超声波增产技术增产机理研究与现场试验

2019-09-10吕哲勇

石油研究 2019年9期

摘要：兴隆台采油厂目前低产井共有104口，占总开井数比例的14.1%。这些低产井的存在直接影响该厂开发效果，如何挖掘和盘活剩余油区块，能否最大程度的发挥低产井的油层潜力，是当前亟待探索解决的问题。目前采用的常规解堵措施在达到一定增产效果的同时也存在着部分亟待解决的问题：可能存在对设备的腐蚀；易形成二次沉淀造成二次污染；解堵效果不彻底；解堵处理半径小，油层深部堵塞不能有效处理。因此2017年引进超声波增产技术。通过对超声波增产技术机理的研究，2018年3月开始，我们选取不同低产油井进行试验，取得较好的增产效果。

关键词：超声波；降粘；物理增产

一、前言

（一）低产井现状

兴隆台采油厂自1971年投入开发至今，共有油井数1395口，目前开井737口，开井率仅为52.8%，而油井低产是导致关井的主要原因之一。低产井共有104口，占总开井数比例的14.1%。其中黄金带油田、欧利坨油田和荣兴屯油田低产井比例较高，这些油田共存的问题是储层物性差，含蜡量较高，水驱效果差，近井地带易堵塞。另外，近年来在大洼油田和大平房油田相继发现稠油层，由于原油密度大，粘度高，稠油层内大部分油井也处于“低产”状态。这些低产井的存在直接影响我厂开发效果。

（二）油井低产主要原因及存在问题

随着油田开采程度的提高以及开采强度的加大，油井低产问题日益突出。

1、油井低产原因

（1）储层及流体物性差；（2）储层存在堵塞；（3）油藏采出程度高；

（4）设备及生产参数不匹配。主要原因是储层及流体物性差和储层存在堵塞。

2、具体表现

（1）储层物性差：油层渗透率低，造成油井低产；

（2）油稠影响：由于原油物性差，粘度高，流动性很差，随着生产时间的延长，油层温度不断下降，油相渗透率下降，同时井底压力也逐渐下降，从而导致油井产量低；

（3）堵塞影响：由于原油含蜡量、胶质、沥青质高及作业过程中洗压井等对油层的污染，导致油层孔道堵塞，降低了油层渗透率，造成油井低产。

3、存在问题

应用常规解堵措施，在一定范围内减少油层近井地带堵塞影响，起到较好的增产效果。但随着油田开采进入中后期，因油层堵塞影响尤其油层深部堵塞影响，造成生产井低产问题日益突出，大大降低了油井开发效果；如何挖掘这些因油层堵塞严重但产能潜力较好的油井是亟待解决的问题。为了解决低产井的堵塞和油稠的问题，引进了超声波增产技术。

二、超声波增产技术

（一）技术介绍

1、技术原理

超声波技术是以电提供能源，由地面脉冲发生器产生大功率电功率振荡信号，经过电缆传输至位于井筒内油层段的超声波换能器，换能器将电功率信号转换成超声波，经流体介质传播至地层，从而解除污染、堵塞，提高了近井地带渗透性。

2、设备组成

超声波增产技术设备组成：由地面车載系统、地面脉冲发生器、专用铠装电缆、井深定位装置和井下换能器等五部分组成。

图1超声波技术现场施工示意图

（二）超声波增产机理

1、解除地层堵塞

流体流经孔道时，由于其粘滞性，会在孔道中形成附面层，日积月累会造成油层堵塞。而在超声波作用之下会产生空化现象，会使液体中的气泡产生共振。迅速膨胀破灭，使得地层的裂缝或孔隙表面发生振动，气泡破裂会引起巨大的瞬时压力，可将粘附在孔隙或裂缝表面的颗粒剥离脱落，并被流体迅速带走，达到油层解堵的目的。

2、使油层产生微裂缝，提高油层渗透率

当超声波在不同介质内传播时声波耦合，产生会聚效应。其造成不连续的应力分布，可在岩石抗拉强度较小处形成微裂缝，扩大和连通了含油孔道，使油层渗透率提高。