有效提高產量。

平衡酸壓閉合酸化主要是合理應用平衡酸壓產生裂縫，進行酸蝕使裂縫閉合，之后運用與平衡酸壓工藝不同方式來實行閉合酸化，其重點是對難以發揮有效支撐作用、且不完善的碳酸鹽巖進行酸化改良，能夠對閉合裂縫的導流功能進行優化，從而實現提高產量的目標。

2.2前置液酸壓工藝

前置液酸壓工藝在酸化壓裂技術中的主要功能是實現石油的底層隔離，其實現這一功能主要是依靠具有高黏稠性的物質，因此，這一物質的選擇就成為前置液酸壓工藝中的重點。這些高豁稠物質在酸化壓裂技術的化學反應中雖不會與壓裂液直接發生反應，但會對壓裂液的化學反應起到催化作用，能使壓裂液對巖層的腐蝕速率更快，有助于酸性液體進入巖石內部。在一些處于較高溫度的巖層環境中，這一反應尤為迅速，有時甚至會超出技術實際的需求范圍，因此就需要采取一些方法控制這一化學反應速率，應用前置液酸壓工藝能有效降低這些巖層的溫度，使酸性液體與巖層的反應速率控制在一個較為適中的范圍內。此外，使這一反應速率較低的另一個比較有效的方法是選擇酸度適中的酸液，從反應物質的角度實現化學反應速率的有效控制。

2.3閉合酸壓技術

閉合酸化壓裂技術在上世紀中后期開始出現，該工藝作為一種有效改善目的層導流能力，并能提高油氣田產量的技術方法，深受油氣田開發企業的青睞，經過多年的發展該工藝已經具有很長的應用實踐歷史，在應用過程日趨成熟。閉合酸化壓裂技術在實際應用過程中，在低排量前提下，即在低于目的層破裂壓力的條件下，把酸液擠入地層，整理地層內污物，使酸液入地層阻力變至最低；接著于地層中注進高排量酸液，打開地層，全面拓寬裂縫，形成良好導流力的裂縫；在研究清楚碳酸鹽的具體成分后，選擇最為合適的酸液，最終在裂縫中擠進閉合酸，控制其反應條件，酸液流經過的裂縫，腐蝕裂縫表面，產生大小不一的溝槽，使油氣向井筒獲得較高的滲流能力。同時，為了保證酸液腐蝕產生的裂縫與井眼之間形成良好的連通性，要在井眼四周酸蝕產生開放式的裂縫，從而保證和提高井眼的導流能力。此外，閉合酸液能夠切實腐蝕裂縫內充填物與粘土。

閉合酸壓技術的使用：考慮油氣井具體情況，洗井作業中采用一定量適量活性水。通過低替稠化酸的使用，整理地層污物。打開地層，讓酸液獲得更大的作用區間，較好地拓寬裂縫，在稠化酸利用下，做出處置。單位分鐘內排量在2-3m3。考慮壓降實際，將裂縫閉合酸化時間納入控制中，通常排量單位分鐘內維持在10m3內。也即是，如果壓力下降速度變緩，實施閉合酸化作業。在處置中，單位時間內采用0.5-lm3稠化酸，達到恢部分裂縫的目的。把閉合酸擠至其中，經過腐蝕，使裂縫壁面變為多條溝槽的格局。不使用井筒中的閉合酸，改用單位分鐘1m3排量的活性水頂替井筒中的閉合酸，目的是不讓酸腐蝕套管與管柱閉合。檢測壓降狀況，把握地層壓力恢復狀況，確保無誤。頂替持續1h，馬上開展反排作業，防止殘留于酸內的溶解顆粒再次破壞到地層。

由于裂縫壁面刻蝕溶蝕較為均勻，因此可能難以出現差異性刻蝕，在酸化壓裂作業完成后，裂縫閉合導流能力將隨之減弱，因此，油氣田實際開發應用中，閉合酸化壓裂作業應盡量避開以下情況：第一，地層過軟，此時酸液過量，將會加快酸液的濾失速度，導致裂縫壁面軟化或為石灰巖等，最終容易出現不均勻刻蝕現象，在進一步的閉合應力作用下會被掩埋或壓碎；第二，地層鹽酸溶解性較低，未被酸化的地層碎屑，容易殘留在裂縫壁面，從而影響酸液的進一步作用；第三，地層巖石易與酸液相溶。

3結語

規模較大的低滲透油田開發作業是酸化壓裂的主要適用區，在較為復雜的油氣開發作業中應用效果顯著。因此，施工人員應重視酸化技術的進一步掌握，提高應用效果。讓酸化壓裂技術更好地服務于我國的油氣開采事業。

參考文獻：

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