探究我国石油工程酸化,裂缝,导流工艺的研究现状

周胜利 王伟杰

摘要：随着我国工业的高速发展，能源已经成为维持社会工业发展最重要的动力。石油的开采过程对于石油的品质有着重要的影响。为了提高石油的利用率，石油开采过程一般酸化处理工艺，产生一定的裂缝，最终成功的开采出具有极大经济价值的石油产品。本文详细介绍了我国目前应用的几种酸化处理工艺，并阐述了酸化工艺对裂缝以及导流能力的影响。

关键词：石油酸化;酸化压裂;导流

石油是一种不可再生资源，它是经过亿万年的地質变化最终在地表形成的。为了提高石油的开采率，现在已经发明了众多的开采方法，但是不管开采技术如何先进，石油终究会有枯竭的一天。因此不断提高石油的开采率以及开采质量是现在能源界面临的一个重大挑战。目前能够有效的开采石油资源的是化学法，即通过一定的化学反应，最终得到了有良好经济价值的石油。

1、酸化工艺的概述

酸化工艺指的是利用酸碱综合反应，将原本一些碱性物质溶解的工艺过程。由于地球上石油层的矿物质能够同酸性物质反应，将矿物质溶解后，石油就可以从裂缝中流出来，从而有效的提高了石油的开采率。在开采过程中，酸化工艺会使油层周边岩石产生一定的裂缝，石油经过裂缝的导流作用顺利的流出地面，这极大的提升了石油开采的速度以及质量。利用酸化原理开采石油的方法已经有了多年的发展历史，更是早于水力压裂的方式进行石油开采。

1.1 酸化工艺的发展历史

最早使用酸化工艺对石油进行开采的历史要追溯到1985年，当时赫曼·佛拉施在石油开采中使用了盐酸，发现产油量有了一个明显的提高，最终发现油层的矿石可以与盐酸发生化学反应，反应生成CO2气体以及氯化钙水溶液。随着盐酸开始广泛在工业中使用，一些人开始利用盐酸去除二氧化硅污垢，因此盐酸在市场中的需求量日益增加。1932年，盐酸开始被量产，盐酸逐步成为工业发展过程中的一个不可缺少的工业原料。1940年，道威尔公司开始正式的在石油开采过程中使用盐酸，推动了酸化工艺的发展。目前许多的石油企业仍然使用酸化工艺进行石油的开采，酸化工业随着世界技术的发展而不断的优化。

1.2 酸化工艺常用酸液体系

酸化工艺在石油开采中的应用要受到多方面影响，比如油层周边岩石成分、酸性体系本身化学性质、岩石空隙结构等因素。酸化工艺中用到的酸性物质一般包括两大类，一类是有机酸，例如磺酸、羧酸等;而另外一类是无机酸，无机酸的总类比较多，而且为了能够使无机酸的酸性更强，一般会将几种酸按一定的比例混合，最终形成一种具有强酸性能的混合酸，现在常见的无机酸包括盐酸、硫酸、氢氟酸、硝酸等。酸化工艺中对于酸物质种类的选择以根据实际的施工情况为依据。除此之外，酸化工艺中添加剂的选择也十分的重要。不同井层结构适应于不同的酸体系，只有在选择正确酸化物质的前提下，才能够有效的溶解井内的矿物质。在酸性体系选择时还应当避免产生副反应，以产生剧烈的能量从而导致事故的发生。而且在选择时还要对酸的浓度以及用量根据腐蚀程度进行定量，如果井层需要深度腐蚀，一般选择缓速反应类型的酸。

2、酸化工艺的分类

现在常见的酸洗工艺包括酸洗、酸化压裂以及基质酸化。

2.1 酸洗

酸洗工艺是将一定量的液体酸直接加入到石油开采系统中的井筒里面，通过酸碱反应使井筒内的污垢溶解，从而起到了疏通的作用。酸洗工艺一般都要多次重复才能够将井筒内的污垢完全溶解。但是酸洗的作用是有限的，仅仅只对井筒内的污垢有效，而不能对井层内部的污垢进行全面的清洗，因此酸洗工艺一般是用于石油开采过程的比较浅的地方以及孔眼部分进行污垢处理。

2.2 基质酸化

基质酸化工艺是将酸加入到井层的空隙内，在不破坏地面结构的条件下。将空隙中的矿物质溶解，从而达到疏通的效果。基质酸化工艺是通过优化石油渗流条件，使油层的渗透性能得到有效的改善。在一些不知道井层内部结构的情况下可以使用基质酸化工艺，该工艺的效果有时候可以超过酸化压裂。

2.3 酸化压裂

酸化压裂工艺是在有石油基质的地面连续注入酸液，使油层产生一定的裂缝，随着酸液不断的注入，裂缝会向地第延申，最后形成一个具有导流作用的通道。而且经过酸化工艺裂解形成的缝隙更难闭合，因此相比于已有的裂缝，它的导流效果更加的明显，能够有效的提高产油量。

3、裂缝对导流能力的影响

导流能力一般是由井内裂缝的形态所决定的。石油开采中的裂缝一般具有一定的流动特征以及力学特征。裂缝的形成通常是一个复杂的过程，其最终得到的形状也没有规律性。现在国内对于井内裂缝的研究多数是对其流动特性以及力学特性两方面的内容。导流能力一般是通过裂缝实现的，因此如果裂缝出现了闭合的情况，那么导流的能力就会明显下降。

闭合力的出现会明显加大裂缝闭合的几率。因此在酸化压裂工艺的过程中要检测裂缝的导通情况，保证裂缝处于不闭合的状态，提高导流的效率。而且在实际的工艺过程中，酸化压裂会受到很多因素的影响，比如工艺施工的温度、酸液的种类、注入酸液的速度、压力的大小以及油层的地质结构，这些因素均会对酸性压裂产生的裂缝造成不同方面的影响。因此在实际的酸化压裂工艺中，要充分考虑每一项影响因素，从而有效的提高裂缝的导流作用。

4、结语

石油能源是一个国家发展强大的根本动力，影响着整个国家的经济以及社会发展。随着开采技术的发展，石油开展方式也呈现多样化的发展。而目前酸化工艺是所以石油开采方式中应用最广的一种方式，该工艺能够提高石油开采的效率，降低石油开采过程中的浪费现象。当然随着技术的创新，酸化工艺也会跟随着时代发展的潮流不断提升与发展。

参考文献：

[1] 伦纳德·卡尔法亚著.酸化增产技术 [M].吴奇，等.译.北京：石油工业出版 社，2004.

[2]  张士诚，牟善波，张劲，等.煤岩对压裂 裂缝长期导流能力影响的实验研究[J]. 地质学报，2008（10）：1444—1449