酸化压裂工艺研究.docx

1、摘 要酸化压裂工艺是多工种、多工序、高压状态下的大型油气井作业，在油田开发过程中酸化压裂是油气田增产增注的主要工艺措施之一，在油田生产中起着非常重要的作用，我国的低渗透油气资源储量十分丰富，且占石油资源总储量的比重较高，压裂酸化工艺是提高低渗透油气井产量的必要措施，根据目前酸化和压裂技术研究现状和在油田现场中的应用，本文非系统化地即介绍了酸化和压裂的原理及影响酸化和压裂效果的因素，并简单地给出了应对措施。关键词 ：酸化压裂 ；原理；工艺；影响因素目 录1引言11.1酸化压裂的国内外现状11.1.1国内研究现状11.1.2国外研究现状21.2本文的主要研究内容32酸化压裂机理32.1酸化增产原理

2、32.2酸化工艺分类42.3油层压裂原理93酸化效果的影响因素103.1温度的影响103.2面容比的影响103.3酸液浓度的影响113.4酸液流速的影响113.5酸液类型的影响123.6同离子效应的影响1153.7岩石类型的影响153.8压力的影响154压裂效果的影响因素164.1压裂液的影响164.2压裂施工操作对压裂效果的影响184.3压裂设备对压裂效果的影响184.4地层因素对压裂效果的影响184.5压后作业对压裂效果的影响7194.6设计因素及其他因素对压裂效果的影响195现场应用195.1酸化应用实例11195.2压裂应用实例216结论与建议226.1结 论226.2建 议23致 谢

3、24参考文献253克拉玛依职业技术学院毕业设计（论文）1引言酸化压裂是油气井投产、增产、注水井增注和完井的重要技术措施，其一方面靠水力作用形成裂缝，另一方面靠酸液溶蚀作用把裂缝壁面溶蚀成凹凸不平的沟槽，之后裂缝不闭合，而使其有效长度具有较高的导流能力，改善和提高了储层的渗透性能，达到提高油藏产量的目的。酸化压裂的效果体现在产生裂缝的有效长度和导流能力，一般有效的裂缝长度是受酸液的滤失、酸岩反应速度及裂缝内的流体的速度控制的，导流能力取决于酸液对地层矿物的溶解量以及不均匀刻蚀程度。由于储层矿物的非均质性和裂缝内酸液浓度的变化，致使酸液对裂缝壁面的溶解也是非均质的，由此酸压后裂缝能保持较高的导流能

4、力。1.1酸化压裂的国内外现状1.1.1国内研究现状油层水力压裂工艺自1955年在我国玉门油田首次开展工业性试验以来至今已有59年的历史。经过半个世纪的发展，我国的压裂技术在工艺上有了很大的发展。从50年代后期到70年代初为小规模的试验性和摸索性阶段。到现在压裂工艺已进入完善阶段。在此阶段，压裂液的性能更加完善，压裂设计普遍采用计算机优化设计，压裂数字模型基本上采用二维、拟三维、全三维、以拟三维的模型，压裂管柱配套系统化，压裂设备更新换代，压裂井的选择更加科学化。而且通过以上工艺技术的完善与配套，成功完成了高含水油层的压裂、重复压裂、稠油地层压裂、软地层压裂和整体区块压裂的高难度施工项目。酸化

5、工艺也由当初的低浓度小量酸化应用阶段提高到现在的高浓度大量酸与乳化酸应用阶段。特别是90年代以来，随着勘探开发的需要，酸化研究更加深入，研究领域不断拓宽，酸化技术取得了多项成果，主要有： 适应油层的防膨，放迁移的酸化技术。 适应深部酸化的缓速酸酸化技术，磁处理酸化技术。 适应解除有机质堵塞和乳化堵塞的土酸酸化技术，逆土酸酸化技术。 适应泥质砂岩的低伤害酸酸化技术。 适应解除无机质堵塞的酸化用添加剂。 适应低温油层、稠油油层的热酸酸化技术。 适应低渗、强水敏地层和高凝、高稠严重堵塞油层的集成酸酸化技术。图1-1图1-2 .我国压裂酸化增产量在低渗油藏总产量中的地位1.1.2国外研究现状国外对压裂

6、后人工裂缝对油藏动态影响的研究比较早。方法主要是实验和数值模拟。从研究方法上可以很明显的分为两个阶段和两种类型。20世纪60年代以前主要用电解模型实验方法，通过测定电位值，确定渗流场的变化，再计算扫油效率。60年代后随着计算机技术的发展，多采用数值模拟的方法。国外压裂技术的发展分三个阶段：第一阶段：解堵消除伤害第二阶段：致密气藏的大型压裂技术第三阶段：中、高渗透层的端部脱砂压裂技术在压裂酸化作业中，国外也是普遍遵循HSE管理体系来进行管理的。国外石油企业首先注重职工的安全意识。他们把安全意识作为事故预防中最为有效的因素。鼓励工人们学安全，讲安全，在安全方面维护自己权利。让员工都有“我要安全”的

7、意识。而且国外公司在员工的劳动保护方面也作的比较到位。这些都是国内企业所不足或要学习的地方。图1-3.美国每月进行酸压处理的趋势（K.G.Nolte和M.B.simth1985-1986）1.2本文的主要研究内容本文研究的目标就是分析影响酸化压裂的因素，其主要内容如下：（1）酸化效果的影响因素；（2）压裂效果的影响因素。2酸化压裂机理2.1酸化增产原理酸化是一种使油气井增产或注水井增注的有效的方法.它是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合液，利用酸与地层中部分矿物的化学反应，溶蚀地层中的连通孔隙或天然（水力）裂缝壁面岩石，增加孔隙和裂缝的导流能力，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措

8、施。在酸化工艺和技术发展的过程中，新型酸液及添加剂的应用着重降低了金属管线和设备的被腐蚀、控制酸岩的反应速度、提高酸化效果、防止地层污染和降低施工成本。图2-1 压降漏斗曲线示意图油井要能产出工业性油流应具备的三个基本条件，即油气层的油气饱和度大、压力高、渗透性能好。为了进一步理解酸化的增产原理，首先分析油气流在井底的流动特点。油气从地层径向流入井内，越靠近井底，流通面积越小，流速越高，流体所受阻力越大，因此克服摩擦阻力所需要的压力就越大。如果把近井附近的各个点的压力值描绘成图，则成一漏斗形状（压降漏斗），由图2-1可以看出，在供油边缘附近，压力变化不大（B点），在O点变化最大。P地PR为B点

9、到C点的压力降，表示油气从R边到R处克服摩擦阻力所损失的压能。对于气井，由于气体随着压力降低而膨胀，所以越靠近井底其流速增加比油井更为显著，摩阻更大，曲线更陡，压力损耗也更大。一般距井轴10米以内，油井的压力消耗占全部压力降的8090。因此，提高井底附近地层的渗透能力，降低压力损耗，在生产压差不变的情况下，油气产量能显著增加，如果井筒附近地层受到污染和堵塞使渗透率下降，将导致油气产量下降。酸化压裂施工能在井筒附近油气层中形成裂缝，从而大大改善油气向井内的流动状况，并显著降低油气流动阻力改善增产效果由于基质酸化酸化。2.2酸化工艺分类根据酸化施工的方式和目的，其工艺过程分为酸洗、基质酸化（也称孔

10、隙酸化）和压裂酸化。(1)酸洗酸洗就是利用少量的酸，在无外力搅拌作用下，对施工或采油采气过程中可能造成的射孔孔眼的堵塞和井筒中的酸溶性结垢进行溶解并及时返排酸液，以防止酸不溶物（如管线涂料、石蜡、沥青、重晶石粉垢等）重新堵塞孔眼和井壁的一种油气井增产措施。其目的就是清除井筒中酸性结垢或疏通孔眼。 酸洗 ： 施工压力：无外力或轻微搅动。 注入速度: 不流动或沿井筒的正、反循环。 酸溶蚀方式: 溶蚀井壁及射孔孔眼。 适用范围: 砂岩、碳酸盐岩储层的表皮解堵 或射孔孔眼的清洗、井筒结垢及丝扣油的清除图2-2.清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺简图 (2)基质酸化基质酸化是在低于地层岩石破裂压

11、力的条件下，将酸液注入地层孔隙空间，利用酸液溶蚀近井地带的堵塞物以恢复地层渗透率或用酸液溶解空隙中的细小颗粒、胶结物等以扩大孔隙空间、提高地层渗透率的一种增产措施。图2-3. 基质酸化工艺图施工的酸液在活性酸耗尽之后称为残酸。施工之后要将残酸返排至地面。酸化半径通常在1m以内，这是因为施工压力小，无裂缝产生，酸液与孔隙中堵塞物或细小颗粒接触面积大，反应速度快，因而酸渗透距离短。成功的基质酸化作业能在不增加出水量或出气量（即保持天然的液流边界）的情况下提高油气产量。因此，确定地层破裂压力的大小对酸化施工是很有必要的。地层岩石的破裂压力随油气层压力的降低而降低，这就需要做“破碎”实验来决定某地带或

12、油气层的破裂压力。基质酸化的条件：施工压力：Ps Pi PF。 注入速度: 大于储层极限吸液速度。酸流动、溶蚀方式: 形成人工裂缝，沿裂缝流动反应，有效作用距可达几十到上百米。适用范围: 在碳酸盐岩储层中形成人工裂缝，解除近井带污染，改变储层流型，沟通深部油气区，可大幅度提高油气井产量。图.2-9 酸化压裂过程中地层裂缝动态酸化压裂施工能在井筒附近油气层中形成裂缝，从而大大改善油气向井内的流动状况，并显著降低油气流动阻力，其增产效果优于基质酸化。经酸压施工后，产液量的增产倍数可以根据施工参数进行理论计算。对于无污染的均质地层，酸压的增产倍数一般为1至3倍。但在实际施工中也常出现十多倍甚至几十倍

13、的情况。这是由于压开的裂缝的主要作用是在堵塞中开辟了一条输油气通道。此外，由于碳酸盐岩空隙分布极不均匀，裂缝可能把井底和新的裂缝系统沟通或使近井地带的低渗透率区相连通。综上所述，酸压的增产作用有三个方面：撑开并扩大天然裂 缝，改造和提高油气层内部的渗透能力；解除堵塞；使井底与高渗透带或新的裂缝系统沟通。以上三个方面常常是综合作用，所以酸压增产效果往往很好。为了充分发挥上述作用，需要尽量造成延伸远、宽大的裂缝，相应地在工艺上采取加大排量、降低漏失、减缓酸的反应速度等措施。2.3油层压裂原理利用液体传压原理，在地面采用高压泵组（压裂车）及辅助设备，以大大高于地层吸收能力的注入速度，向油层注入具有一

14、定粘度的液体（统称压裂液），使井筒内压力逐渐升高，当压力升高到大于油层破裂压力时，油层就会形成对称于井眼的裂缝。油层形成裂缝后，随着液体的不断注入，裂缝也会不断地延伸和扩展，直到液体的注入速度与油层的吸收速度相等时，裂缝才会停止扩展与延伸，如果地面高压泵组停止泵入液体，由于外来压力的消失，又会使裂缝重新闭合。为了保持裂缝处于张开状态和获得较高的导流能力，随后在注入压裂液中携带一定数量和一定粒径的高强度支撑材料（支撑剂），铺垫在裂缝中，从而形成一条或几条具有高导流能力的通道，进而增大了地层的排油面积，使油井获得较好的增产效果。3酸化效果的影响因素3.1温度的影响温度变化对酸岩反应速度影响很大，温

15、度越高，反应速度越快。在低温条件下，温度变化对反应速度变化的影响相对较小，高温条件下，温度变化对反应速度的影响较大。图3-1 温度对酸化的影响酸岩反应速度随温度的升高而加快。可从化学动力学的角度来解释。温度的升高，分子运动加快，有效碰撞次数的比例随之增加，导致反应速度加快；另一方面，温度升高，使较多的普通分子获得足够多能量而变为活化分子，因而增大了活化分子的百分数，结果使单位时间内分子的有效碰撞次数大大增加，导致反应速度升高。 3.2面容比的影响对于宽W、高H、单翼缝长L的双翼垂直裂缝对于宽W，半径为Rf的水平裂缝对于直径为d，长度为L的孔隙 表 1-1各种条件下的面容比数据条 件面容比()孔

16、隙性岩石渗透率, (孔隙度10%)1050100705031602240裂缝宽度,mm0.10.51.05.020040204圆形孔道直径,mm0.050.10.580040080裸眼井筒直径,in570.2740.2053.3酸液浓度的影响不同浓度鲜酸的反应速度：浓度在20以前时，反应速度随浓度的增加而加快；当盐酸的浓度超过20，这种趋势变慢。当盐酸的浓度达2224时，反应速度达到最大值；当浓度超过这个数值，随浓度增加，反应速度反而下降。正在反应的酸液（余酸）由初始反应速度下降到某一浓度时反应速度的变化规律：新鲜酸液的反应速度最高，余酸的反应速度较低。浓酸的初始反应速度虽快，但当其变为余酸时

17、，其反应速度比同浓度的鲜酸的反应速度慢得多。3.4酸液流速的影响酸岩反应速度随酸液流速增大而加快。如图3-2。图3-2 流速对反应速率的影响在酸压中随着酸液流速的增加，酸岩反应速度增加的倍数小于酸液流速增加的倍数，酸液来不及完全反应，已经流入储层深处，故提高注酸排量可以增加活性酸深入储层的距离。酸压施工时在井筒条件允许及不压破邻近的盖层和底层的情况下，一般充分发挥设备的能量，以大排量注酸。3.5酸液类型的影响图3-3 盐酸对反应速率的影响反应速度与酸液内部H浓度成正比。采用强酸时反应速度快，采用弱酸时反应速度慢。从货源、价格及溶蚀能力方面来衡量，盐酸仍是酸化中应用最广泛的酸。油气井酸化用酸液主

18、要有盐酸、土酸、乙酸、甲酸、多组分酸、粉状有机酸，以及近几年来发展起来的各种缓速酸体系等。作为特殊酸化也使用硫酸、碳酸、磷酸等。各种类型的酸液，其离解度相差很大。如盐酸在18、0.1当量浓度时，离解度为29%，绝大部分HCl分子能离解成为H和Cl-；而醋酸在相同条件下的离解度仅为1.3%。因此，在溶液中的H数量多，即H的浓度大。因此，采用强酸时反应速度快，采用弱酸时反应速度漫。虽然采用弱酸处理可延缓反应速度，对扩大酸处理范围有利，但从货源、价格、溶解岩石的能力各个方面来衡量，盐酸仍是酸处理中最广泛使用的酸类。(1)酸液的选择酸化时必须对施工井层的具体情况选用适当的酸液，选用酸液应符合以下几个要

19、求：能与油气层岩石反应并生成易溶的产物；加入化学添加剂后，配制成酸液的化学性质和物理性质能满足施工要求（特别是能控制与地层的反应速度和有效地防止酸对施工设备的腐蚀）；施工方便，安全，易返排；几个便宜，来源广。(2)盐酸酸化用盐酸一般都是工业盐酸，其浓度为31%34%（质量分数），使用时需检查盐酸浓度及和Fe2+含量。盐酸可以溶蚀白云岩、石灰岩以及其他碳酸盐岩，能解除高钙钻井液的沉淀氢氧化钙沉淀，硫化物及氢氧化铁沉淀造成的近井地带的污染，恢复地层渗透率。盐酸还可以作为土酸酸化砂岩的前置液或碳酸盐含量较的砂岩酸化。盐酸还是某些酸敏性大分子凝胶的破乳剂，用于压裂液或封堵凝胶的破胶。盐酸作为酸化液具有

20、低成本，生成物可溶的优点。用于油气井酸化的盐酸浓度一般为5%15%(质量分数)，也常用高浓度酸，其质量分数可达（25%35%）。使用高浓度盐酸的优点是：酸岩反应速度相对慢，有效作用半径大；单位盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；单位盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高了残酸的粘度，控制了酸盐反应速率。此外，高残酸粘度还有利于悬浮、携带固体颗粒从地层排出；受地层水稀释的影响较小。盐酸处理的缺点是：与石灰岩反应速度快，特别是高温深井。由于底层温度高，盐酸岩与地层作用太快，因而处理不到地层深部。此外，盐酸对金属管住有很强的腐蚀性，尤其，高于120时更为显著。同时，盐酸还会使金属腐蚀成麻点斑痕，

21、腐蚀严重。对于二氧化硫含量高的井，盐酸处理易引起钢材的脆性断裂。 (3)乙酸乙酸其名又为醋酸（CH3COOH）,为无色透明液体，极易溶于水，熔点为16.6，其为弱电解质，乙酸对金属的腐蚀速度远低于盐酸和氢氟酸，腐蚀均匀，无严重坑蚀。它不腐蚀铝合金材料，可用于与酸接触时间长的带酸射孔作业。由于乙酸的酸盐反应速度低于盐酸，因而活性酸穿透距离更长，可用缓速算。另外，乙酸对铁离子具有络合作用，可防止氧化铁沉淀生成。(4)甲酸甲酸又名蚁酸（HCOOH）,为无色透明液体，易溶于水，熔点8.4甲酸的酸性和对钢铁的腐蚀性均大于乙酸。甲酸同碳酸钙或碳酸镁反应生成能溶于水的甲酸钙或甲酸镁，甲酸同乙酸一样具有缓速缓

22、腐的特点，可用于高温深井酸化作业。 (5)土酸及多组分酸土酸是盐酸和氢氟酸的混合酸，用于砂岩地层的酸化。虽然氢氟酸可以溶蚀砂岩中的石英、长石及蒙脱石等粘土矿物。因为任何砂岩地层都含有一定的碳酸钙（镁）或其他碱性金属，它们与碱性金属反应生成CaF2，MgF2和其他金属，使底层渗透率降低，因而通常采用HCl-HF这一土酸系列对砂岩进行。盐酸在土酸中的另一作用是使土酸在一定时间内保持一定的H浓度以充分发挥氢氟酸对砂岩的溶蚀作用。工业品氢氟酸中，HF的浓度为40%70%。土酸中，氢氟酸有一定的高限，超出该限后，氢氟酸对沙粒和粘土溶蚀率下降，还可能使层产生新的沉淀或者由于胶结物的溶蚀以致基质崩解、沙粒脱

23、落，对地层造成新的伤害。由于地层岩石成分和性质各不相同，因此应根据岩石成分和性质来配置土酸，经验表明：由10%15%的盐酸与3%8%的HF配制成的土酸足以溶解不同成分的砂岩油气层，酸化效果好。(6)固体酸酸化用固体酸主要有氨基磺酸和氯乙酸以及固体硝酸粉末等。固体酸呈粉末、粒状、球状或棒状，以悬浮液状态注入注水井以解除铁质、钙质污染。与盐酸比较，固体酸具有使用和运输方便、有效期长、不破坏地层孔隙结构、能酸化较深部地层等优点。 (7)其它无机酸硫酸：由于硫酸与灰岩的反应速率在很宽的浓度范围内都比盐酸慢的多，所以硫酸常用于处理高温灰岩油气层。硫酸与灰岩反应的产物硫酸钙为微细颗粒，悬浮在酸液中，最后随

24、残酸反排出来。并且，随着硫酸钙浓度的上升，酸液的有效粘度增加，从而使高渗透层的水利阻力增加，迫使后来的酸液依次进入较低渗透段，在一定程度上实现了多层酸化。碳酸：碳酸可以溶蚀碳酸盐，产物易容于水，碳酸可以用于注水井酸化。磷酸：其是中等度强酸，反应速度比盐酸慢的多，酸液PH在一定时间内保持较低值，失去其成为缓速酸，并且对二次沉淀有抑制作用。对于相同浓度的磷酸与盐酸，磷酸的酸盐反应速率比盐酸慢1020倍。磷酸适用于钙质含量高的砂岩油水井酸化，也可以同氯化氢胺或氟化铵混合对砂岩油水井进行深部酸化。 (8)缓速酸所谓缓速酸是指酸岩反应速度比盐酸、土酸的酸岩反应速度低得多的酸化液。3.6同离子效应的影响1

25、两种含有相同离子的盐（或酸、碱）溶于水时，它们的溶解度（或酸度系数）都会降低，这种现象叫做同离子效应。在油气井压裂酸化时，酸液沿裂缝流动，岩石被溶蚀，酸液浓度逐步下降，酸岩反应产物逐渐增多。这种情况使得酸岩反应速度逐渐降低，氢离子有效传质系数(Ds逐渐变小。其结果必然导致酸液有效作用距离增大因此，油气井酸化中，研究酸液有效作用距离时，必须考虑同离子效应的影响。3.7岩石类型的影响岩石的化学组分、物化性质、酸液粘度等都影响酸岩反应速度。石灰岩比白云岩反应速度快，碳酸盐岩中泥质含量越多，反应速度相对越慢。酸液粘度越高，由于限制了H的传质速度，反应速度越慢。碳酸盐岩油层岩面上粘有油膜，可使反应速度减

26、慢，灰岩同盐酸的反应速度比白云岩同盐酸的反应速度快；在碳酸盐岩中泥质含量较高时，反应速度相对变慢；Mg-O间的作用力大，破坏Mg-O键比破坏Ca-O键所需能量大。3.8压力的影响反应速度随压力的增加而减缓。试验指出，总的来说，压力对反应速度的影响不大，特别是压力高于6.5MPa后，可以不考虑压力对酸岩反应速度的影响。酸化时，添加剂用于添加到酸液中抑制其对施工设备、管线的腐蚀，减轻酸化过程中产生新的伤害，提高酸化效率使之达到要求。理想的酸的添加剂应满足的要求是：效能高，处理效果好；对油气层不产生有害的影响；用量少，价格便宜，货源；安全，使用方便，不污染环境等；应对措施：通过以上分析可知，影响酸岩

27、反应速度的因素是十分复杂的。为此，延缓酸岩反应速度的途径也就各式各样。如：压成宽裂缝以减小面容比、采用高浓度酸液、采用弱酸处理、稠化酸液、井底冷却降温、提高注酸排量等均是现场已经采用的工艺措施。图3-4压力对酸岩反应速率的影响4压裂效果的影响因素4.1压裂液的影响压裂液作为压裂技术的重要组成部分，也得到了迅速发展,已经从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害,具有延迟交联作用的压裂液体系和清洁压裂液体系，同时取得了许多关于压裂液理论和实验研究成果。压裂液性能的好坏直接影响到压裂施工作业的成败。但选择合适的压裂液体系,减少压裂液对储层的伤害是提高单井产量的关键技术之一。因此，正确评价

28、压裂液性能，分析其对储层的潜在损害，对于压裂施工具有重要意义。压裂液对岩心的损害率反映在黏土膨胀、微粒运移、结垢、水锁与残渣堵塞，以及滤饼阻碍渗透等作用的综合影响。可以通过对压裂液流经岩心前后渗透率变化来分析压裂液对储层损害的程度。（1）压裂液的基本作用：使用水力尖劈作用形成裂缝并使之延伸；沿裂缝输送并平铺置压裂支撑剂；压裂后液体能最大限度地破胶与返排，减少液体对裂缝层的伤害，使其在储层中形成一定长度高导流的支撑剂裂缝。（2）压裂液对储层的损害因素压裂液残渣是指压裂液破胶水化后液体中残存的水不溶物,其主要来源是稠化剂及压裂液未破胶物质、防滤失剂、黏土防膨剂等添加剂中的水不溶物如金属腐蚀产物、压

29、裂液与地层流体不共容而相互发生沉淀或形成粘稠的乳状液。压裂液残渣粒径均值:74.77m,中值:74.62m。因此,压裂液残渣主要存在于裂缝中。目前应用的压裂液体系残渣含量在300-400 mg/L,残渣含量较低,对裂缝导流能力的影响小。所以,压裂液残渣虽对储层造成了一定伤害,但并不是储层伤害的主要因素。图4-1.无聚合物压裂液无残渣滞留堵塞油藏此测试结果是在20/40美国北部白沙上38度和1000 psi 下获得的. 图4-2.常规聚合物压裂液滞留残渣将破坏油藏和堵塞支撑剂此测试结果是用30-lbm 硼酸盐作交联剂，用酶作破胶剂在20/40北部白沙上38度和1000 psi 下获得的 (瓜胶用

30、甲基蓝染色).但是根据现场施工情况，发现很多人为因素的影响，比如配胍胶时未清洗大罐；配胶联剂时亦未清洗配胶池；砂粒不干净等等，这些因素都将导致压裂液残渣比重增加，大粒的压裂液杂质会堵塞岩石孔隙和裂缝,降低填砂裂缝支撑带的导流能力和油气层的渗透率,因而必须在整个液体的配置使用全过程对压裂液的残渣成分及含量进行控制。破胶性对储层的损害压裂液破胶性能的好坏将直接影响压裂液返排特性,而压裂液的返排程度直接影响支撑裂缝导流能力及压后增产效果。 若压裂液破胶时间比较长,破胶程度低,则压裂施工后返排不彻底,造成滞留,这样部分液体将渗透到油气层中阻止油气的运移，甚至形成水锁对地层造成损害,降低了油层的渗透性。

31、相溶性对储层的损害相溶性是指压裂液体进入地层后与地层水或者地层矿物发生反应生成不溶物体而堵塞油气层通道。沉淀物主要成分为CaCO3 ,还有微量的铁离子沉淀和BaSO4 沉淀。压裂液与油层、地层水接触后会产生沉淀物质,堵塞岩石孔隙,降低油层渗透率,这将影响压裂效果。4.2压裂施工操作对压裂效果的影响施工员对整个施工负主要责任，施工员的技术水平将直接影响施工效果，进而影响压裂效果，施工员在施工前要对整个施工准备做到心中有数，确保施工液体的质量、数量。整个施工过程中影响压裂施工效果的人为因素：（1）施工前对液体的检查、做交联比是否可靠。不能明知液体不够或质量不可靠还要坚持施工；（2）低替时，要确保不

32、座封的情况下，尽量将油管容积中的活性水驱替干净(活性水的摩阻要比胍胶大），以防将活性水压入地层。低替过量与不足都会影响压裂施工，过量会浪费胍胶为后面的施工造成压力，低替不足会将活性水压入地层；（3）坐封过程中施工员要时刻注意油压，坐封之后要注意套压，以防将套管压裂而影响施工，压裂过程中施工员要按照设计要求将液氮保质保量注入地层。确保压裂施工结束后能够顺利的将压入地层的液体反排出来；（4）施工过程中施工员要严格按照设计要求在施工液体中添加破胶物质，提高交联胍胶的破胶能力，这样做有利于施工液体的返排。4.3压裂设备对压裂效果的影响由于设备问题，造成压裂施工中途停泵，使得施工过程不连续。这是影响压裂

33、施工的主要设备因素。如果设备问题在加砂之前，压裂施工中途停泵造成地层裂缝闭合，已压入地层的液体渗入地层，对地层造成伤害，而且不易排返。4.4地层因素对压裂效果的影响外围葡萄花油层地应力差值小，裂缝容易进人遮挡层，裂缝垂向高度无效延伸过大，减少了裂缝长度；高应力区，闭合压力高，在限压范围内无法压开裂缝，两个水平主应力相等或接近，形成多裂缝且缝较窄；孔渗性高，滤失严重，造缝效率低；井眼附近遇封闭性断层，致使裂缝转向；地层非均质性强，裂缝不规则，裂缝阻力加大；地层压力高，压裂效果好。4.5压后作业对压裂效果的影响7压后作业对压裂效果的影响很大，压裂后要及时排液，及时投产，减少压裂液对地层的伤害，之后

34、压裂效果会较好。4.6设计因素及其他因素对压裂效果的影响前置液量少，造成端部脱砂；砂量过大、砂比过高；压裂液选择不当；泵注程序不合理；管串结构不合理，过多的节流口；选择的支撑剂粒径过大；封隔器选择不当。压裂施工是一个多方配合，整合各方面知识的结果，所以影响压裂施工的因素形形色色，例如：由于井口刺漏、流体性质、地面放喷管线堵住、井下油套管断裂、刺漏等原因都是造成压裂失败，致使改造效果不佳。5现场应用5.1酸化应用实例11（1）酸液及压裂液配方性能采用的凝胶酸体系配方组成：（10%-15%）HCl +(0.3-0.5)%凝胶剂 + 其他添加剂。表面活性酸体系配方组成为：（10%-15%）HCl +

35、 2%WT-60活性剂 + 各种添加剂。酸液体系粘度10-25mPas(常温，170s-1),缓速率 ，70%（90，静态，10min ）。采用的耐酸清洁压裂液体系组成为：0.3%RX + 2%粘土稳定剂 + 1.5%WT-60表面活性剂 + 20%wt-60交联剂，交联比10:1。其中WT-60为粘弹性表面活性剂，ORX为高分子表面活性剂，该体系PH值4-5，具有耐酸性好、摩阻低、破胶可控、携砂性能优良的特点。该体系属表面活性剂粘弹体系，携砂能力主要是依靠粘弹性，在较低粘度下也可有效携带支撑剂。表5-1耐酸清洁压裂液主要性能指标粘 度粘 度残渣含量储能模量耗能模量20-40目陶粒沉降速率20

36、-40目陶粒沉降速率50（常温、170s-1）30（70、170s-160min ）无残渣3.6391.460.660.36（2）设计优化设计优化的原则以确保现场试验安全的同时，加大储层改造力度。综合参考储层物性、生产情况、改造目的、射孔长度优化设计参数，5口井优化结果见下表5-2：表5-2施工设计优化井 号井段、射孔厚度（m）酸液m3压裂液m3支撑剂排 量支撑缝长度T2103K9211SH1132吉23MB2025561-61921596-62820.54348-4391222309-2321123947-396112.580908018050197147253368.61583017245

37、0154-4.54-4.52.7-3.53.0-3.52.3-3.094.191.1117.9122.479（3）现场施工及效果图5-1 吉23 施工曲线SH1132、吉23井由于地层温度高、裂缝发育胶好，施工采用了凝胶酸体系；T2103、K9211MB2025（注水井）为降低酸液二次伤害，采用了表面活性酸体系。吉23井、施工曲线见图5-1、图5-2。根据施工情况分析，注酸阶段排量稳定的情况下，5口井油压或套压均有明显降落，显示由于酸液解除了地层污染，近井渗流能力增加，酸液达到预期作用。现场5口井加砂均顺利完成。T2103、K9211井转抽后效果不明显；SH1132井后油压6.1MPa，套压2

38、6.7 MPa，日产液量14.6t油4t，取得明显效果，吉23勘探井压后累计排液量358 m3，累计产油量10.37 m3，属于高凝原油（凝固点44度），未进行开采；配注量50m3/d，压前日注水25 m3，油压18.1 MPa，压后日注水51m3，油压15.5 MPa，效果较好，有效期已达10个月。图5-2 MB2025 施工曲线5.2压裂应用实例表5-3.水压裂在吉林油田地应用试验地点吉林油田试验井数2口井（5井次）施工参数低砂比、低排量裂缝长度50m左右表5-4.注水井压裂施工参数井号井段排量m3/min前置液m3携砂液m3后置液m3总液量m3支撑剂m3平均砂比%破裂压力Mpa停泵压力M

39、pa8-81258.4-1254.02128.65.335.9210.721.38.11248.8-1246.22795.031210.518.28.31236.8-1233.428.24.87.030213.515.98.68-41248.8-1240.8214.94.95.245416.127.57.31234.0-1232.82151.15.131.219.116.26.6图5-3.注水井压裂效果图效果分析：由图5-3可以看出，压裂施工后8-8油井、8-4油井产量开始上升，说明注水压裂起到了效果，随时间的推移油井日增加产量逐渐递减，其原因是随油气的产出，油层渗透性变差，致使日增加产量降低

40、。由此可以看出，注水压裂在一定时间内可以取得可佳的效果。6结论与建议6.1结 论通过本文的研究，得出以下结论：酸化压裂效果涉及的影响因素较多，在油田酸化压裂增产开发过程中要做到预防为主，防治结合，科学、合理作业。（1）根据不同的地层状况，在酸化时适应地控制合适、合理的温度，优化地层岩石面容比参数，调整酸液浓度及流速，优选效果最佳且经济的酸液来处理地层，以防止沉淀、胶结物的生成。（2）工艺方面，施工过程中加强实时监督，做到合理施工、准确建模、优化施工参数（地层裂缝参数等），注重事先防止伤害的配套技术措施，及时发现问题并制定出有效的针对措施，改进旧工艺、旧技术，努力发展新工艺、新技术（如：开发压裂技术、重复压裂技术、连续油管压裂酸化技术、低伤害或无伤害压裂酸化技术、压裂防砂与端部脱砂压裂技术、井下混配压裂技术、水平井压裂酸化技术），优选合理的支撑剂和先进的设备，尽可能施工简单等，来改善压裂的效果。（3）应该采取一系列措施和方法减少压裂液中的残杂；在具体施工人员方面和设备方面采取的措施有：加大参与施工人员培训，提高设备的可靠性。6.2建 议由于研究的时间和笔者的水平有限，文中尚存在很多不足之处，在此给出了如下的建议：（1）酸化压裂新观点,传统观念认为碳酸盐岩水力压裂会