浅析我国石油工程酸化，裂缝，导流工艺的研究现状

赫文琪 尹然 李杨 陶少聃

摘 要：由于石油的重要性，石油开采的增产增注显得尤为重要，酸化是石油增产的一种常用的重要措施，该文通过简单的对酸化工艺的概述以及对酸化工艺的几种具体方法阐述，简单的说明了石油酸化压裂的过程和裂缝与导流能力的关系。

关键词：石油酸化 酸化压裂 导流

中图分类号：T372 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0055-01

石油在当今整个世界工业的地位是举足轻重的，是一个国家经济发展的支柱能源，石油开采的顺利可持续进行关系到一个国家的能源问题。众所周知，石油是深埋在地下的一种物质，需要开采这种宝贵的资源的方法是多种多样的，但是任何一种资源都是有限的，所以在开采石油的时候如何使其开采率增大是一个重要的问题。使石油增产增注的方式有很多种，其中酸化工艺是其中一种重要的方法。

1 酸化工艺的概述

酸化顾名思义就是指加酸使体系由碱性或中性变成酸性的过程。在石油开采过程中，利用酸液可以溶解油层中的一些矿物质和胶结物发生反应，溶解上述物质后，可以提高油层渗透能力以此来提高石油开采效率。另外，酸化压裂的方式可以使岩石产生裂缝，裂缝不能闭合就具有了很高的导流能力，这可以大大提高石油开采效率。酸化工艺很早就开始使用了，比起水力压裂要早一段时间。

1.1 酸化工艺的发展历史

世界上第一次的酸化过程应该是发生于1985年，在这一年赫曼·佛拉施使用盐酸和石灰岩能发生反应的这个特点，将酸液注入石灰岩使其生成可以排除底层的二氧化碳和氯化钙。这一过程在当时大大提高了产油量。后来盐酸得到了更为广泛的应用，由于盐酸可以溶解一些钙质积垢，于是有人利用盐酸的这个特点来消除污垢。后来酸化技术逐步发展，在1932年形成了第一个酸化作业的公司，盐酸正式由于油气井的处理，酸化成为了广泛应用的技术。到1940年，道威尔公司首次在工业中应用土酸，此后酸化技术正式作为一种石油开采方法，到今天为止已经全面工业化进行应用。

1.2 酸化工艺常用酸液体系

酸液体系的类型只要是依靠储层矿物组分、孔隙结构、流体性质和酸化解堵目的等因素综合决定，酸液体系主要有无机酸、稀释有机酸酸、粉状有机酸，混合酸和缓速酸等，具体液根据主体不同主要有常规土酸体系（盐酸和盐酸-氢氟酸）、氟硼酸缓速体系、硝酸粉末体系、磷酸缓速酸体系、新氢氟酸体系和泥酸体系。酸化过程中选用何种酸液体系，必须根据不同的对应的施工井层的具体情况适当进行选择，主要是选择主体酸液以及辅助添加剂。不同的底层敏感程度和不同的矿物质含量分布使得每种井层都必须有自己对应的酸液体系，才能有效的溶解矿物质，同时还应该避免所选酸液和岩石层中矿物质产生不必要的反应。最后在选择酸液体系的时候还应注意是需要多大程度的腐蚀伤害，比如缓速酸适合进行深部酸化。

2 酸化工艺的分类

酸化的过程就是利用酸液溶解井层中的矿物质，以此来缓解井筒和油管的堵塞达到改善井层环境的条件等问题，提高近井地带的渗透率，使石油开采增产增量。酸化工艺常用的三种方式分别是酸洗、基质酸化和酸化压裂。

2.1 酸洗

酸洗的过程是将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，酸液的反复冲洗可以加速溶解的过程。酸液的腐蚀作用一般情况下仅仅是对于井筒和孔眼的附近，所以这个作用不能进入井层的深层次，这样不能合理改善井层的渗透效率。酸洗试用于底层表皮的解堵或者孔眼以此对其清洗，清除污垢。

2.2 基质酸化

基质酸化在不压破地层的情况下，将酸液注入到井层的孔隙之中，利用酸液可以溶解孔隙中的堵塞矿物质这个特性，改善渗流条件，提高油层的渗透性。基质酸化在一些条件不明确的情况下比酸化压裂也许更加有效，成功的基质酸化可以在不增大水和气采出量的時候提高石油产能。基层酸化解除近井地带的污染情况，提高底层的渗透率。

2.3 酸化压裂

酸化压裂或叫做压裂酸化简称酸压，是将酸液以高于油藏基质的允许范围的速度注入到高于岩石破裂压力的地层，以此形成裂缝，这个时候连续的注入让裂缝更加延伸，酸液可以对裂缝内壁进行不均匀的腐蚀形成一个导流通道，由于裂缝的不粘合性导致裂缝不能闭合，该裂缝比原底层更加强的导流能力，以此可以来提高油气井产能。酸化压裂将酸液与前置液注入到高于岩石承受能力的排量的地层中，井筒通过这个过程可以建立较大压力，然后开始形成裂缝，然后将酸液连续注入的方法延伸裂缝。岩石此时承受着地层的重力和酸化运动产生的作用力等多种压力。

整个酸化的过程酸液在裂缝中的延伸距离是一个重要的方面，酸液进入裂缝时的会与裂缝面进行反应，在这时可能会破坏酸液中降滤失剂想成滤饼，这样裂缝的形状与滤失特性息息相关。如果酸液中不加入一些降滤失剂进行控制，最后可能会导致裂缝的闭合。另一方面酸液的不同的注入速度会影响酸化压裂的效果，酸液的渗透距离会因为酸液的流动速度增长而增长。最后不同的底层类型也会影响到酸化压裂的过程，比如盐酸对砂岩和一些硅类矿物质没什么作用，酸液与石灰岩的反应速度快于酸液与白云岩的速度。这样根据不同的岩层矿物质，选择不同的酸液来进行酸化压裂过程。

3 裂缝对导流能力的影响

裂缝的形态在控制导流能力的时候起着重要的作用，力学特征和流动特征这两个方面是裂缝特征的两个方面，裂缝的产生有着复杂的不规律性以及分布比较复杂，裂缝的研究主要集中在裂缝的力学特征和流动特征两个方面以及裂缝的微观方面。中裂缝的闭合能力对导流的影响最为明显。闭合应力的增大会使得裂缝两表面接触面积增加，这样会使得裂缝面的吻合程度大大加大，所以可能导致闭合的可能性增大，这样会严重影响导流能力。所以酸化压裂进行的时候为了可以获得更好地效果，需要保证酸液进入岩层后形成耳朵通道不闭合。另一方面酸化时候的温度、酸液的流体流量，施加压力的大小，以及本身岩层的粗糙程度都将影响到酸化压裂的过程。

4 结语

石油是一个国家的战略物资，对于一个国家经济发展有着不可估量的作用，但是石油作为一种必要的且不可再生的能源，如何开采保护，高效的开采石油是一个必要的研究课题。石油的开采应该遵从可持续发展的要求，进行高效的开采。增产增注的几种手段中，酸化工艺是油气井增产增注的主要的一种手段，对于是否能够高效开采石油提供了积极的支持，酸化压裂越来越多的应用到实际开采当中，相信再不久的将来，酸化工艺的理论和技术都将得到大幅度的提升，应用也会越来越广。

参考文献

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