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高壓清洗機結合化學藥劑的複（fù）合解堵法在油（yóu）田油水井中的應用及解堵機理

時間：2012-08-20     來源： http://www.zslhxx.com

在油田開發的過（guò）程中，由於油水井受到鑽井、井（jǐng）下（xià）作業、壓裂等原因引起的各種雜質的（de）汙染，以及地層本身的（de）結垢和結蠟等，導致（zhì）油（yóu）層滲透（tòu）率降低、近井地帶孔道堵塞嚴重（chóng），造成油井產油量下降，甚至停產，特別對低（dī）孔隙度低滲透或超低滲透岩層而言，產量下降更（gèng）為嚴重。
 
目前國內處理（lǐ）近井地帶滲透（tòu）率降低、解除地層堵塞研究和（hé）應（yīng）用（yòng）的方法有（yǒu）很多，主要有物理方法和化學方法兩大類，如水力振動法、超聲波法、氣體壓裂（liè）法、人工地震法、電液脈衝法等（děng），在實際應用中取得了不同（tóng）程度的效（xiào）果。但是這些方法會有不少局限性，如施工複雜、成本高、作用單一（yī）、易受到井下條件限製、產生的能量有限、易引起（qǐ）二次汙染等，並且處理深度和（hé）效（xiào）果不是很理想。
 
目（mù）前，我國在自振空（kōng）化射流技術及其處理地層機理（lǐ）的基礎上，成功研製了利（lì）用高壓旋轉水射流處理近井（jǐng）地層的增產增注（zhù）技（jì）術，經過上百次的現場試驗和應（yīng）用（yòng），取得了明顯的效果。北京TXVLOG糖心短视频网站潔清潔設備有限公司為了進一步提高處理效（xiào）果，研發了一種利（lì）用高壓清（qīng）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投入實驗，效（xiào）果（guǒ）十分顯著。以（yǐ）下我們主要介紹這種方法的工作原理（lǐ）。
 
首先我們先（xiān）介紹高（gāo）壓旋轉水（shuǐ）射流（liú）和化學藥劑各自在油田油水（shuǐ）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
 
高壓清洗機主要是利用井下可控轉（zhuǎn）速的旋轉（zhuǎn）自控空化射流解（jiě）堵裝置（zhì），產生高壓（yā）旋轉水射流直接衝洗炮眼解堵和高（gāo）頻振（zhèn）蕩水力波物（wù）理解堵。這種射流具（jù）有強烈的壓力振蕩作用和衝（chōng）蝕岩石（shí）效果，其射流振蕩頻率達到幾千甚至上萬赫茲，壓（yā）力（lì）脈動幅度（dù）達到24%-37%，在相同（tóng）泵壓下，破碎（suì）岩石效果是普通射（shè）流的（de）1-2倍。射流的空化作用能（néng）產生比射流衝擊壓力高8.6-124倍的瞬時空泡衝擊壓力和高達（dá）1000℃的瞬時高溫，並伴生頻率達100kHz的（de）高頻空化（huà）噪聲。
 
高壓清洗機（jī）在油田油水井解堵的（de）工作原理（lǐ）示意圖
 
整套井下解堵裝置由過濾器、扶正器、單（dān）向（xiàng）閥、旋轉控製器（qì）和自振空化（huà）射流（liú）噴嘴組成。該裝置用油管送至井下射孔段，地麵水泥車開泵加壓，使清水（shuǐ）或加有防膨劑、粘土穩定劑的處理液通過油管、單向（xiàng）閥、過濾器，再進入旋轉射流發生器，產生多股徑向高壓水射流。其中兩個傾斜的側向射流產生旋轉力矩來（lái）驅動噴頭旋轉（zhuǎn），旋（xuán）轉速度由（yóu）旋轉控製器（qì）控製。同時，地麵作業車緩慢升降油管，使工具在射孔段既能上下移動又可以旋（xuán）轉。每旋轉一（yī）周有多股（gǔ）水力射流直接衝入炮（pào）眼（yǎn），對炮眼產生（shēng）直接、間斷性的、強大的（de）水力脈衝（chōng）壓力，從而清除炮眼堵塞。經過計算，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（xiàn）
 
這種（zhǒng）自振空化射流水力脈衝衝擊作用，加上高頻水力振蕩和空化噪聲的物理作用，使沉積在地層孔（kǒng）隙（xì）內的機械雜質和堵塞物（wù）被（bèi）衝刷和（hé）鬆動脫落（luò），進而離開地層孔隙通道，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，井眼附近地層岩石在這種水（shuǐ）力脈衝和超聲波（bō）的反複作用下，產生疲勞微裂縫網，並隨超聲波的傳播，裂（liè）縫不斷擴大和延伸，從而提高地層滲透（tòu）率。射流的（de）高頻振蕩以及空化的（de）熱力和（hé）超聲波作用還可以改變原油分子結構，降低原油粘（zhān）度，減小岩石和油水界（jiè）麵上的表麵張力，從而改善（shàn）原油流動性，提高原油采（cǎi）出程度。
 
由於射流直接衝入炮眼，因此能量集中，對炮眼處理深度（dù）得以大大提高，最深達到600mm。通過改變射流壓力、射流偏轉角度和控（kòng）製器阻尼（ní），可將旋轉速度控製在10-400r/min範圍內。通過油管帶動解堵裝置在射孔段內（nèi）上下緩慢移動，可達到對整個射孔段炮眼和井眼附近地層的全（quán）方位處理，直接的水力脈衝衝擊加上高頻（pín）水力振蕩和空化的熱力及超聲波，使炮眼和井眼附（fù）近地層受到力學和物理等多種綜合作用，處理效果將（jiāng）優於單一物（wù）理作（zuò）用的處理措施。
 
2、化學藥劑在油田油水井（jǐng）解堵（dǔ）的（de）工作原理
 
化（huà）學藥劑解堵的基本原理是根據地層可能的堵塞類型及結垢成分，配（pèi）置（zhì）一定（dìng）比例的化學溶液，主要為酸液，通常含有清垢劑、有機（jī）溶劑及多（duō）種表麵活性（xìng）劑。通過專用設備和施工管匯泵（bèng）入地層，解除機械堵塞物，減輕因（yīn）賈敏效應造成的孔隙喉道液珠堵塞，降低油水界麵表麵（miàn）張力和原油（yóu）粘（zhān）度，恢複井眼周圍地層的滲流能（néng）力。
 
在化學解堵過程中（zhōng），酸液主要產生以下兩種作（zuò）用：
 
(1)把固體堵塞物（wù）形成可溶解物（wù）質。
 
(2)反應（yīng）生熱，提高原油流動性。
 
油田常見垢物成分主要有CaCO3(碳酸（suān）鈣)、CaSO4(硫酸鈣)、SiO2(二氧化矽)和BaSO4(硫酸鋇)這四大（dà）類，其中CaCO3(碳酸鈣)較為普遍。目前（qián），我國油田酸化常用的介質多為鹽酸（suān）和土酸。以鹽酸（suān）為例，注入地層後主要發生以（yǐ）下反應：
 
CaCO3(碳酸鈣)+HCl(鹽酸)→CaCl(氯化鈣)+CO2(二氧化碳)+H2O(水（shuǐ）)
 
反應（yīng）後生成水溶性的（de）氯化鈣，從而解除堵塞；同時，此類（lèi）反應為放熱反應，產生的熱量還（hái）可以解（jiě）除如膠質（zhì）、瀝青、蠟等（děng）造成的堵塞，並可殺菌、破乳、降低（dī）原油粘（zhān）度，提高原油（yóu）的流動性。
 
高壓清洗機結合化學藥劑的複合解堵法的解堵機（jī）理：
 
高壓清（qīng）洗機（jī）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（lì）脈衝波、高頻振蕩空化射流衝擊波以及空化噪聲(超聲波)的這（zhè）三種綜合物理（lǐ）作用使射孔炮眼中的（de）堵塞物鬆動、脫落（luò），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（shēng）波的反複作用下產生疲勞微裂縫網，並隨超聲波的傳播（bō），裂縫不斷擴大和延伸。隨後，再往地（dì）層中擠入化學劑。此時，化學劑（jì）流（liú）動（dòng）阻力相對較小，並可隨微裂縫網深入地層，可以有效地提高處理深度和效果。
 
最（zuì）後，我們發現高壓（yā）清洗（xǐ）機結（jié）合化學藥劑的複合解堵法在中、高滲透（tòu）井上（shàng）應用效果較好，對低滲透、水泥（ní）汙染井應用效（xiào）果相對較差。
  • 標簽：
  • 油井解堵
  • 油（yóu）井加藥
  • 注（zhù）水井解堵
  • 高壓旋轉水射流（liú）解堵
  • 化學（xué）藥劑解堵
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