酸化壓裂技術(shù)在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用

陳輝娜(中國石油華北油田國際合作項(xiàng)目部， 河北 任丘 062550)

酸化壓裂技術(shù)在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用

陳輝娜(中國石油華北油田國際合作項(xiàng)目部， 河北 任丘 062550)

為了提高石油、天然氣的產(chǎn)量，壓裂技術(shù)的運(yùn)用是必不可少的。本文將就酸化壓裂技術(shù)在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用展開探討。

酸化壓裂；油氣田開采

酸化壓裂技術(shù)現(xiàn)今正被國內(nèi)外油田企業(yè)普遍運(yùn)用，能夠達(dá)到增注增產(chǎn)的目的。這種技術(shù)主要是用酸液作為壓裂液，不再使用支撐劑直接壓裂，就是我們所說的酸化壓裂。壓裂的原理在水的壓力下，酸液腐蝕油氣層產(chǎn)生裂縫，酸液和水的共同作用讓裂縫表面變得凹凸不平，這樣的裂縫具有很強(qiáng)的導(dǎo)流能力，提高了底層的滲透能力，達(dá)到石油增產(chǎn)的目的。

1 酸化壓裂技術(shù)分析

按照酸液的類型劃分酸化壓裂技術(shù)，可以分為混合酸酸化、普通酸酸化、土酸酸化和延遲酸酸化等；如果按照工藝流程劃分，可以分為基質(zhì)酸化、酸洗、酸壓，其中酸壓又可細(xì)分為閉合酸壓、平衡酸壓和普通酸壓等。

酸化壓裂技術(shù)能夠達(dá)到石油、天然氣增產(chǎn)的效果，主要原理就是在油氣層注入酸液，底層破裂壓力較小，因此在裂縫中酸液能夠盡可能流動(dòng)，腐蝕掉堅(jiān)硬的巖石和其他塊狀物，增強(qiáng)出油區(qū)的滲透能力。一般的礦物質(zhì)是堿性的，與酸性酸液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而溶解，同時(shí)生成氣體和其他可溶性鹽，隨著酸液的不斷注入，油氣層的裂縫會(huì)越來越大，液體的流通性會(huì)逐漸增加。在腐蝕裂縫的過程中，堵塞在空洞中的物質(zhì)也能夠被酸液腐蝕，進(jìn)一步提高了井下出油區(qū)的滲透能力。酸化壓裂技術(shù)是目前使用廣泛的油氣田增產(chǎn)技術(shù)，要充分發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢，就要對(duì)油氣層碳酸鹽性質(zhì)有充分的了解，選用相應(yīng)的碳酸鹽，控制反應(yīng)環(huán)境和條件，加快反應(yīng)速度，提高反應(yīng)效率，最大化利用酸液，盡量減少酸液的流失，我們可以適量的加入乳化劑、稠化劑等其他化學(xué)物質(zhì)改變酸液的黏稠度。

2 酸化壓裂技術(shù)存在的困難

雖然酸化壓裂技術(shù)應(yīng)用廣泛，并且在應(yīng)用中取得了長足發(fā)展，但是這種技術(shù)仍然存在一定困難。一般有:①以克拉瑪依、準(zhǔn)格爾等盆地為代表的高溫、深層以及超高溫、超深層地層，例如溫度達(dá)到135℃，壓力系數(shù)達(dá)到2.0的地層，存在的困難是酸液以及施工壓力無法滿足需求，酸液無法充分流動(dòng)，反應(yīng)時(shí)間不夠長；②以清溪油田為代表的復(fù)雜巖性油氣田，油田的品味和儲(chǔ)量都較好，但是油氣層礦物成分特別復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用水力壓裂以及酸化壓裂技術(shù)效果較差；③以羅家寨油氣田為代表的二氧化碳、硫含量較高的油氣田，含硫量超出了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，油氣層有大量的硫化氫，硫化氫具有高度還原性，可能產(chǎn)生硫化亞鐵沉淀和硫單質(zhì)等，這些不僅會(huì)給酸化壓裂帶來困難，還會(huì)讓油氣田開采、運(yùn)輸?shù)雀永щy。

3 酸化壓裂技術(shù)在油氣田開采中的應(yīng)用

目前酸化壓裂技術(shù)在油氣田開采中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。

(1)壓裂液和酸液交替注入 交替注入是這項(xiàng)工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到酸化壓裂的效果。壓裂液和酸液交替注入工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，例如較好的導(dǎo)流能力，較大的作用范圍，不會(huì)產(chǎn)生較大的損失等，相對(duì)于其他酸化壓裂技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)較強(qiáng)的是濾失能力，對(duì)于石油開采有重要幫助。一般交替注入的方式有兩種，即“先酸液后前置液”和“先前置液后酸液”，一般采用第二種方法，因?yàn)橄惹爸靡汉笏嵋旱臑V失速度更低。

(2)前置液酸壓技術(shù) 首先在地層中注入黏稠度較高的物質(zhì)，這樣會(huì)生成動(dòng)態(tài)縫隙，酸液能夠通過縫隙融入地層，縫隙邊緣也會(huì)被酸液腐蝕，前面注入的黏稠度較高的物質(zhì)除了酸液之外，不會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。如果油氣層溫度較高，雖然會(huì)讓碳酸鹽礦物質(zhì)和酸液之間的反應(yīng)速率加快，但是也會(huì)對(duì)縫隙長度產(chǎn)生影響，如果發(fā)生這種現(xiàn)象，那么就需要在酸液中加入一定量催化劑，減慢酸液和碳酸鹽的反應(yīng)速度，讓縫隙長度符合預(yù)期。再者，合理的工藝技術(shù)能夠改造井內(nèi)滲透性低但是溫度高的巖石的酸化反應(yīng)，前置液酸壓技術(shù)能夠適當(dāng)掛起巖石的表面溫度，控制和酸液的速度，對(duì)于酸液的選擇要科學(xué)合理，讓巖石的穿透性達(dá)到最大化。在前置液酸液技術(shù)的應(yīng)用中，前置液的主要作用是降低巖石表面溫度，壓開地層裂縫，讓壁面凹凸不平，確保酸液流動(dòng)通常且充分。同時(shí)，可以適當(dāng)提高酸液的黏稠度，但是需要注意其黏稠度要小于前置液，這樣可以為酸液的順利流動(dòng)創(chuàng)造條件，還能夠確保酸液與巖石的充分反應(yīng)。控制好前置液和酸液的黏度系數(shù)，同時(shí)控制好酸液和前置液的用量，再者，酸液腐蝕的縫隙長度應(yīng)小于50厘米同時(shí)大于15厘米。

(3)閉合酸壓技術(shù) 運(yùn)用閉合酸壓技術(shù)，油田井眼導(dǎo)流能力能夠得到有效的優(yōu)化和提高，目前很多油氣田開采專業(yè)人員都針對(duì)閉合酸壓技術(shù)開展了研究，閉合酸壓技術(shù)在1980年就被提出。如果油氣田儲(chǔ)層壓力高于破裂壓力，才能運(yùn)用閉合酸壓技術(shù)，并且需要嚴(yán)格控制酸液的注入量，讓井上和井底的裂縫受到酸液的作用，從而呈現(xiàn)非封閉狀態(tài)。但是隨著開采的深入，采用單一的酸化壓裂技術(shù)可能已經(jīng)無法滿足需求，現(xiàn)今的酸化壓裂技術(shù)正在向多級(jí)發(fā)展，這也是今后的研究方向和重點(diǎn)。

4 結(jié)語

綜上，首先分析了酸化壓裂技術(shù)，介紹了當(dāng)前酸化壓裂技術(shù)存在的困難，最后分析了酸化壓裂技術(shù)在油氣田開采中的具體運(yùn)用。

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