低渗透油藏注水井解堵增注技术研究进展

＿Ｔｅｓｔｉｎｇ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ　低渗透油藏注水井解堵增注技术研究进展　庞启强　刘培培　黄冬雪　王举　（１．西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室　２．吉林油田英台采油厂；３．吉林油田长春采油厂）　摘要　低渗透油藏储层物性较差，在注水开发过程中，容易造成地层堵塞。针对此问题，　通过文献调研，综述了目前国内外开发的各种物理、化学、生物以及复合的解堵增注技术　每　种方法均有其适用范围。在解堵增注过程中，根据实际情况选择解堵措施对于减少油田资源浪　费具有重要意义，可为低渗透油藏的开采提供参考。　关键词　低渗透油藏　注水井　解堵增注　方法　Ｄ０ｌ：１ｏ．３９６９／ｉ．ｉ　ｓｓｎ．２０９５—１４９３．２０１１．０４．００５　低渗透油藏开发应用最广泛的方式为注水开　１．３高压水射流解堵　采。但由于低渗透油藏储层物性较差，在注水开发　该技术的解堵原理是利用一种可控制转速的高　过程中，容易造成地层堵塞，使注水井吸水能力下　压旋转射流工具，通过地面水泥车打压，井下旋转　降，影响原油的开发。针对这一现象，近年来国内　射流发生器产生多股径向高压水射流，产生低旋转　外开发了很多解堵增注技术，本文进行了归纳。　水力脉冲波、高频振荡空化射流冲击波和空化噪声　冲击波，三者共同作用于地层，使地层堵塞物松动　１　物理方法　１．１　振动解堵　脱落，降低原油黏度，改善原油流动性，达到深穿　透解堵的目的　。高压喷砂水射流深穿透技术是在　振动解堵技术是借助井下振源把连续的水流变　高压水射流喷射破岩技术的基础上发展起来的，用　为波动水流，从而消除地层中的贾敏效应与桥堵效　于解除油水井近井地带污染堵塞的一种新型工艺技　应，并使孔道表面的堵塞颗粒松动脱落，达到降低　术。在强大的砂浆射流冲击下，地层岩石被冲击破　注水压力，延长注水周期的目的…。振动解堵常用　碎，产生新的微裂缝网，沟通天然裂缝或孔道，从　的仪器为井下双重振源振动仪。井下双重振源振动　而提高地层导流能力，达到解堵增注的目的　。　仪既能使储层骨架产生垂向与水平向的弹性位移振　１．４强磁解堵　动，又能使储层孔隙中的流体产生压力波，在强劲　的纵波和横波共同作用下，达到增注的目的　。　１．２　脉冲解堵　经过磁化处理后，水系统物理化学性质会发生　如下变化　：①表面张力下降１０％～１５％；②水的凝　聚性和地层吸附力增强；③渗透压增加５０～９０　Ｐａ，　脉冲解堵是通过脉冲解堵仪周而复始的充电、　渗透速度增加一个数量级，岩心渗透率增加４％～　放电过程所产生的脉冲波来对地层进行连续处理的　２０％；④当磁场强度≥０．４　Ｘ　１０　Ａ／ｍ时，钢的腐蚀　解堵方法。解堵仪所产生的脉冲波使地层中非连续　速度减少３０％；⑤具有明显的防垢作用；⑥黏度膨　均匀的岩石和孔隙介质中的流体以极大的加速度激　胀率下降４７％（Ｈ＝０．９　Ｘ　１０　Ａ／ｍ）。　烈振动，促使岩石颗粒表面上的黏土胶结物振动脱　孔隙连通性　。　利用强磁处理注入水抑制黏土膨胀，可使注水　落，甚至产生宏观裂缝，从而解除孔道堵塞，改善　井吸水量增加３０％左右。一般在注水流程的井口或　井下安装～个磁化器，井口进水管线上安装外磁式　磁化器，井下安装内磁式磁化器，并要求高磁场强　度，水流经磁场的速度≤２．０　ｍ／ｓ。　第一作者简介：庞启强，２００８年毕业于西南石油大学（学士），现　为本校油气田开发工程专业在读硕士研究生，主要从事油气藏数值　模拟方面的研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｐａｎｇｑｉｑｉａｎｇｌ２３４＠１６３．ｅｏｍ，地址：四川　１．５超声波解堵　超声波是一种机械波，其重要特性在于其功　省成都市新都区西南石油大学硕士０８级１班，６１０５００。　率。传播介质不同，其传播速度也不同（传播速度＝　１　０　１　ｗｗｗ．ｓｙｓｈｊｎ．ｃｏｍ　波长×频率），频率越高，波长越短，介质质点所　离，提高注水量，降低压力损失。二氧化氯具有除　获得的机械能就越大，所产生的加速度也就越大，　硫反应速度快、除硫效果彻底，同时兼备有杀菌性　从而使得介质中的压力具有很大的瞬时变化。　能等优点。此外，在实际应用时，二氧化氯发生器　超声波对流体和地层的作用大致可分为三个方　具有占地少、易操作、电耗低、运行安全可靠、维　面，即机械作用、空化作用和热作用。可以解除因　护量小等优点　”。　蜡、含油污水、颗粒聚合物产生的污染，进而恢复　２．４缩膨解堵　油层渗透率，还具有降低原油黏度、提高油层渗透　针对部分低渗透区块因黏土水敏矿物含量较　率的作用，是一种先进的物理采油新方法　。　２　化学方法　２．１　酸化解堵　酸化解堵是目前低渗透油田解决中、高含水期　堵塞井增产增效的重要措施手段之一。经过多年的　研究和试验，目前已形成了一系列适合低渗透油田　储层地质特征的比较完善的酸化技术，如土酸酸　化、泡沫酸化、缓速酸解堵技术以及盐酸氟硼酸的　复合酸酸化技术等。　对于含水、非均质性严重的油藏，常规酸化　无法达到预期的增注效果。根据最小阻力原理，低　渗透层和伤害最严重的层，往往酸液无法正常进　入，为此需使用暂堵剂。注酸时暂时堵塞高渗出水　层，酸化低渗层，实现在油水同层油藏或大厚层油　藏中沿纵向均匀布酸，改善纵向出油剖面或吸水剖　面　。　２．２表面活性剂解堵　表面活性剂解堵剂不会与地层产生酸敏，反应　时间可控，可以达到对地层深度处理的目的。其解　堵增注的机理有以下几方面ｕ　：①注入地层后，使　储层岩石表面产生润湿反转作用，洗掉岩石表面黏　附的油膜，使其成为可动油，随注入水在连通孔道　中流向生产井；②具有乳化作用，可以使储层中原　有的非连续的油包水乳液状态转变成微乳液中的连　续液相，大大提高流度比，从而降低注入压力；③　可以使重组分（不动油）聚集，形成可动油、水微乳　液，降低了油、水界面张力；④防膨、缩膨，解除　水锁，防止“四敏”。　２．３　氧化解堵　氧化解堵常用的氧化剂为二氧化氯。二氧化氯　是一种氧化性杀菌剂，主要是通过释放新生态的氧　而起到杀菌作用，可将细菌分解杀死。在ｐＨ值５～９　范围内均有很强的杀菌作用，能够很快将硫化物　ｆＳ２－）氧化成硫酸盐（ｓＯ　）。因此，利用二氧化氯的氧　化性可将注入水中的ＦｅＳ氧化为可溶物，使污泥中　其他成分不稳定而失去对管线的附着力从管壁剥　高，水井注水呈水敏、速敏特征，酸化增注后表现　为初期效果较好，但压力上升快、有效期短的现　象，开发了缩膨增注技术。此技术是通过阳离子高　分子聚合物缩膨剂抑制黏土膨胀，稳定黏土颗粒，　阻止黏土颗粒分散运移，使已膨胀的黏土所吸附的　水分子脱离，收缩黏土膨胀体积，恢复被堵塞的地　层孔隙，达到降压增注的目的　。　２．５热化学解堵　热化学解堵剂是由发热剂、延缓剂、分散剂三　部分组成。其中，发热剂是主剂，它是利用ＮＯ２－与　ＮＨ４＋反应产生大量热量与氮气。在高温与高压作用　下，可有效地清洗井筒，接触近井地带污染与堵　塞，提高其渗透率。热化学解堵剂有较强的清洗油　污、乳化油的能力，能够解除入井液滤失水、胶　质、沥青质等引起的污染和堵塞，对注水井有较强　的解堵增注的作用　。　２．６纳米聚硅增注　纳米聚硅增注剂是一类采用原位表面修饰技　术，以有机硅为前驱体所制得的纳米聚硅材料。该　产品具有极强的憎水亲油性能，在柴油、溶剂油、　四氯化碳、氟利昂等有机介质中有良好的分散性。　同时由于在其疏水性表面含有可与硅羟基结合的有　机官能团，所以该纳米微粒可在砂岩的岩隙表面吸　附形成一层厚度为几十个纳米的疏水膜，能够有效　降低地层水流动的阻力，并阻止垢的结晶和沉　淀　“　。　２．７复合化学解堵　在注水过程中，井筒会产生无机、有机等各种　堵塞物ｎ　。为了克服单一化学解堵剂的不足，近年　来化学组合解堵技术得到了发展。目前主要有二氧　化氯一缓速酸复合解堵技术　、表活剂一缓速酸复合　解堵技术、热化学一酸化复合解堵技术　。卢忠海”　等研制了一种多效注水井复合解堵剂，该解堵剂采　用水基乳液体系，其组成为有机溶剂＋表面活性剂＋　螯合剂＋黏土稳定剂，并在河南油田采用该技术进　行了３口注水井的解堵增注施工，均达到了良好的　施工效果。河南油田”　研制开发了自生二氧化碳解　口Ｉ　１年第　Ｉ期石油石化节能ｌ　１１　■ｌ　Ｔｅｓｔｉｎｇ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ　堵体系，此体系具有酸化解堵、热解堵、ｃｏ　气体　参考文献：　作用等多种增注性能，经过现场应用证明，增注效　［１］韦良．孙治国．低渗透油藏双重震源与酸化复合解堵增　果良好。　注技术［Ｊ］．石油天然气学报，２００５，２７（５）：６２４—６２５．　［２］董智涛．低产低效油水井振动解堵技术［Ｊ］．油气出地面　３　生物解堵　３．１生物酶解堵　工程，２００９，２８（６）：４１＿４３　［３］王成旺，范文敏，陆红军长庆油田老井增产增注１－艺技　术研究与应用［Ｊ］油气井测试，２００７．１　６（６）：６３—６７　［４］张宏录，王立振，李红青，等．电脉冲解堵Ｉ　艺技术在双　河油田的应用［Ｊ］．河南石油，２００５，１　９（５）：５９—６Ｏ　生物酶稠油解堵剂是美国Ａｐｏｌｌｏ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｃ．研究开发的一种新型、高效解堵　剂，在委内瑞拉、印尼等国家应用效果很好　。生　［６］王家印，杨建华，王卫围，等．高压低渗透油藏多元解堵　物酶解堵剂可用于残存油等造成的低效注水井的增　注措施以及三次采油中油井和注入井的解堵　。生　物酶解堵技术是一种新型的前沿技术，是非酸解堵　剂，安全可靠，且不受各种剪切、降解、压力、水　矿化度等的影响。作业时无固相、残渣生成，并可　在油藏表面形成一层有效的分子膜结构，对油藏起　到预防再次垢沉积、防止水伤害的作用［２２，２３１。　３．２微生物解堵　利用微生物产生的大量有机酸、有机溶剂、表　面活性剂和活细胞体系配合能与原油形成超大型低　界面张力的表面活性剂体系，改变微孔介质中岩石　表面的性质，降低起动压差，改善流动在微孔道中　的流动阻力，达到降压增注的目的。微生物解堵易　于施工，菌剂生产费用低，而且不污染油层环境，　单井可重复多次使用，可有效缓解油田生产的注水　问题　。试验菌种对不同低渗透油藏具有适应能力　强、作用有效期长、试验成功率高、投入产出比效　益好等特点，与常规增产措施压裂和酸化技术相　比，优势明显［２５］０　４　物理一化学复合解堵　目前，物理一化学相结合的解堵技术主要有双　重振源一酸化解堵技术　、高压脉冲射流一酸化解堵　技术　、新型无壳体弹高能气体压裂　技术以及复　合型混气解堵技术　等。　５　结论　（１）针对低渗透油藏注水井堵塞问题，国内外　已开发了物理、化学和生物三大类解堵增注技术，　且每一种技术都有自己的特点，在使用这些技术　时，应针对油藏堵塞原因选择合适的方法，以避免　引起新的地层堵塞。　（２）由于注水井堵塞原因不同，为了提高解堵　效果，可采用复合解堵技术，如化学复合解堵技　术、物理一化学复合解堵技术等。　１２　１　ｗｗｗ．ｓｙｓｈ　Ｊｎ．ｃｏｍ　技术的研究与应用［Ｊ］．海洋石油，２００３，２３（４）：５５—５９　［７］覃忠校，张兴建，李玉芝，等高压喷砂水射流深穿透解　堵技术的研究与应用［Ｊ］．石油钻探技术，２００３．３１（２）：　４９－５１．　［８］李颖川．采油　程［Ｍ］．北京：石油ｔ业出版社，２００２：　２３５－２３６　［９］赵玲莉，刘应根，张胜林，等低渗油藏注水片化学解堵　增注技术［Ｊ］．新疆石油学院学报，２００４，１　６（２）：３５—３８　［１０］王鸿运．点滴法表活剂解堵增注技术［Ｊ］．油气田地面　工程．２０１０，２９（９）．５４—５５．　［１　１］徐阳，杨文新二氧化氯在油田注水系统中的应用［Ｊ］．　石油天然气学报（江汉石油学院学报），２００８，３０（３）：　３４６—３４８　［１　２］刘云，宋庆伟．苟红，等．注水井解堵增注ｌｌｒ艺技术在文　南油田的应用［Ｊ］．钻采　艺，２００８，３１（４）：１　３２－１　３４　［１　３］杨建华，高才松，许少永，等．热化学油层解堵技术的研　究与应用［Ｊ］．新疆石油科技．２００３，１３（２）２２－２４．　［１４］钱钦，侯洪涛，李积祥，等．特低渗透油田注水井解堵增　注技术［Ｊ］油气田地面工程，２０１０，２９（４）：５０—５１．　［１　５］巩小明，杨松波．化学解堵技术在安塞油田的应用及效　果分析［Ｊ］油气井测试，２００９，１　８（４）：４７－４８．　［１　６］高玉军二氧化氯、缓速酸复合酸化解堵技术［Ｊ］内蒙　古石油化工．２００９，３４（５）：９３—９４　［１　７］赵玲莉，刘应根．张胜林，等低渗油藏注水井化学解堵　增注技术［Ｊ］．新疆石油学院学报，２００４，１　６（２）：３５—３８．　［１　８］卢忠海．司玉梅，党新明，等多效注水井复合解堵刹　［Ｊ］油气田地面工程，２００６，２５（５）：２３　［１　９］黄瑞婕自生ｃ０　解堵增注技术在张店油田的应用［Ｊ］．　石油天然气学报（江汉石油学院学报），２００９．３１（５）：　３９０—３９２．　［２０］王庆，赵明宸，孟红霞，等．生物酶在出砂稠油井解堵中　的应用［Ｊ］．油田化学，２００２，１　９（１）：２４—２６　［２１］孔金，李海波，周明亮，等．ＳＵＮ生物酶解堵剂及其在胜　利海上油田的应用［Ｊ］．油田化学，２００５，２２（１）：２３—２４　［２２］邹清腾．王希友．生物酶解堵技术的研究与应用［Ｊ］．吐　哈油气，２００７，１　２（４）：３７０—３７１．　［２３］谢佃和，蒋红玲，樊时华生物酶技术在鄯善油田的应　用［Ｊ］．新疆石油天然气，２００７．３（４）：４４—４７．　（下转第３５页）