【正文】 溶蝕作用把裂縫壁面溶蝕成凹凸不平的溝槽，之后裂縫不閉合，而使其有效長度具有較高的導(dǎo)流能力，改善和提高了儲(chǔ)層的滲透性能，達(dá)到提高油藏產(chǎn)量的目的。 酸化壓裂的效果體現(xiàn)在產(chǎn)生裂縫的有效長度和導(dǎo)流能力，一般有效的裂縫長度是受酸液的濾失、酸 巖 反應(yīng)速度及裂縫內(nèi)的流體的速度控制的，導(dǎo)流能力取決于酸液對地層礦物的溶解量以及不均勻刻蝕程度。由于儲(chǔ)層礦物的非均質(zhì)性和裂縫內(nèi)酸液濃度的變化，致使酸液對裂縫壁面的溶解也是非均質(zhì)的，由此酸壓后裂縫能保持較高的導(dǎo)流能力。 酸化壓裂的國內(nèi) 外 現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 油層 水力壓裂工藝自 1955 年在我國玉門油田首次開展工業(yè)性試驗(yàn)以來至今已有 59 年的歷史。經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，我國的壓裂技術(shù)在工藝上有了很大的發(fā)展。從 50 年代后期到 70 年代初為小規(guī)模的試驗(yàn)性和摸索性階段。到現(xiàn)在壓裂工藝已進(jìn)入完善階段。在此階段，壓裂液的性能更加完善，壓裂設(shè)計(jì)普遍采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，壓裂數(shù)字模型基本上采用二維、擬三維、全三維、以擬三維的模型，壓裂管柱配套系統(tǒng)化，壓裂設(shè)備更新?lián)Q代，壓裂井的選擇更加科學(xué)化。而且通過以上工藝技術(shù)的完善與配套，成功完成了高含水油層的壓裂、重復(fù)壓裂、稠油地層壓裂、軟地層壓裂和整體區(qū)塊壓裂的高難度施工項(xiàng)目。 酸化工藝也由當(dāng)初的低濃度小量酸化應(yīng)用階段提高到現(xiàn)在的高濃度大量酸與乳化酸應(yīng)用階段。特別是 90 年代以來，隨著勘探開發(fā)的 需要，酸化研究更加深入，研究領(lǐng)域不斷拓寬，酸化技術(shù)取得了多項(xiàng)成果，主要有： ① 適應(yīng)油層的防膨，放遷移的酸化技術(shù)。 ② 適應(yīng)深部酸化的緩速酸酸化技術(shù)，磁處理酸化技術(shù)。 ③ 適應(yīng)解除有機(jī)質(zhì)堵塞和乳化堵塞的土酸酸化技術(shù)，逆土酸酸化技術(shù)。 ④ 適應(yīng)泥質(zhì)砂巖的低傷害酸酸化技術(shù)。 ⑤ 適應(yīng)解除無機(jī)質(zhì)堵塞的酸化用添加劑。 ⑥ 適應(yīng)低溫油層、稠油油層的熱酸酸化技術(shù)。 ⑦ 適應(yīng)低滲、強(qiáng)水敏地層和高凝、高稠嚴(yán)重堵塞油層的集成酸酸化技術(shù)。 2 ～ 圖 11 圖 12 .我國壓裂酸化增產(chǎn)量在低滲油藏總產(chǎn)量中的地位 國外 研究 現(xiàn)狀 國外 對壓裂后人工裂縫對油藏動(dòng)態(tài)影響的研究比較早。方法主要是實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬。從研究方法上可以很明顯的分為兩個(gè)階段和兩種類型。 20 世紀(jì) 60 年代以前主要用電解模型實(shí)驗(yàn)方法，通過測定電位值，確定滲流場的變化，再計(jì)算掃油效率。 60 年代后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多采用數(shù)值模擬的方法。 國外 壓裂技術(shù)的發(fā)展分三個(gè)階段： 第一階段：解堵消除傷害 第二階段：致密氣藏的大型壓裂技術(shù) 第三階段：中、高滲透層的端部脫砂壓裂技術(shù) 在壓裂酸化作業(yè)中，國外也是普遍遵循 HSE 管理體系來進(jìn)行管理的。國外石油企業(yè)首先注重職工的安全意識。他們把安全意識作為事故預(yù)防中最為有效的因020040060080010000500010000150001985 1990 1995 2021年增油量（萬噸） 年壓裂酸化井次 時(shí)間（年） 中國 1985年至 2021年壓裂酸化井次與增油效果曲線 年壓裂酸化井次 年增油 1600 1410 01020304050607080901001200130014001500160017001995年 1997年 1999年 占總產(chǎn)量百分?jǐn)?shù) 年產(chǎn)油量（萬噸） 時(shí)間 年產(chǎn)量 （萬噸） 占總產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù) 3 素。鼓勵(lì)工人們學(xué)安全，講安全，在安全方面維護(hù)自己權(quán)利。讓員工都有“我要安全”的意識。而且 國外公司在員工的勞動(dòng)保護(hù)方面也作的比較到位。這些都是國內(nèi)企業(yè)所不足或要學(xué)習(xí)的地方。 圖 每月進(jìn)行酸壓處理的趨勢（ 和 ） 本文的主要研究內(nèi)容 本文研究的目標(biāo)就是 分析影響酸化壓裂的因素 ， 其主要內(nèi)容如下： （ 1） 酸化效果的影響因素 ； （ 2） 壓裂效果的影響因素 。 2 酸化壓裂機(jī)理 酸化增產(chǎn)原理 酸化是一種使油氣井增產(chǎn)或注水井增注的有效的方法 .它是通過井眼向地層注入一種或幾種酸液或酸性混合液，利用酸與地層中部分礦物的化學(xué)反應(yīng)，溶蝕地層中的連通孔隙或天然（水力）裂縫壁面巖石，增加孔隙和裂縫的導(dǎo)流能力，從而使油氣井增產(chǎn)或注水井增注的一種工藝措施。 在酸化工藝和技術(shù)發(fā)展的過程中，新型酸液及添加劑的應(yīng)用著重降低了金屬管線和設(shè)備的被腐蝕、控制酸巖的反應(yīng)速度、提高酸化效果、防止 地 層污染和降低施工成本。 4 油井要能產(chǎn)出工業(yè)性油流應(yīng)具備的三個(gè)基本條件，即油氣層的油氣飽和度大、壓 力高、滲透性能好。為了進(jìn)一步理解酸化的增產(chǎn)原理，首先分析油氣流在井底的流動(dòng)特點(diǎn)。油氣從 地 層徑向流入井內(nèi)，越靠近井底，流通面積越小，流速越高，流體所受阻力越大，因此克服摩擦阻力所需要的壓力就越大。如果把近井附近的各個(gè)點(diǎn)的壓力值描繪成圖，則成一漏斗形狀（壓降漏斗），由圖 21 可以看出，在供油邊緣附近，壓力變化不大（ B 點(diǎn)），在 O 點(diǎn)變化最大。 P 地 － PR為 B 點(diǎn)到 C點(diǎn)的壓力降，表示油氣從 R 邊到 R 處克服摩擦阻力所損失的壓能。對于氣井，由于氣體隨著壓力降低而膨脹，所以越靠近井底其流速增加比油井更為顯著，摩阻更大，曲線更陡， 壓力損耗也更大。一般距井軸 10 米 以內(nèi)，油井的壓力消耗占全部壓力降的 80％～ 90％ 。因此，提高井底附近 地 層的滲透能力，降低壓力損耗，在生產(chǎn)壓差不變的情況下，油氣產(chǎn)量能顯著增加，如果井筒附近地層受到污染和堵塞使?jié)B透率下降，將導(dǎo)致油氣產(chǎn)量下降。酸化壓裂施工能在井筒附近油氣層中形成裂縫，從而大大改善油氣向井內(nèi)的流動(dòng)狀況，并顯著降低油氣流動(dòng)阻力改善增產(chǎn)效果由于基質(zhì)酸化酸化。 酸 化 工藝分類 根據(jù)酸化施工的方式和目的，其工藝過程分為酸洗、基質(zhì)酸化（也稱孔隙酸化）和壓裂酸化。 (1)酸洗 酸洗就是利用少量的酸，在無外力攪拌作用下，對施工或采油采氣過程中可能造成的射孔孔眼的堵塞和井筒中的酸溶性結(jié)垢進(jìn)行溶解并及時(shí)返排酸液，以防止酸不溶物（如管線涂料、石蠟、瀝青、重晶石粉垢等）重新堵塞孔眼和井壁的一種油氣井增產(chǎn)措施。其目的就是清除井筒中酸性結(jié)垢或疏通孔眼。 圖 21 壓降漏斗曲線示意圖 5 酸洗 ： — 施工壓力：無外力或輕微攪動(dòng)。 — 注入速度 : 不流動(dòng)或沿井筒的正、反循環(huán)。 — 酸溶蝕方式 : 溶蝕井壁及射孔孔眼。 — 適用范圍 : 砂巖、碳酸鹽巖儲(chǔ)層的表皮解堵 或射孔孔眼的清洗、井筒結(jié)垢及絲扣油的清除 (2)基質(zhì)酸化 基質(zhì)酸化是在低于地層巖石破裂壓力的條件下，將酸液注入地層孔隙空間，利用酸液溶蝕近井地帶的堵塞物以恢復(fù)地層滲透率或用酸液溶解空隙中的細(xì)小顆粒、膠結(jié)物等以擴(kuò)大孔隙空間、提高地層滲透率的一種增產(chǎn)措施。 施工的酸液在活性酸耗盡之后稱為殘酸。施工之后要將殘酸返排至地面。酸化半徑通常在 1m 以內(nèi)，這是因?yàn)槭┕毫π?，無裂縫產(chǎn)生，酸液與孔隙中堵塞物或細(xì)小顆粒接觸面積大，反應(yīng)速度快，因而酸滲透距離短。 成功的基質(zhì)酸化作業(yè)能在不增加出水量或出氣量（即保持天然的液流邊界）圖 圖 23. 基質(zhì)酸化工藝圖 6 的情況下提高油氣產(chǎn)量。因 此，確定地層破裂壓力的大小對酸化施工是很有必要的。地層巖石的破裂壓力隨油氣層壓力的降低而降低，這就需要做“破碎”實(shí)驗(yàn)來決定某地帶或油氣層的破裂壓力。 基質(zhì)酸化 的條件： ① 施工壓力： Ps Pi PF ② 注入速度 : 小于儲(chǔ)層極限吸液速度 ③ 酸流動(dòng)、溶蝕方式 : 沿儲(chǔ)層孔隙作徑向流動(dòng)，溶蝕孔隙及其中堵塞物質(zhì)，溶蝕范圍有限。 ④ 適用范圍 : 解除近井地帶的污染，恢復(fù)或提高儲(chǔ)層的滲透率，從而增加油井產(chǎn)量。 在圖 24 中，先以低速向地層中注入水或清潔油并逐步增大注入速度，記錄壓力，直至注入速度曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，如圖 24 中 A 點(diǎn)（破裂點(diǎn)）。如果在破裂點(diǎn)以前就達(dá)到基質(zhì)酸化的壓力，那么就可用此壓力或第一點(diǎn)的壓力施工。 凡由于下述一個(gè)或一個(gè)以上的原因，都可以用基質(zhì)酸化： ① 清除原生的或誘發(fā)的地層堵塞； ② 壓裂前降低 地 層的破裂壓力； ③ 均勻疏通所有的射孔孔眼； ④ 不破壞隔層； ⑤ 降低成本 。 在理論上，基質(zhì)酸化的酸液流經(jīng)孔隙系統(tǒng)，溶解阻礙油氣流動(dòng)的孔隙吼道和孔隙空間的固體顆粒和微粒。對于砂巖的基質(zhì)酸化，酸液流過孔隙吼道時(shí)，酸主要與孔隙堵塞和孔隙襯墊固體和礦物反應(yīng)，優(yōu)先溶解存在于孔隙空間、孔隙吼道和沿孔隙壁面的小微粒。因此，砂巖地層的基質(zhì)酸化主要是解除地層傷害。一般來講，如果砂巖的酸溶性堵塞和污染存在，那么酸化成功的可能性大。除天然裂縫型油氣藏等外，未傷害的砂巖地層的基質(zhì)酸化并不能大幅度提高油氣產(chǎn)量。對于碳酸鹽巖的基質(zhì)酸化，酸鹽反應(yīng)將產(chǎn)生傳導(dǎo)性孔道，并穿過地層巖石，稱為“溶圖 25 酸液溶蝕地層示意圖 圖 24 注入酸液速度與地層壓力關(guān)系示意 圖 7 蝕孔”。酸液對碳酸鹽巖的這種穿透超過了進(jìn)井地帶或擴(kuò)展了射孔孔眼，如圖 25所示 。 碳酸鹽巖經(jīng)基質(zhì)酸化后的流動(dòng)通道從射孔孔眼延伸出去，并帶有一些小分支。通常情況下，碳酸鹽巖經(jīng)強(qiáng)酸酸化后形成的溶蝕孔的分支較多。這不僅與酸液的酸性強(qiáng)弱有關(guān)，還與酸液的注入排量、地層溫度和地層反應(yīng)特性等有一定的聯(lián)系。因此，碳 酸鹽巖的基質(zhì)酸化是一個(gè)穿透傷害帶的處理過程。如果碳酸鹽巖儲(chǔ)層未被傷害，進(jìn)行 基質(zhì)酸化很難 使 油氣產(chǎn)量加倍。 表 溫度條件 酸 液