复合解堵技术在油田的应用

孙 奥

（大庆油田化工有限公司东昊分公司，黑龙江大庆 163000）

大庆油田现有的老区已基本进入高含水开采期，在周边地区持续开工的同时，老区的稳定也起到了很大作用，包括自喷期、注水期、注聚期，油层在开采过程中，往往会遭受各种损伤，这些损伤严重地影响着油田的正常生产，因此，在油田开发受到限制的情况下，必须采取相应的解堵措施和增产措施。压裂和酸化是一种较好的解堵和增产措施，近年来已有较大的发展，由于超声波的物理和化学原理，在不引入新的污染物、不会对油层造成损伤的情况下，可以在整个采油过程中得到广泛的应用，而且工艺简单，操作简单，经济效益高。

1 试验区概述

萨中地区西过渡带是萨尔图油田西翼的边缘地带，分别是北一区、西一区、西三条带，其中北一区带表内地质储量772.57×104t；西一区表外地质储量279.6×104t；西三条表外地质储量279.6×104t，合计地质储量1 052.17×104t，萨葡油层的沉积环境为一河三角洲，是一种碎屑岩型储集层，其岩性以细砂岩、细粉砂岩、泥质、粉砂为主，其中以长石27%～55%、石英29%～40%为最多。粒级主要是细沙，平均粒径在0.08～0.175 mm，分离因子为2.1%～4.8%。砂粒的研磨圆度主要是胶结松散，以接触型、孔隙型胶结为主，以黏土类（6%～16%）为主，碳酸盐次之，低于6%。胶结物中以高岭石为主，伊利石次之。萨中开发区西部过渡区的薄差油层及其表外储层主要为粉砂岩、泥质岩等。储层主要以天然孔隙颗粒间孔为主，孔隙度24.4%～25.2%，初始含油饱和度65.5%～68.2%。

2 储层伤害因素

在油气田开发全过程中，由于各种因素影响，油藏原油的自然属性会发生物理、化学、生物等改变。储层伤害包括以下类型。

1）化学损伤：是指由于储集层岩石与外部液体之间的交互作用，或由于外部液体与地层液体之间的不匹配而造成的损害。主要包括黏土膨胀、黏土分散、化学吸附、地层溶解、乳化等。

2）微生物破坏：在低于90℃时，会形成菌群和黏液，从而阻塞岩层。细菌分泌的黏稠的多糖聚合物吸附于干燥地层，会阻塞油气层；某些细菌会发生氢还原反应，使地层设备发生点蚀、氢脆，而某些厌氧菌则会在地层水中将元素硫还原为硫化氢的毒性气体。

3）热损：是指矿物的迁移、溶解（矿物溶解度随着温度增加而增加，当热液流入地层和开采井时，热液冷却，溶解于热液中的矿物颗粒或沉淀物再次沉淀，造成地层堵塞）、润湿反转（在温度上升时，地层趋向于亲水性，但在高温下，容易从高温变为亲油），以及由高温引起的颗粒的热应力裂变所引起的颗粒膨胀。

3 解堵技术现状

3.1 物理解堵技术

强负压解堵技术是将管柱降至设计位置，采用强负压解堵装置、助抽装置，利用工作机作为动力，将管柱整体提起，在油层中形成强大的负压，通过多次双向抽吸振动，将堵的杂质从油层中排出，打通了孔隙通道，提高了渗透率，从而实现了增产。

3.2 化学解堵技术

化学解堵技术是利用化学解堵剂对储层进行化学溶解，利用解堵剂（含酸液自身及多种助剂）的化学溶解作用，使其与岩体中的黏土、矿物等物质发生化学反应，提高油层的渗透性，改善油气水的流动状态，从而达到增产增效的目的。本文引进化学解堵技术包括：原油增溶清蜡防蜡技术、缓酸解堵技术、低温自生能源解堵技术、多元酸解堵技术。

3.3 复合解堵技术

3.3.1 振动冲击破碎法

冲击-振动复合解堵法是指在目标层附近，火药迅速燃烧，产生大量高温、高压气体，在近井区形成多条放射状裂隙，“微错位”和碎硝支护，不能完成整体聚集，提高了储层的导水能力。在“聚能解堵”动力过程中，受压力冲击波和高温的影响，对受污染和各种机械杂质或有机堵塞的油层有较好的解堵效果，从而使其渗透性得到相应的改善，提高了油田的产量。

3.3.2 竖向射流解堵工艺

垂直喷射复合解堵技术是将预先设定好的高压液体通过过滤器、阻尼器进入脉冲发生器的喷口，从而使其具有较强的喷射能力，并使其在剪力饱和周围的堵塞物之间发生松动和脱落。然后再注入一种化学解堵剂，这种解堵剂可以将有机堵塞物溶解，并与岩石（污垢）发生反应，消除无机阻塞物，恢复地层渗透率，有效解除近井和深层污染，实现解堵和增产的目的，从而为油田生产与可持续健康发展打下基础。

4 超声波解堵井况及选井原则

4.1 超声波解堵适用井况

由于超声波的作用距离有限，如图1所示，仅在近井段才能取得长期的解堵效果。因其降黏、防蜡、提高渗透率等功效，仅限于使用区域，完成井启抽后，可将该区域的液体吸干。因此，超声技术适合于油水井的解堵。要求：①井眼深度不得大于3 300m；②套管完整，不发生变形；③不严重的出砂不会使发射机在超声波作业中被埋；④地层中油储量由于堵塞而减少；⑤新井中的泥浆被堵塞；⑥地层中有能源，渗透率不小于103μm2；⑦井斜度不大于200m。

4.2 超声波解堵选井原则

针对萨中地区的实际情况，结合超声波解堵技术的特点，确定四个基本的选井准则：①酸化、解堵有效期在90d 以内的注水井；②多次酸化、解堵均不能达到目的的注水井；③注水量大幅降低的注水井；④常规洗井不起作用的注水井。

依据以上原理，对8口注水井进行了超声解堵，并对注水井的欠注层段进行实验研究，超声波井下处理详情如图2所示。

图2 超声波井下油层处理

5 超声波解堵试验操作步骤

5.1 安全准备工作

到达现场后，在井口10～15m 处停车，以保证作业的安全；技术人员到达现场后，要在最短的时间内确定井号，防止判断失误；班组安全员要做例行的安全报告，向井下解释，细化分工，检查劳保用品情况：工服、工鞋、安全带等，明确操作中安全注意事项；在井场周围拉安全警戒线，立安全警示牌，安全距离15～20m。

5.2 井口排空、卸压

采用快速连接的放空阀，在安装过程中，要将卡箍螺栓对称地扣住，防止渗漏；关闭进水闸门时，应侧向操作，不可对齐，使用“F”型扳手；缓缓开启泄水口，排放的污水经水管进入下水道，以防止污染；排气时间通常为10～15min，且无明显溢流。

5.3 安装防喷管

检查防喷管的丝堵状态，如果有破损，应维修或替换；如果有任何损坏，应维修或替换；如果有任何损坏，应维修或替换；检查防喷管中的放气阀开关是否正常，如果开关不灵活，应维修或替换；在安装过程中，用手对着螺丝，用管钳将其拧紧；安装防喷管防拉装置，它包括三个部件：链条管、连接管、地面支撑座。链条接管与防喷管绞环相连，链管与连杆管相通，连接管与地面支承相接，保证支承支座与地面固定，并在安装后与解堵车绞盘在一条直线上，从而为油田生产与可持续健康发展打下基础。

5.4 进行通井操作，确保超导棒顺利通过

检查钢索与钻具的接头是否良好，接头应牢固；钢丝与滑轮槽的固定要紧密，以免出现凹槽；若遇到阻碍，应多次重复，以保证管道的通畅。

5.5 往井下导入超导设备

将超导杆固定在超导解堵车的特殊超导支架上；检查超导杆及超导杆接头，是否密封性良好，保证不漏水；检查超导棒防震杆和橡胶底座的固定情况，保证安装牢固；超导棒和振动棒的连接要牢固，防止摇晃时被抛出；专业人员将超导装置小心地放入井桶，将超导电线插到滑轮槽里，固定好电线以防跳闸，保证电线在移动时不会掉线，保证滑轮槽、超导线、马丁代克计数器、喷嘴防拉器、解堵车都排成一条线。

5.6 进行超导解堵操作

根据水井数据表，确定超导层位，在每个超导层位，以每个1m 进行超导，最后确定超导点数，超导井的超导大概需要8h，到达第一个超导点后，启动超导解堵车的发电机，将电压控制在200～220V；开启“油水井解堵控制器”，一般电流为10～20A，管柱内部和层间有大量的杂物和堵塞，电流为20～25A，频率为20 000次/s；密切关注“油水井解堵控制器”的电流变化，如果电流突然增加，就必须停止工作；对该井进行反冲洗，洗出超导后的杂物，用自来水管线反冲洗井，吐出井底杂物（超导形成的破碎物），吐出水量预计在10 000立方米左右。

6 解堵方案优选

6.1 增产井的选择

对油井产量的变化进行诊断，并绘制出油藏产量随时间变化的曲线，当油藏产量曲线出现异常下降时，说明油井中有油气层损害；根据油藏预测，以日产量75%以下的油井为潜在油井。

6.2 储层伤害诊断

为了更好地了解油井所属区块的储层物性和流体特性，必须编制出影响油气层损害的主要因素调查表，以准确地判定油气层的污染因子。主要是根据以前不同油井的岩芯分析数据，建立各个油层的物性统计数据库；收集近年来油井的含油数据，建立各油区的流体特征数据，并对各油区的注水和洗压井进行采样，建立各油区注入水的分析数据库。

要对油田的开发历史进行全面的了解，对油田的近期生产、修井等进行全面的掌握。综合以上资料，力求正确地描述油藏损害的特点，其中最常见的损伤因子为：颗粒迁移、黏土膨胀、无机污垢、有机沉积、乳化、异物阻塞、水锁等，根据可能发生的堵漏原因进行分类，选择最有有效的解堵措施，并进行施工设计。

6.3 解堵技术确定

针对不同类型的解堵方法，提出相应的选井方法，以提高防渗效果，并结合各自的技术特征，制定相应的选井准则及范围。

（1）强负压解堵技术是利用物理方法，通过产生较大的负压，解决由于固体粒子进入油层和低渗层发生的水锁现象，选择以下几个主要原则：地层渗透率高，孔隙度大，容易将外来固体颗粒引入孔道；地层渗透率低，但容易形成水锁；地层胶结性好，不容易出沙。

（2）冲击压裂振动解堵技术是利用压力压裂地层来改善低渗透层的导流能力，用化学药剂处理油井中有机物堵塞的问题。

（3）竖向射流解堵技术是利用高压液流冲洗炮孔，以消除油水井炮眼周围各种堵漏，用注解堵液解决近井区域无机物和有机物堵塞的问题。

（4）化学解堵技术是利用化学解堵剂，利用溶解岩体，改善近井区域的导流能力、解决油水井无机物堵塞、油井有机物堵塞问题的技术。

6.4 优化施工设计

选择何种流体（液态系统）取决于岩性、伤害机制和井眼条件。处理液是由它的液体和添加剂构成的，在处理时，不同的液体具有不同的功能。通过优化解堵方案的设计，合理选择解堵剂，使解堵液与储层岩石、地层流体相互匹配，从而保护油气层，采用不同的工艺参数，计算出注水的用量，达到“一井一方，一井一策”，以实现最佳解堵效果，从而为油田生产与可持续健康发展打下坚实基础。

6.5 措施效果评价

（1）在采取增产措施后，如果开始出现高产，就说明该措施取得了初步的效果。同时，对返排液进行采样，通过采样分析，可以分析出处理液与储层原油的相容性，并通过水样的分析，确定处理溶液的选用。

（2）在增油作业后，要进行压力复原等试验，以定量评价井及储层特性，并将其与增产前的压力复原结果进行比较，以评价增产作业的成败。

（3）进行经济效益评估，如果在增产作业后，产量长期高于生产前，且有一定的经济效益，就可以认为是成功的。

（4）分析产量操作中的失败实例，可以为改进以后的工作提供必要的信息。

（5）全年完成了29 口油井的封堵，有效率达96.6%，累计增产11 815t、235.43万m3，较上年同期相比，单井增油81.1t，油气增量138 622t，投入资金358.91万元，创造经济效益2 690.78万元。

7 结束语

通过油藏损害机制，可以对影响油藏产量的主要原因进行分析。油田储层损害主要是由有机物和无机物共同作用造成的，而复合解堵则是通过物化结合的综合治理技术，使油田的增产效果更加明显。随着开发周期的延长，此类低压井的数量每年都会增加，采用这种技术可以达到挖潜、增产、增效的目的，但如果油藏受到损害，则很难恢复到原来的水平，所以开展油气层防护技术的研究和应用尤为重要。