復合解堵技術在油田的應用

孫 奧

（大慶油田化工有限公司東昊分公司，黑龍江大慶 163000）

大慶油田現有的老區已基本進入高含水開采期，在周邊地區持續開工的同時，老區的穩定也起到了很大作用，包括自噴期、注水期、注聚期，油層在開采過程中，往往會遭受各種損傷，這些損傷嚴重地影響著油田的正常生產，因此，在油田開發受到限制的情況下，必須采取相應的解堵措施和增產措施。壓裂和酸化是一種較好的解堵和增產措施，近年來已有較大的發展，由于超聲波的物理和化學原理，在不引入新的污染物、不會對油層造成損傷的情況下，可以在整個采油過程中得到廣泛的應用，而且工藝簡單，操作簡單，經濟效益高。

1 試驗區概述

薩中地區西過渡帶是薩爾圖油田西翼的邊緣地帶，分別是北一區、西一區、西三條帶，其中北一區帶表內地質儲量772.57×104t；西一區表外地質儲量279.6×104t；西三條表外地質儲量279.6×104t，合計地質儲量1 052.17×104t，薩葡油層的沉積環境為一河三角洲，是一種碎屑巖型儲集層，其巖性以細砂巖、細粉砂巖、泥質、粉砂為主，其中以長石27%～55%、石英29%～40%為最多。粒級主要是細沙，平均粒徑在0.08～0.175 mm，分離因子為2.1%～4.8%。砂粒的研磨圓度主要是膠結松散，以接觸型、孔隙型膠結為主，以黏土類（6%～16%）為主，碳酸鹽次之，低于6%。膠結物中以高嶺石為主，伊利石次之。薩中開發區西部過渡區的薄差油層及其表外儲層主要為粉砂巖、泥質巖等。儲層主要以天然孔隙顆粒間孔為主，孔隙度24.4%～25.2%，初始含油飽和度65.5%～68.2%。

2 儲層傷害因素

在油氣田開發全過程中，由于各種因素影響，油藏原油的自然屬性會發生物理、化學、生物等改變。儲層傷害包括以下類型。

1）化學損傷：是指由于儲集層巖石與外部液體之間的交互作用，或由于外部液體與地層液體之間的不匹配而造成的損害。主要包括黏土膨脹、黏土分散、化學吸附、地層溶解、乳化等。

2）微生物破壞：在低于90℃時，會形成菌群和黏液，從而阻塞巖層。細菌分泌的黏稠的多糖聚合物吸附于干燥地層，會阻塞油氣層；某些細菌會發生氫還原反應，使地層設備發生點蝕、氫脆，而某些厭氧菌則會在地層水中將元素硫還原為硫化氫的毒性氣體。

3）熱損：是指礦物的遷移、溶解（礦物溶解度隨著溫度增加而增加，當熱液流入地層和開采井時，熱液冷卻，溶解于熱液中的礦物顆?；虺恋砦镌俅纬恋恚斐傻貙佣氯櫇穹崔D（在溫度上升時，地層趨向于親水性，但在高溫下，容易從高溫變為親油），以及由高溫引起的顆粒的熱應力裂變所引起的顆粒膨脹。

3 解堵技術現狀

3.1 物理解堵技術

強負壓解堵技術是將管柱降至設計位置，采用強負壓解堵裝置、助抽裝置，利用工作機作為動力，將管柱整體提起，在油層中形成強大的負壓，通過多次雙向抽吸振動，將堵的雜質從油層中排出，打通了孔隙通道，提高了滲透率，從而實現了增產。

3.2 化學解堵技術

化學解堵技術是利用化學解堵劑對儲層進行化學溶解，利用解堵劑（含酸液自身及多種助劑）的化學溶解作用，使其與巖體中的黏土、礦物等物質發生化學反應，提高油層的滲透性，改善油氣水的流動狀態，從而達到增產增效的目的。本文引進化學解堵技術包括：原油增溶清蠟防蠟技術、緩酸解堵技術、低溫自生能源解堵技術、多元酸解堵技術。

3.3 復合解堵技術

3.3.1 振動沖擊破碎法

沖擊-振動復合解堵法是指在目標層附近，火藥迅速燃燒，產生大量高溫、高壓氣體，在近井區形成多條放射狀裂隙，“微錯位”和碎硝支護，不能完成整體聚集，提高了儲層的導水能力。在“聚能解堵”動力過程中，受壓力沖擊波和高溫的影響，對受污染和各種機械雜質或有機堵塞的油層有較好的解堵效果，從而使其滲透性得到相應的改善，提高了油田的產量。

3.3.2 豎向射流解堵工藝

垂直噴射復合解堵技術是將預先設定好的高壓液體通過過濾器、阻尼器進入脈沖發生器的噴口，從而使其具有較強的噴射能力，并使其在剪力飽和周圍的堵塞物之間發生松動和脫落。然后再注入一種化學解堵劑，這種解堵劑可以將有機堵塞物溶解，并與巖石（污垢）發生反應，消除無機阻塞物，恢復地層滲透率，有效解除近井和深層污染，實現解堵和增產的目的，從而為油田生產與可持續健康發展打下基礎。

4 超聲波解堵井況及選井原則

4.1 超聲波解堵適用井況

由于超聲波的作用距離有限，如圖1所示，僅在近井段才能取得長期的解堵效果。因其降黏、防蠟、提高滲透率等功效，僅限于使用區域，完成井啟抽后，可將該區域的液體吸干。因此，超聲技術適合于油水井的解堵。要求：①井眼深度不得大于3 300m；②套管完整，不發生變形；③不嚴重的出砂不會使發射機在超聲波作業中被埋；④地層中油儲量由于堵塞而減少；⑤新井中的泥漿被堵塞；⑥地層中有能源，滲透率不小于103μm2；⑦井斜度不大于200m。

4.2 超聲波解堵選井原則

針對薩中地區的實際情況，結合超聲波解堵技術的特點，確定四個基本的選井準則：①酸化、解堵有效期在90d 以內的注水井；②多次酸化、解堵均不能達到目的的注水井；③注水量大幅降低的注水井；④常規洗井不起作用的注水井。

依據以上原理，對8口注水井進行了超聲解堵，并對注水井的欠注層段進行實驗研究，超聲波井下處理詳情如圖2所示。

圖2 超聲波井下油層處理

5 超聲波解堵試驗操作步驟

5.1 安全準備工作

到達現場后，在井口10～15m 處停車，以保證作業的安全；技術人員到達現場后，要在最短的時間內確定井號，防止判斷失誤；班組安全員要做例行的安全報告，向井下解釋，細化分工，檢查勞保用品情況：工服、工鞋、安全帶等，明確操作中安全注意事項；在井場周圍拉安全警戒線，立安全警示牌，安全距離15～20m。

5.2 井口排空、卸壓

采用快速連接的放空閥，在安裝過程中，要將卡箍螺栓對稱地扣住，防止滲漏；關閉進水閘門時，應側向操作，不可對齊，使用“F”型扳手；緩緩開啟泄水口，排放的污水經水管進入下水道，以防止污染；排氣時間通常為10～15min，且無明顯溢流。

5.3 安裝防噴管

檢查防噴管的絲堵狀態，如果有破損，應維修或替換；如果有任何損壞，應維修或替換；如果有任何損壞，應維修或替換；檢查防噴管中的放氣閥開關是否正常，如果開關不靈活，應維修或替換；在安裝過程中，用手對著螺絲，用管鉗將其擰緊；安裝防噴管防拉裝置，它包括三個部件：鏈條管、連接管、地面支撐座。鏈條接管與防噴管絞環相連，鏈管與連桿管相通，連接管與地面支承相接，保證支承支座與地面固定，并在安裝后與解堵車絞盤在一條直線上，從而為油田生產與可持續健康發展打下基礎。

5.4 進行通井操作，確保超導棒順利通過

檢查鋼索與鉆具的接頭是否良好，接頭應牢固；鋼絲與滑輪槽的固定要緊密，以免出現凹槽；若遇到阻礙，應多次重復，以保證管道的通暢。

5.5 往井下導入超導設備

將超導桿固定在超導解堵車的特殊超導支架上；檢查超導桿及超導桿接頭，是否密封性良好，保證不漏水；檢查超導棒防震桿和橡膠底座的固定情況，保證安裝牢固；超導棒和振動棒的連接要牢固，防止搖晃時被拋出；專業人員將超導裝置小心地放入井桶，將超導電線插到滑輪槽里，固定好電線以防跳閘，保證電線在移動時不會掉線，保證滑輪槽、超導線、馬丁代克計數器、噴嘴防拉器、解堵車都排成一條線。

5.6 進行超導解堵操作

根據水井數據表，確定超導層位，在每個超導層位，以每個1m 進行超導，最后確定超導點數，超導井的超導大概需要8h，到達第一個超導點后，啟動超導解堵車的發電機，將電壓控制在200～220V；開啟“油水井解堵控制器”，一般電流為10～20A，管柱內部和層間有大量的雜物和堵塞，電流為20～25A，頻率為20 000次/s；密切關注“油水井解堵控制器”的電流變化，如果電流突然增加，就必須停止工作；對該井進行反沖洗，洗出超導后的雜物，用自來水管線反沖洗井，吐出井底雜物（超導形成的破碎物），吐出水量預計在10 000立方米左右。

6 解堵方案優選

6.1 增產井的選擇

對油井產量的變化進行診斷，并繪制出油藏產量隨時間變化的曲線，當油藏產量曲線出現異常下降時，說明油井中有油氣層損害；根據油藏預測，以日產量75%以下的油井為潛在油井。

6.2 儲層傷害診斷

為了更好地了解油井所屬區塊的儲層物性和流體特性，必須編制出影響油氣層損害的主要因素調查表，以準確地判定油氣層的污染因子。主要是根據以前不同油井的巖芯分析數據，建立各個油層的物性統計數據庫；收集近年來油井的含油數據，建立各油區的流體特征數據，并對各油區的注水和洗壓井進行采樣，建立各油區注入水的分析數據庫。

要對油田的開發歷史進行全面的了解，對油田的近期生產、修井等進行全面的掌握。綜合以上資料，力求正確地描述油藏損害的特點，其中最常見的損傷因子為：顆粒遷移、黏土膨脹、無機污垢、有機沉積、乳化、異物阻塞、水鎖等，根據可能發生的堵漏原因進行分類，選擇最有有效的解堵措施，并進行施工設計。

6.3 解堵技術確定

針對不同類型的解堵方法，提出相應的選井方法，以提高防滲效果，并結合各自的技術特征，制定相應的選井準則及范圍。

（1）強負壓解堵技術是利用物理方法，通過產生較大的負壓，解決由于固體粒子進入油層和低滲層發生的水鎖現象，選擇以下幾個主要原則：地層滲透率高，孔隙度大，容易將外來固體顆粒引入孔道；地層滲透率低，但容易形成水鎖；地層膠結性好，不容易出沙。

（2）沖擊壓裂振動解堵技術是利用壓力壓裂地層來改善低滲透層的導流能力，用化學藥劑處理油井中有機物堵塞的問題。

（3）豎向射流解堵技術是利用高壓液流沖洗炮孔，以消除油水井炮眼周圍各種堵漏，用注解堵液解決近井區域無機物和有機物堵塞的問題。

（4）化學解堵技術是利用化學解堵劑，利用溶解巖體，改善近井區域的導流能力、解決油水井無機物堵塞、油井有機物堵塞問題的技術。

6.4 優化施工設計

選擇何種流體（液態系統）取決于巖性、傷害機制和井眼條件。處理液是由它的液體和添加劑構成的，在處理時，不同的液體具有不同的功能。通過優化解堵方案的設計，合理選擇解堵劑，使解堵液與儲層巖石、地層流體相互匹配，從而保護油氣層，采用不同的工藝參數，計算出注水的用量，達到“一井一方，一井一策”，以實現最佳解堵效果，從而為油田生產與可持續健康發展打下堅實基礎。

6.5 措施效果評價

（1）在采取增產措施后，如果開始出現高產，就說明該措施取得了初步的效果。同時，對返排液進行采樣，通過采樣分析，可以分析出處理液與儲層原油的相容性，并通過水樣的分析，確定處理溶液的選用。

（2）在增油作業后，要進行壓力復原等試驗，以定量評價井及儲層特性，并將其與增產前的壓力復原結果進行比較，以評價增產作業的成敗。

（3）進行經濟效益評估，如果在增產作業后，產量長期高于生產前，且有一定的經濟效益，就可以認為是成功的。

（4）分析產量操作中的失敗實例，可以為改進以后的工作提供必要的信息。

（5）全年完成了29 口油井的封堵，有效率達96.6%，累計增產11 815t、235.43萬m3，較上年同期相比，單井增油81.1t，油氣增量138 622t，投入資金358.91萬元，創造經濟效益2 690.78萬元。

7 結束語

通過油藏損害機制，可以對影響油藏產量的主要原因進行分析。油田儲層損害主要是由有機物和無機物共同作用造成的，而復合解堵則是通過物化結合的綜合治理技術，使油田的增產效果更加明顯。隨著開發周期的延長，此類低壓井的數量每年都會增加，采用這種技術可以達到挖潛、增產、增效的目的，但如果油藏受到損害，則很難恢復到原來的水平，所以開展油氣層防護技術的研究和應用尤為重要。