试析酸化压裂技术在油气田开发中的应用

【摘要】在多年研究以及实践下，酸化压裂技术在其应用方面进展良好，尤其是在油气田的开发方面，该项技术起到了十分重要的作用，促进了油气田开发企业的利益收入。然而，现阶段酸化压裂技术在使用方面仍存在需解决的问题，本次研究通过阐述在开发油气田中酸化压裂技术的应用情况，从而对酸化压裂技术中的工艺特性以及相关理论进行深入了解。

【关键词】油气田开发 酸化压裂技术 工艺

酸化压裂技术属于国内外现阶段在油气田开发期间普遍应用的一项增产增注技术。酸化压裂即是压裂液采用酸液作为原料，当中未添加有其他支撑剂，接着展开压裂作业。在采取酸化压裂期间，裂缝是借助两方面的作用而形成，一是液体所具备的溶蚀效果，二是水力作用。在二者作用下，使裂缝表面形成凹凸不平状，压裂工作停止后，由于裂缝壁面无法实现完全封闭，从而导致强导流能力的形成，相应的增强了地层渗透性，实现增加油气开发产量的目标[1]。

1 酸化压裂技术相关理论分析

参照工艺流程可将油气田中应用的酸化压裂技术分为3类，分别是酸压、机制酸化以及酸洗。其中酸压方面又可具体化为多种，例如前置液酸压、交替注入酸压、闭合酸压、普通酸压、平衡酸压等[2]。在酸化方面，又可分为多种不同类型的酸化，例如降阻酸、延迟酸、常规盐酸、土酸、乳化酸、混合酸以及普通酸等多种。

在低于地层破裂压力下方注入备用酸液，确保酸液可在裂缝中顺着径向充分流动，溶解当中较为坚硬的大颗粒、岩石以及块状物，从而增强井下出油区域的渗透性，这一过程为酸化压裂增产的关键原理。该过程是否顺利主要取决于酸液以及被溶解岩石之间的化学反应，坚硬的岩石物质在经过溶解后，可生成一部分气体或是具备可溶性特质的盐类物质，缝隙周边的空隙大小受酸液影响不断扩大，孔壁在酸液不断的溶蚀作用下，其缝隙宽度在持续扩大，最终实现了纠正流体流通性的效果。此外，酸液不仅可起到溶蚀孔壁的效果，还可有效溶蚀堵在空洞内的物质，恢复空洞的流通能力，使空洞中的粉末等堵塞物流出地层，有效恢复了地层的渗透性。

从现阶段的技术经验看，酸化压裂属于确保碳酸盐层增产有效性的最佳方法。而若要确保该技术可充分发挥其优势，则需要掌握其中的几个要素[3]：

（1）明确碳酸盐具体成分；

（2）掌握碳酸盐层的反应条件；

（3）选用合适的酸液；

（4）如何避免液体流失；

（5）掌握反应速度最大化的方法；

（6）了解空隙中流体的流动详情；其中，在多个控制要素中以避免液体流失最为关键，而将泡沫剂、乳化剂、活性剂稠化酸、聚合稠化酸等物质添加至酸液中，均可在不影响流体化学性物质的情况下加大流体的浓稠度，从而有效预防液体流失。

2 油气田开发中酸化压裂技术的应用工艺

2.1 前置液酸压工艺

前置液酸压工艺是通过粘稠性较高的物质隔开地层，从而产生了动态缝隙，使酸液可通过缝隙融入其中，同时溶蚀缝隙边缘。其中隔开地层的粘稠性物质仅与酸液产生反应，与其他物质不发生反应。若储油层面的温度较高，那么酸液与碳酸盐之间的反应速度固然很快，但同时也会导致缝隙长度无法实现预期的效果。若出现此种情况，则需要添加适量的催化剂至酸液内，从而降低酸液与碳酸盐之间的反应速度。此外，深井内温度高渗透性低的岩石在酸化反应方面的改造是否成功，主要看当中所采用的工艺技术是否合理。通过前置液酸压技术，可使反应岩石表面的温度有一定的降低，从而降低酸液与碳酸盐之间的反应速度。在选用酸液时，需谨慎对待，需确保酸液对于反应速度的减缓方面具有一定的优势，以保障通过酸液反应使岩石的穿透性最大化。

对于油气田开发工作而言，前置液所起到的作用即是通过其为地层压开裂缝，使其反应温度起到一定的降低效果，同时在缝隙壁面产生效果，使壁面呈现凹凸不平的状态，如此一来便可确保之后酸液流过时的通畅性，减少泛流的情况。此外，对于酸液而言，通过加大酸液的粘度（但酸液粘度应小于前置液），一来可保证酸液流至反应岩石深处的顺利性，二来还可为两者之间的进一步反应创造有利条件。为了确保粘性酸压所起到的效果，应根据1∶150（酸液：前置液）的比例，严格控制酸液与前置液本身的粘度系数。油外型与水外型等类型的相乳状液、胶凝水等均比较适合应用于油气田开发。而普通酸液的主要成分为无机酸。在控制前置液以及酸液方面，需根据1∶2～1∶4的比例对两者的用量进行严格控制。另外，酸液溶蚀缝隙的长度应不小于15m，不大于50m。

2.2 酸液以及压裂液的交替注入

酸液以及压裂液交替注入的工艺技术中，以交替注入这一环节最为关键，对酸化压裂效果具有直接影响。损失小、作用范围广、导流能力优等均为交替注入技术的优势所在，尤其是该技术具备较强的滤失能力，对石油开发作业起到积极效果。在开发油气田期间，需要遵循“先前置液，后酸液”的顺序原则，交替注入两者。“先前置液，后酸液”的注入顺序相比“先酸液，后前置液”的注入顺序，前者的滤失速度相对较低。此外，在前置液中，酸液可实现多次指进，使最终形成的溶蚀沟槽更深也更多，促进油气田的开发。

2.3 闭合酸压工艺

对于油田开发系统而言，闭合酸压工艺属于有效提高与优化井眼导流能力的最佳工艺之一，在现阶段备受油气开发专业技术人员的注重。最早在1980年便提出了闭合酸压这一工艺技术，该技术需要在破裂压力低于储存层的前提下，才可使酸液注入闭合裂缝内部，在注入酸液期间，需要对注入量加以重视，不宜过多，从而使井底以及井上空气层在酸液作用下所形成的裂缝呈非封闭式状态。于油田开发作业中应用此项技术，关键是确保井眼四周所形成的一条裂缝为开放状态。

3 结束语

由此可知，对于油气田的开发工作而言，酸化压裂技术所起到的作用十分关键，且该技术也为国内的油气开采工作带来极大的帮助。然而，就如今的油气田开发工作而言，油气层中的岩石性质十分复杂，单一体系的酸液溶蚀模式已无法适应油气田的开发工作，需要将单一型的酸液体系转变为集缓蚀、缓速、降阻、助排、降滤失等多种功能为一体的复合型酸液体系。现阶段，在交替注入酸液方面，该项工艺的注入模式已逐渐向单级或是多级注入模式发展，同时随着深井内部岩石层酸蚀渗透性的提高，也提高了裂缝的穿透深度，优化了导流性能[4]。但是，为了使国内油气田开发事业的不断发展与进步，相关人士还需持续对酸化压裂技术进行深入研究。

参考文献

[1] 张凤久，罗宪波，刘英宪，赵春明，苏彦春，李其正.海上油田丛式井网整体加密调整技术研究[J].中国工程科学，2011（05）：34-40

[2] 黎成，王鹏军，张延东，陈令.安塞油田影响油井酸化解堵效果的因素分析[J].长江大学学报（自然科学版），2011（10）：44-46

[3] 赵永平，曹元平，李龙.酸化压裂技术在油气田开发中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012（16）：20

[4] 陈光智，李月丽，卢渊，伊向艺.酸蚀裂缝表面特征：酸化对裂缝导流能力的意义[J].国外油田工程，2009（12）：06-09

作者简介

韦文（1984-）男，汉族，湖北黄冈人，助理工程师，主要从事石油工作。