淺析酸化壓裂技術在西南油氣田開發中的應用

王泳龍+何海洋

摘 要：經過多年的研究和實踐，酸化壓裂技術在油氣田開發應用方面獲得長足發展，不僅保證了油氣田產量，增加收益，同時提高了生產效率。本文對酸化壓裂技術的相關理論進行了闡述并對其在油氣田開發中的工藝特性及應用剖析。

關鍵詞：油氣田開發;酸化壓裂技術;工藝

酸化壓裂技術是我國各油氣田現階段開發期間普遍采用的一項增產增注技術。酸化壓裂即是壓裂作業中采用酸液作為壓裂液原料（其中未添加有其他支撐劑）。在采取酸化壓裂期間，裂縫是借助兩方面的作用而形成，一是液體所具備的溶蝕效果，二是水力作用。在二者作用下，使裂縫表面形成凹凸不平狀，壓裂工作停止后，由于裂縫壁面無法實現完全封閉，從而導致強導流能力的形成，相應的增強了地層滲透性，實現增加油氣產量的目標。

一、酸化壓裂技術相關理論分析

參照工藝流程可將油氣田中應用的酸化壓裂技術分為3類：酸壓、機制酸化、酸洗。其中酸壓又可具體分為前置液酸壓、交替注入酸壓、閉合酸壓、普通酸壓、平衡酸壓等。在酸化方面，又可分為多種不同類型的酸化，例如降阻酸、延遲酸、常規鹽酸、土酸、乳化酸、混合酸以及普通酸等多種。

在低于地層破裂壓力下方注入備用酸液，確保酸液可在裂縫中沿徑向充分流動，溶解當中較為堅硬的大顆粒、巖石以及塊狀物，從而增強井下出油區域的滲透性，這一過程為酸化壓裂增產的關鍵原理。該過程是否順利主要取決于酸液以及被溶解巖石之間的化學反應，堅硬的巖石物質在經過溶解后，可生成一部分氣體或是具備可溶性特質的鹽類物質，縫隙周邊的空隙大小受酸液影響不斷擴大，孔壁在酸液不斷的溶蝕作用下，其縫隙寬度在持續擴大，最終實現了糾正流體流通性的效果。此外，酸液不僅可起到溶蝕孔壁的效果，還可有效溶蝕堵在空洞內的物質，恢復空洞的流通能力，使空洞中的粉末等堵塞物流出地層，有效恢復了地層的滲透性。

二、油氣田開發中酸化壓裂技術的應用工藝

（一）前置液酸壓工藝

前置液酸壓工藝是通過粘稠性較高的物質隔開地層，從而產生了動態縫隙，使酸液可通過縫隙融入其中，同時溶蝕縫隙邊緣。其中隔開地層的粘稠性物質僅與酸液產生反應，與其他物質不發生反應。若儲油層面的溫度較高，那么酸液與碳酸鹽之間的反應速度固然很快，但同時也會導致縫隙長度無法實現預期的效果。若出現此種情況，則需要添加適量的催化劑至酸液內，從而降低酸液與碳酸鹽之間的反應速度。此外，深井內溫度高滲透性低的巖石在酸化反應方面的改造是否成功，主要看當中所采用的工藝技術是否合理。通過前置液酸壓技術，可使反應巖石表面的溫度有一定的降低，從而降低酸液與碳酸鹽之間的反應速度。在選用酸液時，需謹慎對待，需確保酸液對于反應速度的減緩方面具有一定的優勢，以保障通過酸液反應使巖石的穿透性最大化。

對于油氣田開發工作而言，前置液所起到的作用即是通過其為地層壓開裂縫，使其反應溫度起到一定的降低效果，同時在縫隙壁面產生效果，使壁面呈現凹凸不平的狀態，如此一來便可確保之后酸液流過時的通暢性，減少泛流的情況。此外，對于酸液而言，通過加大酸液的粘度（但酸液粘度應小于前置液），一來可保證酸液流至反應巖石深處的順利性，二來還可為兩者之間的進一步反應創造有利條件。為了確保粘性酸壓所起到的效果，應根據1：150（酸液：前置液）的比例，嚴格控制酸液與前置液本身的粘度系數。油外型與水外型等類型的相乳狀液、膠凝水等均比較適合應用于油氣田開發。而普通酸液的主要成分為無機酸。在控制前置液以及酸液方面，需根據1：2～1：4的比例對兩者的用量進行嚴格控制。另外，酸液溶蝕縫隙的長度應不小于15m，不大于50m。

（二）酸液以及壓裂液的交替注入

酸液以及壓裂液交替注入的工藝技術中，以交替注入這一環節最為關鍵，對酸化壓裂效果具有直接影響。損失小、作用范圍廣、導流能力優等均為交替注入技術的優勢所在，尤其是該技術具備較強的濾失能力，對石油開發作業起到積極效果。在開發油氣田期間，需要遵循“先前置液，后酸液”的順序原則，交替注入兩者。“先前置液，后酸液”的注入順序相比“先酸液，后前置液”的注入順序，前者的濾失速度相對較低。此外，在前置液中，酸液可實現多次指進，使最終形成的溶蝕溝槽更深也更多，促進油氣田的開發。

（三） 閉合酸壓工藝

對于油田開發系統而言，閉合酸壓工藝屬于有效提高與優化井眼導流能力的最佳工藝之一，在現階段備受油氣開發專業技術人員的注重。最早在上世紀八十年代便提出了閉合酸壓這一工藝技術，該技術需要在破裂壓力低于儲存層的前提下，才可使酸液注入閉合裂縫內部，在注入酸液期間，需要對注入量加以重視，不宜過多，從而使井底以及井上空氣層在酸液作用下所形成的裂縫呈非封閉式狀態，于油田開發作業中應用此項技術，關鍵是確保井眼四周所形成的一條裂縫為開放狀態。

三、 結束語

由此可知，對于油氣田的開發工作而言，酸化壓裂技術所起到的作用十分關鍵，且該技術也為國內的油氣開采工作帶來極大的幫助。然而，就如今的油氣田開發工作而言，油氣層中的巖石性質十分復雜，單一體系的酸液溶蝕模式已無法適應油氣田的開發工作，需要將單一型的酸液體系轉變為集緩蝕、緩速、降阻、助排、降濾失等多種功能為一體的復合型酸液體系。現階段，在交替注入酸液方面，該項工藝的注入模式已逐漸向單級或是多級注入模式發展，同時隨著深井內部巖石層酸蝕滲透性的提高，也提高了裂縫的穿透深度，優化了導流性能。

參考文獻：

[1] 張鳳久，羅憲波，劉英憲，趙春明，蘇彥春，李其正.海上油田叢式井網整體加密調整技術研究[J].中國工程科學，2011（05）：34-40.