吳慶莉

摘 要：在現(xiàn)今國內(nèi)油田開發(fā)過程中，水力壓裂、化學(xué)解堵是解決油層污染，實(shí)現(xiàn)油氣田增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要措施。常規(guī)的壓裂、酸化解堵等工藝在一定程度上解決了近井地帶油層的堵塞，但是水力壓裂因其施工規(guī)模龐大、措施費(fèi)用高昂，限制了此技術(shù)在現(xiàn)場的應(yīng)用范圍;化學(xué)解堵因其藥劑反應(yīng)主要發(fā)生在井筒周圍一英尺內(nèi)，同時(shí)還可能對油層產(chǎn)生二次傷害，不能有效解決儲(chǔ)層深部堵塞問題。基于茨榆坨采油廠嚴(yán)峻的產(chǎn)量形勢和成本壓力以及常規(guī)解堵增產(chǎn)措施的不足，有必要探尋一種解堵的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：壓抽吸解堵裝置;現(xiàn)場應(yīng)用;現(xiàn)狀分析

通過現(xiàn)場實(shí)踐表明，油井污染和堵塞往往都是復(fù)合型的，采用復(fù)合型的解堵技術(shù)效果往往優(yōu)于單一的解堵措施。如何再進(jìn)一步融入新的解堵方法，與強(qiáng)負(fù)壓抽吸解堵有機(jī)的合為一體，豐富解堵工藝的處理手段，形成更加完善的油層解堵處理技術(shù)，更全面的解決油井的污染堵塞問題，意義深遠(yuǎn)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

油井在長期開采過程中，受到水質(zhì)及作業(yè)措施等的影響，造成地層污染，使油井在近井地帶逐漸堵塞，導(dǎo)致油井供液不足、產(chǎn)能下降，甚至不出液。為了恢復(fù)油井的生產(chǎn)能力，需要對堵塞的地層采取解堵措施，目前的解堵方法很多，從解堵機(jī)理上可以分為物理法、化學(xué)法、復(fù)合法?？傮w而言，不管是化學(xué)或是物理方法，各單項(xiàng)技術(shù)均具備不同程度的局限性，任何一種方法對油層的解堵都有很強(qiáng)的針對性，一種方法只能適合某一類油層，或適合于某一種污染機(jī)理，因而這些解堵技術(shù)在應(yīng)用過程中，不能取得最佳的效果。

2 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題

關(guān)鍵的技術(shù)問題：為彌補(bǔ)水力沖擊壓力作用時(shí)間短的問題，在原有復(fù)合型解堵處理工藝上增加新的油層處理手段，首先需要研究增加的新工藝是否可以從理論上進(jìn)一步改善對油層的處理效果;新增解堵方法的工藝機(jī)理研究，參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì);負(fù)壓抽吸解堵增加新的解堵功能后，將會(huì)融入三種解堵方法為一體，管柱結(jié)構(gòu)和工藝機(jī)理復(fù)雜，科學(xué)合理地進(jìn)行整體工藝管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要;水擊壓裂、負(fù)壓抽吸參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì);管柱安全控制的設(shè)計(jì)。

3 主要研究內(nèi)容

3.1 改進(jìn)的強(qiáng)負(fù)壓抽吸解堵裝置管柱結(jié)構(gòu)

強(qiáng)負(fù)壓抽吸解堵裝置完善與改進(jìn)后的管柱結(jié)構(gòu)主要包括多級(jí)變孔徑旋轉(zhuǎn)噴射裝置、水力沖擊壓裂、強(qiáng)負(fù)壓解堵裝置、泄壓裝置、單流閥等部件。多級(jí)變孔徑旋轉(zhuǎn)噴射裝置是該技術(shù)主要增加的核心工具，主要由高壓噴射總成和旋轉(zhuǎn)控制組件兩部分組成;強(qiáng)負(fù)壓解堵裝置是負(fù)壓復(fù)合解堵增產(chǎn)技術(shù)的主要配套工具，在其中起主導(dǎo)作用;水擊壓裂裝置由導(dǎo)流管、真空腔、沖擊片、柱塞、釋放器等部件組成;其它配套工具有泄油器和單流閥等，其中泄油器設(shè)計(jì)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

3.2 強(qiáng)負(fù)壓抽吸解堵裝置的完善與改進(jìn)后工藝原理

該技術(shù)首次將水力沖擊壓裂、高壓射流、負(fù)壓解堵三種油層處理方法有機(jī)融合為一體，采用一次管柱先后完成油井的多級(jí)水擊壓裂、高壓水力噴射、強(qiáng)負(fù)壓抽吸三套工藝技術(shù)，形成一種新型的三段式復(fù)合型油層處理工藝。①利用水力沖擊作用產(chǎn)生顯著高于油層破裂壓力的高壓脈沖，使油層產(chǎn)生多條微裂縫或原有裂縫擴(kuò)展，初步提高油層導(dǎo)流能力;②進(jìn)行第一次投球，封堵底部水力沖擊壓裂裝置通道，從油管打壓啟動(dòng)水力噴射裝置，采用高壓射流形成的高頻振蕩沖擊波、空化噪聲超聲波等作用，對近井地層進(jìn)行進(jìn)一步的深穿透振蕩處理。

3.3 適用范圍及應(yīng)用界限

①該技術(shù)比較適用脆性地層，對于塑性地層則不適用，而對泥巖地層，反而可能產(chǎn)生“壓實(shí)效應(yīng)”;②天然裂縫較為發(fā)育的油氣層改造，水擊后油層可能產(chǎn)生微裂縫，增加了與天然裂隙溝通的機(jī)會(huì)，從而可以利用地層的天然裂隙，獲得較好的增產(chǎn)效果，此方法對低滲油層特別重要。

4 取得的成果與技術(shù)突破

本項(xiàng)目是一項(xiàng)新型的復(fù)合型解堵措施，具有單項(xiàng)解堵措施無可比擬的優(yōu)點(diǎn)和效果，可以更加經(jīng)濟(jì)有效的解決油層堵塞的問題，是傳統(tǒng)壓裂、酸化工藝的進(jìn)一步完善發(fā)展。同時(shí)該工藝施工簡單、措施成本低，預(yù)計(jì)在油田開發(fā)老區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景，可以有效達(dá)到提高單井產(chǎn)量的最終目的。研究過程中，在射流力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，給出了射流沖擊力等計(jì)算模型，研究了相應(yīng)的解堵工具，主要取得以下技術(shù)突破和創(chuàng)新：①思路創(chuàng)新：在應(yīng)用水擊、負(fù)壓等經(jīng)典的機(jī)械原理的基礎(chǔ)上，增加了水力噴射方法，采用一次管柱先后進(jìn)行多級(jí)水擊壓裂、高壓水力噴射、強(qiáng)負(fù)壓抽吸，形成一種新型的三段式復(fù)合型油層處理工藝;②開發(fā)一種多級(jí)變孔徑旋轉(zhuǎn)噴射裝置，產(chǎn)生多頻段的水力波，進(jìn)一步提升了解堵處理效果;③設(shè)計(jì)的滑套換向裝置可以有效實(shí)現(xiàn)水力沖擊與高壓射流技術(shù)的銜接和轉(zhuǎn)換。

5 經(jīng)濟(jì)效益情況

2017年先后實(shí)施16口井，階段增產(chǎn)原油1825.5t，增產(chǎn)天然氣68.892×104m3（1255m3天然氣折一噸油），原油價(jià)格以2593元/噸計(jì)，生產(chǎn)成本以932元/噸計(jì)，技術(shù)總投入92.9751萬元，見到了顯著的增產(chǎn)效果?？傮w經(jīng)濟(jì)效益：增油創(chuàng)效119.2757萬元，增氣創(chuàng)效63.8252萬元，凈效益183.1009萬元，投入產(chǎn)出比達(dá)1：3.0。

6 結(jié)論及下一步建議

現(xiàn)場試驗(yàn)表明，該技術(shù)為油井的近井地帶污染提供了較好地解決辦法，進(jìn)一步挖掘了老區(qū)塊潛在的一部分產(chǎn)能，提高了單井原油產(chǎn)量。根據(jù)油井的基本物性資料，結(jié)合實(shí)際措施效果進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)研究抽汲壓力等關(guān)鍵參數(shù)，從而達(dá)到更好的解堵效果。該技術(shù)將成為油田增產(chǎn)的重要解堵技術(shù)之一。