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高壓清洗機結合化學藥劑的複合解堵法在油田油（yóu）水井中的應用及解堵機（jī）理（lǐ）

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

在油田開發的（de）過程中，由於（yú）油（yóu）水井（jǐng）受到鑽井、井下作業、壓裂等原因引（yǐn）起的各種雜質的汙染，以及（jí）地（dì）層本身的結垢和結蠟等，導（dǎo）致油層滲透率降低、近井地帶孔道堵塞嚴重，造成油井產油量下降，甚至停產，特別對低孔隙度低滲透或（huò）超低（dī）滲透岩層而言，產量下降更為嚴重。
 
目前國內處理近井地（dì）帶滲透率降低、解除地層堵塞（sāi）研究和應用的方法有很多，主要有物理（lǐ）方法和化學方法兩大類（lèi），如水力振動法（fǎ）、超（chāo）聲波法、氣體壓裂（liè）法、人（rén）工地震法、電（diàn）液脈衝法等，在實際應用中取得了不同程度的效果。但是這（zhè）些方法會有不少局限性，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（yǒu）限、易（yì）引起二次汙染（rǎn）等，並且處理深度和效果不（bú）是很理想。
 
目前，我國（guó）在自振空化射流技（jì）術及其處理地層機理（lǐ）的基礎上，成功研製了（le）利用高壓旋轉（zhuǎn）水射流處理（lǐ）近井地層的增產增注技（jì）術，經過上百次的現場試驗和應（yīng）用，取得了明顯的效果。北京www.91（gāo）潔清潔設備有限公司為了進一步提高（gāo）處理效果（guǒ），研發了一種利用高壓清洗機結合化學藥劑的複合解堵方法，並且在多個油田油水井（jǐng）投（tóu）入實驗，效果十分（fèn）顯（xiǎn）著。以下我們主要介紹這種方法的工作原理（lǐ）。
 
首先我們先介紹高壓旋轉水射流和化學藥劑各自在油田油水井解（jiě）堵的原理，詳情如下：
 
1、高壓清（qīng）洗機在（zài）油田油水井解堵的（de）工作原理
 
高壓清洗機主要是利用井下可控轉速的旋轉自（zì）控（kòng）空化射（shè）流解堵裝置，產生高壓旋轉水射流直接衝洗炮眼（yǎn）解堵和高頻振蕩水力波物理解堵。這種射流具有強烈的（de）壓力振蕩作用和衝蝕岩石效果，其射流振蕩頻率（lǜ）達到幾（jǐ）千甚至上萬赫茲（zī），壓力脈動幅度達到24%-37%，在相同泵壓下，破（pò）碎岩石效果是普通射流的1-2倍。射流的（de）空化作（zuò）用能產（chǎn）生比射流衝擊壓力高8.6-124倍的瞬時空泡衝擊（jī）壓力和高（gāo）達1000℃的瞬（shùn）時高溫，並伴生頻率達100kHz的高頻空化噪聲。
 
高壓清洗機在油田油水井解堵的工作（zuò）原理（lǐ）示意圖
 
整套井下解（jiě）堵裝置由過濾器、扶正器、單向閥、旋轉（zhuǎn）控（kòng）製器和自振空化（huà）射流噴嘴組成。該裝置用油管送至井下射孔段，地麵水（shuǐ）泥車開泵加壓（yā），使清水或加有防膨（péng）劑、粘土穩定劑的處理液通過（guò）油管、單向閥、過濾器，再進入旋轉射流發生器，產生多股徑向高壓水（shuǐ）射流。其中兩個（gè）傾斜的側向（xiàng）射流（liú）產生旋轉力矩來驅動噴（pēn）頭旋轉，旋轉速度由旋轉控製器控（kòng）製。同時，地麵作業車緩（huǎn）慢升降油管，使工具在射孔段既能上下移動又可以旋轉。每旋轉一周有多股水力射流直（zhí）接衝入炮眼，對炮眼產生直接（jiē）、間斷性的、強大（dà）的水力脈衝壓力，從而（ér）清除炮眼堵塞。經過計算，射流衝（chōng）擊力可超過（guò）250N，射流水功率（lǜ）超過130kw，水力脈衝波形曲線如下圖。
 
水力脈衝波形曲線（xiàn）
 
這種自振空化射流水力脈衝衝擊作用，加上高頻水力振（zhèn）蕩和（hé）空化噪聲的物理作用，使沉積在（zài）地層孔隙內的機械雜質和堵塞物被衝（chōng）刷和鬆動脫落，進而離開地層孔隙通道，分散在（zài）流體（tǐ）中被旋流排走，達到疏通孔隙、解除堵塞的目的。同時，井眼附近地層岩（yán）石（shí）在這種（zhǒng）水力脈衝和超聲波的反複作用（yòng）下，產生疲勞微裂縫網，並隨超聲波的傳（chuán）播，裂縫不斷（duàn）擴大和延伸，從而提高地層滲透率。射（shè）流的（de）高頻振蕩（dàng）以（yǐ）及空化的熱力和超聲波作用還可（kě）以改變原油分子（zǐ）結構（gòu），降低原油粘度，減小岩石和油水界麵上的表（biǎo）麵張力，從而改善原油流動性，提高原油采出程度。
 
由於射流直接衝入炮眼，因此能（néng）量集中，對炮眼處理深度得以大大提高，最深（shēn）達到600mm。通過改變射流壓力（lì）、射流偏轉角（jiǎo）度（dù）和控製器阻尼，可將（jiāng）旋轉速度控製（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緩（huǎn）慢移動，可（kě）達（dá）到對整個射孔段炮眼和井眼附近地（dì）層的全方位處理（lǐ），直接的水力脈衝衝擊加上高頻水力振蕩和（hé）空化（huà）的熱力及超聲波，使炮眼和井眼附近（jìn）地層受到力學和物理等多（duō）種綜合作用（yòng），處理效果將優於單一物理作用的處理措（cuò）施。
 
2、化（huà）學藥（yào）劑在油田油水井解堵的工作原理
 
化（huà）學藥劑解堵的基本原理（lǐ）是根據（jù）地層可能的堵塞（sāi）類型及結垢成分（fèn），配（pèi）置一定比例（lì）的化學溶液，主要為酸液，通常含有清垢劑、有機溶劑及多種表麵活（huó）性劑。通過專用設備和施工管匯泵入地層，解除（chú）機械堵塞物，減輕因賈敏效應造成的孔（kǒng）隙喉道液珠堵塞，降低（dī）油水界麵表麵張（zhāng）力（lì）和原油粘度，恢（huī）複井眼周（zhōu）圍地（dì）層的滲流能力。
 
在化學解堵過程中，酸（suān）液主要產生以下兩種作（zuò）用：
 
(1)把固體堵塞物形成可溶解物質。
 
(2)反應（yīng）生熱（rè），提高（gāo）原油流（liú）動性。
 
油田常見垢物成分主要有（yǒu）CaCO3(碳酸鈣)、CaSO4(硫酸鈣)、SiO2(二（èr）氧化矽)和（hé）BaSO4(硫酸鋇)這四大類，其中CaCO3(碳酸鈣)較為普遍。目前，我國油田酸化常用的介質多為鹽酸和（hé）土酸。以鹽酸為例，注入地層後主要發生以下反應：
 
CaCO3(碳酸鈣)+HCl(鹽酸)→CaCl(氯化鈣（gài）)+CO2(二氧化碳)+H2O(水)
 
反應後生成水溶性的氯化鈣，從而解除堵塞；同時，此類反應為放熱反應，產（chǎn）生的熱量（liàng）還可以解除如膠（jiāo）質（zhì）、瀝青（qīng）、蠟等造成的堵塞，並可殺菌、破乳、降（jiàng）低原油粘度，提高原油的流動性。
 
高壓清洗（xǐ）機結合化（huà）學藥劑的（de）複合解堵法的解堵機理：
 
高壓清洗機結合（hé）化學藥劑的複合解堵方法是利用高壓自振空化（huà）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及空（kōng）化噪聲(超聲波)的這三種綜合物理作用使射孔炮眼中的堵塞物鬆動（dòng）、脫落，通過返出流體循環帶到地麵。同時，井眼附近地層岩石在這種水力脈衝和超聲波的（de）反複作用下產生疲勞微裂縫網，並隨超（chāo）聲波的傳播，裂縫不（bú）斷（duàn）擴大和延伸。隨後，再往地層中擠入化學劑。此時，化學劑流動阻力相對較小，並可隨微裂縫網深入（rù）地層，可以有效地提高處理深度和效果。
 
最後，我們發現（xiàn）高壓清（qīng）洗機結合化學藥劑的複合解堵（dǔ）法在中、高滲透井上應用效果較好（hǎo），對低滲透、水泥（ní）汙染井應用效果相對較差。
  • 標簽（qiān）：
  • 油井解堵
  • 油井加藥
  • 注水（shuǐ）井解堵
  • 高壓旋轉水（shuǐ）射流解堵
  • 化學藥劑解（jiě）堵（dǔ）
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