油井修井過程中解堵技術(shù)研究與應(yīng)用

引言：修井作業(yè)作為油田開發(fā)的一項(xiàng)重要工藝措施，對維持油水井正常生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)是必不可少的，它貫穿于鉆完井之后直到生產(chǎn)井報廢為止的生產(chǎn)全過程。復(fù)合解堵技術(shù)是一種新型的物理和化學(xué)解堵相結(jié)合的解堵增產(chǎn)增注工藝技術(shù)。

一、修井作業(yè)過程中傷害因素分析

修井過程中地層污染主要是修井液固相進(jìn)入地層造成堵塞;修井液液相進(jìn)入地層造成污染;原油中有機(jī)質(zhì)沉積后堵塞孔喉;修井液中的添加劑吸附降低。尤其對低壓低滲儲層，如果不采取保護(hù)措施，一旦造成污染幾乎不可能自行恢復(fù)，直接導(dǎo)致作業(yè)后單井產(chǎn)量下降。所以修井作業(yè)中實(shí)施油層保護(hù)對穩(wěn)定單井產(chǎn)量非常重要。儲層高孔高滲，孔喉較粗，修井液易浸入并導(dǎo)致較深的堵塞傷害。儲層泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松，水敏性強(qiáng)，粘土水化膨脹、分散、運(yùn)移，導(dǎo)致水敏性傷害。"儲層壓力系數(shù)低，地層虧空，大孔道，目前老油田地層壓力為原始壓力的70%左右。修井液漏失較嚴(yán)重，修井液只要侵入儲層，都會對儲層帶來或大或小的傷害。修井作業(yè)過程中的儲層污染主要來源于修井液。地層會受到各種污染，近井地帶的滲透率會因此降低，影響井底油液的流動。要保持油田的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，必須恢復(fù)和改善地層的滲透性。利用各種物理解堵方法產(chǎn)生聲波對地層進(jìn)行處理，可以清除近井地帶的機(jī)械雜質(zhì)、鉆井液和膠質(zhì)瀝青沉積，破壞鹽類沉積，并可形成不閉合的微裂縫。物理解堵方法對地層進(jìn)行處理后的地層及井筒中存在各種無機(jī)鹽垢類顆粒物及各種有機(jī)物蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)，處理不及時會產(chǎn)生沉淀導(dǎo)致二次堵塞污染油層。采用常規(guī)酸化方法解堵時，酸化作業(yè)存在效果穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，而且長期投入生產(chǎn)的油水井井底存在常規(guī)酸化解堵無法清除的無機(jī)物和有機(jī)物堵塞。復(fù)合解堵技術(shù)是一種兼顧物理和化學(xué)綜合作用的解除油層污染措施，對于非線性水力聲波處理后的地層注入復(fù)合酸來溶蝕各種無機(jī)鹽垢類顆粒物及各種有機(jī)物蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)，并及時進(jìn)行返排，防止其沉淀引起二次堵塞污染油層。該技術(shù)可以在一定程度上解決壓裂、酸化及其它物理或化學(xué)解堵方法的適應(yīng)性差、井內(nèi)無機(jī)物和有機(jī)物雜質(zhì)難以排盡等問題。

二、復(fù)合解堵技術(shù)的機(jī)理及特點(diǎn)

堵塞物主要有外來顆粒侵入與內(nèi)部顆粒運(yùn)移;粘土礦物吸水引起的傷害;無機(jī)結(jié)垢堵塞;有機(jī)結(jié)垢堵塞;細(xì)菌作用污染等等。注入物引起了油井堵塞，吸產(chǎn)液能力下降，注入量減少。其原因有注入液濃度過高而引起的堵塞和注入物質(zhì)量問題造成地層堵塞。但是，作為高分子溶液，富含大量活性官能團(tuán)，也存在對許多化學(xué)品的敏感性，造成局部或整體的變質(zhì)或變性。現(xiàn)場造成注入物變性的原因主要是注入管線或井內(nèi)的泥漿、增產(chǎn)增注劑造成聚合物絮凝，其化學(xué)機(jī)理是吸附作用為主。

1、復(fù)合解堵技術(shù)的機(jī)理

物理法解堵機(jī)理是利用油管柱將新型波發(fā)生器下至油層部位，通過地面設(shè)備經(jīng)油管柱打入高壓動力液，使波發(fā)生器產(chǎn)生持續(xù)的高能量的非線性水力聲波。非線性水力聲波作用于油層可以解除油田在鉆井、開采及修井過程中井下和地層的液體乳化、粘土顆粒運(yùn)移、沉淀物析出及機(jī)械雜質(zhì)對地層的污染，恢復(fù)近井地帶地層的滲透能力，改善流體的流動狀況，從而達(dá)到解堵增產(chǎn)增注目的。

新型波發(fā)生器所產(chǎn)生的非線性水力聲波對油層的作用機(jī)理如下：

（1）凈化作用：非線性水力聲波攜帶能量在油水層中的傳播，以振動和沖擊作用激發(fā)波場中的介質(zhì)，使介質(zhì)的振幅、速度及加速度發(fā)生顯著的變化，由于其時大時小的反復(fù)作用，破壞了封堵顆粒與油層間的結(jié)合力，產(chǎn)生松動作用，使沉積在油層孔隙內(nèi)的固體顆粒剝落，分散在液體中，然后被動力液帶走，達(dá)到疏通孔道的目的。

（2）對巖層裂縫的疲勞作用：非線性水力聲波以強(qiáng)烈的交變聲壓作用于地層，在地層內(nèi)產(chǎn)生周期性的張壓應(yīng)力，由于巖層在此應(yīng)力的作用下產(chǎn)生破壞所需的應(yīng)力比靜載荷下小得多，因此，當(dāng)聲波頻率和聲強(qiáng)達(dá)到某一域值時，地層會產(chǎn)生微裂縫網(wǎng)，從而提高滲透率。

（3）對有機(jī)質(zhì)沉積的溶解作用：在油流與地層通道的分界處，由于波場參數(shù)的差異，使非線性水力聲波的能量通過傳熱和粘滯機(jī)構(gòu)大大轉(zhuǎn)化為熱能，加之動力液中活性劑的作用，使油流通道中的有機(jī)質(zhì)沉積得以溶解，隨動力液排除。

（4）加速原油流動的作用：非線性水力聲波所產(chǎn)生的交變聲壓的持續(xù)作用，可以改變原油結(jié)構(gòu)，降低原油粘度，還可以減少巖層中的表面張力，加快原油向井筒的流動速度，因而提高原油產(chǎn)量。

2、化學(xué)法解堵機(jī)理

化學(xué)法解堵機(jī)理是通過擠注化學(xué)藥劑對于非線性水力聲波作用后的地層注入復(fù)合酸來溶蝕各種無機(jī)鹽垢類顆粒物及各種有機(jī)物蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)，防止其沉淀引起二次堵塞污染油層，由于非線性水力聲波作用于地層會產(chǎn)生微裂縫網(wǎng)，因此可使酸化液穿透地層的深度大大提高。為滿足不同地層條件，改善基礎(chǔ)酸液性能、提高酸化效果。

3、復(fù)合解堵技術(shù)的特點(diǎn)

復(fù)合解堵技術(shù)主要具有以下特點(diǎn)：

（1）該新型波發(fā)生器產(chǎn)生非線性水力聲波除基頻外，還伴有較低頻率的子波存在，比其它波具有更強(qiáng)的穿透能力，因此具有較大的處理半徑。

（2）該非線性水力聲波還伴有較高頻率的諧波存在，高頻諧波具有能量集中的特點(diǎn)，低頻波可作為它的載體將能量帶入地層深部，因此此波較其它類型的波作用于油層具有較高的換能效率，提高解堵效果。

（3）該非線性水力聲波會產(chǎn)生諧波畸變現(xiàn)象：也就是在聲波傳播過程中，能量由低頻向高頻轉(zhuǎn)移，使高頻能量不斷得到補(bǔ)充，提高了聲波在巖層中的傳播深度和攜帶能量的能力。

（4）新型波發(fā)生器克服了電超聲設(shè)備由于電纜傳輸沿程能量損失大，不宜作用于深井的缺點(diǎn)，克服了某些旋轉(zhuǎn)式水力波發(fā)生器作業(yè)條件苛刻的缺點(diǎn)（因?yàn)槿f一雜物進(jìn)入將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子破損，導(dǎo)致發(fā)生器不能正常工作）。

（5）復(fù)合解堵技術(shù)可根據(jù)不同井的地層條件及堵塞物狀況對該工藝做出適當(dāng)調(diào)整，可應(yīng)用于大多數(shù)常規(guī)解堵方法無法清除的有機(jī)物及無機(jī)物堵塞的油水井的解堵，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增注的目的。

（6）從解堵機(jī)理上看，采用物理解堵與化學(xué)解堵相結(jié)合的工藝可使解堵更充分、更徹底，其工藝合理，具有效果好、適用范圍廣的特點(diǎn)，具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性。

三、結(jié)論與認(rèn)識

1、復(fù)合解堵工藝技術(shù)采用物理解堵與化學(xué)解堵相結(jié)合的工藝可使解堵更充分、更徹底，其工藝合理，具有效果好、適用范圍廣的特點(diǎn)，具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性。

2、復(fù)合解堵技術(shù)通過物理和化學(xué)的綜合作用，能較好地解除低滲透油藏鉆井泥漿污染、油水井結(jié)垢、洗井堵塞、修井作業(yè)污染等機(jī)械雜質(zhì)及有機(jī)垢造成的油水井近井地帶污染，可以在一定程度上解決壓裂、酸化及其它物理或化學(xué)方法的適應(yīng)性差、井內(nèi)無機(jī)物和有機(jī)物雜質(zhì)難以排盡等問題。

參考文獻(xiàn)

[1]宋麗麗，任濤，劉炳森，任發(fā)俊.化學(xué)解堵工藝在靖邊氣田的應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用.2011（08）.

（作者單位：遼河油田分公司沈陽采油廠）