酸化壓裂工藝的研究

雷煒 李曉紅（延長油田股份有限公司志丹采油廠，陜西 延安 717500）

酸化壓裂工藝的研究

雷煒 李曉紅（延長油田股份有限公司志丹采油廠，陜西 延安 717500）

本文主要分析了在高壓狀態下具有多工種、多工序的酸化壓裂工藝在大型油氣井中是如何作業的，進而介紹了酸化壓裂工藝的工作原理，得出了影響酸化壓裂效果的因素酸化與壓裂效果的影響因素。

酸化壓裂；原理；影響因素

酸化壓裂技術是油氣開發中的一項重要技術舉措，一方面依靠水力的作用形成了裂縫，另一方面依靠酸液的溶蝕作用把裂縫的壁面溶蝕為凹凸不平的溝槽，在這兩方面的作用下，裂縫不會閉合，使其具有順暢的導流能力。酸化壓裂技術在油田中的應用不僅改善了儲層的滲透性能，而且改善了其具有的種種弊端，進而達到了提高油田的儲量。

1 酸化壓裂工藝的現狀

1.1 酸化壓裂工藝的國內現狀

自從1995年我國首次進行工業性的實驗之后，酸化壓裂工藝經歷半個世紀的發展，已經有了相當大的發展。如今，由于壓裂液的性能更加完善，所以酸化壓裂技術逐漸采用計算機的優化設計，在數字模型上采用了以擬三維為主的模式，壓裂管柱的配套更具有系統性。酸化壓裂工藝的設備不斷的更新換代，使得壓裂井的選擇更具有科學性。

自從九十年代以來，隨著勘測技術的不斷完善，酸化壓裂技術的研究不斷的深入，領域也不斷擴展，在國內取得了眾多的成果。適應了油層的膨脹，酸化技術不斷更新；緩速酸酸化技術適應深部酸化，將酸化處理進行磁處理；土酸酸化技術不斷發展，逆土酸酸化技術得到重視；傷害酸酸化技術不斷更進，傷害逐漸放低。上述都是國內在應用酸化技術的過程中得到的成果，也是由于這些成果，促使油田的酸化壓裂技術不斷進步。

1.2 國外酸化壓裂工藝的現狀

由于國外對酸化壓裂技術的使用較早，在二十世紀六十年代之前，主要采用了電解模式的實驗方法，而在六十年代往后主要采用了數值模擬的方式。國外的酸化壓裂技術可以分為三個階段：首先主要是解堵，目的是消除傷害；其次是在致密的氣藏中，進行大型的壓裂技術；最后一個階段是在中、高滲透層的端部進行脫砂壓裂技術。

2 酸化與壓裂效果的影響因素

裂縫長度主要是由酸液的濾失、酸巖的反應速度和裂縫內流體的速度所決定的，而裂縫的導流能力是由酸液對地層礦物的溶解、不均勻的刻蝕程度所決定的。由于裂縫長度和導流能力能夠體現出酸化壓裂的整體效果，所以這兩方面的變化是我們應該關注的重點。

對于酸化的效果有以下幾種影響因素：溫度的變化，溫度與酸化之間的關系成正比，溫度越高，反應速度則越快；酸液濃度，在濃度達到20%之前，反應速度會隨著濃度的增加而加快，但在這個數值之后，濃度的增加反應速度開始下降；酸液的流速，流速越快酸液的反應速度也開始加快；壓力的影響，酸液的反應速度與壓力的增加成反比，壓力越大反應速度開始減緩。影響酸化的效果除了這些還有酸液和巖石的類型等。

而壓裂液、壓裂施工操作、壓裂設備、地層因素壓后作業、設計方案等因素都會對壓裂效果造成影響。壓裂液的殘渣會對地層的儲存產生一定的傷害，施工員的技術水平會影響這個施工效果，壓裂設備產生問題會導致施工中途的中斷使得地層受到傷害，地層的壓力大小會產生不同的壓裂效果。在施工作業的過程中，應該加倍注意這些因素，以免造成不利的影響。

3 酸化壓裂技術的工作原理及取得的成果

油層壓裂利用液體傳壓的工作原理，在地面采用壓裂車和輔助設備來提高地面的吸收能力，在油層內注入壓裂液使井筒內的壓力不斷升高，而在壓力升高到大于油層的破裂壓力時，油層就會產生對稱于井眼的裂縫。在裂縫中鋪墊的高強度支撐材料不斷的增大底層的排油面積，進而使油井獲得良好的增產效果。酸化增產原理主要是通過井眼向地層注入酸液和酸性混合液使酸與地層的礦物發生反應，溶蝕地層中的壁面巖石，進而增加裂縫的導流，使油氣井增產。

酸化壓裂在施工的過程中，能在井筒的附近形成裂縫，從而改善油氣的流動狀況。酸化壓裂工藝可分為兩種：第一種是普通酸壓，直接用酸液壓開地層產生裂縫；而第二種是前置液壓酸，利用酸液的高粘度進入并不斷的溶蝕裂縫壁面。

我們把酸化壓裂工藝應用在采油廠，對23口采油井進行壓裂施工。常規壓裂11口，酸化壓裂12口。井深2000m。壓裂施工時的施工壓力22.5MPa。井的最高溫度為58.8°。施工的最大排量為3.6?∕min，最大的井斜度為35.62，排酸量為12?∕min。施工的成功率為100%。其中常規壓裂井平均初產原油

8.7 t，酸化壓裂井平均初產原油12.6t。通過實驗證明酸化壓裂工藝在壓裂效果方面比常規井出油效果更好，能取得更好的社會和經濟效益。

4 結語

酸化壓裂工藝是一項長遠的技術，酸化壓裂工藝的發展能夠有效的開發油氣。在油田的酸化壓裂的過程中應該科學合理的作業，防治結合，主要做到以下幾點：

（1）在布置具體的施工人員時，應該加大施工人員的培訓力度，加強安全意識和專業操作能力。在設備的選擇上，應該謹慎，選擇具有技術保證的先進設備，提高設備的可靠性。

（2）在酸化的過程中應該適當的控制溫度，調整酸液的濃度以及流速，通過經濟合理的酸液來進行地層工作，防止沉淀等不良的現象，進而能夠使油氣的開發達到最優的效果。

（3）在施工的過程中，應該加強有效的監督，加強員工的安全意識。作業之前應該做好安全防護工作，合理設計、施工，及時發現問題并能夠根據實際情況提出切實可行的應對措施。

[1]陳大均.陳馥.《油田應用化學》.石油工業出版社.2012.

[2]李月麗,宋毅，伊向藝，李春，陳文玲.《酸化壓裂：歷史、現狀和對未來的展望》.國外油田工程第24卷第8期（2008.8）.

[3]陳生輝.《酸化壓裂的研究現狀分析和在現場中的應用》.價值工程.143頁.