水力脈沖解堵技術的實踐探討

賀雪紅 楊嬙 劉偉（陜西省榆林市靖邊縣靖邊采油廠，陜西 榆林 718500）

水力脈沖解堵技術的實踐探討

賀雪紅 楊嬙 劉偉（陜西省榆林市靖邊縣靖邊采油廠，陜西 榆林 718500）

在油田開采過程中，會因為機械雜質、乳狀液侵入、反應生成物沉淀、礦物質沉積等問題，造成油井堵塞，影響了油田正常開采作業的順利進行，導致油田開采量降低，嚴重時會出現停產現象，不利于油田資源的充分開發和有效利用。水力脈沖解堵技術可以在不破壞油層結構、污染油質的前提下，快速、有效解決油井封堵問題，在提高油井產量方面發揮著重要作用，并且該方法易于操作，成本較低，在油田開采作業已經得到了廣泛應用。文章對此進行了詳細分析，對解決油井堵塞問題具有啟示作用。

油田開采；水力脈沖堵；工作原理；實踐應用

油井解堵一直是油田開采作業中的一大難題，解堵效果的良好性，會直接影響到油井產量高低，只有徹底解決油井堵塞問題，將各種雜質和沉積物清理干凈，才能提供更加暢通的通道，便于油氣輸送和注水操作，以實現油井增產增注目的。與傳統油井解堵技術相比，水力脈沖解堵技術具有清洗效果好、施工操作方便、成本低等優點，并且可以保證油層結構的穩定性，也不會造成環境污染問題，應用優勢突出，是解決油井堵塞問題的首選技術。

1 應用水力脈沖解堵技術的必要性

對于含水量及油液粘稠度較高，或者滲透率較低的油田來講，在開采過程中，機械雜質、鉆井液雜質、反應生成物、稠油和污垢等，會逐漸沉積在油井中。受油井開采機械振動的影響，這些沉積物會不斷發生移動，在進入到后期開采階段后，便會逐漸填充到油井周圍的孔隙中去，造成油井堵塞現象，而稠油和污垢還會造成炮眼堵塞。當出現油井堵塞現象時，會大大降低油層滲透率，導致油氣流通和注水困難，油井產量隨之下降，當堵塞嚴重時甚至無法出油。當前，油井解堵技術多種多樣，常見的包括普通酸洗發、水力振動法、電液脈沖法等，但是這些方法都存在一定的局限性，存在清洗范圍小，解堵效果差、操作難度大、作業成本高、容易造成環境污染等問題，而水力脈沖解堵技術可以有效避免這些問題的出現，可以對油井起到了良好的清洗效果，所以，在油田開采作業中，應用水力脈沖解堵技術是非常有必要的[1]。

2 水力脈沖解堵技術作用機理和工作原理

在應用水力脈沖解堵技術之前，需要先了其作用機理和工作原理，為實踐應用提供理論依據，確保水力脈沖解堵技術的正確、科學、規范應用。

2.1 水力脈沖解堵技術作用機理

水力脈沖解堵是利用水力脈沖發生器實現的，在實際應用過程中，水力脈沖發生器會以較低頻率運轉，對周圍地層起到振動作用，振動產生的能量，可以剝落孔隙中固體物質表面的附著物，這些附著物會隨著液體流動從孔隙中被清洗掉。另外，原油結構也會因振動而發生變化，顯著降低了其粘稠度，油液內部吸附力減小，流動將會變得更加容易。同時，水力脈沖發生器運行時，將打破毛管力平衡狀態，油液滲透阻力明顯降低。水力脈沖發生器所發出的能量，會以較小的衰減程度在儲層中傳播，清洗范圍較廣，所產生的液壓波能量也更為集中[2]。

2.2 水力脈沖解堵技術工作原理

水力脈沖解堵技術，是利用水動力形成較強的液壓波，再借助專業工具將液壓波作用于地層中，使其再沿著地層孔隙傳播時，產生振動作用，將孔隙中的雜質清洗干凈，進而實現油井解堵。水動力液壓波在傳播過程中，其所帶有的能量，會在液體與孔隙相互摩擦作用下不斷減弱，直至消失，液壓波能量衰減情況與傳播距離有著直接關系，兩者呈正相關關系。在利用水力脈沖解堵技術時，激發巖石振動所需能量較小，利用聲學知識，再結合傅里葉變換和拉普拉斯變換，經計算可以得到動力壓力損失與孔道長度之間的具體關系，結果表明，當水力脈沖發生器振動頻率分別為2×104—1010Hz、1×102—1×103Hz、10-50Hz時，水動力液壓波在地層中的最大傳播深度分為為2cm、1m和2.5m。在應用水力脈沖解堵技術時，需根據實際需求，選用最為合適的振動頻率[3]。

3 水力脈沖解堵技術的實踐應用

為分析水力脈沖解堵技術在解決油井堵塞問題時的具體應用，在實驗室進行了測試，并根據現場應用效果，進行了總結。

3.1 水力脈沖解堵技術試驗評價

某油田儲層具有滲透率低、質地不均勻特點，為實現水力脈沖解堵技術的良好應用，在該油井周圍選取3塊巖心，在實驗室進行了試驗。在試驗過程中，先利用基液對采集的巖心各項基本屬性參數進行測定，包括滲透率、PV值等，滲透率用K0表示。等到10PV后，利用水力脈沖解堵裝置對其施加水壓，脈沖10min后暫停10min，反復操作三次后，得到此時巖心滲透率為K。最后將施加水壓后巖心滲透率大小，與其初始值進行比較，用K0∕K表示兩者之間的關系，得出最終試驗結論[4]。

在此次實驗一共進行了三次脈沖操作，對應的巖心滲透率出現了三個峰值，在最開始操作階段，水力脈沖解堵裝置會因為活塞運動而出現孔隙，導致壓差迅速減小，在持續進行水力脈沖后，液體會逐漸填充嚴實孔隙，壓差會隨之趨于穩定。在試驗過程中發現，利用水力脈沖解堵技術后，能夠有效提高巖心滲透率，且巖心原始滲透率越小，提升效果越明顯。但同時，巖心滲透率是否提升，取決于水力脈沖發生器振動頻率，兩者之間差值越小，則巖心滲透率提升效果越明顯，當兩者之間出現較大差值時，巖心滲透率不會出現加大提升，甚至可能會出現下降現象。另外，當振動強度較大時，發現3塊巖心樣本出現了不同程度的損傷，滲透率與之前相比變化不明顯。試驗證明，在儲層滲透率較低的油井中，應用水力脈沖解堵技術，具有較高的可行性，能夠大幅提升儲層滲透率，進而解決油井堵塞問題。

3.2 水力脈沖解堵技術現場應用

在油田開采作用中，應用水力脈沖解堵技術時，需要先了解水力脈沖發生器的結構特點以及工作原理，對油井及儲層情況進行全面勘察，找出造成油井堵塞的主要原因，根據油井堵塞程度及儲層滲透率大小，對所需脈沖能量進行計算，并利用電腦軟件構建儲層模型，通過模擬得到儲層孔隙具體情況，以此為依據，確定解堵液量。在操作水力脈沖發生器時，使其振動頻率盡可能的與巖心固有頻率保持一致，并控制好振動強度，既要提供足夠的能量，擴大孔隙，又要避免對儲層結構造成損壞，提高儲層滲透率。并且，在實踐過程中，為增強脈沖強度，將試驗時的操作次數從3次增加至6次，并將工作壓力超過了油層破裂壓力的90%。該油田應用水力脈沖解堵技術后，油井解堵問題得到了有效解決，成功率高達98%，單井每日產油量提高了0.5—5.0倍，最高提高了8倍以上，同時，產油量的提升帶來了更加客可觀的經濟效益。實踐證明，水力脈沖解堵技術應用效果良好，值得大力推廣和應用。

4 結語

水力脈沖解堵技術與傳統解堵技術相比，不僅能夠實現較為理想的解堵效果，可以徹底清洗油井孔隙，而且還能夠保證油層結構的穩定性，也不會對油液造成污染，施工操作比較簡單，成本較低，在提高油井產油量的同時，還具有較高的經濟效益。經試驗及實踐證明，在油田開采作業中，應用水力脈沖解堵技術，可以快速、有效解決油井封堵問題，尤其是在儲層滲透率較低的油井中，有著較為理想的應用效果，對促進我國油田開采事業的發展意義重大。

[1]饒鵬,蒲春生,劉濤,等.水力脈沖-化學復合技術在青海尕斯油田的應用[J].陜西科技大學學報,2013,(2):80-84.

[2]王浩.隴東油田某區塊水力脈沖解堵優化[J].石化技術,2015,(11)：104-104.

[3]程世偉.水力噴射工藝在油田解堵、除垢的應用[J].中國化工貿易,2015,(21):68-68.

[4]李影,姜楠.水力深穿透解堵技術在采油廠的應用與研究[J].石化技術,2016，（12）：80-80.

賀雪紅(1987-)，女，漢，陜西延川，本科，助理工程師，石油工程。楊嬙(1987-)，女，漢族，湖北宜昌，西安石油大學，本科，工程師。

劉偉(1969-)，男，漢，陜西靖邊，本科，助理工程師，石油工程。