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高壓清洗機結合化學藥劑的複（fù）合解堵法（fǎ）在油田油水井中的應用及（jí）解堵（dǔ）機理

時間：2012-08-20     來源（yuán）： http://www.bodabxg.cn

在油田開發的過程中，由（yóu）於油（yóu）水井受到鑽（zuàn）井、井下作業、壓裂等原因引（yǐn）起的各種雜質的汙染，以及地層本身的結垢和結蠟等，導致油層滲透率降低、近井地帶孔（kǒng）道堵（dǔ）塞（sāi）嚴重，造成油井（jǐng）產油量下降，甚至（zhì）停（tíng）產，特別對（duì）低孔隙度低滲透或超低滲透岩層而言，產量下降更為嚴重。
 
目前國內處理近井地帶滲透率降低、解除地層堵塞研究和應用的方法有（yǒu）很多（duō），主要有物理方法和化（huà）學（xué）方法兩（liǎng）大類，如水力振（zhèn）動法、超聲波法、氣體壓裂法、人工地（dì）震（zhèn）法、電液脈衝法等，在實際應用中取得了不同程（chéng）度的效果（guǒ）。但是這些（xiē）方法會有不少局限（xiàn）性，如施工複雜、成本高、作用單一、易受到井下條件限製、產生的能量有限、易引起（qǐ）二次汙（wū）染等，並且處理深度和效果不是很理想。
 
目前，我國在（zài）自振空化射流技術及其處理地層機理的基礎上（shàng），成功（gōng）研製了利用高壓旋轉水射流（liú）處理近井地層的增產增注技術，經過上（shàng）百次的現場試驗和應用，取得了明顯的效果。北京www.91潔清潔設備有限公（gōng）司為了進一步提高處理效果，研發了一種利用高壓清洗機結（jié）合化學藥劑的複合解（jiě）堵（dǔ）方法，並且在多個（gè）油田油水井投入實驗，效果十（shí）分顯著（zhe）。以下（xià）我們主要介紹這種方法的工作原理。
 
首先我們先介（jiè）紹高（gāo）壓旋轉水射流和化學藥劑各自在油（yóu）田油水井解堵的原理，詳情如下：
 
1、高壓清洗機在油田油水井解堵的工作原理
 
高（gāo）壓清洗機主要是利用（yòng）井下（xià）可控轉速的（de）旋轉自控空化射流解堵裝（zhuāng）置，產生高壓旋轉水射流直接衝洗炮眼解堵和高頻振蕩水力波物（wù）理解（jiě）堵。這（zhè）種射流具有強烈的壓力振蕩作用和衝蝕岩石效果，其射流振蕩頻率達到幾千甚至上萬赫茲，壓力脈動幅度達到24%-37%，在相同泵壓下，破碎岩石效果是普通射流的1-2倍。射流的空化（huà）作用能產生比射流衝擊壓力（lì）高8.6-124倍的（de）瞬時空泡（pào）衝擊（jī）壓力和高達1000℃的瞬時高溫，並（bìng）伴生頻率達（dá）100kHz的高頻空化噪（zào）聲。
 
高壓清洗機在油田油水井解堵的工（gōng）作原理示（shì）意（yì）圖
 
整套井下解（jiě）堵（dǔ）裝置由過濾器、扶正（zhèng）器、單向閥、旋轉控製器和自振空化射流噴嘴組成。該裝置用（yòng）油管送至井下（xià）射孔段，地麵水泥車開泵加壓，使清水（shuǐ）或加有防膨劑、粘土穩定劑（jì）的處理（lǐ）液通過油管、單向閥（fá）、過濾器，再進入旋轉射流發生器（qì），產生多股徑向高壓水射流。其中兩個傾斜的側向（xiàng）射流產（chǎn）生旋轉力矩來驅動噴頭旋轉，旋轉速度由旋轉控製器控製。同時，地麵作業車緩慢升降油管，使工具在射（shè）孔段既能上下移動又可以旋轉。每旋（xuán）轉一周有多股水力射流直接衝入炮眼，對炮眼產（chǎn）生直接、間斷性的、強大的水力（lì）脈衝壓力，從而清除炮眼堵塞。經（jīng）過（guò）計算，射流衝擊力可超過250N，射流水功率超過130kw，水力脈衝波形曲線如下圖。
 
水力脈衝波形曲（qǔ）線
 
這種自振（zhèn）空化射流水力脈（mò）衝衝（chōng）擊（jī）作用，加上高頻水力（lì）振蕩和空化噪聲的物理作用，使沉積（jī）在地層孔隙內的機械雜質和堵塞物被（bèi）衝刷和鬆動脫落，進而離（lí）開地層孔隙通道，分散在流體中被旋流排走，達到疏通孔隙、解除堵塞的目的。同時，井眼附近地（dì）層岩（yán）石在這種水力脈衝和超聲（shēng）波的反複作用下，產生（shēng）疲勞微裂縫網，並隨超聲波（bō）的傳播，裂縫不斷擴大（dà）和延伸，從（cóng）而提高地層滲透率。射流的高頻振蕩以及空化（huà）的熱力和超聲波作（zuò）用還可以改變原油分子結構，降低原油粘度，減小岩石和油水界麵上的（de）表麵（miàn）張力，從而改（gǎi）善原油流（liú）動性，提高原油采出程度。
 
由於射流（liú）直接衝入炮眼，因此能量集中，對炮眼處理深度得以大大提高，最深達到600mm。通過改變射（shè）流（liú）壓力、射流（liú）偏轉角度（dù）和控製器阻（zǔ）尼，可將旋（xuán）轉速度控製（zhì）在10-400r/min範圍內。通過油管帶動解堵裝置在射孔段內上下（xià）緩慢移動，可達到（dào）對整個射孔段炮眼和井眼（yǎn）附近地層的全方位（wèi）處理，直（zhí）接的水力脈（mò）衝（chōng）衝擊加上高頻水力振蕩和空化的熱力（lì）及超聲波，使炮眼和井（jǐng）眼附近地層受到力學和物理等多種（zhǒng）綜合作用，處理效果（guǒ）將優（yōu）於（yú）單一物理作用的（de）處理措施。
 
2、化學藥劑在油田油水井解堵的工作（zuò）原理
 
化學藥劑解（jiě）堵（dǔ）的基本原理是根據地層可能的堵塞（sāi）類型及（jí）結垢成分，配置一定比例的化學溶液，主（zhǔ）要（yào）為（wéi）酸液，通常含有清垢劑、有機溶劑及多種表麵活性劑。通過專用設備和施（shī）工管匯泵入地層，解除機械堵塞物，減輕因賈敏效應造成的孔隙喉道液（yè）珠堵塞（sāi），降低油水界麵表麵張力和原油（yóu）粘度，恢複井眼周圍地層的（de）滲流能力。
 
在化學解（jiě）堵過程中，酸液主要產生以下兩種作用：
 
(1)把固體（tǐ）堵塞物形成可溶解物（wù）質。
 
(2)反應生熱（rè），提（tí）高原油流（liú）動性。
 
油田常見垢物成分（fèn）主要（yào）有CaCO3(碳酸鈣)、CaSO4(硫酸鈣)、SiO2(二氧化矽)和BaSO4(硫酸鋇)這四大類，其中CaCO3(碳酸鈣)較為普遍。目前，我國（guó）油田酸化常用的介質多為（wéi）鹽酸（suān）和土酸。以鹽酸為例（lì），注（zhù）入地層後主要發生（shēng）以下反應：
 
CaCO3(碳酸鈣)+HCl(鹽酸)→CaCl(氯化鈣)+CO2(二氧化碳)+H2O(水)
 
反應（yīng）後生成水溶（róng）性的氯化鈣，從而解除堵塞；同時，此類反應為（wéi）放熱反應，產生的熱量還可以解除如膠（jiāo）質、瀝青、蠟等造成的堵塞，並可殺菌、破乳（rǔ）、降低原（yuán）油粘度，提高原油的流（liú）動性（xìng）。
 
高壓清洗機結合化學藥劑的複合解堵法的解堵機（jī）理：
 
高壓（yā）清（qīng）洗機結合化學藥劑的複合解堵方法是利用高壓自振空化旋轉水射流產生的低頻旋轉水力脈衝（chōng）波、高頻振蕩空化射流衝擊波以（yǐ）及空（kōng）化噪聲(超聲（shēng）波)的這三種綜合物（wù）理作用使射孔炮眼中的堵塞物鬆動、脫落，通（tōng）過返出流體（tǐ）循環帶到地麵。同時，井眼附近（jìn）地層岩石（shí）在這種水力（lì）脈衝和超聲波的反複作用下產生疲勞微裂縫網，並隨超聲波的傳（chuán）播，裂縫（féng）不斷擴大和延伸。隨後，再往（wǎng）地層中擠入化學劑。此時，化（huà）學劑流動阻力相對較小，並可隨微裂縫網深入地層，可以有效地提（tí）高處理深度和效果。
 
最後，我們發現高壓清洗機結（jié）合化學藥劑的複合解堵法在中、高滲透井（jǐng）上應用（yòng）效果（guǒ）較好，對低滲透、水泥（ní）汙染井應用效果相對較（jiào）差。
  • 標簽：
  • 油井解堵
  • 油井加藥（yào）
  • 注水井解堵（dǔ）
  • 高壓旋轉水射流解堵
  • 化學藥劑解堵
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