CN110043225A - 一种井下逆向液动解堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下逆向液动解堵方法，包括酸化施工、逆向液动解堵施工准备、根据解堵作业压力输出参数输出正负压力波、根据目标井的地层反馈参数设定做功频率、控制解堵作业压力等步骤。本发明井下逆向液动解堵方法，可实施正负压交替作业，与酸化措施配合施工，一方面促进酸液返排，另外一方面促进酸液对堵塞物侵蚀和溶解作用，实现了对酸液的彻底返排，措施效果大大加强，解堵效果更好，堵塞物返排更彻底，具有巨大的经济价值和广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于油水井解堵技术领域，具体涉及一种井下逆向液动解堵方法。
背景技术
低渗油藏在开发过程中往往会出现近井地层污染和堵塞现象，尤其是注水开发油田，注入水与地层流体不配伍形成沉淀或外来固相颗粒运移等造成地层及井筒堵塞，使地层渗透性降低，引发欠产欠注等问题。
开发井存在以下堵塞形式：
进行钻井、压井、水力压裂、酸化、堵水等施工作业时,残留在近井地带的各种高分子聚合物(如CMC、聚丙烯酰胺、胍胶等)堵塞油层；
外来液流体进入储层引起黏土膨胀造成堵塞；外来液流体与地层水配伍性较差形成生成CaCO、CaSO、BaSO等沉淀，造成油层堵塞；外来流体中含有的细菌(如硫酸盐还原菌、铁细菌等)在注水***和地层中繁殖，除细菌本身会造成堵塞外，由它们的代谢作用生成的FeS、Fe(OH)沉淀物及其它无机-有机集团堵塞形式；
随着开采时间的延长，原油中的蜡和胶质、沥青质等析出造成油层堵塞。
目前常规的油水井解堵技术大致分为物理和化学两大类：
物理类解堵技术主要包含电脉冲解堵技术、超声波解堵技术、等离子脉冲技术等。物理类技术基本工作原理是将产生冲击波的装置下至射孔段位置，通过单次冲击波或多次脉冲叠加引起地层谐振实现解堵或造缝作用。
化学类解堵技术主要包含酸洗、基质酸化、酸压等技术。化学类解堵技术基本工作原理是将化学配液泵送至解堵目的层段，利用酸液的溶解、侵蚀作用实现解堵增渗，后期通过常规洗井进行酸液返排。
无论是物理还是化学解堵措施在长庆油田应用取得一定的效果，但是往往存在降压效果不明显或有效期较短的现象。综合低渗透储层地质特点、工艺施工及效果情况分析，常规措施解堵能力较好。受工艺技术本身的局限性限制，只能通过常规大排量反洗井等技术实现污染物返排。因区块储层渗透性较差，常规返排措施无法将解下的污染物彻底返排出储层，当措施井恢复生产时，滞留在渗流通道内的污染物在喉道位置再次形成堵塞。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提供一种井下逆向液动解堵方法，可实施正负压交替作业，与酸化措施配合施工，实现了对酸液的彻底返排，首次将油田物理解堵技术地面化、小型化，施工简单、安全、环保且降本增效。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于，所述井下逆向液动解堵方法包括以下步骤：
A.酸化施工：
1)配制酸化施工液体；
2)向经过洗井处理的目标井内挤注配制好的酸化施工液体；
3)挤注完成后关闭目标井进行酸化反应；
B.逆向液动解堵施工准备：
1)在目标目标井井口连接逆向液动解堵装置，所述逆向液动解堵装置包括动力***、控制监测***、伺服***、管汇***、发生器；逆向液动解堵装置接通目标井场电源测试仪器仪表后，将控制监测***的控制模式调整到手动调试模式，并将发生器置于下行状态，准备逆向液动施工；
2)目标井井口连接泵车；
C.逆向液动解堵施工：
1)酸化反应结束后，缓慢开启目标井油管阀门，控制监测***自动读取目标井井底压力，并根据读取的目标井井底压力数值进行换算编程，形成解堵作业压力输出参数；
2)动力***根据解堵作业压力输出参数设定做功频率，缓慢开启目标井套管阀门，同时启动动力***输出正负压力波，并通过管汇***将承载压力的井筒水传输至目标井的地层并对目标井的岩层施加正负压力，此时由控制监测***自动读取目标井的地层和岩层的压力，并根据读取的压力数值形成地层反馈参数和岩层反馈参数；在压力环境下井筒水作为刚性弹性体，压力波的传递速度非常快，在井口施加波动压力，能迅速传递到目的油层，沿井筒的能量衰减很小；
3)伺服***根据目标井的地层反馈参数设定做功频率，在目标井井口发出正负脉冲压力波，并作用于井筒水，使井筒水在目标井近井地层孔隙介质中建立起震荡场，开始液动震荡解堵作业；
4)解堵过程中通过控制监测***监测解堵作业压力，解堵作业压力保持在12Mpa以上，解堵作业压力不足12Mpa时启动泵车进行持续补压，补压时泵车排量不高于300L/min，震荡频率不超过12次每分钟，补压用水量不少于10m3；
5)液动震荡解堵作业完成后，配合泵车大排量反洗井开始对目标井进行高频负压逆向液动返排作业，泵车工作排量不低于350L/min，用水量不少于60m3，负压液动频率不低于15次每分钟，并根据监测压力显示实时调整液动频率，使压力保持在6～8Mpa进行持续负压返排作业，彻底将地层及目标井筒内的残酸、残渣返排出井口；
D.逆向液动返排完成后停泵，关闭各阀门并将作业设备进行泄压，拆卸管线结束施工，撤离井场。
进一步的，所述酸化施工液体为预处理酸、主体酸、挤注活性水的一种或几种。
进一步的，所述酸化反应时间不少于2h。
进一步的，所述正负压力波的频率为20～200Hz，正负压力波为单一周期的正负压力波和多周期的正负压力波。单一周期的正负压力波作用引起地层流体的吐吞运动，多周期的正负压力作用引起地层流体吐吞运动的同时在储层流体中形成强烈的震荡场。
进一步的，所述正负压力波每分钟施加10～20次。
进一步的，所述液动震荡解堵作业时间不少于2h。
综上所述，本发明由于采用了上述方案，具有以下有益效果：
1、本发明首次将油田物理解堵技术地面化、小型化，施工简单、安全、环保,具有巨大的经济价值和广泛的应用前景。
2、本发明可实施正负压交替作业，与酸化措施配合施工，一方面促进酸液返排，另外一方面促进酸液对堵塞物侵蚀和溶解作用，实现了对酸液的彻底返排，措施效果大大加强，解堵效果更好，堵塞物返排更彻底。
3、本发明可实施不动管柱解堵作业降本增效，可实施带压增注解堵作业降本增效。
4、本发明施工周期短4～8小时，且效果期内可随时进行二次强化作业，维持正常生产。
5、本发明解决了油水井传统解堵技术返排不彻底、解堵措施动力配合繁杂、施工周期长、注水井泄压周期长的问题。
6、本发明还产生了以下经济效益：1)不动管柱解堵作业与常规上动力措施相比措施成本预计降低30％以上；2)与常规带压解堵作业相比措施成本预计降低50％以上；依据2016年以来试验效果情况，该技术先后在吉林油田、大庆油田、胜利油田投入产出比为1:4；3)结合前期措施情况预计该技术措施有效率高于85％，注水井单井累计增注大于2000m3，油井单井累计增油大于100t。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种井下逆向液动解堵方法，作进一步说明。
实施例1
一种井下逆向液动解堵方法，包括以下步骤：
A.酸化施工：
1)配制酸化施工液体；
2)向处理后的目标井内挤注配制好的酸化施工液体；
3)挤注完成后关闭目标井进行酸化反应；
B.逆向液动解堵施工准备：
1)在目标目标井井口连接逆向液动解堵装置，所述逆向液动解堵装置包括动力***、控制监测***、伺服***、管汇***、发生器；逆向液动解堵装置接通目标井场电源测试仪器仪表后，将控制监测***的控制模式调整到手动调试模式，并将发生器置于下行状态，准备逆向液动施工；
2)目标井井口连接泵车；
C.逆向液动解堵施工：
1)酸化反应结束后，缓慢开启目标井油管阀门，控制监测***自动读取目标井井底压力，并根据读取的目标井井底压力数值进行换算编程，形成解堵作业压力输出参数；
2)动力***根据解堵作业压力输出参数设定做功频率，缓慢开启目标井套管阀门，同时启动动力***输出正负压力波，并通过管汇***将承载压力的井筒水传输至目标井的地层并对目标井的岩层施加正负压力，此时由控制监测***自动读取目标井的地层和岩层的压力，并根据读取的压力数值形成地层反馈参数和岩层反馈参数；在压力环境下井筒水作为刚性弹性体，压力波的传递速度非常快，在井口施加波动压力，能迅速传递到目的油层，沿井筒的能量衰减很小；
3)伺服***根据目标井的地层反馈参数设定做功频率，在目标井井口发出正负脉冲压力波，并作用于井筒水，使井筒水在目标井近井地层孔隙介质中建立起震荡场，开始液动震荡解堵作业；
4)解堵过程中通过控制监测***监测解堵作业压力，解堵作业压力保持在12Mpa以上，解堵作业压力不足12Mpa时启动泵车进行持续补压，补压时泵车排量不高于300L/min，震荡频率不超过12次每分钟，持续液动震荡解堵作业时间不低于2h，补压用水量不少于10m3；
5)液动震荡解堵作业完成后，配合泵车大排量反洗井开始对目标井进行高频负压逆向液动返排作业，泵车工作排量不低于350L/min，用水量不少于60m3，负压液动频率不低于15次每分钟，并根据监测压力显示实时调整液动频率，使压力保持在6～8Mpa进行持续负压返排作业，彻底将地层及目标井筒内的残酸、残渣返排出井口；
D.逆向液动返排完成后停泵，关闭各阀门并将作业设备进行泄压，拆卸管线结束施工，撤离井场。
其中，酸化施工液体包括预处理酸、主体酸、挤注活性水，预处理酸由12％盐酸+1％乙酸+0.2％稳定剂+0.2％缓蚀剂+0.5％粘土稳定剂+清水配制而成，主体酸由15％HCL+2.5％HF+1.0％乙酸+2％磷酸+0.5％OP-10+0.5％NH4CL+0.3％铁离子稳定剂+1％除垢剂+1％甲酸+0.5％粘土稳定剂配制而成，挤注活性水由粘土稳定剂(0.5％CETA)+防垢剂(0.1％PBTCA)+表面活性剂(0.2％8608)配制而成。
优选的，酸化反应时间不少于2h；正负压力波的频率为20～200Hz，正负压力波为单一周期的正负压力波和多周期的正负压力波；正负压力波每分钟施加10～20次。
并不限于此。
工作原理：
首先，动力***和伺服***在目标井口分别发出正负压力波和正负脉冲压力波，瞬间传递至地层，并在目标井近井地层孔隙介质中建立起震荡场。其次，当正负压力波在目标井油层做功时，目标井油层炮眼空间流体做周期性的稳态空化运动形成空化核，空化核在负压相半周期迅速膨胀,而在正压相半周期又急剧收缩至内爆形成强负压作用于目标井储层。
其中，动力***发出的正负压力波向目标井井筒水施加20～200Hz的正负压力波，引起地层孔隙流体剧烈的吞吐运动，以强烈的交变压力作用于岩层，对目标井岩石孔隙介质产生较强的震荡溶解及剪切作用。一方面，在剪切作用下，目标井岩石孔隙内表面的胶结物以及地层孔道中的堵塞物在疲劳应力下遭受破坏并逐渐破碎脱落。另一方面，随着波动能量积聚，当压力波强度达到岩石破裂压力时撑开地层，形成新的渗流通道。此外，不同频率的压力波可打破固-液-气界面原有的平衡状态，克服岩石颗粒表面原油的吸附力，破坏或改变微孔隙内毛管力的平衡，降低毛管力的束缚滞留，从而降低液阻-气阻效应。
正负压力波解堵完成后，利用伺服***对井筒水每分钟施加10～20次的正负压脉冲，在射孔段位置形成强负压环境，促进酸液返排，促进酸液对堵塞物侵蚀和溶解作用，使解堵后滞留在孔道中的堵塞物和酸化残液随着强负压液流排出目标井地层，从而实现对酸液的彻底返排，解堵效果更好，堵塞物返排更彻底的目的。
应用实施例1
目标井名称：吉林油田乾安采油厂
吉林油田乾安采油厂井下逆向液动解堵效果如表1所示。
表1吉林油田乾安采油厂井下逆向液动解堵效果统计
应用实施例2
目标井名称：胜利油田——史3-9-斜6井
前期情况：该井2014.9月补孔转注，2016.10月酸化使用盐酸16.5m3+土酸13.5m3,压力由35MPa降至33MPa，开井后油压34MPa,日注19m3，有效期5天。
方案论证：根据前期注水条件、末次酸化施工情况及增注效果分析，该井存在深部污染，本次论证通过大功率逆向液动解堵技术对该井实施增注措施，最大程度的解除油层堵塞，疏通近井地带渗流通道，降低注水压力提高单井注水量。
施工情况：2017.12.19日逆向液动解堵；采用24m3酸化解堵液实，酸化压力由38MPa缓慢将至32MPa，停泵后不降。持续逆向液动解堵4小时，井口压力由6MPa降至0，共排除液量40m3。开井后油压27MPa，日注15m3，至目前已累计增注1832m3。
应用实施例3
目标井名称：长庆油田第二采油厂
该井为西峰油田西41区的一口注水井，2012年7月3日投注，对应油井7口。投注初期日配注15m3/d，日实注15m3/d，油压14.6MPa，套压14.2MPa，2012年11月15日欠注，日配注15m3/d，日实注2m3/d，油压15.3MPa，套压15.3MPa，目前日配注19m3/d，日实注12m3/d，油压20.5MPa，套压20.5MPa。分析认为该井储层物性差，措施强度低，吸水状况差。
施工情况：逆向液动洗井(地层压力测试)：初期回压为7Mpa，15min后回压降至3Mpa。逆向液动施工，初期回压13Mpa，因为地层堵塞，地层回压不足，不能及时补压。采用泵车补压施工，设备通过刚性液体对地层作用，解除地层堵塞，地层回压开始加快。施工结束，井口回压开始加快，15min返压8Mpa，堵塞解除。
对该井进行逆向液动解堵作业后，长庆油田第二采油厂井下逆向液动解堵效果如表2所示。
表2长庆油田第二采油厂井下逆向液动解堵效果
结论：结合应用实施例1、实施例2、实施例3可以看出，本发明井下逆向液动解堵方法解堵效果好，一方面促进酸液返排，另外一方面促进酸液对堵塞物侵蚀和溶解作用，实现了对酸液的彻底返排，措施效果大大加强，堵塞物返排更彻底，能够显著降本增效，具有巨大的经济价值和广泛的应用前景。
由于采用本发明技术方案，能够获得以下积极效果：
1、本发明首次将油田物理解堵技术地面化、小型化，施工简单、安全、环保。
2、本发明可实施正负压交替作业，与酸化措施配合施工，一方面促进酸液返排，另外一方面促进酸液对堵塞物侵蚀和溶解作用，实现了对酸液的彻底返排，措施效果大大加强，解堵效果更好，堵塞物返排更彻底。
3、本发明可实施不动管柱解堵作业降本增效，可实施带压增注解堵作业降本增效。
4、本发明施工周期短4-8小时，且效果期内可随时进行二次强化作业，维持正常生产。
5、本发明解决了油水井传统解堵技术返排不彻底、解堵措施动力配合繁杂、施工周期长、注水井泄压周期长的问题。
6、本发明还产生了以下经济效益：1)不动管柱解堵作业与常规上动力措施相比措施成本预计降低30％以上；2)与常规带压解堵作业相比措施成本预计降低50％以上；依据2016年以来试验效果情况，该技术先后在吉林油田、大庆油田、胜利油田投入产出比为1:4；3)结合前期措施情况预计该技术措施有效率高于85％，注水井单井累计增注大于2000m3，油井单井累计增油大于100t。
以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于，所述井下逆向液动解堵方法包括以下步骤：
A.酸化施工：
1)配制酸化施工液体；
2)向经过洗井处理的目标井内挤注配制好的酸化施工液体；
3)挤注完成后关闭目标井进行酸化反应；
B.逆向液动解堵施工准备：
1)在目标目标井井口连接逆向液动解堵装置，所述逆向液动解堵装置包括动力***、控制监测***、伺服***、管汇***、发生器；逆向液动解堵装置接通目标井场电源测试仪器仪表后，将控制监测***的控制模式调整到手动调试模式，并将发生器置于下行状态，准备逆向液动施工；
2)目标井井口连接泵车；
C.逆向液动解堵施工：
1)酸化反应结束后，缓慢开启目标井油管阀门，控制监测***自动读取目标井井底压力，并根据读取的目标井井底压力数值进行换算编程，形成解堵作业压力输出参数；
2)动力***根据解堵作业压力输出参数设定做功频率，缓慢开启目标井套管阀门，同时启动动力***输出正负压力波，并通过管汇***将承载压力的井筒水传输至目标井的地层并对目标井的岩层施加正负压力，此时由控制监测***自动读取目标井的地层和岩层的压力，并根据读取的压力数值形成地层反馈参数和岩层反馈参数；
3)伺服***根据目标井的地层反馈参数和岩层反馈参数设定做功频率，在目标井井口发出正负脉冲压力波，并作用于井筒水，使井筒水在目标井近井地层孔隙介质中建立起震荡场，开始液动震荡解堵作业；
4)解堵过程中通过控制监测***实时监测调整解堵作业压力，使解堵作业压力保持在12Mpa以上，解堵作业压力不足12Mpa时启动泵车进行持续补压，补压时泵车排量不高于300L/min，震荡频率不超过12次每分钟，补压用水量不少于10m3；
5)液动震荡解堵作业完成后，配合泵车大排量反洗井开始对目标井进行高频负压逆向液动返排作业，泵车工作排量不低于350L/min，用水量不少于60m3，负压液动频率不低于15次每分钟，并根据监测压力显示实时调整液动频率，使压力保持在6～8Mpa进行持续负压返排作业，彻底将地层及目标井筒内的残酸、残渣返排出井口；
D.逆向液动返排完成后停泵，关闭各阀门并将作业设备进行泄压，拆卸管线结束施工，撤离井场。
2.根据权利要求1所述的一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于：所述酸化施工液体为预处理酸、主体酸、挤注活性水的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于：所述酸化反应时间不少于2h。
4.根据权利要求1所述的一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于：所述正负压力波的频率为20～200Hz，正负压力波为单一周期的正负压力波和多周期的正负压力波。
5.根据权利要求1所述的一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于：所述正负脉冲压力波每分钟施加10～20次。
6.根据权利要求1所述的一种井下逆向液动解堵方法，其特征在于：所述液动震荡解堵作业时间不少于2h。
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