酸压工艺进展及展望

伸的研究。 （ 2） 加快研发新的缓速酸液体系及相关工艺技
术。重复酸压大多是深穿透酸压，重复酸压工艺的 工艺先进性、显效可能性及措施针对性，很大程度上 依赖于重复酸压工作液的选择，对相关工作液的要 求特别高，而目前的液体很难达到其要求。以后应 加强这方面的研究，针对不同油井的实际情况，找到 适宜的酸液体系及相关工艺，以求达到最佳的重复 酸压效果。 1． 4 水力喷射分段酸压
能实现多段酸压的主要机理为射流喷射形成的 水动力封隔作用［21］。根据伯努利原理，在裂缝起裂 前高速射流进入水力孔眼后滞止，射流动能转化为 静压能，使得孔内滞止压力高于环空压力，进而压开 储层。裂缝形成后，环空流体会在射流引射作用下 被卷吸进入裂缝，保持环空压力低于已压裂层段裂 缝延伸压力，因此，环空流体只进入射流所在位置的 裂缝，而不 会 进 入 其 他 裂 缝，因 此 起 到 了 自 封 隔 作 用。相同排量条件下，与普通炮弹射孔酸压相比，水 力喷射酸压的地层进液口截面积较小，使得缝端酸 液流动速度较大。酸液流动速度越大，储集层各点 接触酸液时间就越短，从而延长了酸液有效作用距 离，因此，高速酸液射流可在近井地带起到延长有效 酸蚀距离的作用。
酸压工艺是碳酸盐岩油藏勘探开发核心技术之 一，但由于受多种因素的影响，很多井经过一次酸压 仍不能获得工业油气流或仅获得较低的产能。同 样，常规重复酸压技术由于存在入井液量规模小、压
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裂液滤失严重等问题，导致措施效率低，而超大型酸 压工艺通过增加酸压液体用量及施工排量，可进一 步提高造缝长度，突破第一次酸压作用范围，提高重 复酸压的增产率［15］。
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油 气 井 测试
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流经高黏相（ 自转向酸） 很难充分破胶。Yi Shu 等 人［6］的研究表明，酸化施工过程中如果酸液中 Fe3 + 的含量高，会严重影响表面活性剂的性能，造成相分 离、絮凝及沉淀，对储层会造成严重伤害，进而研究 出一种络合剂能减小 Fe3 + 对自转向酸的影响。
重复酸压技术的研究实验工作，国外主要是在 美国的 Cottonwood 油田和 Little knife 油田［18］。国 内重复酸压在塔河油田和轮南油田有成功施工案 例。刘平礼等［16］ 在 对 重 复 酸 压 机 理 综 合 分 析 基 础 上，针对古潜山油田中的技术问题，对该区块重复酸 压进行了系 统 分 析 和 研 究。 谢 远 伟 等［17］ 对 重 复 酸 压中超大型酸压技术应用的研究，得出超大型重复 酸压具有深穿透、侧沟通网状结构等特点。因此，在 后续研究中，应重点对以下几个方面进行攻关：
目前，酸压改造新工艺主要包括清洁自转向酸 酸压、复合酸压、超大型重复酸压、水力喷射分段酸 压和网络裂缝酸压等工艺。这些工艺在国内外得到 广泛应用且增产效果理想，为油田的增储上产提供 了重要保障。
1 酸压新工艺
1． 1 清洁自转向酸酸压 目前使用的常规酸、综合解堵酸等酸液体系主
要存在两个问题： 一是由于储层的非均质性，注酸过 程中，酸液优先进入高渗带或裂缝发育区域，而低渗 透和污染严重的层，得不到相应的改造； 二是酸压过 程中，裂缝向下延伸至水层，导致压后产水和快速水
（ 1） 针对各项复合酸压技术的特点总结出与其 相适应的的施工对象。在复合酸压技术中，由于该 技术的组合具有多样性，并且其针对性强，根据不同 的储层需要进行与其相适应的技术复合，在进行复 合酸压的施工设计难度较大。因此，在以后的复合 酸压工艺研究中，应进一步加大针对不同储层条件 的酸压复合技术的研究，研究出一套一一对应的复 合技术，突破现有的理论模式，寻求新的改造技术， 才能不断拓展改造技术新领域。
总之，国内外关于清洁自转向酸及其酸压工艺 的研究已经取得了显著成果。但由于转向酸体系的 复杂性，该工艺还存在很多有待解决问题。根据目 前的研究状况可以预见，在今后一段时期内，以下几 个方面将成为该工艺研究的重点：
（ 1） 对其材料的选取及制造上进行优化以降低 其成本。在清洁转向酸酸压技术中，清洁转向酸体 系虽然具有很高的剪切稳定性和热稳定性，其变黏 范围出现在酸液作用的主要阶段，具有低滤失、低伤 害、强分流的特性［7］，但是其成本相对普通酸液体系 而言较高。从经济角度出发，该体系在油田上还没能 进行大规模的推广。因此，清洁转向酸酸压技术要取 得突破，未来应该在材料这方面进行重点研究。
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油气井测试
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酸压工艺进展及展望*
李小刚1 雷腾蛟1 杨兆中1 张啸枫2 苏 洲1
（ 1． 西南石油大学 四川成都 601500； 2． 中国石油天然气股份有限公司对外合作部 北京 100007）
摘要 随着油气田开发技术的不断提高，酸压技术不断得到重视和推广，已成为重要的储层改造措施。从技
中图分类号：TE357
文献标识码：B
Biblioteka Baidu
0引言
从全球范围来看，碳酸盐岩储层油气藏分布广 泛，储量巨大。截止 2005 年底［1］，世界上已发现碳 酸盐岩储层油气探明可采储量 1434． 5 × 108 t 油当 量，约占 50． 6% 。酸压改造技术早已成为碳酸盐岩 油气藏开发井增产和稳产的主导技术之一。随着酸 压技术不断发展，该技术从最初的普通酸压发展到 现在的深度酸压，从仅限于对碳酸盐岩储层的开发 发展到对裂缝发育、连通性好的裂缝性砂岩储层中 开发。因此，酸压改造技术已成为碳酸盐岩储层和 裂缝性砂岩储层增产改造的主导技术。
（ 2） 针对该体系加强铁离子络合剂的研究。酸 化施工过程中如果酸液中 Fe3 + 的含量高会严重影 响表面活性剂的性能，造成相分离、絮凝及沉淀对储 层会造成严重伤害。必须在体系中加入相应的铁离 子络合剂将伤害降到最少，因此，还应在这方面应重 点研究，使其改造效果最佳。
（ 3） 对耐高温清洁自转向酸体系的研究。清洁 自转向酸变黏后的黏度随温度的变化是先增加，当 达到一个最大值后，又开始降低［8］。目前清洁自转 向酸体系变黏后的黏度在高温储层下无法达到增粘 转向的目的，因此，在日后的研究工作中，应该重点 对适用于高温储层的转向酸体系的研究。 1． 2 复合酸压
针对深层碳酸盐岩储集层水平井酸压面临的井 下温度高、破裂压力高、压裂液流动摩阻高、储集层 非均质性严重等难点，研发了水平井水力喷射分段 酸压新技术。该技术将水力喷射和酸压技术相结 合，利用水力喷射能形成深穿透大直径孔眼和喷射 酸液在近井地带的酸岩反应能一定程度降低地层破 裂压力的特点，来提高深部水平井多段酸压能力和 效率［20］。
术原理、工艺特点和发展瓶颈等方面，剖析了清洁自转向酸酸压、复合酸压、超大型重复酸压、水力喷射分段酸压和
网络裂缝酸压等几项新工艺，进一步结合理论和实践研究动态，阐述了上述工艺的发展趋势。
关键词 酸压 转向酸 复合酸压 重复酸压 网络裂缝
文章编号：1004 － 4388（2014）05 － 0043 － 05
近年来，由于储层条件越来越苛刻，常规酸体系 适用范围受到限制，国内外关于清洁自转向酸酸压 工艺技术研究也越来越活跃。1988 年，日本 Osaka 大学的 Okahara 等人［4］合成并研究了柔性基团连接 亲水基团的若干双烷烃链表面活性剂，而真正系统 开展这类新型表面活性剂的研究工作，则是从 1991 年开始。同年 Menger 合成了以刚性基团连接亲水 基团的 双 烷 烃 链 表 面 活 性 剂。Tianping Huang 等 人［5］研究表明，两相不混容的体系如果不能充分混 合，而仅仅依靠地层能量使低黏相以黏性指进方式
一般的重复酸压有 3 种方式［16］： 层内压出新裂 缝，即前次酸压失败后，在同一层段新层位压裂或同 井层段压裂； 延伸老裂缝，即在油田开发过程中，由 于压力、温 度 等 环 境 条 件 的 改 变，导 致 原 有 裂 缝 堵 塞、闭合或者酸压改造规模不够、酸蚀裂缝短、裂缝 导流能力低，从而延伸原有裂缝； 堵老缝压新缝转向 重复酸压，即储层已处于高含水期，原有裂缝控制的 储量已接近全部采出，老缝成了水的主要通道，但全 井尚有剩余控制可采储量，这时实施堵老缝压新缝 重复酸压技术。
淹。为了改善非均质储层酸压效果，一种新的酸液 体系———清洁转向酸应运而生。该体系依靠反应生 成的盐类物质浓度自然调节酸液黏度，遇油降解，遇 水后还能保持一定的结构，对油层进行改造的同时 兼具控水功能［2］。
这种新型的转向酸体系，酸液中含有具有独特 性能的黏弹性表面活性剂，活性剂在鲜酸中分散为 单个小分子，因此鲜酸黏度低。鲜酸会首先进入阻 力较小的高渗透层或天然裂缝，随着酸岩反应的进 行，pH 值升高，活性剂形成片状胶束，酸液快速变 黏，增加了酸液在高渗透层中的渗透阻力，从而使鲜 酸转向其他的低渗透层，实现对非均质性储层或低 渗裂缝性储层的全面改造。当酸液与地层内的烃类 或大量水接触后，胶束结构转变为球状，残酸黏度迅 速下降，利于后期返排［3］。
（ 1） 加强酸压后应力场变化及导流能力变化以 及近井地带初裂缝是如何延伸的研究。在超大型重 复酸压技术中，由于碳酸盐岩储层非均质性强，分布 纵横向差异大，前期改造已沟通近井部分缝洞，使得 重复酸压工作液滤失加剧，这些因素使得此类重复 酸压比第一 次 酸 压 具 有 更 大 的 改 造 风 险［19］。 要 想 超大型重复酸压效果更理想，未来应加大对重复酸 压造缝酸蚀机理的研究，特别是加强酸压后应力场 变化及导流能力变化以及近井地带初裂缝是如何延
超大规模重 复 酸 压 技 术［17］ 就 是 在 一 次 酸 压 后 泵入液量大于 2000 m3 的酸压施工。该工艺把重复 酸压与加砂压裂二者有机组合，在施工过程中，压裂 液不断向天然裂缝中滤失、充填并向前流动，形成大 量裂缝网络，沟通人工裂缝两侧的储集体。较常规 重复酸压，超大型重复酸压突破原有酸压裂缝作用 范围，实现 井 眼 与 井 筒 远 处 有 利 储 集 体 连 通，增 加 产量。
我国深层碳酸盐岩储层具有埋藏深、储层非均 质性严重和基质含油性差。在碳酸盐岩储层改造中 酸压技术起了很大作用，但仍然存在一些问题： 单一 储层改造工艺改造区域有限，控制范围不理想； 酸液 高温性能不足，穿透距离有限； 常规酸压技术不能实 现长裸眼井段均质改造。通过对前期酸压技术的总 结，认为把多种增产方法结合起来，发挥各种技术的 优点来解决目前酸压中存在的问题，从而形成了适 合不同储层特点的复合酸压技术。该技术的概念定
义为 3 种情况［9］： ①不同酸液复合酸压施工； ②酸 压与水力加砂压裂复合施工［10］； ③高能气体压裂与 酸压复合施工。因此，复合酸压技术在推动油田的 增储上产中发挥了重大作用［11］。
复合酸压技术是 20 世纪 80 年代末产生的一种 新型的油气井增产技术，由于不同改造技术的组合 形式较多，其研究的内容也比较广泛。吴月先等［12］ 研究了酸化与加砂压裂协同作业技术，其研究表明 酸化不仅解除了近井带堵塞还降低了施工泵压，同 样也提高了压裂液的破胶效率和裂缝的导流能力 等。李翔等［13］研究了不同酸液的复合酸压技术，其 研究表明清洁转向酸与常规酸复合可解除大段非均 质储层的污染并实现对近井地带高渗层的有效封 堵，再结合常规酸酸压的特点，沟通远井地带储层。 复合酸压技术工艺类型较多，在每种复合技术研究 程度上还应加深。通过对现阶段研究情况的分析， 以后还应在以下两方面加大工作力度：
［基金项目］ 国家自然科学基金项目“碳酸盐岩基质酸化中蚓孔生长的三维扩散限制凝聚模型研究"、“大尺寸酸压裂缝导流能力定 量预测模型研究" 内容（ 项目编号： 51204138，51074134） 。
［作者简介］ 李小刚，男，1981 年出生，博士，副教授，现主要从事油气藏增产理论与应用技术研究。E-mail： 372475033@ qq． com。
（ 2） 在酸压与加砂压裂技术的复合中，对不同 储层条件下酸液用量多少的研究。因为在酸压与加 砂压裂复合技术中，对碳酸盐岩含量的界限问题可 能把握不到位而导致一系列问题，例如碳酸盐含量 过高情况下，酸液溶蚀严重可能会影响后期加砂施 工，影响支撑裂缝导流能力等［14］。由于该工艺试验 仍处于探索阶段，在以后的研究中，应该在碳酸盐含 量的界限问题上多下功夫，确保酸压与加砂压裂复 合工艺增产效果更好。 1． 3 超大型重复酸压