1、 摘 要酸化壓裂工藝是多工種、多工序、高壓狀態下的大型油氣井作業，在油田開發過程中酸化壓裂是油氣田增產增注的主要工藝措施之一，在油田生產中起著非常重要的作用，我國的低滲透油氣資源儲量十分豐富，且占石油資源總儲量的比重較高，壓裂酸化工藝是提高低滲透油氣井產量的必要措施，根據目前酸化和壓裂技術研究現狀和在油田現場中的應用，本文非系統化地即介紹了酸化和壓裂的原理及影響酸化和壓裂效果的因素，并簡單地給出了應對措施。關鍵詞 ：酸化壓裂 ；原理；工藝；影響因素 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc390880565 1引言 PAGEREF _Toc390880565 h

2、 1 HYPERLINK l _Toc390880566 1.1酸化壓裂的國內外現狀 PAGEREF _Toc390880566 h 1 HYPERLINK l _Toc390880567 1.1.1國內研究現狀 PAGEREF _Toc390880567 h 1 HYPERLINK l _Toc390880568 1.1.2國外研究現狀 PAGEREF _Toc390880568 h 2 HYPERLINK l _Toc390880569 1.2本文的主要研究內容 PAGEREF _Toc390880569 h 3 HYPERLINK l _Toc390880570 2酸化壓裂機理 PAGE

3、REF _Toc390880570 h 3 HYPERLINK l _Toc390880571 2.1酸化增產原理 PAGEREF _Toc390880571 h 3 HYPERLINK l _Toc390880572 2.2酸化工藝分類 PAGEREF _Toc390880572 h 4 HYPERLINK l _Toc390880573 2.3油層壓裂原理 PAGEREF _Toc390880573 h 9 HYPERLINK l _Toc390880574 3酸化效果的影響因素 PAGEREF _Toc390880574 h 10 HYPERLINK l _Toc390880575 3.

4、1溫度的影響 PAGEREF _Toc390880575 h 10 HYPERLINK l _Toc390880576 3.2面容比的影響 PAGEREF _Toc390880576 h 10 HYPERLINK l _Toc390880577 3.3酸液濃度的影響 PAGEREF _Toc390880577 h 11 HYPERLINK l _Toc390880578 3.4酸液流速的影響 PAGEREF _Toc390880578 h 11 HYPERLINK l _Toc390880579 3.5酸液類型的影響 PAGEREF _Toc390880579 h 12 HYPERLINK l

5、 _Toc390880580 3.6同離子效應的影響1 PAGEREF _Toc390880580 h 15 HYPERLINK l _Toc390880581 3.7巖石類型的影響 PAGEREF _Toc390880581 h 15 HYPERLINK l _Toc390880582 3.8壓力的影響 PAGEREF _Toc390880582 h 15 HYPERLINK l _Toc390880583 4壓裂效果的影響因素 PAGEREF _Toc390880583 h 16 HYPERLINK l _Toc390880584 4.1壓裂液的影響 PAGEREF _Toc3908805

6、84 h 16 HYPERLINK l _Toc390880585 4.2壓裂施工操作對壓裂效果的影響 PAGEREF _Toc390880585 h 18 HYPERLINK l _Toc390880586 4.3壓裂設備對壓裂效果的影響 PAGEREF _Toc390880586 h 18 HYPERLINK l _Toc390880587 4.4地層因素對壓裂效果的影響 PAGEREF _Toc390880587 h 18 HYPERLINK l _Toc390880588 4.5壓后作業對壓裂效果的影響7 PAGEREF _Toc390880588 h 19 HYPERLINK l _

7、Toc390880589 4.6設計因素及其他因素對壓裂效果的影響 PAGEREF _Toc390880589 h 19 HYPERLINK l _Toc390880590 5現場應用 PAGEREF _Toc390880590 h 19 HYPERLINK l _Toc390880591 5.1酸化應用實例11 PAGEREF _Toc390880591 h 19 HYPERLINK l _Toc390880592 5.2壓裂應用實例 PAGEREF _Toc390880592 h 21 HYPERLINK l _Toc390880593 6結論與建議 PAGEREF _Toc3908805

8、93 h 22 HYPERLINK l _Toc390880594 6.1結 論 PAGEREF _Toc390880594 h 22 HYPERLINK l _Toc390880595 6.2建 議 PAGEREF _Toc390880595 h 23 HYPERLINK l _Toc390880596 致 謝 PAGEREF _Toc390880596 h 24 HYPERLINK l _Toc390880597 參考文獻 PAGEREF _Toc390880597 h 25克拉瑪依職業技術學院畢業設計（論文） 1 HYPERLINK l _引言 引言酸化壓裂是油氣井投產、增產、注水井增注

9、和完井的重要技術措施，其一方面靠水力作用形成裂縫，另一方面靠酸液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流能力，改善和提高了儲層的滲透性能，達到提高油藏產量的目的。酸化壓裂的效果體現在產生裂縫的有效長度和導流能力，一般有效的裂縫長度是受酸液的濾失、酸巖反應速度及裂縫內的流體的速度控制的，導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。由于儲層礦物的非均質性和裂縫內酸液濃度的變化，致使酸液對裂縫壁面的溶解也是非均質的，由此酸壓后裂縫能保持較高的導流能力。1.1酸化壓裂的國內外現狀1.1.1國內研究現狀油層水力壓裂工藝自1955年在我國玉門油田首次

10、開展工業性試驗以來至今已有59年的歷史。經過半個世紀的發展，我國的壓裂技術在工藝上有了很大的發展。從50年代后期到70年代初為小規模的試驗性和摸索性階段。到現在壓裂工藝已進入完善階段。在此階段，壓裂液的性能更加完善，壓裂設計普遍采用計算機優化設計，壓裂數字模型基本上采用二維、擬三維、全三維、以擬三維的模型，壓裂管柱配套系統化，壓裂設備更新換代，壓裂井的選擇更加科學化。而且通過以上工藝技術的完善與配套，成功完成了高含水油層的壓裂、重復壓裂、稠油地層壓裂、軟地層壓裂和整體區塊壓裂的高難度施工項目。酸化工藝也由當初的低濃度小量酸化應用階段提高到現在的高濃度大量酸與乳化酸應用階段。特別是90年代以來，

11、隨著勘探開發的需要，酸化研究更加深入，研究領域不斷拓寬，酸化技術取得了多項成果，主要有： 適應油層的防膨，放遷移的酸化技術。 適應深部酸化的緩速酸酸化技術，磁處理酸化技術。 適應解除有機質堵塞和乳化堵塞的土酸酸化技術，逆土酸酸化技術。 適應泥質砂巖的低傷害酸酸化技術。 適應解除無機質堵塞的酸化用添加劑。 適應低溫油層、稠油油層的熱酸酸化技術。 適應低滲、強水敏地層和高凝、高稠嚴重堵塞油層的集成酸酸化技術。圖1-1圖1-2 .我國壓裂酸化增產量在低滲油藏總產量中的地位1.1.2國外研究現狀國外對壓裂后人工裂縫對油藏動態影響的研究比較早。方法主要是實驗和數值模擬。從研究方法上可以很明顯的分為兩個階

12、段和兩種類型。20世紀60年代以前主要用電解模型實驗方法，通過測定電位值，確定滲流場的變化，再計算掃油效率。60年代后隨著計算機技術的發展，多采用數值模擬的方法。國外壓裂技術的發展分三個階段：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第三階段：中、高滲透層的端部脫砂壓裂技術在壓裂酸化作業中，國外也是普遍遵循HSE管理體系來進行管理的。國外石油企業首先注重職工的安全意識。他們把安全意識作為事故預防中最為有效的因素。鼓勵工人們學安全，講安全，在安全方面維護自己權利。讓員工都有“我要安全”的意識。而且國外公司在員工的勞動保護方面也作的比較到位。這些都是國內企業所不足或要學習的地方。圖1-

13、3.美國每月進行酸壓處理的趨勢（K.G.Nolte和M.B.simth1985-1986）1.2本文的主要研究內容本文研究的目標就是分析影響酸化壓裂的因素，其主要內容如下：（1） HYPERLINK l _第一章._酸化效果的影響因素 酸化效果的影響因素；（2） HYPERLINK l _第二章.壓裂效果的影響因素 壓裂效果的影響因素。2酸化壓裂機理 HYPERLINK l _1.1酸化增產原理 2.1酸化增產原理酸化是一種使油氣井增產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反應，溶蝕地層中的連通孔隙或天然（水力）裂縫壁面巖石，增

14、加孔隙和裂縫的導流能力，從而使油氣井增產或注水井增注的一種工藝措施。在酸化工藝和技術發展的過程中，新型酸液及添加劑的應用著重降低了金屬管線和設備的被腐蝕、控制酸巖的反應速度、提高酸化效果、防止地層污染和降低施工成本。圖2-1 壓降漏斗曲線示意圖油井要能產出工業性油流應具備的三個基本條件，即油氣層的油氣飽和度大、壓力高、滲透性能好。為了進一步理解酸化的增產原理，首先分析油氣流在井底的流動特點。油氣從地層徑向流入井內，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點的壓力值描繪成圖，則成一漏斗形狀（壓降漏斗），由圖2-1可以看出，在供

15、油邊緣附近，壓力變化不大（B點），在O點變化最大。P地PR為B點到C點的壓力降，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，油井的壓力消耗占全部壓力降的8090。因此，提高井底附近地層的滲透能力，降低壓力損耗，在生產壓差不變的情況下，油氣產量能顯著增加，如果井筒附近地層受到污染和堵塞使滲透率下降，將導致油氣產量下降。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的流動狀況，并顯著降低油氣流動阻力改善增產效果由于基質酸化酸化。 HYPERLI

16、NK l _1.3酸處理工藝分類 2.2酸化工藝分類根據酸化施工的方式和目的，其工藝過程分為酸洗、基質酸化（也稱孔隙酸化）和壓裂酸化。( HYPERLINK l _1.3.1酸洗 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垢進行溶解并及時返排酸液，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措施。其目的就是清除井筒中酸性結垢或疏通孔眼。 酸洗 ： 施工壓力：無外力或輕微攪動。 注入速度: 不流動或沿井筒的正、反循環。 酸溶蝕方式: 溶蝕井壁及射孔孔眼。 適用范圍: 砂巖、碳酸鹽巖

17、儲層的表皮解堵 或射孔孔眼的清洗、井筒結垢及絲扣油的清除圖2-2.清除井筒中的酸溶性結垢或疏通射孔孔眼的工藝簡圖 ( HYPERLINK l _1.3.2基質酸化 2)基質酸化基質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地層滲透率或用酸液溶解空隙中的細小顆粒、膠結物等以擴大孔隙空間、提高地層滲透率的一種增產措施。圖2-3. 基質酸化工藝圖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，這是因為施工壓力小，無裂縫產生，酸液與孔隙中堵塞物或細小顆粒接觸面積大，反應速度快，因而酸滲透距離短。成功的基質酸化

18、作業能在不增加出水量或出氣量（即保持天然的液流邊界）的情況下提高油氣產量。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”實驗來決定某地帶或油氣層的破裂壓力?；|酸化的條件： = 1 * GB3 施工壓力：Ps Pi PF。 = 2 * GB3 注入速度: 大于儲層極限吸液速度。 = 3 * GB3 酸流動、溶蝕方式: 形成人工裂縫，沿裂縫流動反應，有效作用距可達幾十到上百米。 = 4 * GB3 適用范圍: 在碳酸鹽巖儲層中形成人工裂縫，解除近井帶污染，改變儲層流型，溝通深部油氣區，可大幅度提高油氣井產量。圖.2-9 酸化壓裂

19、過程中地層裂縫動態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的流動狀況，并顯著降低油氣流動阻力，其增產效果優于基質酸化。經酸壓施工后，產液量的增產倍數可以根據施工參數進行理論計算。對于無污染的均質地層，酸壓的增產倍數一般為1至3倍。但在實際施工中也常出現十多倍甚至幾十倍的情況。這是由于壓開的裂縫的主要作用是在堵塞中開辟了一條輸油氣通道。此外，由于碳酸鹽巖空隙分布極不均勻，裂縫可能把井底和新的裂縫系統溝通或使近井地帶的低滲透率區相連通。綜上所述，酸壓的增產作用有三個方面： = 1 * GB3 撐開并擴大天然裂 縫，改造和提高油氣層內部的滲透能力； = 2 * GB3 解除堵

20、塞； = 3 * GB3 使井底與高滲透帶或新的裂縫系統溝通。以上三個方面常常是綜合作用，所以酸壓增產效果往往很好。為了充分發揮上述作用，需要盡量造成延伸遠、寬大的裂縫，相應地在工藝上采取加大排量、降低漏失、減緩酸的反應速度等措施。2.3 HYPERLINK l _2.1油層壓裂原理 油層壓裂原理利用液體傳壓原理，在地面采用高壓泵組（壓裂車）及輔助設備，以大大高于地層吸收能力的注入速度，向油層注入具有一定粘度的液體（統稱壓裂液），使井筒內壓力逐漸升高，當壓力升高到大于油層破裂壓力時，油層就會形成對稱于井眼的裂縫。油層形成裂縫后，隨著液體的不斷注入，裂縫也會不斷地延伸和擴展，直到液體的注入速度與

21、油層的吸收速度相等時，裂縫才會停止擴展與延伸，如果地面高壓泵組停止泵入液體，由于外來壓力的消失，又會使裂縫重新閉合。為了保持裂縫處于張開狀態和獲得較高的導流能力，隨后在注入壓裂液中攜帶一定數量和一定粒徑的高強度支撐材料（支撐劑），鋪墊在裂縫中，從而形成一條或幾條具有高導流能力的通道，進而增大了地層的排油面積，使油井獲得較好的增產效果。3 HYPERLINK l _第一章._酸化效果的影響因素 酸化效果的影響因素 HYPERLINK l _1.4.1溫度的影響 3.1溫度的影響溫度變化對酸巖反應速度影響很大，溫度越高，反應速度越快。在低溫條件下，溫度變化對反應速度變化的影響相對較小，高溫條件下，

22、溫度變化對反應速度的影響較大。圖3-1 溫度對酸化的影響酸巖反應速度隨溫度的升高而加快?？蓮幕瘜W動力學的角度來解釋。溫度的升高，分子運動加快，有效碰撞次數的比例隨之增加，導致反應速度加快；另一方面，溫度升高，使較多的普通分子獲得足夠多能量而變為活化分子，因而增大了活化分子的百分數，結果使單位時間內分子的有效碰撞次數大大增加，導致反應速度升高。 HYPERLINK l _1.4.2面容比的影響 3.2面容比的影響對于寬W、高H、單翼縫長L的雙翼垂直裂縫對于寬W，半徑為Rf的水平裂縫對于直徑為d，長度為L的孔隙 表 1- SEQ 圖表 * ARABIC 1各種條件下的面容比數據條 件面容比()孔隙

23、性巖石滲透率, (孔隙度10%)1050100705031602240裂縫寬度,mm0.10.51.05.020040204圓形孔道直徑,mm0.050.10.580040080裸眼井筒直徑,in570.2740.205 HYPERLINK l _1.4.3酸液濃度的影響 3.3酸液濃度的影響不同濃度鮮酸的反應速度：濃度在20以前時，反應速度隨濃度的增加而加快；當鹽酸的濃度超過20，這種趨勢變慢。當鹽酸的濃度達2224時，反應速度達到最大值；當濃度超過這個數值，隨濃度增加，反應速度反而下降。正在反應的酸液（余酸）由初始反應速度下降到某一濃度時反應速度的變化規律：新鮮酸液的反應速度最高，余酸的反

24、應速度較低。濃酸的初始反應速度雖快，但當其變為余酸時，其反應速度比同濃度的鮮酸的反應速度慢得多。 HYPERLINK l _1.4.4酸液流速的影響 3.4酸液流速的影響酸巖反應速度隨酸液流速增大而加快。如圖3-2。圖3-2 流速對反應速率的影響在酸壓中隨著酸液流速的增加，酸巖反應速度增加的倍數小于酸液流速增加的倍數，酸液來不及完全反應，已經流入儲層深處，故提高注酸排量可以增加活性酸深入儲層的距離。酸壓施工時在井筒條件允許及不壓破鄰近的蓋層和底層的情況下，一般充分發揮設備的能量，以大排量注酸。 HYPERLINK l _1.4.5酸液類型的影響 3.5酸液類型的影響圖3-3 鹽酸對反應速率的影

25、響反應速度與酸液內部H濃度成正比。采用強酸時反應速度快，采用弱酸時反應速度慢。從貨源、價格及溶蝕能力方面來衡量，鹽酸仍是酸化中應用最廣泛的酸。油氣井酸化用酸液主要有鹽酸、土酸、乙酸、甲酸、多組分酸、粉狀有機酸，以及近幾年來發展起來的各種緩速酸體系等。作為特殊酸化也使用硫酸、碳酸、磷酸等。各種類型的酸液，其離解度相差很大。如鹽酸在18、0.1當量濃度時，離解度為29%，絕大部分HCl分子能離解成為H和Cl-；而醋酸在相同條件下的離解度僅為1.3%。因此，在溶液中的H數量多，即H的濃度大。因此，采用強酸時反應速度快，采用弱酸時反應速度漫。雖然采用弱酸處理可延緩反應速度，對擴大酸處理范圍有利，但從貨

26、源、價格、溶解巖石的能力各個方面來衡量，鹽酸仍是酸處理中最廣泛使用的酸類。(1)酸液的選擇酸化時必須對施工井層的具體情況選用適當的酸液，選用酸液應符合以下幾個要求： = 1 * GB3 能與油氣層巖石反應并生成易溶的產物； = 2 * GB3 加入化學添加劑后，配制成酸液的化學性質和物理性質能滿足施工要求（特別是能控制與地層的反應速度和有效地防止酸對施工設備的腐蝕）； = 3 * GB3 施工方便，安全，易返排； = 4 * GB3 幾個便宜，來源廣。(2)鹽酸酸化用鹽酸一般都是工業鹽酸，其濃度為31%34%（質量分數），使用時需檢查鹽酸濃度及和Fe2+含量。鹽酸可以溶蝕白云巖、石灰巖以及其他

27、碳酸鹽巖，能解除高鈣鉆井液的沉淀氫氧化鈣沉淀，硫化物及氫氧化鐵沉淀造成的近井地帶的污染，恢復地層滲透率。鹽酸還可以作為土酸酸化砂巖的前置液或碳酸鹽含量較的砂巖酸化。鹽酸還是某些酸敏性大分子凝膠的破乳劑，用于壓裂液或封堵凝膠的破膠。鹽酸作為酸化液具有低成本，生成物可溶的優點。用于油氣井酸化的鹽酸濃度一般為5%15%(質量分數)，也常用高濃度酸，其質量分數可達（25%35%）。使用高濃度鹽酸的優點是：酸巖反應速度相對慢，有效作用半徑大；單位鹽酸可產生較多的二氧化碳，利于殘酸的排出；單位鹽酸可產生較多的氯化鈣、氯化鎂，提高了殘酸的粘度，控制了酸鹽反應速率。此外，高殘酸粘度還有利于懸浮、攜帶固體顆粒從

28、地層排出；受地層水稀釋的影響較小。鹽酸處理的缺點是：與石灰巖反應速度快，特別是高溫深井。由于底層溫度高，鹽酸巖與地層作用太快，因而處理不到地層深部。此外，鹽酸對金屬管住有很強的腐蝕性，尤其，高于120時更為顯著。同時，鹽酸還會使金屬腐蝕成麻點斑痕，腐蝕嚴重。對于二氧化硫含量高的井，鹽酸處理易引起鋼材的脆性斷裂。 (3)乙酸乙酸其名又為醋酸（CH3COOH）,為無色透明液體，極易溶于水，熔點為16.6，其為弱電解質，乙酸對金屬的腐蝕速度遠低于鹽酸和氫氟酸，腐蝕均勻，無嚴重坑蝕。它不腐蝕鋁合金材料，可用于與酸接觸時間長的帶酸射孔作業。由于乙酸的酸鹽反應速度低于鹽酸，因而活性酸穿透距離更長，可用緩速

29、算。另外，乙酸對鐵離子具有絡合作用，可防止氧化鐵沉淀生成。(4)甲酸甲酸又名蟻酸（HCOOH）,為無色透明液體，易溶于水，熔點8.4甲酸的酸性和對鋼鐵的腐蝕性均大于乙酸。甲酸同碳酸鈣或碳酸鎂反應生成能溶于水的甲酸鈣或甲酸鎂，甲酸同乙酸一樣具有緩速緩腐的特點，可用于高溫深井酸化作業。 (5)土酸及多組分酸土酸是鹽酸和氫氟酸的混合酸，用于砂巖地層的酸化。雖然氫氟酸可以溶蝕砂巖中的石英、長石及蒙脫石等粘土礦物。因為任何砂巖地層都含有一定的碳酸鈣（鎂）或其他堿性金屬，它們與堿性金屬反應生成CaF2，MgF2和其他金屬，使底層滲透率降低，因而通常采用HCl-HF這一土酸系列對砂巖進行。鹽酸在土酸中的另一

30、作用是使土酸在一定時間內保持一定的H濃度以充分發揮氫氟酸對砂巖的溶蝕作用。工業品氫氟酸中，HF的濃度為40%70%。土酸中，氫氟酸有一定的高限，超出該限后，氫氟酸對沙粒和粘土溶蝕率下降，還可能使層產生新的沉淀或者由于膠結物的溶蝕以致基質崩解、沙粒脫落，對地層造成新的傷害。由于地層巖石成分和性質各不相同，因此應根據巖石成分和性質來配置土酸，經驗表明：由10%15%的鹽酸與3%8%的HF配制成的土酸足以溶解不同成分的砂巖油氣層，酸化效果好。(6)固體酸酸化用固體酸主要有氨基磺酸和氯乙酸以及固體硝酸粉末等。固體酸呈粉末、粒狀、球狀或棒狀，以懸浮液狀態注入注水井以解除鐵質、鈣質污染。與鹽酸比較，固體酸

31、具有使用和運輸方便、有效期長、不破壞地層孔隙結構、能酸化較深部地層等優點。 (7)其它無機酸硫酸：由于硫酸與灰巖的反應速率在很寬的濃度范圍內都比鹽酸慢的多，所以硫酸常用于處理高溫灰巖油氣層。硫酸與灰巖反應的產物硫酸鈣為微細顆粒，懸浮在酸液中，最后隨殘酸反排出來。并且，隨著硫酸鈣濃度的上升，酸液的有效粘度增加，從而使高滲透層的水利阻力增加，迫使后來的酸液依次進入較低滲透段，在一定程度上實現了多層酸化。碳酸：碳酸可以溶蝕碳酸鹽，產物易容于水，碳酸可以用于注水井酸化。磷酸：其是中等度強酸，反應速度比鹽酸慢的多，酸液PH在一定時間內保持較低值，失去其成為緩速酸，并且對二次沉淀有抑制作用。對于相同濃度的

32、磷酸與鹽酸，磷酸的酸鹽反應速率比鹽酸慢1020倍。磷酸適用于鈣質含量高的砂巖油水井酸化，也可以同氯化氫胺或氟化銨混合對砂巖油水井進行深部酸化。 (8)緩速酸所謂緩速酸是指酸巖反應速度比鹽酸、土酸的酸巖反應速度低得多的酸化液。 HYPERLINK l _1.4.6同離子效應 3.6同離子效應的影響1兩種含有相同離子的鹽（或酸、堿）溶于水時，它們的 HYPERLINK /view/22899.htm t _blank 溶解度（或 HYPERLINK /view/5004564.htm t _blank 酸度系數）都會降低，這種現象叫做同離子效應。在油氣井壓裂酸化時，酸液沿裂縫流動，巖石被溶蝕，酸液

33、濃度逐步下降，酸巖反應產物逐漸增多。這種情況使得酸巖反應速度逐漸降低，氫離子有效傳質系數(Ds逐漸變小。其結果必然導致酸液有效作用距離增大因此，油氣井酸化中，研究酸液有效作用距離時，必須考慮同離子效應的影響。 HYPERLINK l _1.4.7巖石類型 3.7巖石類型的影響巖石的化學組分、物化性質、酸液粘度等都影響酸巖反應速度。石灰巖比白云巖反應速度快，碳酸鹽巖中泥質含量越多，反應速度相對越慢。酸液粘度越高，由于限制了H的傳質速度，反應速度越慢。碳酸鹽巖油層巖面上粘有油膜，可使反應速度減慢，灰巖同鹽酸的反應速度比白云巖同鹽酸的反應速度快；在碳酸鹽巖中泥質含量較高時，反應速度相對變慢；Mg-O

34、間的作用力大，破壞Mg-O鍵比破壞Ca-O鍵所需能量大。 HYPERLINK l _1.4.8壓力的影響 3.8壓力的影響反應速度隨壓力的增加而減緩。試驗指出，總的來說，壓力對反應速度的影響不大，特別是壓力高于6.5MPa后，可以不考慮壓力對酸巖反應速度的影響。酸化時，添加劑用于添加到酸液中抑制其對施工設備、管線的腐蝕，減輕酸化過程中產生新的傷害，提高酸化效率使之達到要求。理想的酸的添加劑應滿足的要求是： = 1 * GB3 效能高，處理效果好； = 2 * GB3 對油氣層不產生有害的影響； = 3 * GB3 用量少，價格便宜，貨源； = 4 * GB3 安全，使用方便，不污染環境等；應對

35、措施：通過以上分析可知，影響酸巖反應速度的因素是十分復雜的。為此，延緩酸巖反應速度的途徑也就各式各樣。如：壓成寬裂縫以減小面容比、采用高濃度酸液、采用弱酸處理、稠化酸液、井底冷卻降溫、提高注酸排量等均是現場已經采用的工藝措施。圖3-4壓力對酸巖反應速率的影響4 HYPERLINK l _第二章.壓裂效果的影響因素 壓裂效果的影響因素 HYPERLINK l _2.4.1壓裂液對壓裂施工效果的影響 4.1壓裂液的影響壓裂液作為壓裂技術的重要組成部分，也得到了迅速發展,已經從原油和清水發展到低、中、高溫系列齊全的優質、低傷害,具有延遲交聯作用的壓裂液體系和清潔壓裂液體系，同時取得了許多關于壓裂液理

36、論和實驗研究成果。壓裂液性能的好壞直接影響到壓裂施工 HYPERLINK /forum-32-1.html t _blank 作業的成敗。但選擇合適的壓裂液體系,減少壓裂液對儲層的傷害是提高單井產量的關鍵技術之一。因此，正確評價壓裂液性能，分析其對儲層的潛在損害，對于壓裂施工具有重要意義。壓裂液對巖心的損害率反映在黏土膨脹、微粒運移、結垢、水鎖與殘渣堵塞，以及濾餅阻礙滲透等作用的綜合影響?？梢酝ㄟ^對壓裂液流經巖心前后滲透率變化來分析壓裂液對儲層損害的程度。（1）壓裂液的基本作用： = 1 * GB3 使用水力尖劈作用形成裂縫并使之延伸； = 2 * GB3 沿裂縫輸送并平鋪置壓裂支撐劑； =

37、3 * GB3 壓裂后液體能最大限度地破膠與返排，減少液體對裂縫層的傷害，使其在儲層中形成一定長度高導流的支撐劑裂縫。（2）壓裂液對儲層的損害因素壓裂液殘渣是指壓裂液破膠水化后液體中殘存的水不溶物,其主要來源是稠化劑及壓裂液未破膠物質、防濾失劑、黏土防膨劑等添加劑中的水不溶物如金屬 HYPERLINK /forum-28-1.html t _blank 腐蝕產物、壓裂液與地層流體不共容而相互發生沉淀或形成粘稠的乳狀液。壓裂液殘渣粒徑均值:74.77m,中值:74.62m。因此,壓裂液殘渣主要存在于裂縫中。目前應用的壓裂液體系殘渣含量在300-400 mg/L,殘渣含量較低,對裂縫導流能力的影響

38、小。所以,壓裂液殘渣雖對儲層造成了一定傷害,但并不是儲層傷害的主要因素。圖4-1.無聚合物壓裂液無殘渣滯留堵塞油藏此測試結果是在20/40美國北部白沙上38度和1000 psi 下獲得的. 圖4-2.常規聚合物壓裂液滯留殘渣將破壞油藏和堵塞支撐劑此測試結果是用30-lbm 硼酸鹽作交聯劑，用酶作破膠劑在20/40北部白沙上38度和1000 psi 下獲得的 (瓜膠用甲基藍染色).但是根據現場施工情況，發現很多人為因素的影響，比如配胍膠時未清洗大罐；配膠聯劑時亦未清洗配膠池；砂粒不干凈等等，這些因素都將導致壓裂液殘渣比重增加，大粒的壓裂液雜質會堵塞巖石孔隙和裂縫,降低填砂裂縫支撐帶的導流能力和油

39、氣層的滲透率,因而必須在整個液體的配置使用全過程對壓裂液的殘渣成分及含量進行控制。 = 2 * GB3 破膠性對儲層的損害壓裂液破膠性能的好壞將直接影響壓裂液返排特性,而壓裂液的返排程度直接影響支撐裂縫導流能力及壓后增產效果。 若壓裂液破膠時間比較長,破膠程度低,則壓裂施工后返排不徹底,造成滯留,這樣部分液體將滲透到油氣層中阻止油氣的運移，甚至形成水鎖對地層造成損害,降低了油層的滲透性。 = 3 * GB3 相溶性對儲層的損害相溶性是指壓裂液體進入地層后與地層水或者地層礦物發生反應生成不溶物體而堵塞油氣層通道。沉淀物主要成分為CaCO3 ,還有微量的鐵離子沉淀和BaSO4 沉淀。壓裂液與油層、

40、地層水接觸后會產生沉淀物質,堵塞巖石孔隙,降低油層滲透率,這將影響壓裂效果。4.2壓裂施工操作對壓裂效果的影響施工員對整個施工負主要責任，施工員的技術水平將直接影響施工效果，進而影響壓裂效果，施工員在施工前要對整個施工準備做到心中有數，確保施工液體的質量、數量。整個施工過程中影響壓裂施工效果的人為因素：（1）施工前對液體的檢查、做交聯比是否可靠。不能明知液體不夠或質量不可靠還要堅持施工；（2）低替時，要確保不座封的情況下，盡量將油管容積中的活性水驅替干凈(活性水的摩阻要比胍膠大），以防將活性水壓入地層。低替過量與不足都會影響壓裂施工，過量會浪費胍膠為后面的施工造成壓力，低替不足會將活性水壓入地

41、層；（3）坐封過程中施工員要時刻注意油壓，坐封之后要注意套壓，以防將套管壓裂而影響施工，壓裂過程中施工員要按照設計要求將液氮保質保量注入地層。確保壓裂施工結束后能夠順利的將壓入地層的液體反排出來；（4）施工過程中施工員要嚴格按照設計要求在施工液體中添加破膠物質，提高交聯胍膠的破膠能力，這樣做有利于施工液體的返排。4.3壓裂設備對壓裂效果的影響由于設備問題，造成壓裂施工中途停泵，使得施工過程不連續。這是影響壓裂施工的主要設備因素。如果設備問題在加砂之前，壓裂施工中途停泵造成地層裂縫閉合，已壓入地層的液體滲入地層，對地層造成傷害，而且不易排返。4.4地層因素對壓裂效果的影響外圍葡萄花油層地應力差值

42、小，裂縫容易進人遮擋層，裂縫垂向高度無效延伸過大，減少了裂縫長度；高應力區，閉合壓力高，在限壓范圍內無法壓開裂縫，兩個水平主應力相等或接近，形成多裂縫且縫較窄；孔滲性高，濾失嚴重，造縫效率低；井眼附近遇封閉性斷層，致使裂縫轉向；地層非均質性強，裂縫不規則，裂縫阻力加大；地層壓力高，壓裂效果好。4.5壓后作業對壓裂效果的影響7壓后作業對壓裂效果的影響很大，壓裂后要及時排液，及時投產，減少壓裂液對地層的傷害，之后壓裂效果會較好。4.6設計因素及其他因素對壓裂效果的影響前置液量少，造成端部脫砂；砂量過大、砂比過高；壓裂液選擇不當；泵注程序不合理；管串結構不合理，過多的節流口；選擇的支撐劑粒徑過大；封

43、隔器選擇不當。壓裂施工是一個多方配合，整合各方面知識的結果，所以影響壓裂施工的因素形形色色，例如：由于井口刺漏、流體性質、地面放噴管線堵住、井下油套管斷裂、刺漏等原因都是造成壓裂失敗，致使改造效果不佳。5現場應用5.1酸化應用實例11（1）酸液及壓裂液配方性能采用的凝膠酸體系配方組成：（10%-15%）HCl +(0.3-0.5)%凝膠劑 + 其他添加劑。表面活性酸體系配方組成為：（10%-15%）HCl + 2%WT-60活性劑 + 各種添加劑。酸液體系粘度10-25mPas(常溫，170s-1),緩速率 ，70%（90，靜態，10min ）。采用的耐酸清潔壓裂液體系組成為：0.3%RX +

44、 2%粘土穩定劑 + 1.5%WT-60表面活性劑 + 20%wt-60交聯劑，交聯比10:1。其中WT-60為粘彈性表面活性劑，ORX為高分子表面活性劑，該體系PH值4-5，具有耐酸性好、摩阻低、破膠可控、攜砂性能優良的特點。該體系屬表面活性劑粘彈體系，攜砂能力主要是依靠粘彈性，在較低粘度下也可有效攜帶支撐劑。表5-1耐酸清潔壓裂液主要性能指標粘 度粘 度殘渣含量儲能模量耗能模量20-40目陶粒沉降速率20-40目陶粒沉降速率50（常溫、170s-1）30（70、170s-160min ）無殘渣3.6391.460.660.36（2）設計優化設計優化的原則以確?，F場試驗安全的同時，加大儲層改

45、造力度。綜合參考儲層物性、生產情況、改造目的、射孔長度優化設計參數，5口井優化結果見下表5-2：表5-2施工設計優化井 號井段、射孔厚度（m）酸液m3壓裂液m3支撐劑排 量支撐縫長度T2103K9211SH1132吉23MB2025561-61921596-62820.54348-4391222309-2321123947-396112.580908018050197147253368.615830172450154-4.54-4.52.7-3.53.0-3.52.3-3.094.191.1117.9122.479（3）現場施工及效果圖5-1 吉23 施工曲線SH1132、吉23井由于地層溫度

46、高、裂縫發育膠好，施工采用了凝膠酸體系；T2103、K9211MB2025（注水井）為降低酸液二次傷害，采用了表面活性酸體系。吉23井、施工曲線見圖5-1、圖5-2。根據施工情況分析，注酸階段排量穩定的情況下，5口井油壓或套壓均有明顯降落，顯示由于酸液解除了地層污染，近井滲流能力增加，酸液達到預期作用?，F場5口井加砂均順利完成。T2103、K9211井轉抽后效果不明顯；SH1132井后油壓6.1MPa，套壓26.7 MPa，日產液量14.6t油4t，取得明顯效果，吉23勘探井壓后累計排液量358 m3，累計產油量10.37 m3，屬于高凝原油（凝固點44度），未進行開采；配注量50m3/d，壓

47、前日注水25 m3，油壓18.1 MPa，壓后日注水51m3，油壓15.5 MPa，效果較好，有效期已達10個月。圖5-2 MB2025 施工曲線5.2壓裂應用實例表5-3.水壓裂在吉林油田地應用試驗地點吉林油田試驗井數2口井（5井次）施工參數低砂比、低排量裂縫長度50m左右表5-4.注水井壓裂施工參數井號井段排量m3/min前置液m3攜砂液m3后置液m3總液量m3支撐劑m3平均砂比%破裂壓力Mpa停泵壓力Mpa8-81258.4-1254.02128.65.335.9210.721.38.11248.8-1246.22795.031210.518.28.31236.8-1233.428.24

48、.87.030213.515.98.68-41248.8-1240.8214.94.95.245416.127.57.31234.0-1232.82151.15.131.219.116.26.6圖5-3.注水井壓裂效果圖效果分析：由圖5-3可以看出，壓裂施工后8-8油井、8-4油井產量開始上升，說明注水壓裂起到了效果，隨時間的推移油井日增加產量逐漸遞減，其原因是隨油氣的產出，油層滲透性變差，致使日增加產量降低。由此可以看出，注水壓裂在一定時間內可以取得可佳的效果。6結論與建議6.1 HYPERLINK l _2.4.2應采取的措施 結 論通過本文的研究，得出以下結論：酸化壓裂效果涉及的影響因素較多，在油田酸化壓裂增產開發過程中要做到預防為主，防治結合，科學、合理作業。（1）根據不同的地層狀況，在酸化時適應地控制合適、合理的溫度，優化地