油井解堵技术研究及应用

油井解堵技术研究及应用【摘要】为保证油田持续高产稳产的需要，许多油田二次加密井数量增多。与此同时，新老油水井油层堵塞污染的情况也不同程度地表现出来，有些区块表现得相当严重。为提高油田的最终采收率，必须研究新的技术和方法，改善油层的渗透率。本篇论文就是通过查阅国内外有关油井解堵技术的论文文献，归纳总结了。【关键词】油井解堵油层渗透率近年来众多国内外专业人士致力于油井解堵技术的研究，开发研制了各种不同的解堵技术。根据油井地层特点和堵塞性质的不同，在采用解堵措施时，应针对具体情况，选择合适的解堵技术。1油井地层堵塞机理和特征地层堵塞的特征是多方面的，几乎所有的井在堵塞前都有一定的前兆，如油井产液、产油、含水、动液面、地层压力、井底压力、出油剖面等方面都会有所显示，因此，识别地层是否堵塞是容易的，但要回答诸如堵塞的特征以及如何解堵等深层次的问题就显得较为困难。1.1油井堵塞机理（1）历次作业对地层造成伤害。在油气田开发过程中，由于地层内岩石颗粒、流体成分非常复杂，外来的注入流体与地层接触会产生一些堵塞物，如钢铁的腐蚀、细菌繁殖产生的有害无机离子和细菌菌体及代谢产物，这些物质沉积在射孔炮眼周围或进入油层，使地层的渗透率大幅度下降。（2）不合理的开采方式及生产参数导致油井堵塞。为了取得较高的原油产量，现场一般采用较大的生产参数，在用大压差生产过程中，会出现液面下降，产液能力下降的现象，这在一定程度上是由于地层中的微粒运移和流体运动阻力增加造成的。（3）注入流体与地层流体不配伍。在开发和施工作业过程中，注入流体与地层流体不配伍可在地层内形成盐垢、乳化物或细菌堵塞，使孔隙吼道流通断面不断缩小，地层渗透率不断降低。1.2油井堵塞特征（1）以堵塞成分看，具有一定的规律性。对于生产时间极短的井，堵塞物大多以有机物为主；对于生产时间较长，以往又进行多次增产措施的井，其堵塞物成分往往相当复杂，从总体上看，表现为有机物和无机物并存。（2）大部分井堵塞半径较小，集中在近井地带3～5m以内。对于高压、高产井来说，由于油流入井后压力大幅度下降，造成各种垢和微粒在射孔孔眼附近堆积。因此，近井地带堆积的堵塞物较多，且强度较高。对低压、低产井来说，由于流速较小，堵塞物会在较深部位沉积。（3）入井流体的伤害是造成油井堵塞的一个重要原因。来自注水、作业、修井等措施的入井流体如果选择不当，则会造成地层细菌发育、结垢、地层润湿性的改变以及二次沉淀等危害，以地层中细菌发育和结垢最为严重。2物理解堵法2.1井下电脉冲解堵井下放电技术是在充满水或油水混合物的井里，产生一定频率的高电压脉冲电流，对地层激发周期性压力波和强电磁场，产生空化作用，解除油层污染。电脉冲解堵增产机理主要有三个方面：（1）反复辐射可以转换成压力波，能够改造裂缝和产生新的微裂缝；（2）在脉冲作用下，压差交替变换大小和方向，使液体由滞留区向排液活动区流动；（3）产生压力波和空化作用，解除油层孔道里的沉积物，起到解堵作用。电脉冲解堵技术主要适用于产量递减比较快，油藏动用程度差，油井供液能力低、裂缝连通性差、注水水窜严重、水驱油效率低及原油乳化物堵塞严重的区块。2.2负压法地层解堵技术此增注工艺是借助于悬挂式封隔器与井下负压发生器来实现的。地面泵组负责输送工作液，通过负压发生器，对地层造成一定的负压，在给定的处理时间内保持不变；停止泵送工作液，负压发生器停止工作，地层恢复静压。以开、关地面泵组的方法，对地层造成压降，从而对地层形成瞬时的、周期性的、可控制的负压，实现对井底近井地带的处理。负压法地层解堵增注工艺适于确认因地层堵塞而使注水量下降的老井，以及进行酸化、表面活性剂解堵措施前（用于提高酸化效果）或后（用于彻底排酸，减少二次伤害）的井。该措施使用应避开油层出砂、吐砂严重的井，以免造成卡井事故；避开近期水力压裂的井，以防压裂砂返吐。负压法地层解堵技术是一种实用可靠的解堵增产技术，在实际的应用中它有处理效果好，有效期长；施工工艺简单，施工费用低；对地层无任何伤害；用负压方的同时可实现强采强排。特别是酸化后的井，不仅能彻底排酸还能简化排酸工艺等优点，所以应用效果良好，具有较高的推广价值和广阔的应用前景。2.3水力振动解堵水力振动解堵是借助一种专门装置-水力振动器形成振动冲击波，并使振波在地层孔隙通道中传播，从而使堵塞物松动或疲劳破裂并脱落，达到清除岩石孔隙中堵塞物的目的。现场使用证明，水力振动解堵技术与酸化解堵技术具有同等的解堵效果，特别是井壁解堵。水力振动解堵可单独作为增注措施应用，也可同酸化解堵一起使用，即先酸化后振动。在使用水力振动法解堵时，振动频率应根据污染深度来确定，振动压力不得超过地层破碎压力，以免造成新的油层污染。在选择作业井时，一般要求油层埋藏较深，油层压力较高，射孔井段与油层井段一致，使用振动解堵效果最佳。如果注入水为工作液，油层压力必须高于静水柱压力，这样，被振开的堵塞物才有可能从油层间回流到井筒而被举升出地面。水力振动解堵技术适用范围广，对环境无污染，施工简便安全，综合成本低；对地层及油、套管没有伤害；声波解堵技术是一种物理方法，能较好的解除泥浆污染、泥质粉沙、垢、机械杂质等造成的油水井近井地层堵塞。配合其他化学药剂解堵效果会更好。但由于自身的作用机理在实际应用时存在能量衰减快，作用半径小，不适合深度堵塞油水井应用；可以解除井壁附近地层的污染堵塞，但无法防止地层微粒的再次运移，所以有效期较短；能量作用存在盲区，有的炮眼冲击不到影响了成功率等问题。2.4高压水射流解堵高压水射流解堵技术是利用井下可控旋转自振空化射流解堵装置，同时产生低频旋转水力波、高频振荡射流冲击波和空化噪声（超声波），三种物理作用共同作用于地层来达到解堵的目的。高压水射流还可以与其他方法结合进行复合解堵，使解堵效果更好。施工过程中确保泵压达到设计要求，中途不得停泵；必须停泵时，及时大排量彻底反洗井，防止砂埋井下管柱，造成卡钻。储层埋藏浅，成岩作用弱，胶结疏松，出砂较严重的油层，应先进行化学防砂预处理，再实施高压水射流深穿透解堵，避免造成地层垮塌。采用与地层配伍性好、粘度低的轻质工作液，有利于冲蚀穿透地层岩石，提高解堵效果。高压水射流技术施工简单、成本低，对地层因外来固相颗粒、机械杂质侵入、地层出砂、粘土膨胀、原油胶质、沥青质堵塞近井地带造成地层渗透率降低，解除堵塞增产效果显著。尤其适用于具有酸敏、水敏物性，不易实施酸化等其他解堵措施的油水井。对低渗透层、堵塞严重的井可采用高压水射流解堵和酸化解堵联作的方法以提高解堵效果。但不适合地层压降大的易漏失地层、出砂严重的地层、深部污染、堵塞地层，且地上高压设备技术不成熟因定位问题井下喷嘴的数目有限制。3结论（1）在使用解堵增注技术时，必须首先分析堵塞原因及性质，选择合适的方法，同时还须注意防止引起新的地层伤害。（2）为了提高解堵效果，延长有效期，可采用多种工艺技术综合使用的方法。例如可以在高压气体压裂后再进行酸化处理，这样的解堵效果很好。（3）严格控制注入水的质量，合理开发油田，防止地层堵塞。参考文献[1]水井解堵增注技术综述.北京地质出版社，2004.3[2]地层堵塞特征及解堵技术研究.中国石油大学（北京），2003.6