[科普中国]-压裂酸化

介绍

在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化。可分为前置液酸压和普通酸压（或一般酸压）。压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。注酸压力高于油( 气) 层破裂压力的压裂酸化， 人们习惯称之为酸压。酸化液压是国内外油田灰岩油藏广泛采用的一项增产增注措施。现已开始成为重要的完井手段。

酸化压裂工艺主要限于碳酸盐岩储层一灰岩和白云岩，有两个目的：①解除地层伤害；②改造未受伤害储层。

自从将碳酸盐岩储层引入加砂压裂以后(最初局限于砂岩储层)，酸化压裂逐渐代替了加砂压裂，但是人们通常不在意这种替代。这是可以理解的，因为这两种工艺的实质和过程从根本上说是相似的，即形成一条从井眼延伸至储层的有一定导流能力的长的裂缝通道。

在这两种情况下，裂缝的高度主要受边界层的应力差异控制，裂缝长度主要取决于裂缝的高度和压裂液的滤失性。优先选择加砂压裂有以下原因，即它容易模拟(没有反应性流体；滤失比较稳定)，并且从定义上来看，不使用人们现在仍然担心的甚至是避免使用的酸液。同时，在只考虑先前所使用酸液的用量和类型的情况下，在同样储层和同样施工工艺下。对比了加砂压裂和酸化压裂产生的长期酸蚀裂缝的导流能力。发现加砂压裂更具有优越性。

在酸化压裂中，将酸注入到由粘滞性流体(前置液)产生的裂缝中，或是酸本身用来形成裂缝。当酸沿着裂缝流动时就会溶蚀裂缝壁面。如果是不均匀(差异性的)溶蚀，那么当裂缝闭合的时候，仍然保持一定的导流能力。

工艺碳酸盐岩储层获得酸蚀裂缝有两种基本的方法，它们仍然是酸压工艺的基础：

黏性指进(前置液)黏性指进(前置液)：首先用一种不反应的黏度很高的交联冻胶液来压开地层，目的是形成期望的裂缝几何尺寸(如长度、高度和宽度)，并冷却储层以减缓注人酸液后与储层的反应。注入非反应性的前置液后，向已形成的裂缝中泵入活度较低的酸液(HCI或HCI和有机酸的混合物)。

稠化酸压稠化酸压作业设计包括：前置液、稠化酸阶段、酸化顶替液。

前置液可形成裂缝并降低裂缝周围的温度，是典型的稠化水。稠化酸阶段的目的是扩大裂缝和对裂缝进行非均匀性刻蚀，此阶段通常用稠化酸、乳化酸或泡沫酸(或它们的混合物)。

在所有的碳酸盐岩酸化作业中，常用的是质量分数为15%的盐酸，但有时也会用高浓度的盐酸、有机酸，以及盐酸和有机酸的混合物。很多酸压作业使用的是稠化酸，对15%的盐酸来说，黄原胶是一种很好的稠化剂；黄原胶唯一的缺点是在93℃温度以下很难降解，但当盐酸的浓度大大超过15%时，它会非常迅速地降解。现在使用的稠化酸聚合物是各种不同的聚丙烯酞胺稠化剂，聚丙烯酞胺在低温和高温下都可以使用，它们也可以通过交联而达到很高的黏度和凝胶的稳定性。当酸稀释或消耗(pH值增加)时，稠化剂体系在地下也可产生一定的黏度，而当酸消耗到一个很高的pH值时，这些体系又会稀释，以提高作业后的返排能力。

顶替液的目的是驱替井筒中的酸液并推动酸液向裂缝深部前进，以增加酸的穿透距离。当使用稠化酸时，大量的酸化顶替液对增加酸蚀裂缝的长度非常有效，这在作业设计中是极为重要的一步,较高的注人速度也是有利的。

闭合酸化压裂一种能改善与井眼的最终导流能力的工艺引起了人们的兴趣，这就是闭合裂缝酸化工艺(CFA)。该工艺是在20世纪80年代提出的，它是在低于储层破裂压力下向闭合裂缝中泵注少量的酸液，从而尽可能地与井筒之间建立一条开启的裂缝，是为了在井眼周围形成敞开的裂缝。这类似于尾追少量支撑剂段从而确保井眼与有导流能力的酸蚀裂缝的连通。1

注意事项为了能够充分地利用酸化压裂技术。必须考虑以下几点：必须区分酸化压裂和加砂压裂，它们的实质是不一样的；酸化压裂的优点只能通过现场应用和效果评价来验证，而不能只通过目前的实验室对比来验证；应该鼓励新方法(包括简化工艺设计）的开发和应用；酸化压裂在研究程度高的矿区(碳酸盐岩和砂岩)会得到非常广泛的应用；在砂岩储层也可考虑用酸化压裂。