酸化压裂技术在油气田开发中的应用研究

陈亮，赵英杰

（唐山冀油瑞丰化工有限公司，河北唐山063200）

1 引言

国家经济实力的提高和社会的飞速发展，带动了社会上各种领域的行业发展，为各行各业都带来了发展机遇，油气田行业就是其中受益的一个领域。在油气田行业的快速发展过程中，技术的应用是其中不可或缺的一个重要方面，酸化压裂技术就是最典型的代表。酸化压裂技术是现阶段油气田开发过程中最普遍使用的一项技术，对这一技术的广泛使用有效实现了油气田产量的高产和稳产目标，使得油气田开发可以按照计划及时完成。

2 概述

酸化压裂技术是目前油气田开发中使用最广泛、最普遍的一项技术，这一技术可以完美的实现油气田开发的增产增注目的。酸化压裂技术简单来说就是压裂液仅仅是酸液，不在另外使用其他支撑剂，只依靠酸液来实现后期的压裂作业。在油气田开发中使用酸化压裂技术就是先经过酸液的腐蚀和水力的作用形成裂缝，是裂缝的表面不再均匀，形成凹凸不平的表面，再通过没有封闭的裂缝壁面形成的导流能力，增强地层的渗透性，从而达到油气田开发产量的高产。

要想实现酸化压裂技术的进一步提高，就要从酸化压裂技术的工作原理出发，增大裂缝的长度或者是增强裂缝壁面之间的导流能力。

3 油气田酸化压裂技术的相关理论

根据具体的酸化压裂技术使用流程，可以将油气田开发中使用的酸化压裂技术分为三大类，分别是酸压裂、机制酸化和酸洗，在酸压裂中，又可以根据实际操作的不同对酸压裂进行详细分类，例如可以分为前置液酸压、交替注入酸压、普通酸压等；在机制酸化中，可以依据使用酸液的不同分为常规盐酸、混合酸和普通酸等。

要想实现油气田开发的产量高产目标，仅仅使用酸化压裂技术是远远不够的，要从酸化压裂技术使油气田增产的根本原理出发，只有研究透彻酸化压裂技术增产的原理并对其加以运用才可以实现油气田增产的目的。油气田开发中增产的根本原理是通过增强底层的渗透性实现的，在油气田地层下面注入酸化压裂技术的压裂液，使压裂液在裂缝中流动并成功将裂缝中的大颗粒、块状物进行溶解，从而增大渗透性[1]。这一过程成功与否的关键在于选择的压裂液在缝隙中流动时与大颗粒、块状物之间发生的化学反应，酸化压裂技术中使用的酸液会在溶解大颗粒的过程中与周围的岩石发生化学反应，生成气体或者是盐类物质，从而影响缝隙与缝隙之间的间隙大小，随着两者之间的不断作用，缝隙宽度会不断的增大，保证酸液的流通性。除此之外，酸液的流动过程中还可以带走空洞中的一些物质，提高地层渗透性。

就现阶段的酸化压裂技术来说，这一技术的有效使用确实可以起到碳酸盐层增产的目的，但是要想使这一技术能够更好的应用，还要注意以下几个方面：

①确定碳酸盐的确切组成；

②了解碳酸盐层发生化学反应的条件；

③选择最适合的酸液作为压裂液；

④明确减少酸液流失的方法；

⑤寻找增大化学反应的反应速率方法；

⑥明确缝隙中液体的具体流向。

4 酸化压裂技术在油气田的应用中的工艺

4.1 前置液酸压工艺的应用

前置液酸压工艺的工作原理就是通过利用高黏稠性物质来达到底层隔离的目的，通常来说，前置液酸压工艺中最关键的一步就是对高黏稠性物质的选取，一般情况高黏稠性物体不能与参加化学反应的压裂液发生反应，能够协助压裂液的腐蚀作用加大缝隙的宽度，使酸液融入缝隙的速率加快[2]。在储油层面上，酸液与碳酸盐之间的化学反应速率是很快的，尤其是在温度较高的储油层面上，酸液与碳酸盐之间的化学反应速度更是相当快，这就使得缝隙长度比计划的长度要短，因此，为了确保达到预期的缝隙长度，就要控制酸液与碳酸盐之间的化学反应速率，例如，在酸液中加入合适的催化剂。其次，选择与之相适应的工艺技术，前置液酸压技术可以使参与反应的岩石表面温度降低，达到减慢酸液与碳酸盐之间的反应速率。酸液的选取是十分重要的，为了使酸液在岩石中的穿透性就要选择与碳酸盐发生反应时反应速度较慢的酸液。

4.2 交替注入压裂液与酸液的工艺技术

交替注入压裂液与酸液的工艺技术的工作原理是将酸液和高黏性的压裂液交替注入缝隙中，从而实现酸化压裂的目的。在油气田的开发过程中，交替注入压裂液与酸液的工艺技术优点有很多，作用范围与其他技术比起来要更为广泛，酸液和压裂液的浪费比较少，缝隙之间形成的导流能力也比较好。其次，交替注入压裂液与酸液这一项工艺技术的注入是有顺序的，并不是杂乱无章的，注入压裂液与酸液顺序的不同就会影响到油气田的开发效果。一般情况下，交替注入压裂液与酸液的注入顺序通常是先注入前置液，然后再注入酸液，这样的注入顺序可以大大降低溶液的滤失速度。其次，为了确保油气田开发的产量，还要在注入酸液时形成连续多次的注入方式，确保腐蚀得到的空隙深槽深度和数量[3]。

4.3 闭合酸化压裂技术

在油气田的开发过程中，闭合酸化压裂工艺通常是用来提高和改善井眼的导流性能的，目前，闭合酸化压裂技术也是油气开发技术人员在油气田开发过程中首先考虑的一项技术。闭合压裂技术的提出是在上个世纪八十年代，可以说是最早使用在油气田开发过程中的技术之一，这一项技术是利用储存油层破裂时产生的压力实现的,当较低的储存油层破裂时就会产生一定的压力，利用这种破裂压力向紧闭的裂缝中注入压裂液，闭合压裂技术成功的关键在于注入的酸液的数量，注入过程中酸液的量是少量的，过多的酸液就会使井底与井上的空气层分离开，只有少量的酸液才能确保井眼周围的裂缝是完全有酸液腐蚀形成的。

4.4 水力喷射酸化压裂技术

水力喷射酸化压裂技术是近些年来油气田开采中新兴起的一项技术，这一项技术是两种工艺的综合，既拥有了水力喷砂射孔技术和水力压裂工艺的优点，又可以快速地进行多层压裂。水力喷射酸化压裂技术在国外的应用十分广泛，也已经取得了良好的实验效果[4]。水力喷射酸化技术是利用水击作用实现的，水力喷射工具安装好后，利用其水击作用得到喷射孔道，从而得到细小的裂缝，再依据裂缝产生的压力使裂缝长度增加，达到水力喷射压力的目的。

5 结语

通过上文对酸化压裂技术的具体介绍，可以清楚地发现酸化压裂技术在油气田开发过程中发挥的作用是极大的，也为国家油气田开采的产量提供了坚实的保障。其实，油气田的开采过程是十分复杂的，需要依据于一套相当复杂的开采系统，油气田的开采过程中会遇到各种各样的岩石，这些岩石化学性质和物理性质不尽相同，单一的酸液已经不能很好地适用于油气田的实际开采。只有将单一酸液体系改为多种综合性酸液体系，才能很好地实现酸液对岩石的穿透性，提高导流性能。