水力脉冲解堵技术的实践探讨

贺雪红 杨嫱 刘伟（陕西省榆林市靖边县靖边采油厂，陕西 榆林 718500）

水力脉冲解堵技术的实践探讨

贺雪红 杨嫱 刘伟（陕西省榆林市靖边县靖边采油厂，陕西 榆林 718500）

在油田开采过程中，会因为机械杂质、乳状液侵入、反应生成物沉淀、矿物质沉积等问题，造成油井堵塞，影响了油田正常开采作业的顺利进行，导致油田开采量降低，严重时会出现停产现象，不利于油田资源的充分开发和有效利用。水力脉冲解堵技术可以在不破坏油层结构、污染油质的前提下，快速、有效解决油井封堵问题，在提高油井产量方面发挥着重要作用，并且该方法易于操作，成本较低，在油田开采作业已经得到了广泛应用。文章对此进行了详细分析，对解决油井堵塞问题具有启示作用。

油田开采；水力脉冲堵；工作原理；实践应用

油井解堵一直是油田开采作业中的一大难题，解堵效果的良好性，会直接影响到油井产量高低，只有彻底解决油井堵塞问题，将各种杂质和沉积物清理干净，才能提供更加畅通的通道，便于油气输送和注水操作，以实现油井增产增注目的。与传统油井解堵技术相比，水力脉冲解堵技术具有清洗效果好、施工操作方便、成本低等优点，并且可以保证油层结构的稳定性，也不会造成环境污染问题，应用优势突出，是解决油井堵塞问题的首选技术。

1 应用水力脉冲解堵技术的必要性

对于含水量及油液粘稠度较高，或者渗透率较低的油田来讲，在开采过程中，机械杂质、钻井液杂质、反应生成物、稠油和污垢等，会逐渐沉积在油井中。受油井开采机械振动的影响，这些沉积物会不断发生移动，在进入到后期开采阶段后，便会逐渐填充到油井周围的孔隙中去，造成油井堵塞现象，而稠油和污垢还会造成炮眼堵塞。当出现油井堵塞现象时，会大大降低油层渗透率，导致油气流通和注水困难，油井产量随之下降，当堵塞严重时甚至无法出油。当前，油井解堵技术多种多样，常见的包括普通酸洗发、水力振动法、电液脉冲法等，但是这些方法都存在一定的局限性，存在清洗范围小，解堵效果差、操作难度大、作业成本高、容易造成环境污染等问题，而水力脉冲解堵技术可以有效避免这些问题的出现，可以对油井起到了良好的清洗效果，所以，在油田开采作业中，应用水力脉冲解堵技术是非常有必要的[1]。

2 水力脉冲解堵技术作用机理和工作原理

在应用水力脉冲解堵技术之前，需要先了其作用机理和工作原理，为实践应用提供理论依据，确保水力脉冲解堵技术的正确、科学、规范应用。

2.1 水力脉冲解堵技术作用机理

水力脉冲解堵是利用水力脉冲发生器实现的，在实际应用过程中，水力脉冲发生器会以较低频率运转，对周围地层起到振动作用，振动产生的能量，可以剥落孔隙中固体物质表面的附着物，这些附着物会随着液体流动从孔隙中被清洗掉。另外，原油结构也会因振动而发生变化，显著降低了其粘稠度，油液内部吸附力减小，流动将会变得更加容易。同时，水力脉冲发生器运行时，将打破毛管力平衡状态，油液渗透阻力明显降低。水力脉冲发生器所发出的能量，会以较小的衰减程度在储层中传播，清洗范围较广，所产生的液压波能量也更为集中[2]。

2.2 水力脉冲解堵技术工作原理

水力脉冲解堵技术，是利用水动力形成较强的液压波，再借助专业工具将液压波作用于地层中，使其再沿着地层孔隙传播时，产生振动作用，将孔隙中的杂质清洗干净，进而实现油井解堵。水动力液压波在传播过程中，其所带有的能量，会在液体与孔隙相互摩擦作用下不断减弱，直至消失，液压波能量衰减情况与传播距离有着直接关系，两者呈正相关关系。在利用水力脉冲解堵技术时，激发岩石振动所需能量较小，利用声学知识，再结合傅里叶变换和拉普拉斯变换，经计算可以得到动力压力损失与孔道长度之间的具体关系，结果表明，当水力脉冲发生器振动频率分别为2×104—1010Hz、1×102—1×103Hz、10-50Hz时，水动力液压波在地层中的最大传播深度分为为2cm、1m和2.5m。在应用水力脉冲解堵技术时，需根据实际需求，选用最为合适的振动频率[3]。

3 水力脉冲解堵技术的实践应用

为分析水力脉冲解堵技术在解决油井堵塞问题时的具体应用，在实验室进行了测试，并根据现场应用效果，进行了总结。

3.1 水力脉冲解堵技术试验评价

某油田储层具有渗透率低、质地不均匀特点，为实现水力脉冲解堵技术的良好应用，在该油井周围选取3块岩心，在实验室进行了试验。在试验过程中，先利用基液对采集的岩心各项基本属性参数进行测定，包括渗透率、PV值等，渗透率用K0表示。等到10PV后，利用水力脉冲解堵装置对其施加水压，脉冲10min后暂停10min，反复操作三次后，得到此时岩心渗透率为K。最后将施加水压后岩心渗透率大小，与其初始值进行比较，用K0∕K表示两者之间的关系，得出最终试验结论[4]。

在此次实验一共进行了三次脉冲操作，对应的岩心渗透率出现了三个峰值，在最开始操作阶段，水力脉冲解堵装置会因为活塞运动而出现孔隙，导致压差迅速减小，在持续进行水力脉冲后，液体会逐渐填充严实孔隙，压差会随之趋于稳定。在试验过程中发现，利用水力脉冲解堵技术后，能够有效提高岩心渗透率，且岩心原始渗透率越小，提升效果越明显。但同时，岩心渗透率是否提升，取决于水力脉冲发生器振动频率，两者之间差值越小，则岩心渗透率提升效果越明显，当两者之间出现较大差值时，岩心渗透率不会出现加大提升，甚至可能会出现下降现象。另外，当振动强度较大时，发现3块岩心样本出现了不同程度的损伤，渗透率与之前相比变化不明显。试验证明，在储层渗透率较低的油井中，应用水力脉冲解堵技术，具有较高的可行性，能够大幅提升储层渗透率，进而解决油井堵塞问题。

3.2 水力脉冲解堵技术现场应用

在油田开采作用中，应用水力脉冲解堵技术时，需要先了解水力脉冲发生器的结构特点以及工作原理，对油井及储层情况进行全面勘察，找出造成油井堵塞的主要原因，根据油井堵塞程度及储层渗透率大小，对所需脉冲能量进行计算，并利用电脑软件构建储层模型，通过模拟得到储层孔隙具体情况，以此为依据，确定解堵液量。在操作水力脉冲发生器时，使其振动频率尽可能的与岩心固有频率保持一致，并控制好振动强度，既要提供足够的能量，扩大孔隙，又要避免对储层结构造成损坏，提高储层渗透率。并且，在实践过程中，为增强脉冲强度，将试验时的操作次数从3次增加至6次，并将工作压力超过了油层破裂压力的90%。该油田应用水力脉冲解堵技术后，油井解堵问题得到了有效解决，成功率高达98%，单井每日产油量提高了0.5—5.0倍，最高提高了8倍以上，同时，产油量的提升带来了更加客可观的经济效益。实践证明，水力脉冲解堵技术应用效果良好，值得大力推广和应用。

4 结语

水力脉冲解堵技术与传统解堵技术相比，不仅能够实现较为理想的解堵效果，可以彻底清洗油井孔隙，而且还能够保证油层结构的稳定性，也不会对油液造成污染，施工操作比较简单，成本较低，在提高油井产油量的同时，还具有较高的经济效益。经试验及实践证明，在油田开采作业中，应用水力脉冲解堵技术，可以快速、有效解决油井封堵问题，尤其是在储层渗透率较低的油井中，有着较为理想的应用效果，对促进我国油田开采事业的发展意义重大。

[1]饶鹏,蒲春生,刘涛,等.水力脉冲-化学复合技术在青海尕斯油田的应用[J].陕西科技大学学报,2013,(2):80-84.

[2]王浩.陇东油田某区块水力脉冲解堵优化[J].石化技术,2015,(11)：104-104.

[3]程世伟.水力喷射工艺在油田解堵、除垢的应用[J].中国化工贸易,2015,(21):68-68.

[4]李影,姜楠.水力深穿透解堵技术在采油厂的应用与研究[J].石化技术,2016，（12）：80-80.

贺雪红(1987-)，女，汉，陕西延川，本科，助理工程师，石油工程。杨嫱(1987-)，女，汉族，湖北宜昌，西安石油大学，本科，工程师。

刘伟(1969-)，男，汉，陕西靖边，本科，助理工程师，石油工程。