压裂技术的施工方式与酸化工艺技术的应用

何妮娟

摘 要：该文分别论述了在油井常规试油过程中压裂工艺技术与酸化工艺技术的特点和作业要求，并针对压裂酸化技术在具体的施工过程中的运用理论进行了深入研究。

关键词：压裂 酸化 施工

中图分类号：TE35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0046-01

在油田的勘探与开发的过程中，试油工程包括有常规试油工序、地层测试、试井以及措施改造（压裂，酸化）等环节，试油工序能够有效获取储层的真实参数。虽然通过钻井、录井、测井等措施，可得知油层是否含油，但是油层含油量和压力、是否需扩大勘探、是否有开发价值等一些关系到施工展开的问题还需通过试油来验证。要想测得油井的产油量、产气量、产水量、油层压力及原油物性、油层水性等信息，需要考虑到两方面的因素：一是油井的产状，例如自喷或非自喷；二是所采取的工艺技术，如压裂技术、酸化工艺技术。试油工作也为识别地层、计算储量、制定开发方案和确定开发方式提供了必要依据。酸化压裂工艺技术是常规试油中常用的工艺技术。

1 压裂技术的施工方式

利用地面高压泵组，在超过储层吸收能力的排量下往井内泵入压裂液，当井底附近的高压超过井壁附近的地应力和岩石的抗张强度时，裂缝便会在储层中产生，这个时候就要往裂缝内挤入带有支撑剂的携砂剂，支撑剂沿裂缝分散开来，因此，目的层的导流能力得到进一步改善。此过程即为压裂技术。

油气井在试油或施工过程中，井的周围要是有污染，钻井、固井、洗压井过程便会遭到污染。另外，如果地层原始渗透率低，则会导致产量降低。以上问题可以在施工中运用压裂技术加以改善。压裂技术是油气井增产和水井增注的进攻性技术，能够有效提高油气井的产量。在石油开发行业中具有十分重要的地位，也是低渗透油气藏和非常规油气藏开发的常用方式。比如鄂尔多斯盆地的低渗透油气藏，正是在施工过程中运用了压裂技术才有了后来的开发价值。美国的液岩气的开发也是利用了压裂技术而获得成功。

压裂技术的顺利实施上与压裂现场施工情况分不开的。随着压裂技术的日趋完善，压裂技术的现场施工方式已然从早期的全井笼统施工转变为现在的分层分段的多种施工方式。诚然，在实际施工过程中，不同类型的压裂技术应根据所处的方式条件与目的做具体选择。

1.1 分层压裂

由于施工中的目的层有多层，避免了笼统压裂技术不能完全改造的弊端。分层压裂技术可通过特定的压裂方法实现彻底改造，其中包括限流分层压裂、封隔器封堵逐层压裂，和封堵逐层压裂方法。

1.2 控制裂缝高度压裂

在水利压裂过程中，裂缝高度延伸的控制效果直接导致水利压裂是否可以顺利进行。欲使压裂裂缝控制在生产层内，需要多方面因素共同作用，例如地层流体性质、层间界面性质、射孔位置和厚度等。控制裂缝高度的技术只有两种：常规控制裂缝高度技术以及人工隔层控制裂缝高度技术。

1.3 高砂比压裂

高砂比压裂技术发展至今仅几十年的时间，是一种新型的压裂工艺技术，其应用原理是在压裂裂缝内铺砂浓度每平米大于10 kg的压裂。在重复压裂和中高渗透油气层的压裂中应用较为普遍，增产效果较为明显。运用该压裂技术进行施工时应注重支撑剂、施工参数、压裂管柱以及油层保护等方面的控制。

1.4 重复压裂

单次压裂的井层，其增产能力有特定期限，运用重复压裂技术可以提高或恢复最初的压裂井生产能力。自20世纪80年代末开始，重复压裂技术能较理想的应用于油井施工中，但在施工中应注意压裂井选井选层、重复压裂的时机等因素。

1.5 煤层压裂

煤储层压裂技术相对于其它工艺技术有其独特的特点，比如煤层的杨式模量比一般的碳酸盐岩或者砂岩储层低一个数量级，并气水共存，气藏压力低等特性。因此，对煤层进行压裂不易形成长的支撑裂缝，或多裂缝扩展。为避免施工过程中压裂时滤失量较大，煤层易受伤害，要选择与之配套的压裂技术。

2 酸化工艺技术

酸化技术的主要用途是解堵，其工作原理是利用酸液将深水井和注水井井底周围的污染处理掉，清除空隙或裂缝中的堵塞物质，扩大地层原空隙或裂缝，提高地层渗透率的一种工艺方法。

酸化分为基质酸化和压裂酸化。基质酸化是指在低于地层破裂压力的情况下泵酸，将孔隙间的堵塞物溶解掉，使孔隙间隙扩大，从而达到消除储层污染、实现增产增注的目的。压裂酸化在原裂缝的基础上，使裂缝加宽加长，或压破岩石从而产生出其它裂缝。这种“酸压”裂缝，在酸岩反应的溶蚀下，裂缝壁面的岩石面呈凹凸不平形状，施工结束时会形成沟、槽油流通道，从而会改善油气井的渗流状况，提高地层的导流能力，这样也能提高油气井的产量。

2.1 碳酸盐岩地层酸化

碳酸盐岩地层酸化技术主要包括高浓度酸酸压和常规酸化。全球约有57%的原油储量埋藏于碳酸盐岩石油层。对碳酸盐岩储层进行酸化，无论是基质酸化，还是酸压，基础酸液都是采用盐酸。

目前，随着采油工程的发展，酸化技术是越来越完善。除普通盐酸酸化外，泡沫酸酸化、胶束酸酸化、乳化酸酸化、稠化酸酸化和化学缓速酸酸化等酸化技术也陆续应用到了实践当中。

2.1.1 普通盐酸酸化技术

普通盐酸酸化，通俗地讲即是解堵酸化，是在小于破裂压力的条件下进行的酸处理工艺。通过酸液直接溶解钙质堵塞物和碳酸盐岩类钙质胶结类岩石，解除堵塞，疏通油气流通道，以此实现恢复或提高地层的渗透能力的目的，并可提高油气井产量和注水井注入量。总而言之，普通盐酸酸化技术具有施工工艺简单、成本低、对地层的溶蚀率较强等优点，缺点为只能解除井眼附近的堵塞。

2.1.2 泡沫酸酸化技术

泡沫酸主要由酸液、气体、起泡剂和泡沫稳定剂等四部分组成。由于泡沫的存在减少了酸与岩石的接触面积，限制了酸液中的H+传递速度，因而酸岩的反应速度就会延缓下来。该项酸化工艺多用于水敏性储层和地层压力较低的储层。

除此之外，压裂酸化技术工艺中还有很多可选择的工艺技术，比如胶束酸酸化技术、乳化酸酸化技术、稠化酸酸化技术、化学缓速酸酸化技术、碎屑岩酸化，以及选择性酸化等。这些酸化技术各俱特点，可根据不同作业需求而选择运用。

3 结语

综上所述，不论是压裂技术还是酸化技术，均能实现在不同条件的施工现场完成作业。然而，还面临一些问题需要集中解决，比如老区的增产挖潜，常规的井网加密效果不理想。此外，增产措施的形式有着越来越复杂的趋势，改造目标也从低渗、单井发展到了中、高渗和油田。所以，压裂酸化技术还有待于进一步发展。

参考文献

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