氟硼酸在青海油田压裂中的应用

符灵韬 郭晓林 朱争

摘要 随着油田不断开发，多数油区进入中后期阶段，通过酸处理技术，降低地层污染，提高渗透率效果明显，从而获得更高油井产量和水井配注量。由于近几年各油区的产能逐渐下滑，酸处理技术在油田应用逐渐增多，为油田的增产做好铺垫工作。而氟硼酸体系是一种好的酸化配方，它能有效的解除近井附近的堵塞，但对泥质矿物的溶解不够，随后采用低浓度土酸处理近井地带，可达到对深部及近井解堵的目的。由于氟硼酸酸化不同于土酸酸化，需要对氟硼酸的反应机理进行探讨。

关键词  氟硼酸  酸处理技术  降低底层污染  提高渗透率

一、酸预处理压裂工艺简介

顾名思义，酸具有很强的腐蚀作用。但在油田的应用中，主要和地层中各种介质进行反应，目的是提高它的润湿性、配伍性、降滤失性等等。酸预处理技术现已应用比较广泛，主要应用于压裂、酸化工艺。该预处理酸化技术是在压裂正式加砂前，先将其挤入一定浓度和数量的酸液，用来清洗炮眼，降低岩石扩张强度，达到降低施工泵压，压开裂缝，提高地层裂缝的渗透率，保证支撑剂顺利加入的目的。对于新投产压裂井，由于刚射孔后，炮眼摩阻较大、导致压裂时地面泵压较高，或应致密油藏，油层灰质含量较高，或因长期注水，导致机械或者砂石堵塞。所以用此项工艺可有效降低施工压力，提高压裂、酸化成功率。

二、主要研究氟硼酸的内容

2.1氟硼酸简介

氟硼酸（HBF4）是无色透明液体，注入储层，能缓慢水解生成氟化氢，其反应速度低于常规土酸，但由于氟硼酸是靠水解的氟化氢溶解岩石。随着氟化氢溶蚀消耗，氟硼酸的水解过程不断进行，因此氟硼酸可以连续生成氟化氢，进入油层内部较大范围溶蚀处理。由于氟硼酸水解生成的氟化氢浓度相对较低，溶蚀能力相对较弱，因此，使用氟硼酸酸化时，应根据储层特定情况，选择合理的酸液浓度和添加剂类型，以提高酸化处理效果。

2.2含氟硼酸的预处理酸液应用

氟硼酸酸化属于深部酸化工艺技术，用氟硼酸酸化可以克服酸化初期增注后期递减快的问题，当氟硼酸进入地层后缓慢水解生成HF，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围，使改造范围扩大，解堵更加的彻底。其还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔化，熔化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量加大而引起的微粒移动受到限制，减少油藏堵塞问题，保持长期稳定的注水量。氟硼酸作为一种反应慢、溶解能力强且可防止粘土膨胀的优质酸化液特别适用应该用于尕斯油田中浅层油藏的注水井。

2.3氟硼酸的优点

（1）氟硼酸用于砂岩地层酸化，能有效的降低施工压力，不仅可达到增产的目的，而且对地层中的微粒能进行有效的稳定。与其它酸化增产措施相比，氟硼酸酸化需较长时间关井，因刚经过氟硼酸处理后的地层粘土的稳定时间不长，只有部分粘土被溶解，其余的则没有时间稳定，要使其发挥作用则要增加关井时间。另外，在含钾的硅地层中，经氟硼酸处理后，生成氟硼酸钾，这表明用氟硼酸，生成的非损害性副产物.用单纯土酸处理后，则生成六氟硅酸钾。六氟硅酸钾在地层中会生成碱性氟硅酸盐形成的堵塞，这也是氟硼酸的另一个优势。

（2）氟硼酸酸化可有效稳定地层，又能提高地层渗透率、解除油层堵塞、提高油井产能。不仅能解决目前酸化施工过程中压力较高的情况，还能有效降低地层的破坏，改善油层的渗透能力，酸预处理效果研究与应用是未来压裂技术发展的趋势。

三、现场应用分析

现已2020年压裂技术服务大队工作为例，挑出10口利用氟硼酸酸化、压裂井次，形成数据对比。现挑出压裂Y10为例，该井是一口压裂井，在压裂前期用氟硼酸作预处理酸为主要化学剂在Y10井起到很好降低施工泵压的效果，在整个施工过程中做好“先锋军”，提高了压裂成功率。该井前期主要以小排量施工，这样能充分和地层基岩反应，清洗炮眼，打通油层通道，为后期正式加砂做好铺垫，提高压裂液的渗透性。以下数据为Y10井主要数据：

该井共用压裂车2500仪表车1台，2500压裂车6台，2000压裂车2台，2500混砂车1台，1400型压裂车1台，砂罐车4台。总备液量775.00m3，总砂量58.00m3。

该井属于采油井，投钢球一只，分两层酸化。

第一层泵入座封用液1.40m³，确认套管停止出液后关闭套管放喷，继续泵入预处理酸20.00m³，隔离液10.00m³，前置液145.00m³，段塞加砂5.60m³，携砂液107.00m³，加砂10.30m³， 最高砂比10.00%，平均砂比9.63%，顶替液13.20m³， 排量0.70m³/min送球，压力升至56.80MPa时打掉滑套，送球用液8.20m³，施工最高压力为86.30MPa，破裂压力76.20MPa， 加砂阶段最高压力85.70MPa。

第二层繼续泵入预处理酸8.00m³，隔离液10.00m³，前置液95.00m³，段塞加砂2.80m³，携砂液151.70m³，加砂30.00m³， 最高砂比28.00%，平均砂比19.78%，顶替液10.40m³，施工最高压力为90.00MPa，破裂压力80.10MPa， 加砂阶段最高压力85.00MPa，停泵油压35.50MPa。

四、结束语

（1）由于老区块油田逐渐进入后期，经过油田不断勘探，对预探井采用新井投产压裂技术，而一般预探井的施工压力都在100MPa以上，对施工造成巨大困难，而在不同地层选择不同的酸液才能更有效降低施工压力。

（2）近几年由于油田稳产上产，对环境的保护也逐渐提升，这对压裂酸化技术需求、技术的要求也不断增加，如何利用好酸液为压裂过程提供支撑？而氟硼酸具有解除油层堵塞、渗透性好、降低二次污染、能对地层微粒起到稳定作用（防砂）等优点，前提是用于合适地层。利用氟硼酸能有效提高压裂成功率。

参考文献

【1】寇永强.《压裂预处理技术的现场实施与评价》.大庆石油地质与开发.2013