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原理→方案→设备→工艺→现场1、压裂过程：利用高压液体（压裂液）在井底生产层造成裂缝或扩展原始裂纹，再用支撑剂（砂子或其它固体颗粒）充填，以形成高渗透区域。
2、酸化过程：向井底注入酸液，以解除井底堵塞或溶去一部分地层岩石颗粒，从而提高油层渗透率。
近年来在裂缝性灰岩中发展了一种酸化-压裂联合处理的有效方法。
这种方法实质上是压裂，只不过用酸液代替了压裂液，不加支撑剂。
经过酸化-压裂处理后，可得到导流能力强，裂缝能力强的通道，增产效果好。
实践证明，进行压裂或酸化后，油、气井产量可增加几倍至十几倍。
酸化溶解物：基质矿物、堵塞物使用的主要酸液：盐酸、磷酸、硝酸或硝酸和盐酸压裂液及其原理有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。
压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。
当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开，形成较大的裂缝。
随着液体的不断注入，已形成的裂缝向内延伸。
为了防止停泵以后，裂缝在上部岩层的饿重力下重新闭和，要在注入的液体中加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以支撑缝面。
根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液，携砂液和顶替液。
1. 前置液：前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。
在温度较高的地层里，还可以起到一定的降温作用。
2. 携砂液：携砂液的作用是用来将地面的支撑剂带入裂缝，并携至裂缝中的预定位置，同时还有延伸裂缝、冷却地层的作用。
3. 顶替液：顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。
4．支撑剂：支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放后用以支撑裂缝的物质。
5．破坏剂：破坏剂包括破胶剂、破乳剂、降粘剂等。
破胶剂是用来破坏冻胶交联结构的。
破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，降粘剂用于减少稠化液的粘度。
6．减阻剂：减阻剂是通过减少紊流，减少流动时的能量损失来减少压裂液的流动摩阻。
油水井增产增注措施之酸化
通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝渗透性能的工艺措施称为酸化。
酸化按照工艺不同可分为酸洗、基质酸化和压裂酸化(也称酸压)。
酸洗是将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及垢等，并疏通射孔孔眼。
基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注人地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。
压裂酸化是在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。
酸化靠酸液溶蚀地层的岩石，改善油流通道，提高油井产量。
地层的岩石不同，使用的酸液也不同。
例如,盐酸对石灰岩的处理效果好，土酸对砂岩的处理效果好。
酸化施工时使用诸如水泥车、泵车一类的施工车辆，将酸性水溶液(如盐酸、氢氟酸、有机酸)注入地层。
注入的酸液会溶解地层岩石或胶结物，从而增加地层渗透率，使油气的产出、驱替水注入更加方便。
（油田酸化施工现场）
在酸化作业前后，准确掌握原油中的含水量，对于评估地层渗透性改善效果、优化生产策略至关重要。
ALC05井口原油含水分析仪通过实时监测原油含水率，能够即时反馈酸化作业对地层孔隙及裂缝渗透性能的影响，帮助油田管理者精准调整酸化方案，实现更高效、更经济的开采过程。
COSL/S&T –P02-2010 科研项目管理程序新型灰岩酸化技术评价中海油田服务股份有限公司中海油服油田化学事业部2011.11.29中海油田服务股份有限公司第o 页一、项目来源及目的意义随着钻井技术的发展和易开采石油天然气资源的日趋枯竭，人们正在把勘探开发石油天然气资源的目光转向难动用油气藏。
我国近年来也在加大对复杂油气藏的勘探开发力度。
然而由于这些探区的地质条件复杂，地层的不确定性因素很多使得开发工程难度大，施工工艺十分复杂。
例如与传统灰岩油气藏勘探开发相比，近年来遇到的高温高压，低压低渗、三明治式储层结构，重油或油气水混层等特点同时存在的灰岩油气藏，给开发生产带来了极大的困难。
这些难动用油气藏的开发多数都需要特殊的增产改造措施如新型灰岩酸化液体技术已达到预期效益。
另外近年来中海油服在拓展海外市场的过程中也不可避免地遇到了相同或类似的问题，然而许多增产改造措施依然停留在传统油气藏增产改造的技术水平。
例如在印尼WAKAMUK、KAJI SEMOGA区块复杂灰岩酸化改造中就需要在酸化技术方面有所突破。
因此，本项目将针对复杂灰岩油气藏开发生产中所存在的实际问题, 在灰岩酸化液体技术以及配套工艺方面进行开发和评价，形成一套完整的适合这类油气藏开发的新型灰岩酸化液体技术。
通过此项目切实提高此类油气藏的增产改造效果，也将中海油服在灰岩酸化核心技术和产品服务提高到一个新的水平。
二、国内外现状及发展趋势化石能源尤其是石油和天然气一直以来是人类社会赖以生存的主要能源形式。
然而随着人类对能源需求的急剧增长尤其是近些年来许多发展中国家如中国，印度的崛起大大加剧了能源供求关系的矛盾。
这也是近年来石油天然气价格快速增长的主要原因之一。
石油天然气价格的上升相应地也使许多中海油田服务股份有限公司第~ 1 ~页以前没有商业开采价值的油气藏开发成为可能，再加上近年来石油天然气勘探开发技术的进步，人们正在把勘探开发石油天然气资源的目光转向难动用油气藏。
简单讲难动用油气藏就是由于油气藏自身特点导致常规开发技术难以实现商业化生产的油气藏。
这些特点包括致密油气藏（低渗透率），低压低产（油藏能量不足），重油或油砂（流体粘度高，流动阻力大），复杂地层（高温高压，夹断层，复杂岩石组成），深海（勘探开发难度大成本高）。
近年来我国也在加大对复杂油气藏的勘探开发力度, 然而由于这些探区的地质条件复杂，地层的不确定性因素很多使得开发工程难度大，施工工艺复杂，成本大幅上升，因此这些难动用油气藏的开发多数都需要特殊的增产改造措施如新型酸化压裂技术才能达到预期效益。
这些适合难动用油气藏特点的新型酸化压裂技术不外乎分为三类：（1）新型酸化或压裂工艺，例如近年来逐步开发推广的水平井或垂直井分层或多段酸化或压裂改造（2）液体产品和技术，例如表面活性剂基粘弹性自转向酸（3）适合新型工艺的施工工具，如滑套式多层压裂管或膨胀式封隔器。
近年来中海油服在拓展海外市场的过程中也不可避免地遇到了相同或类似的问题，然而许多增产改造措施依然停留在传统油气藏增产改造的技术水平。
例如在印尼WAKAMUK、KAJI SEMOGA区块复杂灰岩酸化改造中采用简单盐酸酸洗改造很难达到预期的经济技术效益。
表1列出这些灰岩油气藏的主要性能。
本项目将针对复杂灰岩油气藏开发生产中所存在的实际问题, 在灰岩酸化液体技术以及配套工艺方面进行开发和评价，形成一套完整的适合这类油气藏开发的新型灰岩酸化液体技术，切实提高此类油气藏的增产改造效果，也将中海油服在灰岩酸化核心技术和产品服务提高到一个新的水中海油田服务股份有限公司第~ 2 ~页平。
表1 中海油印尼灰岩酸化改造现状回顾灰岩酸化历史，尽管1895年就开始第一次酸化改造处理，但由于受缓蚀技术的限制，真正灰岩酸化改造到1932年才兴盛起来。
之后经历了不同阶段发展出适合不同油气藏条件的灰岩酸化液体技术。
这些技术可以分两大类：（1）基础酸液例如盐酸，有机酸，非酸，乳化酸，固体酸等（2）转向技术如机械分隔器，树脂球，油溶或水溶性颗粒，泡沫，胶凝酸及自转向酸。
同砂岩相比，灰岩地层通常会呈现更高的非均质特点，因此灰岩酸化或中海油田服务股份有限公司第~ 3 ~页酸压时使用的转向技术显得更为重要。
由于机械转向方法增加了施工复杂性而且许多井况不适用，化学转向技术通常是灰岩酸化或酸压时所使用的转向技术。
表2是各种灰岩酸化化学转向技术的性能比较。
自从2001年斯伦贝谢使用清洁稠化自转向酸以来，在全世界范围内已经实施大约3500口井次的酸化或酸压改造，实践证明它是到目前为止灰岩酸化或酸压改造效果最好的新型液体技术。
国内从大约2005年开始这方面研究开发工作并取得一定成效，但由于酸化或酸压改造本身的复杂性，目前仍然处于实验或现场测试阶段，还没有形成成熟的核心配套技术。
当然这项技术仍然有些问题还需要解决：（1）价格昂贵（2）返排或破胶不好控制（3）与一些助剂或油藏配伍性能不好。
表2 灰岩酸化转向技术性能比较中海油田服务股份有限公司第~ 4 ~页中海油田服务股份有限公司 第 ~ 5 ~ 页三、项目主要评价研究内容、技术路线、关键技术指标和实验设备 (一)主要内容基于以上针对复杂灰岩油气藏酸化改造技术的回顾, 本项目将主要进行以下几方面的评价研究工作:1. 主体酸液体系的选择与评价。
主要实验设备（列于本建议书表5中）包括转盘反应器，岩心流动仪，微扫描仪，以及ICP 或原子吸收光谱。
实验内容主要通过以下三方面对主体酸进行针对性性能评价，确定适合印尼复杂灰岩地层的主体酸液体系，实验项目包括（1）井底或油藏条件下岩心在主体酸液中的溶解度，从而确定主体酸液体系对灰岩样品的酸溶能力（热力学特征），为现场酸液使用总量确定依据。
（2）井底或油藏条件下岩心在主体酸液体系中的反应动力学，从而确定无量纲准数，为岩心流动实验提供实验和理论基础。
（3）在上述实验基础上进行岩心流动实验，测定酸式孔洞形成的密度和长度(如下图1所示)，同时对实验流速与现场排量关联，为现场排量确定提供参考。
a b c图1 三种典型灰岩岩心酸溶流动实验结果(a-表面溶蚀，b-酸式孔洞，c-准基质酸化)2.新型灰岩酸化自转向液体技术的开发与评价。
主要实验设备有耐酸型高温高压流变仪和双或多岩心流动仪（列于本建议书表5中）。
实验内容主要通过以下两方面对转向酸性能进行评价确定适合印尼项目实际情况的清洁稠化自转向酸体系。
（1）油藏或井底情况下稠化酸及残酸的流变性能测量，从而确定转向酸（新鲜或残酸）的高温高压下流变学参数n，k值，n值的大小可以间接地衡量自转向酸的转向性能。
（2）在井底或油藏条件下进行双岩心流动实验，测量流量分布，PVBT，压降峰值与基线比值（Pmax/Po）以及大渗透率岩心酸透后小渗透率岩心的最后渗透率。
表3列举了典型常规转向盐酸和清洁稠化自转向酸的双岩心流动实验结果比较。
可以看到不论从流量分布和压降峰值（转向效果），还是PVBT 和小渗透率岩心的最终渗透率（灰岩酸化效果），清洁稠化自转向酸都优于常规转向盐酸酸化。
表3 双岩心流动实验结果比较中海油田服务股份有限公司第~ 6 ~页3.针对印尼复杂灰岩地层的技术适应性及配伍性评价（1）三明治储层结构灰岩酸化工艺研究在以上1和2研究内容基础上确立适合印尼项目复杂储层结构灰岩酸化工艺包括井筒准备（前置液），主要液体体系（主酸，转向酸），各级液体总量，转向酸总量，泵送排量等基本工艺参数，为现场施工作业设计提供基础数据。
（2）油藏与液体，液体与附加剂，液体与井筒及生产设备等硬件之间配伍性研究。
在分析诊断每口井地层伤害或生产未达预期值原因基础上，设计相应的地层伤害或酸化改造配伍性实验，确保酸化改造的准确无误，实现预期效益。
(二)技术路线1.确立不同井况下所需的主体酸液体系。
主体酸液与地层灰岩在井底情况下的反应动力学和热力学特征是决定灰岩酸化效果的主要因素。
我们知道酸蚀孔洞形成的长度和密度是衡量灰岩酸化效果的两个主要参数，而反应动力学和质量传递过程参数确立的无量纲准数达到优化值就可以优化酸蚀孔洞的长度。
同时单位摩尔数酸液量能够溶解的灰岩质量（热力学特征）又是形成多少酸蚀孔洞（密度）的标尺。
因此选择适合各种井况（特别是井底静止温度）下的酸液体系包括盐酸，有机酸（甲酸，乙酸），乳化酸，非酸，固体酸等对酸化效果至关重要。
本项目将以中海油服在印尼灰岩地层为研究对象，研究各种主体酸液与地层灰岩在井底情况下的反应动力学和热力学特征，从而确立适合这些地层的主体酸液体系。
中海油田服务股份有限公司第~ 7 ~页2.新型灰岩酸化化学转向技术。
与机械转向技术相比，化学转向技术由于方便易行而更受青睐。
然而对于三明治式而且物化性能如渗透率差异很大的灰岩地层，传统化学转向技术如变粘酸，油溶或水溶性暂堵颗粒，粘性聚合物溶液，泡沫等技术的转向效果受到质疑。
虽然清洁稠化自转向酸技术已经有十年的应用历史，但我们上面已经提到这项技术仍然有些问题还需要解决（1）价格昂贵（2）返排或破胶有时不好控制（3）与一些助剂或油藏配伍性能不好。
本项目将对新型粘弹性非伤害化学转向技术进行评价，开发出适合复杂灰岩油气藏（高物性反差三明治式地层结构，难返排，易伤害）开发的新型灰岩酸化化学转向技术。
3.应用工艺及配伍性。
在以上各项新型技术开发过程中，优化与施工工艺有关的各项参数如泵送程序，总液体量，排量，液体及施工过程质量监控程序等，尤其是结合施工工艺进行的配伍性研究如地层与各液体及混合物，油藏流体与各液体及混合物，液体及混合物与井内或地表设备之间的配伍性。
总结一整套与新型液体技术相匹配的工艺操作及现场质量监控条件。
(三)关键技术及指标1.中高温有机酸(90-150C)：研制新型高温灰岩酸化主体酸液体系，高温高压下稳定性好，反应速度慢，溶解度高，低或无腐蚀，配伍性好，安全环保，价格合理，现场使用简单.2.新型灰岩酸化化学转向技术（70-150C）：开发与灰岩酸化体系配伍的新型化学转向技术。
中高温高压稳定性好，转向效果明显，多功能（转向，增能，助排，缓速），配伍性好，无伤害，安全环保，现场使用简单。
通过多功能表面活性剂的使用，不仅可以保留现有清洁稠化自转向酸的各种优点，中海油田服务股份有限公司第~ 8 ~页而且形成具有更多功能的清洁稠化自转向酸，即易返排，改善酸液和地层反应动力学和热力学，成本降低，抗污染能力提高。
主要技术经济指标列于下表4中。
表4 新型灰岩酸化液体技术的主要经济技术指标（四）实验设备及任务表5 实验设备和任务一览表四、费用中海油田服务股份有限公司第~ 9 ~页RESEARCH & DEVELOPMENMT OF FLUID SYSTEMS FOR CARBONATE ACIDIZING表6 试验评价及相关费用中海油田服务股份有限公司第~ 10 ~页。
