酸化壓裂技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用與研究

隋明政 王強(qiáng)業(yè) 孫好文

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源消耗量越來(lái)越大。如何能夠更合理的利用與開(kāi)發(fā)自然資源，為人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的支持顯得十分重要。在油氣田行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，油氣田產(chǎn)量高低與各種開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用效果有直接的關(guān)系。從國(guó)內(nèi)油氣田開(kāi)發(fā)情況來(lái)看，由于技術(shù)力量不足，一些油氣田的開(kāi)發(fā)效率較低，無(wú)法滿足能源開(kāi)采要求。采用酸化壓裂技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)油氣田增產(chǎn)，確保開(kāi)采計(jì)劃能夠按時(shí)完成。因此，還要對(duì)酸化壓裂技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用問(wèn)題展開(kāi)分析，以便采取有效措施實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：油氣田開(kāi)發(fā);酸化壓裂技術(shù);應(yīng)用

0 引言

所謂油氣田開(kāi)發(fā)就是指企業(yè)根據(jù)科學(xué)合理的方案開(kāi)發(fā)油氣田，從而充分的將油氣田自身所具有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮出來(lái)。在開(kāi)發(fā)油氣田的過(guò)程中，要結(jié)合事先所探勘的結(jié)果與生產(chǎn)性開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)合理的制定油氣田開(kāi)發(fā)方案，保證油氣田的投入與產(chǎn)出在最大程度上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。在油氣田開(kāi)發(fā)中，酸化壓裂技術(shù)具有十分重要的作用與地位，在最大程度上保證油氣田的增產(chǎn)，該技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)中具有十分普遍的應(yīng)用，主要是在低滲透以及堵塞程度較為嚴(yán)重的油氣田中進(jìn)行使用。

1 技術(shù)內(nèi)涵與原理

酸化壓裂技術(shù)是現(xiàn)階段我國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)中使用最普遍以及最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)為目標(biāo)。簡(jiǎn)單來(lái)講，油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在不使用其他支撐劑基礎(chǔ)上，以酸液為壓裂液進(jìn)行后期的壓裂作業(yè)，有效利用酸液的腐蝕性與水力的作用使油氣田出現(xiàn)裂縫，裂縫的出現(xiàn)導(dǎo)致表面出現(xiàn)不均勻的情況，再利用導(dǎo)流能力作用到不完全封閉的裂縫壁面，使地層的滲透性得到有效提升，從而提升油氣田的產(chǎn)量。從上述內(nèi)容可以看出，酸化壓裂技術(shù)的原理是利用裂縫或通過(guò)增強(qiáng)裂縫壁面之間的導(dǎo)流能力來(lái)實(shí)現(xiàn)油氣的高產(chǎn);而從技術(shù)原理角度來(lái)看，酸化壓裂技術(shù)最為關(guān)鍵的是通過(guò)酸液與底層之間化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)對(duì)石壁表面進(jìn)行腐蝕，從而產(chǎn)生裂縫，再通過(guò)腐蝕堵住通透口的雜質(zhì)，增強(qiáng)液體流動(dòng)的通向性。但是要合理的控制化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間與速度才能保障液體流動(dòng)性的最大化，保障油氣開(kāi)采產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)最大化。

2 酸化壓裂技術(shù)應(yīng)用的困難

酸化壓裂技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，還存在各種各樣的難題，尤其是在各種復(fù)雜多變的環(huán)境中，技術(shù)的應(yīng)用更加困難。如新疆克拉瑪依大油田，周邊的氣溫很高，并且處于深層，下面的超高溫超生成地層有的時(shí)候溫度高達(dá)135℃，壓力系數(shù)會(huì)達(dá)到2.0的地層，這樣就會(huì)讓酸液和壓裂無(wú)法達(dá)到要求，讓酸液的流動(dòng)受阻，與碳酸物質(zhì)反應(yīng)的時(shí)間較短，不僅不能達(dá)到效果還讓酸液浪費(fèi)，其次就是清溪油田等一些復(fù)雜巖性油氣田，這些油田油質(zhì)和儲(chǔ)存量都比較好，但是去底層礦物質(zhì)成分特別復(fù)雜，就會(huì)導(dǎo)致酸化壓裂技術(shù)的壓力效果比較差。酸化壓裂技術(shù)在應(yīng)對(duì)二氧化碳含量較高的油氣田和硫量比重多的油氣田時(shí)，也顯得力不從心。像重慶開(kāi)縣的羅家寨，這樣的油氣田，含硫量嚴(yán)重超標(biāo)，整個(gè)油氣層就會(huì)出現(xiàn)硫化，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的還原反應(yīng)，這樣就會(huì)給酸化壓裂技術(shù)帶來(lái)一定的困難，更會(huì)阻礙油氣的開(kāi)采和運(yùn)輸。

3 酸化壓裂技術(shù)在油氣田開(kāi)采中的應(yīng)用

3.1 前置液酸壓技術(shù)的應(yīng)用

在酸化壓裂技術(shù)中，通過(guò)粘稠性較高的物質(zhì)能夠使得土層物質(zhì)之間產(chǎn)生良好的隔離效果，粘稠性較高的物質(zhì)不能夠與酸性物質(zhì)產(chǎn)生具體的反應(yīng)，從而能夠能夠動(dòng)態(tài)化的裂縫有效形成。這樣能夠使得酸性溶液灌入裂縫之后，使得縫隙的各個(gè)邊緣得到有效溶解。此類(lèi)過(guò)程就是前置液酸壓技術(shù)實(shí)施的主要原理。如果油氣田的儲(chǔ)油土層的實(shí)際溫度較高的話，酸性溶液也碳酸鹽之間的反應(yīng)溶解速度會(huì)不斷提升，最后預(yù)留的裂縫長(zhǎng)度將不能滿足預(yù)期的要求。所以實(shí)際操作過(guò)程中還需要添加相應(yīng)容量的催化劑，將催化劑與酸液進(jìn)行融合，從而使得土層巖石與酸液之間的反應(yīng)速度較低。此外技術(shù)人員還需要切實(shí)展開(kāi)有效的應(yīng)對(duì)措施來(lái)改善滲透性巖石的酸化反應(yīng)，這樣能夠使得酸性溶液與巖石之間的反應(yīng)速率有效降低。所以當(dāng)前將前置液酸壓技術(shù)應(yīng)用到油氣田實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能夠?qū)ν翆訋r石的溫度進(jìn)行有效控制，從而使得酸性溶液與碳酸溶液的反應(yīng)速率較低。此外在油氣田開(kāi)發(fā)的過(guò)程中還要格外重視酸液的實(shí)際選用，要能夠使得酸液的反應(yīng)速度有效降低，從而使得酸液的實(shí)際穿透能力有效擴(kuò)大，更好地加快油氣田的開(kāi)采效率。目前油氣田開(kāi)發(fā)企業(yè)在應(yīng)用前置液酸壓技術(shù)進(jìn)行相關(guān)開(kāi)采活動(dòng)時(shí)，主要的工作原理主要是通過(guò)前置液酸壓技術(shù)在地層上壓開(kāi)相應(yīng)的裂縫，然后使得土層與溶液之間的反應(yīng)溫度降低，使得縫隙產(chǎn)生的內(nèi)壁中出現(xiàn)各類(lèi)濾餅，這樣能夠控制泛流。如果酸液在實(shí)際操作過(guò)程中的濃度不斷提升且濃度低于前置液，那么酸液會(huì)有效灌入到巖石土層的最深處，從而為后續(xù)的各項(xiàng)工作開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。此外還需要對(duì)酸液的粘度進(jìn)行控制，酸性溶液與前置液的粘度系數(shù)對(duì)比就目前的分析來(lái)看，要達(dá)到1：150左右。這樣能夠使得酸性溶液達(dá)到技術(shù)規(guī)范化的要求。此外在油氣田實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中還會(huì)采用一類(lèi)高粘性的前置液，比如膠凝水和一類(lèi)油狀的乳狀液，此外無(wú)機(jī)酸屬于普通類(lèi)型的酸液，在實(shí)際操作使用的過(guò)程中可以將酸液與前置液進(jìn)行的配合交互使用，要嚴(yán)格按照具體最佳的比例進(jìn)行配置，此外酸性的侵蝕縫隙長(zhǎng)度要達(dá)到15m到50m的距離。

3.2 閉合酸壓技術(shù)

合理廣泛的運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，可以?xún)?yōu)化和提高油田井眼導(dǎo)流能力，很多的專(zhuān)業(yè)人員對(duì)于閉合酸壓技術(shù)都開(kāi)展過(guò)深刻、透徹的研究，早在1980年就提出了這項(xiàng)技術(shù)，之后又經(jīng)過(guò)這么多年的探索，使這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用更加廣泛。但是運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候也還會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)解決的難題主要是對(duì)一種，如果出現(xiàn)油氣田儲(chǔ)存在施工中因?yàn)閴毫Χa(chǎn)生破裂的突發(fā)情況先。通過(guò)閉合酸壓的注入，讓石油井在地上和地下都處于一種相對(duì)閉合的狀態(tài)，從而恢復(fù)施工的程序，但是單一的酸壓注入的作用會(huì)隨著深度的降低而減弱，在無(wú)法滿足正常施工需求時(shí)，閉合壓酸技術(shù)正在向多元化轉(zhuǎn)型。閉合壓酸技術(shù)在面向多極化發(fā)展，就是為了讓施工的效率能夠得到更好的提高，施工方式和作業(yè)難度得到更好的發(fā)展。

3.3 壓裂液與交替灌入壓裂液技術(shù)

當(dāng)前在油氣田開(kāi)發(fā)中對(duì)酸化壓裂技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，通過(guò)交合使用粘性比較高的酸液和壓裂液，可以使酸化壓力的效果有更好的提高，進(jìn)而保證油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)的有效開(kāi)展，在油氣田社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)中具有十分重要的作用與意義。在實(shí)際開(kāi)發(fā)工作中對(duì)壓裂液與交替灌入壓裂液技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，所產(chǎn)生的損失量比較少，再加上該技術(shù)具有交廣的應(yīng)用范圍和較高的導(dǎo)流效率，所以將該技術(shù)應(yīng)用到油氣田開(kāi)發(fā)中具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。在應(yīng)用壓裂液與交替灌入壓裂液技術(shù)的時(shí)候，要嚴(yán)格的按照相關(guān)操作流程進(jìn)行，先將壓裂液灌入到油氣田的井口中，然后再將濃度相應(yīng)與容量相應(yīng)的酸液灌入，這樣可以進(jìn)一步控制慮失速度。另外，要全方位的對(duì)酸液進(jìn)行研究與分析，使得巖石層當(dāng)中灌入酸液有帶有孔隙的空槽產(chǎn)生，進(jìn)而將更多的便利條件提供給油氣田的開(kāi)發(fā)工作中。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，酸化壓裂技術(shù)在現(xiàn)階段的油氣田開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要而不可替代的作用，油氣資源一直是支撐我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展與生活的主要資源，隨著社會(huì)對(duì)油氣需求量的增加，我國(guó)應(yīng)對(duì)實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)油氣開(kāi)發(fā)技術(shù)給予重視，以便提升油氣資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，并利用油氣田為我國(guó)社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造更豐富的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李先兵.油氣田開(kāi)發(fā)中酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2016，23（9）：176-176.

[2]武文濤.淺析油氣田開(kāi)發(fā)中酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用[J].化工管理，2016（11）.

[3]郭強(qiáng).油氣田開(kāi)發(fā)中酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用及問(wèn)題研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017（17）.