酸化壓裂技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究

陳亮　趙英杰

【摘 要】近些年來(lái)，我國(guó)的油氣田開(kāi)發(fā)取得了良好的發(fā)展空間，未來(lái)的發(fā)展前景一片良好，在這其中酸化壓裂技術(shù)發(fā)揮了極大的作用，可以說(shuō)油氣田開(kāi)發(fā)現(xiàn)在的發(fā)展勢(shì)頭離不開(kāi)酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用。酸化壓裂技術(shù)為油氣田開(kāi)發(fā)企業(yè)帶來(lái)了許多好處，在油氣田的發(fā)展中也占有極其重要的地位，盡管這一項(xiàng)技術(shù)為油氣田行業(yè)帶來(lái)了許多益處，但不可否認(rèn)的是目前酸化壓裂技術(shù)還不夠成熟，在使用過(guò)程中仍然存在著很多技術(shù)上的問(wèn)題。

【Abstract】 In recent years， the development of oil and gas fields in China has made good development space， and the future development prospect is good. During this process， acidizing fracturing technology has played a great role. It can be said that the development trend of oil and gas field development is inseparable from the application of acidizing fracturing technology. Acidified fracturing technology has brought many benefits to the oil and gas field development enterprises， and also occupies an extremely important position in the development of oil and gas fields. Although this technology has brought many benefits to the oil and gas field， it is undeniable that the acidizing and fracturing technology is not mature enough， and there are still many technical problems in the process of using.

【關(guān)鍵詞】油氣田；酸化壓裂；工藝；應(yīng)用

【Keywords】oil and gas field； acid fracturing； process； application

【中圖分類號(hào)】TE357 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0137-02

1 引言

國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高和社會(huì)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)上各種領(lǐng)域的行業(yè)發(fā)展，為各行各業(yè)都帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，油氣田行業(yè)就是其中受益的一個(gè)領(lǐng)域。在油氣田行業(yè)的快速發(fā)展過(guò)程中，技術(shù)的應(yīng)用是其中不可或缺的一個(gè)重要方面，酸化壓裂技術(shù)就是最典型的代表。酸化壓裂技術(shù)是現(xiàn)階段油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中最普遍使用的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)這一技術(shù)的廣泛使用有效實(shí)現(xiàn)了油氣田產(chǎn)量的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，使得油氣田開(kāi)發(fā)可以按照計(jì)劃及時(shí)完成。

2 概述

酸化壓裂技術(shù)是目前油氣田開(kāi)發(fā)中使用最廣泛、最普遍的一項(xiàng)技術(shù)，這一技術(shù)可以完美的實(shí)現(xiàn)油氣田開(kāi)發(fā)的增產(chǎn)增注目的。酸化壓裂技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是壓裂液僅僅是酸液，不在另外使用其他支撐劑，只依靠酸液來(lái)實(shí)現(xiàn)后期的壓裂作業(yè)。在油氣田開(kāi)發(fā)中使用酸化壓裂技術(shù)就是先經(jīng)過(guò)酸液的腐蝕和水力的作用形成裂縫，是裂縫的表面不再均勻，形成凹凸不平的表面，再通過(guò)沒(méi)有封閉的裂縫壁面形成的導(dǎo)流能力，增強(qiáng)地層的滲透性，從而達(dá)到油氣田開(kāi)發(fā)產(chǎn)量的高產(chǎn)。

要想實(shí)現(xiàn)酸化壓裂技術(shù)的進(jìn)一步提高，就要從酸化壓裂技術(shù)的工作原理出發(fā)，增大裂縫的長(zhǎng)度或者是增強(qiáng)裂縫壁面之間的導(dǎo)流能力。

3 油氣田酸化壓裂技術(shù)的相關(guān)理論

根據(jù)具體的酸化壓裂技術(shù)使用流程，可以將油氣田開(kāi)發(fā)中使用的酸化壓裂技術(shù)分為三大類，分別是酸壓裂、機(jī)制酸化和酸洗，在酸壓裂中，又可以根據(jù)實(shí)際操作的不同對(duì)酸壓裂進(jìn)行詳細(xì)分類，例如可以分為前置液酸壓、交替注入酸壓、普通酸壓等；在機(jī)制酸化中，可以依據(jù)使用酸液的不同分為常規(guī)鹽酸、混合酸和普通酸等。

要想實(shí)現(xiàn)油氣田開(kāi)發(fā)的產(chǎn)量高產(chǎn)目標(biāo)，僅僅使用酸化壓裂技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要從酸化壓裂技術(shù)使油氣田增產(chǎn)的根本原理出發(fā)，只有研究透徹酸化壓裂技術(shù)增產(chǎn)的原理并對(duì)其加以運(yùn)用才可以實(shí)現(xiàn)油氣田增產(chǎn)的目的。油氣田開(kāi)發(fā)中增產(chǎn)的根本原理是通過(guò)增強(qiáng)底層的滲透性實(shí)現(xiàn)的，在油氣田地層下面注入酸化壓裂技術(shù)的壓裂液，使壓裂液在裂縫中流動(dòng)并成功將裂縫中的大顆粒、塊狀物進(jìn)行溶解，從而增大滲透性[1]。這一過(guò)程成功與否的關(guān)鍵在于選擇的壓裂液在縫隙中流動(dòng)時(shí)與大顆粒、塊狀物之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，酸化壓裂技術(shù)中使用的酸液會(huì)在溶解大顆粒的過(guò)程中與周圍的巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氣體或者是鹽類物質(zhì)，從而影響縫隙與縫隙之間的間隙大小，隨著兩者之間的不斷作用，縫隙寬度會(huì)不斷的增大，保證酸液的流通性。除此之外，酸液的流動(dòng)過(guò)程中還可以帶走空洞中的一些物質(zhì)，提高地層滲透性。

就現(xiàn)階段的酸化壓裂技術(shù)來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)的有效使用確實(shí)可以起到碳酸鹽層增產(chǎn)的目的，但是要想使這一技術(shù)能夠更好的應(yīng)用，還要注意以下幾個(gè)方面：

①確定碳酸鹽的確切組成；

②了解碳酸鹽層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的條件；

③選擇最適合的酸液作為壓裂液；

④明確減少酸液流失的方法；

⑤尋找增大化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率方法；

⑥明確縫隙中液體的具體流向。

4 酸化壓裂技術(shù)在油氣田的應(yīng)用中的工藝

4.1 前置液酸壓工藝的應(yīng)用

前置液酸壓工藝的工作原理就是通過(guò)利用高黏稠性物質(zhì)來(lái)達(dá)到底層隔離的目的，通常來(lái)說(shuō)，前置液酸壓工藝中最關(guān)鍵的一步就是對(duì)高黏稠性物質(zhì)的選取，一般情況高黏稠性物體不能與參加化學(xué)反應(yīng)的壓裂液發(fā)生反應(yīng)，能夠協(xié)助壓裂液的腐蝕作用加大縫隙的寬度，使酸液融入縫隙的速率加快[2]。在儲(chǔ)油層面上，酸液與碳酸鹽之間的化學(xué)反應(yīng)速率是很快的，尤其是在溫度較高的儲(chǔ)油層面上，酸液與碳酸鹽之間的化學(xué)反應(yīng)速度更是相當(dāng)快，這就使得縫隙長(zhǎng)度比計(jì)劃的長(zhǎng)度要短，因此，為了確保達(dá)到預(yù)期的縫隙長(zhǎng)度，就要控制酸液與碳酸鹽之間的化學(xué)反應(yīng)速率，例如，在酸液中加入合適的催化劑。其次，選擇與之相適應(yīng)的工藝技術(shù)，前置液酸壓技術(shù)可以使參與反應(yīng)的巖石表面溫度降低，達(dá)到減慢酸液與碳酸鹽之間的反應(yīng)速率。酸液的選取是十分重要的，為了使酸液在巖石中的穿透性就要選擇與碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速度較慢的酸液。

4.2 交替注入壓裂液與酸液的工藝技術(shù)

交替注入壓裂液與酸液的工藝技術(shù)的工作原理是將酸液和高黏性的壓裂液交替注入縫隙中，從而實(shí)現(xiàn)酸化壓裂的目的。在油氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，交替注入壓裂液與酸液的工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有很多，作用范圍與其他技術(shù)比起來(lái)要更為廣泛，酸液和壓裂液的浪費(fèi)比較少，縫隙之間形成的導(dǎo)流能力也比較好。其次，交替注入壓裂液與酸液這一項(xiàng)工藝技術(shù)的注入是有順序的，并不是雜亂無(wú)章的，注入壓裂液與酸液順序的不同就會(huì)影響到油氣田的開(kāi)發(fā)效果。一般情況下，交替注入壓裂液與酸液的注入順序通常是先注入前置液，然后再注入酸液，這樣的注入順序可以大大降低溶液的濾失速度。其次，為了確保油氣田開(kāi)發(fā)的產(chǎn)量，還要在注入酸液時(shí)形成連續(xù)多次的注入方式，確保腐蝕得到的空隙深槽深度和數(shù)量[3]。

4.3 閉合酸化壓裂技術(shù)

在油氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，閉合酸化壓裂工藝通常是用來(lái)提高和改善井眼的導(dǎo)流性能的，目前，閉合酸化壓裂技術(shù)也是油氣開(kāi)發(fā)技術(shù)人員在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中首先考慮的一項(xiàng)技術(shù)。閉合壓裂技術(shù)的提出是在上個(gè)世紀(jì)八十年代，可以說(shuō)是最早使用在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的技術(shù)之一，這一項(xiàng)技術(shù)是利用儲(chǔ)存油層破裂時(shí)產(chǎn)生的壓力實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)較低的儲(chǔ)存油層破裂時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，利用這種破裂壓力向緊閉的裂縫中注入壓裂液，閉合壓裂技術(shù)成功的關(guān)鍵在于注入的酸液的數(shù)量，注入過(guò)程中酸液的量是少量的，過(guò)多的酸液就會(huì)使井底與井上的空氣層分離開(kāi)，只有少量的酸液才能確保井眼周圍的裂縫是完全有酸液腐蝕形成的。

4.4 水力噴射酸化壓裂技術(shù)

水力噴射酸化壓裂技術(shù)是近些年來(lái)油氣田開(kāi)采中新興起的一項(xiàng)技術(shù)，這一項(xiàng)技術(shù)是兩種工藝的綜合，既擁有了水力噴砂射孔技術(shù)和水力壓裂工藝的優(yōu)點(diǎn)，又可以快速地進(jìn)行多層壓裂。水力噴射酸化壓裂技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用十分廣泛，也已經(jīng)取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果[4]。水力噴射酸化技術(shù)是利用水擊作用實(shí)現(xiàn)的，水力噴射工具安裝好后，利用其水擊作用得到噴射孔道，從而得到細(xì)小的裂縫，再依據(jù)裂縫產(chǎn)生的壓力使裂縫長(zhǎng)度增加，達(dá)到水力噴射壓力的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文對(duì)酸化壓裂技術(shù)的具體介紹，可以清楚地發(fā)現(xiàn)酸化壓裂技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)揮的作用是極大的，也為國(guó)家油氣田開(kāi)采的產(chǎn)量提供了堅(jiān)實(shí)的保障。其實(shí)，油氣田的開(kāi)采過(guò)程是十分復(fù)雜的，需要依據(jù)于一套相當(dāng)復(fù)雜的開(kāi)采系統(tǒng)，油氣田的開(kāi)采過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的巖石，這些巖石化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)不盡相同，單一的酸液已經(jīng)不能很好地適用于油氣田的實(shí)際開(kāi)采。只有將單一酸液體系改為多種綜合性酸液體系，才能很好地實(shí)現(xiàn)酸液對(duì)巖石的穿透性，提高導(dǎo)流性能。

【參考文獻(xiàn)】

【1】郭強(qiáng).油氣田開(kāi)發(fā)中酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用及問(wèn)題研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017（17）：153-154.

【2】丁忠佩，王貴濱.合理利用酸化壓裂技術(shù)有效進(jìn)行油氣田開(kāi)發(fā)[J].石化技術(shù)，2017（06）：46-47.

【3】劉武明，劉惠平，劉文明，等.淺談酸化壓裂技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中的運(yùn)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017（05）：114-115.

【4】軒凱，安娜.油氣田開(kāi)發(fā)中的酸化壓裂技術(shù)分析與闡述[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016（04）：42.