油井修井過程中解堵技術研究與應用

引言：修井作業作為油田開發的一項重要工藝措施，對維持油水井正常生產和實現穩產、上產是必不可少的，它貫穿于鉆完井之后直到生產井報廢為止的生產全過程。復合解堵技術是一種新型的物理和化學解堵相結合的解堵增產增注工藝技術。

一、修井作業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入地層造成堵塞;修井液液相進入地層造成污染;原油中有機質沉積后堵塞孔喉;修井液中的添加劑吸附降低。尤其對低壓低滲儲層，如果不采取保護措施，一旦造成污染幾乎不可能自行恢復，直接導致作業后單井產量下降。所以修井作業中實施油層保護對穩定單井產量非常重要。儲層高孔高滲，孔喉較粗，修井液易浸入并導致較深的堵塞傷害。儲層泥質含量高，膠結疏松，水敏性強，粘土水化膨脹、分散、運移，導致水敏性傷害。"儲層壓力系數低，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。要保持油田的穩產、增產，必須恢復和改善地層的滲透性。利用各種物理解堵方法產生聲波對地層進行處理，可以清除近井地帶的機械雜質、鉆井液和膠質瀝青沉積，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行處理后的地層及井筒中存在各種無機鹽垢類顆粒物及各種有機物蠟質、瀝青質和膠質，處理不及時會產生沉淀導致二次堵塞污染油層。采用常規酸化方法解堵時，酸化作業存在效果穩定性差等缺點，而且長期投入生產的油水井井底存在常規酸化解堵無法清除的無機物和有機物堵塞。復合解堵技術是一種兼顧物理和化學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合酸來溶蝕各種無機鹽垢類顆粒物及各種有機物蠟質、瀝青質和膠質，并及時進行返排，防止其沉淀引起二次堵塞污染油層。該技術可以在一定程度上解決壓裂、酸化及其它物理或化學解堵方法的適應性差、井內無機物和有機物雜質難以排盡等問題。

二、復合解堵技術的機理及特點

堵塞物主要有外來顆粒侵入與內部顆粒運移;粘土礦物吸水引起的傷害;無機結垢堵塞;有機結垢堵塞;細菌作用污染等等。注入物引起了油井堵塞，吸產液能力下降，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，也存在對許多化學品的敏感性，造成局部或整體的變質或變性。現場造成注入物變性的原因主要是注入管線或井內的泥漿、增產增注劑造成聚合物絮凝，其化學機理是吸附作用為主。

1、復合解堵技術的機理

物理法解堵機理是利用油管柱將新型波發生器下至油層部位，通過地面設備經油管柱打入高壓動力液，使波發生器產生持續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、粘土顆粒運移、沉淀物析出及機械雜質對地層的污染，恢復近井地帶地層的滲透能力，改善流體的流動狀況，從而達到解堵增產增注目的。

新型波發生器所產生的非線性水力聲波對油層的作用機理如下：

（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波場中的介質，使介質的振幅、速度及加速度發生顯著的變化，由于其時大時小的反復作用，破壞了封堵顆粒與油層間的結合力，產生松動作用，使沉積在油層孔隙內的固體顆粒剝落，分散在液體中，然后被動力液帶走，達到疏通孔道的目的。

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

（3）對有機質沉積的溶解作用：在油流與地層通道的分界處，由于波場參數的差異，使非線性水力聲波的能量通過傳熱和粘滯機構大大轉化為熱能，加之動力液中活性劑的作用，使油流通道中的有機質沉積得以溶解，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生的交變聲壓的持續作用，可以改變原油結構，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，因而提高原油產量。

2、化學法解堵機理

化學法解堵機理是通過擠注化學藥劑對于非線性水力聲波作用后的地層注入復合酸來溶蝕各種無機鹽垢類顆粒物及各種有機物蠟質、瀝青質和膠質，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生微裂縫網，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，改善基礎酸液性能、提高酸化效果。

3、復合解堵技術的特點

復合解堵技術主要具有以下特點：

（1）該新型波發生器產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，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生諧波畸變現象：也就是在聲波傳播過程中，能量由低頻向高頻轉移，使高頻能量不斷得到補充，提高了聲波在巖層中的傳播深度和攜帶能量的能力。

（4）新型波發生器克服了電超聲設備由于電纜傳輸沿程能量損失大，不宜作用于深井的缺點，克服了某些旋轉式水力波發生器作業條件苛刻的缺點（因為萬一雜物進入將導致轉子破損，導致發生器不能正常工作）。

（5）復合解堵技術可根據不同井的地層條件及堵塞物狀況對該工藝做出適當調整，可應用于大多數常規解堵方法無法清除的有機物及無機物堵塞的油水井的解堵，實現增產增注的目的。

（6）從解堵機理上看，采用物理解堵與化學解堵相結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，具有一定的先進性和實用性。

三、結論與認識

1、復合解堵工藝技術采用物理解堵與化學解堵相結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，具有一定的先進性和實用性。

2、復合解堵技術通過物理和化學的綜合作用，能較好地解除低滲透油藏鉆井泥漿污染、油水井結垢、洗井堵塞、修井作業污染等機械雜質及有機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方法的適應性差、井內無機物和有機物雜質難以排盡等問題。

參考文獻

[1]宋麗麗，任濤，劉炳森，任發俊.化學解堵工藝在靖邊氣田的應用[J].石油化工應用.2011（08）.

（作者單位：遼河油田分公司沈陽采油廠）