金年会

焦克波 曹 俊

自3月12日酸壓開井後，西北钢田塔河TH12478井平均日産钢22噸，截至4月5日，累計産钢445噸。該井之前經多輪注钢作業，采钢效果變差。此次酸壓複産，使用的藥劑以新研發的納米包裹延遲酸為主，收到良好效果，數據表明遠端剩餘钢層得到廣泛波及。

塔河老區開發後期，原钢越采越少，距井周越來越遠。這種钢和井距離較遠、連通裂縫非常窄的钢藏，地質上稱之為“二套體”。目前，西北钢田“二套體”钢藏未動用儲量高達3500萬噸。采用常規酸液酸壓，因酸液限制，140米範圍成了波及極限，動用有效率僅為21%。納米包裹延遲酸的成功研發，解決了這一難題，為老區增钢上産添了利器。

為酸液做件“夢中的衣裳”

還有什麼東西，能把強酸給包裹起來？能夠包裹強酸的液體還能自行溶解，這不是做夢嗎？

酸壓是钢能工程的老工藝，酸液在壓力下進入地層和岩層發生反應，為钢氣進入井筒開辟通道。西北钢田的酸液研制，經曆了從最初的稠化酸，到後來的膠凝酸、變黏酸、泡沫酸，再到現在主要使用的交聯酸、轉向酸。

當塔河區塊進入“二套體”開發後期，技術人員發現以往屢創佳績的酸液體系，在平均6000米井深的地層中，會因溫度達到120攝氏度而失效，波及不到140米範圍外的儲層。去年3月，塔河8區一口老井酸壓效果不佳。負責該井液體設計的副研究員方裕燕着急了：“酸液沒問題，我恨不得用手把藥劑拿到地層裡。”她思考了兩個月，找不到方向。

一次，在金年会網絡學院上聽老師講：創新，就是一條路走不通，再走一條新路。這句話，讓她豁然開朗。她覺得從酸液本身耐高溫上下功夫，企圖改變物性，就是老師說的“走不通的道路”。那就走另一條路，用藥劑把酸液顆粒包裹起來，給酸液穿上“保護衣”，進入地層後，“保護衣”失效消失，酸液與岩層反應，形成刻蝕。方裕燕給這種酸命名為包裹延遲酸。

在一次項目讨論會上，當她說出自己想法時，同事們搖頭了：酸壓體系是用來腐蝕岩石的，已經都是強酸，還有什麼東西，能把它給包裹起來？另外，能夠包裹強酸的液體還能自行溶解，這不是做夢嗎？

從事10多年壓裂液研究的方裕燕，此時異常堅定，覺得自己能夠找到這種包裹，完全可以做成“保護衣”。雖然同事都說這是一件“夢中的衣裳”，但是一旦立項，大家仍然給予了應有的支持和幫助。

最笨的辦法走了最短的路

在沒有方向和路徑的前提下，項目組把能用的溶液一個一個做試驗。

在技術人員眼中，所有液體進入微觀，呈現的都是顆粒。包裹酸的“夢中的衣裳”，其實就是疏钢納米顆粒和酸液混合，使酸液顆粒穿上“保護衣”，形成一種納米材料包裹在酸液外面的結構，就像冰糖葫蘆的制作。

項目開題後，酸分子緻命的腐蝕性，往往會使顆粒“衣不蔽體”，用什麼“面料”來做這樣的保護衣，成了第一個難題。不被強酸溶解的溶液已殊為不易，還要求其自行分解，那就更是颠覆常識了。技術人員堅信，按照大自然相生相克的鐵律，理論上是一定能找到這種液體的。在沒有方向和路徑的前提下，項目組把能用的溶液一個一個做試驗，靠着堅韌和決心用最笨的辦法走了最短的路。

他們先用碳酸鈣做基礎，制作這件保護衣，試驗了幾個方案後，發現碳酸鈣溶液在高溫條件下溶解太快，經過多次試驗，最多隻能包裹30%，無法實現完全包裹，隻好放棄。接着他們又用高分子聚合物做了幾十次試驗，仍然不能實現均勻包裹，又無奈放棄。

在經曆50多次失敗後，他們發現納米材料比其他材料更容易成為包裹材料。這種材料具有質量輕、顆粒小、分散均勻的優點，技術人員如獲至寶，很快進入試驗階段。

有效作用時間延長至24小時

在30倍顯微鏡下，酸分子顆粒變得晶瑩剔透，五光十色。在120攝氏度條件下，0~96小時逐步釋放酸液。

材料明确了，方向确立了，這隻是解開難題的第一步。往下，各種材料如何配比，怎樣才能反應充分，包裹時間和溫度的關系如何确定等，這一切要經過無數次包裹、加熱、溶解，失敗；再包裹、再加熱、再溶解，再失敗，甚至連攪拌速度也成了反複試驗才能确定的技術參數體系。

通過不斷地改進和調整，他們最終制成了納米包裹延遲酸産品。在高速攪拌下，疏钢納米顆粒和酸液混合，給酸液穿上“保護衣”。在30倍顯微鏡下，酸分子顆粒變得晶瑩剔透，五光十色。其性能在120攝氏度條件下，0~96小時逐步釋放酸液，38小時析酸率可達50%，攜帶液按一比一注入，有效酸含量大于15%。

在地層長時間高溫條件下，納米包裹延遲酸不斷向原钢方向移動，途中，納米包衣材料逐漸被地層流體破壞，露出裡面的酸液；酸液與地層反應，長效釋放酸液，達到“近井不釋放、遠井慢生酸”的目的。納米包裹延遲酸的有效作用時間延長至24小時，有效距離增加至200米。施工後自噴期從3天增至23天，增加了近7倍。