赫文琪 尹然 李楊 陶少聃

摘 要：由于石油的重要性，石油開采的增產(chǎn)增注顯得尤為重要，酸化是石油增產(chǎn)的一種常用的重要措施，該文通過簡單的對(duì)酸化工藝的概述以及對(duì)酸化工藝的幾種具體方法闡述，簡單的說明了石油酸化壓裂的過程和裂縫與導(dǎo)流能力的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：石油酸化 酸化壓裂 導(dǎo)流

中圖分類號(hào)：T372 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（a）-0055-01

石油在當(dāng)今整個(gè)世界工業(yè)的地位是舉足輕重的，是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱能源，石油開采的順利可持續(xù)進(jìn)行關(guān)系到一個(gè)國家的能源問題。眾所周知，石油是深埋在地下的一種物質(zhì)，需要開采這種寶貴的資源的方法是多種多樣的，但是任何一種資源都是有限的，所以在開采石油的時(shí)候如何使其開采率增大是一個(gè)重要的問題。使石油增產(chǎn)增注的方式有很多種，其中酸化工藝是其中一種重要的方法。

1 酸化工藝的概述

酸化顧名思義就是指加酸使體系由堿性或中性變成酸性的過程。在石油開采過程中，利用酸液可以溶解油層中的一些礦物質(zhì)和膠結(jié)物發(fā)生反應(yīng)，溶解上述物質(zhì)后，可以提高油層滲透能力以此來提高石油開采效率。另外，酸化壓裂的方式可以使巖石產(chǎn)生裂縫，裂縫不能閉合就具有了很高的導(dǎo)流能力，這可以大大提高石油開采效率。酸化工藝很早就開始使用了，比起水力壓裂要早一段時(shí)間。

1.1 酸化工藝的發(fā)展歷史

世界上第一次的酸化過程應(yīng)該是發(fā)生于1985年，在這一年赫曼·佛拉施使用鹽酸和石灰?guī)r能發(fā)生反應(yīng)的這個(gè)特點(diǎn)，將酸液注入石灰?guī)r使其生成可以排除底層的二氧化碳和氯化鈣。這一過程在當(dāng)時(shí)大大提高了產(chǎn)油量。后來鹽酸得到了更為廣泛的應(yīng)用，由于鹽酸可以溶解一些鈣質(zhì)積垢，于是有人利用鹽酸的這個(gè)特點(diǎn)來消除污垢。后來酸化技術(shù)逐步發(fā)展，在1932年形成了第一個(gè)酸化作業(yè)的公司，鹽酸正式由于油氣井的處理，酸化成為了廣泛應(yīng)用的技術(shù)。到1940年，道威爾公司首次在工業(yè)中應(yīng)用土酸，此后酸化技術(shù)正式作為一種石油開采方法，到今天為止已經(jīng)全面工業(yè)化進(jìn)行應(yīng)用。

1.2 酸化工藝常用酸液體系

酸液體系的類型只要是依靠儲(chǔ)層礦物組分、孔隙結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)和酸化解堵目的等因素綜合決定，酸液體系主要有無機(jī)酸、稀釋有機(jī)酸酸、粉狀有機(jī)酸，混合酸和緩速酸等，具體液根據(jù)主體不同主要有常規(guī)土酸體系（鹽酸和鹽酸-氫氟酸）、氟硼酸緩速體系、硝酸粉末體系、磷酸緩速酸體系、新氫氟酸體系和泥酸體系。酸化過程中選用何種酸液體系，必須根據(jù)不同的對(duì)應(yīng)的施工井層的具體情況適當(dāng)進(jìn)行選擇，主要是選擇主體酸液以及輔助添加劑。不同的底層敏感程度和不同的礦物質(zhì)含量分布使得每種井層都必須有自己對(duì)應(yīng)的酸液體系，才能有效的溶解礦物質(zhì)，同時(shí)還應(yīng)該避免所選酸液和巖石層中礦物質(zhì)產(chǎn)生不必要的反應(yīng)。最后在選擇酸液體系的時(shí)候還應(yīng)注意是需要多大程度的腐蝕傷害，比如緩速酸適合進(jìn)行深部酸化。

2 酸化工藝的分類

酸化的過程就是利用酸液溶解井層中的礦物質(zhì)，以此來緩解井筒和油管的堵塞達(dá)到改善井層環(huán)境的條件等問題，提高近井地帶的滲透率，使石油開采增產(chǎn)增量。酸化工藝常用的三種方式分別是酸洗、基質(zhì)酸化和酸化壓裂。

2.1 酸洗

酸洗的過程是將少量酸液注入到井筒中，利用酸液可以溶解一些污垢，起到疏通通道等作用，酸液的反復(fù)沖洗可以加速溶解的過程。酸液的腐蝕作用一般情況下僅僅是對(duì)于井筒和孔眼的附近，所以這個(gè)作用不能進(jìn)入井層的深層次，這樣不能合理改善井層的滲透效率。酸洗試用于底層表皮的解堵或者孔眼以此對(duì)其清洗，清除污垢。

2.2 基質(zhì)酸化

基質(zhì)酸化在不壓破地層的情況下，將酸液注入到井層的孔隙之中，利用酸液可以溶解孔隙中的堵塞礦物質(zhì)這個(gè)特性，改善滲流條件，提高油層的滲透性。基質(zhì)酸化在一些條件不明確的情況下比酸化壓裂也許更加有效，成功的基質(zhì)酸化可以在不增大水和氣采出量的時(shí)候提高石油產(chǎn)能?；鶎铀峄獬貛У奈廴厩闆r，提高底層的滲透率。

2.3 酸化壓裂

酸化壓裂或叫做壓裂酸化簡稱酸壓，是將酸液以高于油藏基質(zhì)的允許范圍的速度注入到高于巖石破裂壓力的地層，以此形成裂縫，這個(gè)時(shí)候連續(xù)的注入讓裂縫更加延伸，酸液可以對(duì)裂縫內(nèi)壁進(jìn)行不均勻的腐蝕形成一個(gè)導(dǎo)流通道，由于裂縫的不粘合性導(dǎo)致裂縫不能閉合，該裂縫比原底層更加強(qiáng)的導(dǎo)流能力，以此可以來提高油氣井產(chǎn)能。酸化壓裂將酸液與前置液注入到高于巖石承受能力的排量的地層中，井筒通過這個(gè)過程可以建立較大壓力，然后開始形成裂縫，然后將酸液連續(xù)注入的方法延伸裂縫。巖石此時(shí)承受著地層的重力和酸化運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的作用力等多種壓力。

整個(gè)酸化的過程酸液在裂縫中的延伸距離是一個(gè)重要的方面，酸液進(jìn)入裂縫時(shí)的會(huì)與裂縫面進(jìn)行反應(yīng)，在這時(shí)可能會(huì)破壞酸液中降濾失劑想成濾餅，這樣裂縫的形狀與濾失特性息息相關(guān)。如果酸液中不加入一些降濾失劑進(jìn)行控制，最后可能會(huì)導(dǎo)致裂縫的閉合。另一方面酸液的不同的注入速度會(huì)影響酸化壓裂的效果，酸液的滲透距離會(huì)因?yàn)樗嵋旱牧鲃?dòng)速度增長而增長。最后不同的底層類型也會(huì)影響到酸化壓裂的過程，比如鹽酸對(duì)砂巖和一些硅類礦物質(zhì)沒什么作用，酸液與石灰?guī)r的反應(yīng)速度快于酸液與白云巖的速度。這樣根據(jù)不同的巖層礦物質(zhì)，選擇不同的酸液來進(jìn)行酸化壓裂過程。

3 裂縫對(duì)導(dǎo)流能力的影響

裂縫的形態(tài)在控制導(dǎo)流能力的時(shí)候起著重要的作用，力學(xué)特征和流動(dòng)特征這兩個(gè)方面是裂縫特征的兩個(gè)方面，裂縫的產(chǎn)生有著復(fù)雜的不規(guī)律性以及分布比較復(fù)雜，裂縫的研究主要集中在裂縫的力學(xué)特征和流動(dòng)特征兩個(gè)方面以及裂縫的微觀方面。中裂縫的閉合能力對(duì)導(dǎo)流的影響最為明顯。閉合應(yīng)力的增大會(huì)使得裂縫兩表面接觸面積增加，這樣會(huì)使得裂縫面的吻合程度大大加大，所以可能導(dǎo)致閉合的可能性增大，這樣會(huì)嚴(yán)重影響導(dǎo)流能力。所以酸化壓裂進(jìn)行的時(shí)候?yàn)榱丝梢垣@得更好地效果，需要保證酸液進(jìn)入巖層后形成耳朵通道不閉合。另一方面酸化時(shí)候的溫度、酸液的流體流量，施加壓力的大小，以及本身巖層的粗糙程度都將影響到酸化壓裂的過程。

4 結(jié)語

石油是一個(gè)國家的戰(zhàn)略物資，對(duì)于一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著不可估量的作用，但是石油作為一種必要的且不可再生的能源，如何開采保護(hù)，高效的開采石油是一個(gè)必要的研究課題。石油的開采應(yīng)該遵從可持續(xù)發(fā)展的要求，進(jìn)行高效的開采。增產(chǎn)增注的幾種手段中，酸化工藝是油氣井增產(chǎn)增注的主要的一種手段，對(duì)于是否能夠高效開采石油提供了積極的支持，酸化壓裂越來越多的應(yīng)用到實(shí)際開采當(dāng)中，相信再不久的將來，酸化工藝的理論和技術(shù)都將得到大幅度的提升，應(yīng)用也會(huì)越來越廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 倫納德·卡爾法亞著.酸化增產(chǎn)技術(shù)[M].吳奇，等.譯.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

[2] 劉銀倉，張高群，孫良田，等.酸化壓裂一體化技術(shù)在中原油田的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2004，27（4）.

[3] 張士誠，牟善波，張勁，等.煤巖對(duì)壓裂裂縫長期導(dǎo)流能力影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008（10）：1444—1449.

[4] 王艷偉，吳俊平，張寧.超深井酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用[J].新疆石油地質(zhì)，2001，22（6）.

[5] 萬仁縛.采油工程手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000：168.

[6] 閆治濤，許新華，涂勇，等.國外酸化技術(shù)研究新進(jìn)展[J].油氣地質(zhì)與采收率，2002，9（2）.