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注水井水力解堵技术的研究与应用

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注水 井水 力解堵 技术 研究 应用
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 第 16卷 第 1期     江 汉 石 油 科 技     ;T3006年 3月/.&3,-&35*9741*:28(.*3(*&3)9*(-3414,>2F汉油田分公司江汉采油厂)摘 要 针对注水井堵塞欠注的问题,通过对注水井堵塞机理及现场工艺进行研究,确定了水力解堵的选井条件,总结出了注水井解堵的新方法,在江汉油田的钟市、广华、浩口等地区进行了实验及推广应用,取得了效好效果。主题词 注水井 堵塞 解堵 应用注水井欠注对油田开发造成了严重影响,是注水管理中的难题。传统的注水井解堵方法主要依靠作业酸化,虽然效果好,但费用高,水井酸增作业 1井次,平均费用在 9万元左右。正因为费用高,制约了欠注井酸增工作的全面展开,导致欠注越来越多。通过对注水井解堵机理及现有作业工艺的研究,目的是找到一种经济实用、适应现场,能迅速解决欠注问题的有效方法。1 水井堵塞因注入水中溶进了矿物质、有机物、机杂和细菌等,相互作用产生化学反应生成沉淀物;井筒中的杂质及沉淀物有自然向下沉降及慢慢聚集作用,特别是在吸水层附近流线弯曲,流速降低,沉降聚集作用加强,时间越长,颗粒的粒径越大、浓度越高,影响越大。例如 2003年,在广华、钟市、陵 76等 8口井上洗井监测井筒水质,从井筒油层附近返出水杂质平均为 1009RL/Q,最高的甚至达 4000RL/Q,而靠地面附近的井筒水杂质平均为 10RL/Q。同一个井筒不同部位水质差别如此巨大的原因正是沉降聚集作用的结果,也是造成堵塞欠注的重要原因。杂质对地层孔隙的堵塞,是颗粒的粒径与地层空隙相互作用的关系。形成的堵塞形式有三种物理模型:机械截留、吸附截留、架桥截留如图 1所示。&、机械截留:较大的杂质或机械颗粒不连续地附在孔隙壁或充填在孔隙之间,使孔道变窄。'、吸附截留:颗粒较小,排列规则,围绕颗粒或孔隙边缘吸附生长,使通道变窄,对流体流动有一定的影响。&、机械截留'、吸附截留(、架桥截留图 1 物理模型图(、架桥截留:颗粒较小呈现纤维、针状在颗粒之间延伸,孔隙两边的机杂或沉积物连结起来,像“桥”一样横跨孔隙空间,孔隙空间内又成了很多微孔隙内迂回流动,因而严重影响流体的渗流。三种堵塞对渗流的影响差别较大,其中架桥截留形式对注水井堵塞的影响最大。根据《油层物理学》上的研究资料显示,在地层物性、注入水质及注作者简介 卢瑜林,女, 1992年毕业于西南石油学院采油工程专业,高级工程师,现从事油田开发工作。 第 1期 卢瑜林:注水井水力解堵技术的研究与应用 · 41· 水状况等条件相同的情况下形成的堵塞, “吸附截留”堵塞使井壁孔隙度及渗透率降低的幅度比“机械截留”大 40%;而“架桥截留”使孔隙度及渗透率降低的幅度又比前者大近 因而“架桥截留”形成的堵塞是引起注水井注入量急剧下降的主要原因。针对这一状况,我们反向推理,若采用水力挤压破坏“桥”形堵塞物,则可以大幅度地提高井壁孔隙度或渗透率,从而达到提高注水量的目的。水井水力解堵水力解堵是以机械截留、吸附截留、架桥截留形成堵塞的理论为依据,结合现场解堵实践,总结得出的解堵方法。其主要方法是通过水力疏通近井地带的注水通道,减少近井地带注水流动阻力,提高注水量。(1)水力冲刷。由于机械截留、吸附截留堵塞物主要在近井地层孔隙表面,一定的洗井冲刷力,大排量的洗井液的携带力,可以冲洗出机械截留、吸附截留堵塞物。(2)水力挤压破坏。为了使“桥”产生变形并破裂,必须使用外力作用于“桥”截面上,外力比“桥”的结构内应力 σ要大。设“桥”的破裂应力[ σ] ,外力挤压应力为5,当5≥[ σ]时,桥破裂。受力作用见图 2。图 2 水力挤压作用图由于“桥形”结构物截面呈弧形,颗粒之间不仅有粘附力,而且有稳定的结构力,也是“桥”难以破裂的原因。采用水力挤压,用足够的水力冲击使“桥”结构冲垮、冲散,随着堵塞物冲散,注水通道被打开。冲散的杂质再次通过反洗井,随着洗井液携带出,避免对地层再次产生堵塞。2 力解堵的选井条件(1)中高渗透地层,油层连通性好,吸水能力变差的井。(2)没有速敏、水敏堵塞的井。(3)作业过程中,造成近井地带污染堵塞的井。(4)注水能力一直正常的注水井,在正常的管网压力下,注水一定时间,注水量下降较快,完不成配注的,洗井不能达到解堵效果的井,再采用水力挤压。力解堵施工工艺注水井水力解堵的施工工序分三步:先反洗井,然后水力挤水解堵,最后再反洗井。水力挤水解堵主要设备:400型水力车一台、罐车 2台、注水井井口流程等设备组成,工艺管柱采用原井注水管柱。水力挤水解堵工艺流程,如图 3所示。图 3 工步骤(1)先对注水井反洗井,排量 25~ 30M,使井筒清洗干净。(2)摆放 400型水力车、水罐车、并连接地面管线,并对地面施工管线试压 2525F,不刺不漏为合格。(3)切断站上来水,用 400型水力车高压大排量解堵。挤堵时罐车内备满清水用水力车把水压入备用水箱,水力车泵加压,通过注水井油管进入油层。施工中观察记录压力、排量的变化,压力有一个先上升后下降并稳定的趋势,随挤水压力下降,说明堵塞物结构破裂。(4)水力解堵后再次对注水井反洗井。(5)拆除地面施工管线恢复正常注水。意事项(1)采用 40252)连接地面管线全部使用硬管线。(3)解堵施工压力不超过套管、井口安全压力。(4)井口螺丝及连接件安装齐全,不刺不漏,施工时非施工人员不得进入施工现场。 · 42· 江 汉 石 油 科 技  第 力解堵的现场应用2003年先后分别对浩 4 8 2口欠注井进行水力解堵实验。见水力解堵应用前后效果对比表 1。例如钟 8 003年 9月 18日转注,初期能够完成 402003年 11月,在 5水量降为 9I,洗井无效后,制定了水力解堵方案,先用系统对该井进行反洗井,再实施水力解堵,再次反洗井。水力挤堵施工设备是一台 400型水力车, 2台 15车倒换拉清水。挤水压力先由 1425525F,注入20RN025F, 10RN5F,排量稳定在 13M。可见挤水压力 2525”的最大破裂压力点。挤水时最小排量为9M,最大排量为 16M,整个过程连续注清水45工完毕后恢复系统注水。挤水前后注水效果见采集的日注水量变化曲线,图 4。从曲线看,该井 2003年 11月 27日解堵后,注水量“突升”。与之前相比, 5入量由 3 /M。施工成本2500元, 4个月累计增注 6621后,在钟市、广华、浩口等区块的其它井上进行了推广应用,累计实施 16井次,104 1 水力解堵应用效果对比表井号解堵前 解堵后配注量(I)压力(25F)实注(I)欠注量(I)配注量(I)压力(25F)实注(I)累计增加注水量(堵时间浩斜 40 12 20 28 50 12 52 5355 0 31 40/80 4 40/72 6212 0 50 50 2 951  钟 8论(1)水力解堵在技术上具有可行性。由于采用合格的注入水,不会造成地层新的污染。采用原注水井管柱解堵施工,施工工艺、操作方法简单,不需要动用作业施工设备。在现场应用中,基层岗位人员直接参与操作,因而具有较强的现场实用价值。(2)经济效益显著。若采用复合酸酸化解堵, 1口井酸增费用按 8万元计算, 16口井总成本为 128万元,水力解堵费用 1口井按 3000元计算,总成本为 降低了措施费用 3)有较好的推广应用价值。水力解堵是以油藏理论为基础产生的一种新方法,是对注水井污染堵塞认识的进一步升华,其简单的操作及较好的应用效果丰富了注水开发、管理的有效途径,因而具有较好的推广应用价值。参 考 文 献1 赵敏、油工业出版社19952 企业6//学工业出版社 20014 辑 云 帆)
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