油水井负压解堵技术的应用.docx

油水井负压解堵技术的应用周波（中油辽河油田分公司 进出口公司，辽宁 盘锦124102）摘要：负压解堵工艺技术是通过特制的井下负压发生器对地层产生负压，结合不同的处理液以解 除地层堵塞，有效避免措施过程中对油层的二次伤害该技术对泥浆污染、油层微粒运移、机械杂质 污染的油水井效果较好在辽河油田大凌河等油井上现场试验效果好于其他常规酸化解堵工艺关键词：负压发生器；解堵；二次伤害；油层油藏在开采过程中常受到不同程度的伤害其中钻井过程的泥浆伤害是近井地带完井后油井低产 能、注水井注水量下降的主要原因油水井在措施和注水过程中，由于蜡、胶质、残余水、乳化液、 残余酸以及各种机械杂质等均可能造成油层的伤害，使油水井渗流能力下降目前国内外进行了多种 油层处理工艺，如酸化、压裂以及其它多种物理法处理油层技术，但在消除油层伤害的同时，由于处 理液不同程度地进入油层又会造成二次伤害负压解堵工艺针对上述措施工艺的不足，解决处理液或 酸液的返排问题，使油层不受处理液体和残酸的伤害应用地层液进行处理，净化地层，增加油层的 渗透能力，从而改善注水效果，提高油井产量排出地层泥浆、机械杂质等污染物1负压对地层的作用及负压解堵工艺适用条件负压对地层的作用净化作用：施工过程中，工作介质在连续交变压力作用下，油流孔道会产生水击现象，被圈闭的 流体在负压的作用下，迅速地冲向井底，有效地冲蚀套管孔壁上的沉积物，使射孔孔眼中的堵塞物疏 通，在瞬时负压作用下，促使侵入油流通道中的介质全部流入井筒，并被排出井筒，从而达到净化渗 流通道，解除孔眼堵塞的目的。

清洗作用：在负压反复产生的条件下，油层受干扰的近井地带保持相当高的最大压力梯度，它远远超过一次负压产生的压力梯度且最大压力梯度不是发生在井壁上，而是发生在近井地带，并随 着深入地层内部而消失由于随时间变化的最大压力梯度在时间上与瞬间井底负压相吻合，所以减 少了孔隙空间基岩上的压紧力，更有利于分散相从油层流向井筒，实现对地层的清洗，解除孔隙堵塞 的目的疲劳效应：岩石在交变压力下发生破坏时，最大应力值一般低于静载荷作用下的岩石的抗拉 强度施工过程中负压的反复产生，圈闭的流体沿最小水平主应力的垂直方向冲向井筒，起到拉开岩 石的楔子作用，这样，易于使岩石造成微裂缝扩展效应：在疲劳效应下造成的微裂缝，继续承受交变压力时，会使原裂缝延伸，微裂缝扩 展这样在近井地带，由于负压的不断产生，将造成若干微裂缝，从而提高地层的渗透能力，改善 其渗流性能排挤效应：堵塞地层的乳化物、残余水，在周期性负压作用下将会被排除，而堵塞地层的颗粒则 在正反方向载荷作用下，被推移到裂缝和孔隙中的窄道和扩展处，有助于颗粒脱离原位置而被破坏， 从而增强流体的流动性适用条件（1）该工艺适用于由于钻井过程中的大比重泥浆伤害地层造成油井生产不正常的新井；（2） 由于油水井在生产措施和注水过程中，由于蜡、胶质、残余水、乳化液、残余酸以及各 种机械杂质堵塞地层孔隙通道，使油水井渗透能力下降，生产不正常的井。

3） 用于水敏、酸敏性的油层的油井4） 用于已经水侵地层造浆，油井出泥浆的井5） 酸化后需要排酸的井2解堵原理通过特制的负压发生器、封隔器、单流阀等组成负压发生器装置，通过地面动力设备打压，动力 液经油管进入负压发生器，由负压发生器上的喷嘴高速喷出，在喷嘴附近形成负压区，对油层产生抽 吸作用，地层液及其携带的机械杂质等从油井的近井地带快速进入低压区，并被工作液抽吸进入负压 发生器的混合管，经扩散管从油套环形空间返出地面通过控制地面动力设备的运行与停止实现井底 负压的连续与间歇，达到重复处理的目的(图1)图1工艺流程及井下管柱示意图3技术参数自洁式负压解堵工艺的关键工具是井下负压发生器其主要技术规范指标为：总长605mm ;最 大外径108mm ;总重40kg；最大压差15MPa；最大工作压力50 MPa负压发生器及施工参数的选择，直接影响所产生的负压值大少及负压解堵技术的成败根据流体力学的基本原理和射流理论，结合国外的经验可以推导出在井底所产生的负压值Ph与负 压发生器位置的环空压力Pc和该位置的工作压力Pp之间的关系(1)式中：Ph——井底所发生的负压值，MPa；P——负压发生器位置的环空压力，MPa；Pp——负压发生器处的工作压力，MPa；A——负压发生器结构的特性参数。

其中 P=U混H + AP环空、——工作液、混合液密度，g/cm3；f、｛——负压发生器的喷嘴、混合管面积，m2；,；——油套环形空间损失，MPa；——油管内腔压力损失，MPa；H——负压发生器下入深度，m;fh——地层液进入的过流面积，m2；；、、 ——工作液、混合液和地层液的比容;——注入系数则得（2）式中：Pa——地面泵组的有效工作压力，MPa；由于只在无来自地层流体时才能观察到负压发生装置所增强的最大负压，在此情况下，工作喷嘴直径d和混合管直径d的比值将决定负压发生器结构系数A, d /d的值影响着对地层所建立的负压 p c p c值，显而易见，最大负压将在Ph=0时出现，此时d /d为最佳直径比，即（3）式中U——在地面泵组的工作压力下，确定的可能喷入地层流体量在建立对地层的最大负压（P=0）和给定的喷入量的条件下，地面泵组有效压力可用下式 h确定（4）结合所选井的动态参数和井筒液的物性，根据公式（3）即可确定负压发生器的直径比，确定出工作喷嘴直径dp；应用公式（4）,即可确定出施工时地面泵组的工作压力4现场试验该技术在稀油油田共进行现场试验27井次，工艺成功率为100%,措施有效率％，累计增产原油t。

在大凌河油层油井应用情况曙二区大凌河油层平均渗透率为450^m2，蒙脱石含量在％〜％之间，粘土物质含量高因此大凌 河油层受到伤害的主要原因一是粘土水化膨胀自造浆伤害油层；二是产生贾敏效应；三是油层漏失严 重，作业洗井造成机械杂质伤害油层大凌河油层属于近源物质快速堆积而形成的水扇，其特点是喉 道细、分布不均匀、喉道长而曲折，产生的毛细管力大，液体在喉道中的阻力大，不易流动，导致渗 透能力损失，油层堵塞针对大凌河油层受伤害特点进行油层解堵工作在曙二区大凌河油层油井应 用16井次，累计增产原油7114.2t,平均单井增产原油主要以排除泥浆为主，酸化后排残酸为辅，通 过现场试验表明，该工艺对泥浆污染、油层微粒运移、机械杂质污染的井处理效果较好从返排液取 样情况分析，均为泥浆、细泥砂、酸化后泥渣，有效地解决了酸化后的二次污染问题试验效果分析通过对大凌河油层应用效果统计可见，该工艺主要适合于泥浆污染、油层微粒运移、机械杂质污 染不适合油层发育差、油层供液能力差的井一般井液面高度不应低于400m，液面井深比不应小于 1： 4,考虑地面施工设备及施工条件，施工井油藏埋藏深度不应超过2000m试验结果表明，负压处理油层效果明显好于单独酸化处理油层的效果，有效期为常规酸化处理油 层的倍（表D。

表1负压解堵和酸化效果对比井号措施名称措施时间/年月日增油量/t有效天数/d28307常规酸化5128307负压解堵8828304常规酸57化28304负压解堵201对渗透率低、供液能力差的油层，增产效果差，主要原因是油井液面低，形成负压小，返排过程 中续流能力差技术配套应用情况负压解堵与酸化结合通过负压作用油层后，排出地层中的泥浆、机械杂质，使难容于酸的物质 排出地层后进行酸化再排除残酸，有效期长，增产效果显著分层酸化、笼统排除残酸相结合由于油水层的启动压力和渗透能力不同，酸化后经常出现增水 不增油的现象，因此进行分层解堵配套工作十分重要目前已经实现了分上、中、下单层挤解堵剂后， 笼统返排残酸从应用的3 口井看，工艺成功率100%使用分层解堵工艺的有27308井、25006井（水 井）和2609井其中25006井应用效果较好，措施前该井视吸水指数为1.5m3/MPa，措施后相同工作制 度下，视吸水指数为10.1m3/MPa，目前累计增注15219m3，平均日增注80 m35结论（1） 负压解堵工艺对泥浆污染、油层微粒运移、机械杂质污染的井处理效果较好2） 酸化措施与负压解堵技术结合，有效地解决了酸化后的二次污染问题。

参考文献：[1] 王铁林，张建伟，马鹏涛，等.一种新型的物化解堵增产增注工艺[J].，2005, 22（3）： 110—111.[2] 叶正荣，等.热采过程中储层温度敏感性室内实验[J].特种油汽藏，2000，7（3）： 35—37.[3] 黄建宁，葛君，卢永宽.水力脉冲解堵优化技术在长庆油田的应用J].油气井测试，2005, 14⑵： 91—92.[4] 万仁博，罗英俊.采油技术手册M.北京：石油工业出版社，：1045—1098.。