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[摘 要]压力脉冲解堵技术在处理油水井近井地带污染的高效方法之一，为了了解压力脉冲波的作用机理和实际应用效果，针对压力脉冲波的形成原理、有效作用半径及其影响因素进行了分析，研究发现压力脉冲波的强度大，有效作用半径1米以上。压力脉冲波随地层渗透率的增加、地层孔隙度的减小、流体粘度的降低，衰减慢，有效作用半径增大。现场试验表明适用于防砂筛管解堵，具有提高油井供液能力，恢复油井产能，具有增油降水的作用，延长防砂井作业周期。
[关键词]压力脉冲；解堵；水击；物理法采油
中图分类号：TM919 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0008-01
在油田生产中，油水井的堵塞是目前疏松砂岩油田开发过程中日益严重的问题，使此类油田开发措施作业量不断增加。针对油水井的堵塞特征，开发了酸化、化学剂、物理方法等解堵措施[1]。压力脉冲解堵技术就是一种高效的物理法解堵方法。与其他技术相比，具有操作方法简便，應用前景好的特点[2]。
1 压力脉冲解堵技术原理与影响因素
压力脉冲解堵工艺的施工原理是利用高压压风机向井筒环空内注入气体，当井筒内气体压力达到一定值时，在压力脉冲发生器作用下使井筒内产生水击现象，形成压力脉冲波作用于近井底地带和地层，从而解除地层或防砂筛管的堵塞，使油水井恢复产能[3]。
通过理论研究和实验研究发现，压力脉冲的有效作用半径可达1 m以上，脉冲波强度大，在离井底1m远处其强度仍然大于1MPa，能实现近井底地带解堵的作用。油井动液面越深，产生的压力脉冲波的强度越小，有效作用半径也越小；地层渗透率越大，压力脉冲波能量衰减越慢，有效作用半径越大；地层流体粘度越低，脉冲波能量衰减越慢，有效作用半径越大；地层孔隙度越小，脉冲波能量衰减越慢，有效作用半径大。
2 现场应用试验效果
2.1 试验区选取
我国东部多数油田都不同程度存在砂害，尤其是在埋藏较浅的明化镇和馆陶组的油层更为严重。胜利油田某采油厂均属于此类油层，几乎每一口井都必须采取一定的防砂措施才能维持油井正常生产，然而由于油层岩石极为疏松，岩石颗粒分选程度极差，加之泥质含量较高等综合影响，防砂困难。同类型防砂工艺与国外相比其有效期要短得多，筛管砾石充填防砂国外防砂井有效期在5-15年，而国内一般在3年左右就是比较长了，而多数井只有半年到一年之间。这除了防砂工艺技术有一定差距之外，主要因素在于地层中的微粒运移和泥质经注水冲蚀、膨胀分散、运移而堵塞挡砂屏障所致。此时砾石挡砂层并没有破坏，而是被由地层运移来的泥质和粉细砂粒所充填堵塞，导致井筒附近渗透率大幅度下降，油井产液急剧降低，严重者甚至停产。此前对此类油井多数采取洗井冲砂作业，以恢复油井的部分产能，但有效期相对较短，堵塞严重的井则必须采取重新防砂措施，由此加大了防砂工作量，大幅度增加了油田生产成本[4，5]。然而若采取行之有效的解堵方法，将充填于砾石层和井筒附近地层的微细颗粒堵塞物排入井筒或推向地层深部，使挡砂砾石层及井底地带渗透率得以恢复，达到提高油水井产能的目的，同时也避免了重新防砂，从而延长防砂井的有效期。针对此类油水井选取了11口井开展了压力脉冲解堵现场试验。
2.2 现场试验效果分析
共实施压力脉冲解堵试验11口井，在这11口井中，有1口井确因砂埋油层解堵未成功，其他井都不同程度地见到了效果。
典型井T-1井在正常生产时日液130m3/d左右，日产油24t/d，含水81.2%，经地填和绕丝防砂后，产液量急剧下降，经分析认为是防砂后造成近井地带堵塞所致。期间曾利用高压水泥车进行高压挤压解堵，压力达到20MPa，未见效果。在压力脉冲解堵前，日产液31.7m3/d，产油量为3.4t/d，含水89%。对该井进行了作业压力为5MPa的两个周期的脉冲处理后，提高作业压力到9MPa，进行2个周期的脉冲处理，然后又进行作业压力为4MPa的一个周期的脉冲处理，共计进行了五个周期的脉冲处理后，在关阀门卸工具过程中时间最多不超过两分钟，观察到套管压力急剧上升了1.5MPa，这说明地层堵塞已经解开。第二天产液量即达到130m3/d左右，日增液量达100m3/d。经一个多月后日产液105.9m3/d，日产油13.8t/d，含水87%，仍保持日增液74.2m3/d，日增油9.6t/d。
截至统计时间为止，累计增液量7605吨，累计增油1131.8吨，平均提高液面122.6米，液面上升说明解堵成功提高了油井的供液能力。这说明压力脉冲解堵效果是非常明显的，分析现有10口井的数据资料可以得出以下几点认识：
（1）解堵效果明显、有效期长。全部10口井都见到增油效果，相对增液幅度大的有7口井，其中T-6井增液量幅度大，平均日增液量25.68吨。有3口井虽然增液幅度不大，但增油幅度却不低。截至到统计日期为止，大部分井仍然有效，最长达246天。只有T-3井因其他作业原因而有效期短。
（2）压力脉冲处理具有降水增油功能。10口井中有7口井见到含水下降的效果。其中T-2含水下降了12.3%。7口井平均含水下降6.9%。效果非常明显。另外3口井中T-6含水由82.5%上升到83%，增加0.5%，可能与检测误差有关，T-2井由不含上升至3%，分析原因是由于压力脉冲作用将束缚水释放出来进入油流通道而随之流入井中所致。但是从现有9口井的资料可以得出压力脉冲作用具有降水增油的效果。
3 结论
（1）压力脉冲的有效作用半径可达1m以上，脉冲波强度大，能实现近井底地带解堵的作用。
（2）压力脉冲波的强度和工作压力以及井筒内的动液面有密切的关系。工作压力越高、动液面越小，压力脉冲波的强度越大、频率越小，解堵深度越大。建议以在实施压力脉冲解堵时，适当提高动液面，以改善压力脉冲解堵效果。
（3）压力脉冲波随地层渗透率的增加、地层孔隙度的减小、流体粘度的降低，衰减慢，有效作用半径大。
（4）压力脉冲解堵适用于防砂筛管解堵，可提高油井供液能力，恢复油井产能，具有增油降水的作用，延长防砂井作业周期。
参考文献
[1] 张玄奇.低渗地层堵塞特征及解堵技术研究[J].西安石油学院学报（自然科学版），2003，18（4）：45-48.
[2] 张建国，楚子星，郭建卿等.水气脉冲波复合化学解堵技术[J].油气地质与采收率，2007；14（5）：101-103
[3] 尹强，张建国，臣传旭等.压力脉冲解堵影响因素及室内试验研究[J].石油钻采工艺，2002；24（4）：70-71.
[4] 张绍东，王代流，陈辉等.泡沫射流冲砂解堵工艺在孤岛油田的应用[J].油气地质与采收率，2007，14（1）： 98-99，102.
[5] 朱继东，张建国等.声波解堵综合配套技术研究[J].石油钻探技术，2006，34（1）：59-61
作者简介
季迎春，硕士研究生，男，安徽无为人，汉族，1978年2月生，2005年毕业于中国石油大学（华东）油气田开发工程专业，现主要从事油气田开发工程研究工作。
[关键词]压力脉冲；解堵；水击；物理法采油
中图分类号：TM919 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0008-01
在油田生产中，油水井的堵塞是目前疏松砂岩油田开发过程中日益严重的问题，使此类油田开发措施作业量不断增加。针对油水井的堵塞特征，开发了酸化、化学剂、物理方法等解堵措施[1]。压力脉冲解堵技术就是一种高效的物理法解堵方法。与其他技术相比，具有操作方法简便，應用前景好的特点[2]。
1 压力脉冲解堵技术原理与影响因素
压力脉冲解堵工艺的施工原理是利用高压压风机向井筒环空内注入气体，当井筒内气体压力达到一定值时，在压力脉冲发生器作用下使井筒内产生水击现象，形成压力脉冲波作用于近井底地带和地层，从而解除地层或防砂筛管的堵塞，使油水井恢复产能[3]。
通过理论研究和实验研究发现，压力脉冲的有效作用半径可达1 m以上，脉冲波强度大，在离井底1m远处其强度仍然大于1MPa，能实现近井底地带解堵的作用。油井动液面越深，产生的压力脉冲波的强度越小，有效作用半径也越小；地层渗透率越大，压力脉冲波能量衰减越慢，有效作用半径越大；地层流体粘度越低，脉冲波能量衰减越慢，有效作用半径越大；地层孔隙度越小，脉冲波能量衰减越慢，有效作用半径大。
2 现场应用试验效果
2.1 试验区选取
我国东部多数油田都不同程度存在砂害，尤其是在埋藏较浅的明化镇和馆陶组的油层更为严重。胜利油田某采油厂均属于此类油层，几乎每一口井都必须采取一定的防砂措施才能维持油井正常生产，然而由于油层岩石极为疏松，岩石颗粒分选程度极差，加之泥质含量较高等综合影响，防砂困难。同类型防砂工艺与国外相比其有效期要短得多，筛管砾石充填防砂国外防砂井有效期在5-15年，而国内一般在3年左右就是比较长了，而多数井只有半年到一年之间。这除了防砂工艺技术有一定差距之外，主要因素在于地层中的微粒运移和泥质经注水冲蚀、膨胀分散、运移而堵塞挡砂屏障所致。此时砾石挡砂层并没有破坏，而是被由地层运移来的泥质和粉细砂粒所充填堵塞，导致井筒附近渗透率大幅度下降，油井产液急剧降低，严重者甚至停产。此前对此类油井多数采取洗井冲砂作业，以恢复油井的部分产能，但有效期相对较短，堵塞严重的井则必须采取重新防砂措施，由此加大了防砂工作量，大幅度增加了油田生产成本[4，5]。然而若采取行之有效的解堵方法，将充填于砾石层和井筒附近地层的微细颗粒堵塞物排入井筒或推向地层深部，使挡砂砾石层及井底地带渗透率得以恢复，达到提高油水井产能的目的，同时也避免了重新防砂，从而延长防砂井的有效期。针对此类油水井选取了11口井开展了压力脉冲解堵现场试验。
2.2 现场试验效果分析
共实施压力脉冲解堵试验11口井，在这11口井中，有1口井确因砂埋油层解堵未成功，其他井都不同程度地见到了效果。
典型井T-1井在正常生产时日液130m3/d左右，日产油24t/d，含水81.2%，经地填和绕丝防砂后，产液量急剧下降，经分析认为是防砂后造成近井地带堵塞所致。期间曾利用高压水泥车进行高压挤压解堵，压力达到20MPa，未见效果。在压力脉冲解堵前，日产液31.7m3/d，产油量为3.4t/d，含水89%。对该井进行了作业压力为5MPa的两个周期的脉冲处理后，提高作业压力到9MPa，进行2个周期的脉冲处理，然后又进行作业压力为4MPa的一个周期的脉冲处理，共计进行了五个周期的脉冲处理后，在关阀门卸工具过程中时间最多不超过两分钟，观察到套管压力急剧上升了1.5MPa，这说明地层堵塞已经解开。第二天产液量即达到130m3/d左右，日增液量达100m3/d。经一个多月后日产液105.9m3/d，日产油13.8t/d，含水87%，仍保持日增液74.2m3/d，日增油9.6t/d。
截至统计时间为止，累计增液量7605吨，累计增油1131.8吨，平均提高液面122.6米，液面上升说明解堵成功提高了油井的供液能力。这说明压力脉冲解堵效果是非常明显的，分析现有10口井的数据资料可以得出以下几点认识：
（1）解堵效果明显、有效期长。全部10口井都见到增油效果，相对增液幅度大的有7口井，其中T-6井增液量幅度大，平均日增液量25.68吨。有3口井虽然增液幅度不大，但增油幅度却不低。截至到统计日期为止，大部分井仍然有效，最长达246天。只有T-3井因其他作业原因而有效期短。
（2）压力脉冲处理具有降水增油功能。10口井中有7口井见到含水下降的效果。其中T-2含水下降了12.3%。7口井平均含水下降6.9%。效果非常明显。另外3口井中T-6含水由82.5%上升到83%，增加0.5%，可能与检测误差有关，T-2井由不含上升至3%，分析原因是由于压力脉冲作用将束缚水释放出来进入油流通道而随之流入井中所致。但是从现有9口井的资料可以得出压力脉冲作用具有降水增油的效果。
3 结论
（1）压力脉冲的有效作用半径可达1m以上，脉冲波强度大，能实现近井底地带解堵的作用。
（2）压力脉冲波的强度和工作压力以及井筒内的动液面有密切的关系。工作压力越高、动液面越小，压力脉冲波的强度越大、频率越小，解堵深度越大。建议以在实施压力脉冲解堵时，适当提高动液面，以改善压力脉冲解堵效果。
（3）压力脉冲波随地层渗透率的增加、地层孔隙度的减小、流体粘度的降低，衰减慢，有效作用半径大。
（4）压力脉冲解堵适用于防砂筛管解堵，可提高油井供液能力，恢复油井产能，具有增油降水的作用，延长防砂井作业周期。
参考文献
[1] 张玄奇.低渗地层堵塞特征及解堵技术研究[J].西安石油学院学报（自然科学版），2003，18（4）：45-48.
[2] 张建国，楚子星，郭建卿等.水气脉冲波复合化学解堵技术[J].油气地质与采收率，2007；14（5）：101-103
[3] 尹强，张建国，臣传旭等.压力脉冲解堵影响因素及室内试验研究[J].石油钻采工艺，2002；24（4）：70-71.
[4] 张绍东，王代流，陈辉等.泡沫射流冲砂解堵工艺在孤岛油田的应用[J].油气地质与采收率，2007，14（1）： 98-99，102.
[5] 朱继东，张建国等.声波解堵综合配套技术研究[J].石油钻探技术，2006，34（1）：59-61
作者简介
季迎春，硕士研究生，男，安徽无为人，汉族，1978年2月生，2005年毕业于中国石油大学（华东）油气田开发工程专业，现主要从事油气田开发工程研究工作。