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(tài)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(yè)的，進(jìn)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(shù)是油氣開發(fā)中的一項(xiàng)重要技術(shù)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(dǎo)流能力。酸化壓裂技術(shù)在油田中的應(yīng)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(jìn)而達(dá)到了提高油田的儲量。

1 酸化壓裂工藝的現(xiàn)狀

1.1 酸化壓裂工藝的國內(nèi)現(xiàn)狀

自從1995年我國首次進(jìn)行工業(yè)性的實(shí)驗(yàn)之后，酸化壓裂工藝經(jīng)歷半個世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)有了相當(dāng)大的發(fā)展。如今，由于壓裂液的性能更加完善，所以酸化壓裂技術(shù)逐漸采用計(jì)算機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在數(shù)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(tǒng)性。酸化壓裂工藝的設(shè)備不斷的更新?lián)Q代，使得壓裂井的選擇更具有科學(xué)性。

自從九十年代以來，隨著勘測技術(shù)的不斷完善，酸化壓裂技術(shù)的研究不斷的深入，領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展，在國內(nèi)取得了眾多的成果。適應(yīng)了油層的膨脹，酸化技術(shù)不斷更新；緩速酸酸化技術(shù)適應(yīng)深部酸化，將酸化處理進(jìn)行磁處理；土酸酸化技術(shù)不斷發(fā)展，逆土酸酸化技術(shù)得到重視；傷害酸酸化技術(shù)不斷更進(jìn)，傷害逐漸放低。上述都是國內(nèi)在應(yīng)用酸化技術(shù)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(shù)不斷進(jìn)步。

1.2 國外酸化壓裂工藝的現(xiàn)狀

由于國外對酸化壓裂技術(shù)的使用較早，在二十世紀(jì)六十年代之前，主要采用了電解模式的實(shí)驗(yàn)方法，而在六十年代往后主要采用了數(shù)值模擬的方式。國外的酸化壓裂技術(shù)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(jìn)行大型的壓裂技術(shù)；最后一個階段是在中、高滲透層的端部進(jìn)行脫砂壓裂技術(shù)。

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(yīng)速度和裂縫內(nèi)流體的速度所決定的，而裂縫的導(dǎo)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(dǎo)流能力能夠體現(xiàn)出酸化壓裂的整體效果，所以這兩方面的變化是我們應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。

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(guān)系成正比，溫度越高，反應(yīng)速度則越快；酸液濃度，在濃度達(dá)到20%之前，反應(yīng)速度會隨著濃度的增加而加快，但在這個數(shù)值之后，濃度的增加反應(yīng)速度開始下降；酸液的流速，流速越快酸液的反應(yīng)速度也開始加快；壓力的影響，酸液的反應(yīng)速度與壓力的增加成反比，壓力越大反應(yīng)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(shè)備、地層因素壓后作業(yè)、設(shè)計(jì)方案等因素都會對壓裂效果造成影響。壓裂液的殘?jiān)鼤Φ貙拥膬Υ娈a(chǎn)生一定的傷害，施工員的技術(shù)水平會影響這個施工效果，壓裂設(shè)備產(chǎn)生問題會導(dǎo)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(chǎn)生不同的壓裂效果。在施工作業(yè)的過程中，應(yīng)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(shù)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(shè)備來提高地面的吸收能力，在油層內(nèi)注入壓裂液使井筒內(nèi)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(chǎn)生對稱于井眼的裂縫。在裂縫中鋪墊的高強(qiáng)度支撐材料不斷的增大底層的排油面積，進(jìn)而使油井獲得良好的增產(chǎn)效果。酸化增產(chǎn)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(fā)生反應(yīng)，溶蝕地層中的壁面巖石，進(jìn)而增加裂縫的導(dǎo)流，使油氣井增產(chǎn)。

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(chǎn)生裂縫；而第二種是前置液壓酸，利用酸液的高粘度進(jìn)入并不斷的溶蝕裂縫壁面。

我們把酸化壓裂工藝應(yīng)用在采油廠，對23口采油井進(jìn)行壓裂施工。常規(guī)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(guī)壓裂井平均初產(chǎn)原油

8.7 t，酸化壓裂井平均初產(chǎn)原油12.6t。通過實(shí)驗(yàn)證明酸化壓裂工藝在壓裂效果方面比常規(guī)井出油效果更好，能取得更好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

酸化壓裂工藝是一項(xiàng)長遠(yuǎn)的技術(shù)，酸化壓裂工藝的發(fā)展能夠有效的開發(fā)油氣。在油田的酸化壓裂的過程中應(yīng)該科學(xué)合理的作業(yè)，防治結(jié)合，主要做到以下幾點(diǎn)：

（1）在布置具體的施工人員時，應(yīng)該加大施工人員的培訓(xùn)力度，加強(qiáng)安全意識和專業(yè)操作能力。在設(shè)備的選擇上，應(yīng)該謹(jǐn)慎，選擇具有技術(shù)保證的先進(jìn)設(shè)備，提高設(shè)備的可靠性。

（2）在酸化的過程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)目刂茰囟龋{(diào)整酸液的濃度以及流速，通過經(jīng)濟(jì)合理的酸液來進(jìn)行地層工作，防止沉淀等不良的現(xiàn)象，進(jìn)而能夠使油氣的開發(fā)達(dá)到最優(yōu)的效果。

（3）在施工的過程中，應(yīng)該加強(qiáng)有效的監(jiān)督，加強(qiáng)員工的安全意識。作業(yè)之前應(yīng)該做好安全防護(hù)工作，合理設(shè)計(jì)、施工，及時發(fā)現(xiàn)問題并能夠根據(jù)實(shí)際情況提出切實(shí)可行的應(yīng)對措施。

[1]陳大均.陳馥.《油田應(yīng)用化學(xué)》.石油工業(yè)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(xiàn)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(xiàn)狀分析和在現(xiàn)場中的應(yīng)用》.價值工程.143頁.