强负压抽吸解堵装置的完善与改进

吴庆莉

摘 要：在现今国内油田开发过程中，水力压裂、化学解堵是解决油层污染，实现油气田增产、稳产的重要措施。常规的压裂、酸化解堵等工艺在一定程度上解决了近井地带油层的堵塞，但是水力压裂因其施工规模庞大、措施费用高昂，限制了此技术在现场的应用范围;化学解堵因其药剂反应主要发生在井筒周围一英尺内，同时还可能对油层产生二次伤害，不能有效解决储层深部堵塞问题。基于茨榆坨采油厂严峻的产量形势和成本压力以及常规解堵增产措施的不足，有必要探寻一种解堵的新技术。

关键词：压抽吸解堵装置;现场应用;现状分析

通过现场实践表明，油井污染和堵塞往往都是复合型的，采用复合型的解堵技术效果往往优于单一的解堵措施。如何再进一步融入新的解堵方法，与强负压抽吸解堵有机的合为一体，丰富解堵工艺的处理手段，形成更加完善的油層解堵处理技术，更全面的解决油井的污染堵塞问题，意义深远。

1 国内外研究现状分析

油井在长期开采过程中，受到水质及作业措施等的影响，造成地层污染，使油井在近井地带逐渐堵塞，导致油井供液不足、产能下降，甚至不出液。为了恢复油井的生产能力，需要对堵塞的地层采取解堵措施，目前的解堵方法很多，从解堵机理上可以分为物理法、化学法、复合法。总体而言，不管是化学或是物理方法，各单项技术均具备不同程度的局限性，任何一种方法对油层的解堵都有很强的针对性，一种方法只能适合某一类油层，或适合于某一种污染机理，因而这些解堵技术在应用过程中，不能取得最佳的效果。

2 需要解决的关键技术问题

关键的技术问题：为弥补水力冲击压力作用时间短的问题，在原有复合型解堵处理工艺上增加新的油层处理手段，首先需要研究增加的新工艺是否可以从理论上进一步改善对油层的处理效果;新增解堵方法的工艺机理研究，参数的优化设计;负压抽吸解堵增加新的解堵功能后，将会融入三种解堵方法为一体，管柱结构和工艺机理复杂，科学合理地进行整体工艺管柱结构设计尤为重要;水击压裂、负压抽吸参数进一步优化设计;管柱安全控制的设计。

3 主要研究内容

3.1 改进的强负压抽吸解堵装置管柱结构

强负压抽吸解堵装置完善与改进后的管柱结构主要包括多级变孔径旋转喷射装置、水力冲击压裂、强负压解堵装置、泄压装置、单流阀等部件。多级变孔径旋转喷射装置是该技术主要增加的核心工具，主要由高压喷射总成和旋转控制组件两部分组成;强负压解堵装置是负压复合解堵增产技术的主要配套工具，在其中起主导作用;水击压裂装置由导流管、真空腔、冲击片、柱塞、释放器等部件组成;其它配套工具有泄油器和单流阀等，其中泄油器设计成环状结构。

3.2 强负压抽吸解堵装置的完善与改进后工艺原理

该技术首次将水力冲击压裂、高压射流、负压解堵三种油层处理方法有机融合为一体，采用一次管柱先后完成油井的多级水击压裂、高压水力喷射、强负压抽吸三套工艺技术，形成一种新型的三段式复合型油层处理工艺。①利用水力冲击作用产生显著高于油层破裂压力的高压脉冲，使油层产生多条微裂缝或原有裂缝扩展，初步提高油层导流能力;②进行第一次投球，封堵底部水力冲击压裂装置通道，从油管打压启动水力喷射装置，采用高压射流形成的高频振荡冲击波、空化噪声超声波等作用，对近井地层进行进一步的深穿透振荡处理。

3.3 适用范围及应用界限

①该技术比较适用脆性地层，对于塑性地层则不适用，而对泥岩地层，反而可能产生“压实效应”;②天然裂缝较为发育的油气层改造，水击后油层可能产生微裂缝，增加了与天然裂隙沟通的机会，从而可以利用地层的天然裂隙，获得较好的增产效果，此方法对低渗油层特别重要。

4 取得的成果与技术突破

本项目是一项新型的复合型解堵措施，具有单项解堵措施无可比拟的优点和效果，可以更加经济有效的解决油层堵塞的问题，是传统压裂、酸化工艺的进一步完善发展。同时该工艺施工简单、措施成本低，预计在油田开发老区具有广阔的应用前景，可以有效达到提高单井产量的最终目的。研究过程中，在射流力学理论的基础上，给出了射流冲击力等计算模型，研究了相应的解堵工具，主要取得以下技术突破和创新：①思路创新：在应用水击、负压等经典的机械原理的基础上，增加了水力喷射方法，采用一次管柱先后进行多级水击压裂、高压水力喷射、强负压抽吸，形成一种新型的三段式复合型油层处理工艺;②开发一种多级变孔径旋转喷射装置，产生多频段的水力波，进一步提升了解堵处理效果;③设计的滑套换向装置可以有效实现水力冲击与高压射流技术的衔接和转换。

5 经济效益情况

2017年先后实施16口井，阶段增产原油1825.5t，增产天然气68.892×104m3（1255m3天然气折一吨油），原油价格以2593元/吨计，生产成本以932元/吨计，技术总投入92.9751万元，见到了显著的增产效果。总体经济效益：增油创效119.2757万元，增气创效63.8252万元，净效益183.1009万元，投入产出比达1：3.0。

6 结论及下一步建议

现场试验表明，该技术为油井的近井地带污染提供了较好地解决办法，进一步挖掘了老区块潜在的一部分产能，提高了单井原油产量。根据油井的基本物性资料，结合实际措施效果进一步优化设计研究抽汲压力等关键参数，从而达到更好的解堵效果。该技术将成为油田增产的重要解堵技术之一。