水平井压裂酸化技术的探讨

0 引言

水平井施工技术是储量小、渗透低、石油层薄的边际油气藏开采的重要技术，将其与竖直井对比，可以发现该特点的油气藏更符合开采要求，也可以大大增加油气层的裸露面积，从而开采到更多的石油。但是在自然条件下，水平井的裸露面积还存在不足的情况，这时就要使用一些施工手段对石油层进行处理。通过大量测试发现压裂酸化施工技术可以解决这一难题。目前，压裂和酸化处理施工技术的优势明显，并得到了推广使用，为我国的石油开采做出了重大贡献。因此，笔者对水平井压裂酸化技术进行分析，具有重要的意义。

1 水平井的特点以及压裂酸化技术的原理

1.1 水平井的特点

对于石油行业而言，水平井通常是指井斜角在90°左右的油井，其透水段和滤管呈水平方向放置。水平井施工技术通常应用于天然裂缝明显、油气层较薄的油气藏，可以大大增加油气层裸露在外的面积，便于工人们施工和操作。

水平井有如下几个特点：首先，水在向着水平井的流动时，竖向分速度较大；其次，水平井的透水段同地下含水层之间的基础面积很大，在地下含水层的厚度较小的情况下，要采用水平井施工技术可以安装长的透水段；水平井的地表出口设置比较灵活，可以很好地躲避地表的障碍物，例如，树林、江河、公路等。在开采石油时，利用好水平井的优势可以增大集水建筑物与地下石油的接触面积，提高石油的开采速率。

1.2 水平井压裂、酸化技术的原理

在施工机械的前端装上准备好的酸性溶液，在比石油层压强大的基础上，将酸性溶液注入石油层，酸性溶液会迅速渗入石油层的缝隙中，发挥其强的腐蚀性将岩层腐蚀，从而使岩层的裂缝扩大、渗透性能提高，剩余的酸性溶液依然储存在缝隙前面，随后继续注入压裂液胶体，酸性溶液和压裂液胶体在返排过程中会发生破胶水化反应，会使石油层的导流能力提高。具体的溶液配制需要根据不同地区的岩层进行调整，一般在开挖施工前，要进行测试以选择适合的浓度的酸性溶液。

水平井压裂、酸化施工工艺在施工前灌注酸性溶液能够把地下岩石层的碎石等杂质充分溶解，提高地下岩石层的渗漏效应。通过这样的处理可以扩展岩石层的天然裂缝，大大减轻施工人员的工作量。与此同时，还可以为下一步施工提供一个方便操作的工作区域，便于实施砂粒溶液的填充工作，大大地优化了砂粒溶液的灌注工作。另外，前端采用酸性溶液腐蚀还可以分散单一的人工造缝方向，不会发生窜通边底水的现象。由此可见，水平井前置酸性溶液、压裂的施工技术具有非常明显的优势，关于压裂也可以采用整体压裂和分段压裂两种方式，目前应用较多的是分段压裂施工。水平井分段压裂、酸化技术可见图1，可以将酸性溶液置于管道前端先对岩层腐蚀处理，再利用分割器将水平井分段压裂。

1.3 常见的水平井压裂酸化施工技术

1.3.1 水力喷射压裂施工技术

水力喷射压裂技术将水力压裂和水力射孔技术结合在一起，技术可以划分成三个重要的步骤，分别是水力压裂、环空挤压和水力喷砂射孔。施工开始之前，需要做好准备工作，将合适的水力喷射工具安装好，随后开启水力喷射，在较强的水力喷射压力下，地层会出现很多孔道，离油井位置近的地层会在水力喷射的作用下形成裂缝，通过加大水力喷射的力度，裂缝会迅速扩展，最后形成更大的裂缝。随后可以开始第二步施工，即环空挤压施工，在环控挤压作用下裂缝还会进一步扩展，经过以上施工操作，油层完成压裂改造。在施工过程中，水力喷射压裂不容易被外界影响，其压裂过程是自动的，不用依靠机械外力就可以拧封隔，并且水力喷射可以同裸眼作业、套管作业共同开展。除此以外，水力喷射压裂有定向的特点，它可以准确地对底层进行定位喷射，水力喷射压裂技术也能减小对地层的整体压力，从而提高地层破裂后石油的开挖效率，水力喷射压裂施工技术也能够对地层实施分段压裂施工，进一步增加施工的便利，同时地层也不会遭受更大的破坏力。该技术具有很多优点，开挖石油的过程中可以减少石油储层的损害程度，减少压井操作的次数，并且施工操作简单，还可以获得显著的经济效益。通过调查研究发现水力喷射压裂施工技术的应用逐年增加，压裂液的体积和加砂量也不断增加，见图2。

文章来源：《农业工程技术》 网址: http://www.gcjszzs.cn/qikandaodu/2021/0708/2023.html