代 文，屈學(xué)鋒，唐文峰，曾有良，余國(guó)達(dá)，黃映仕

中海石油（中國(guó)）有限公司惠州作業(yè)公司 （廣東 深圳 518067）

目前，在油田建井及生產(chǎn)過(guò)程中，油、水井受外來(lái)固相侵入、敏感性損害、微粒運(yùn)移、結(jié)垢、細(xì)菌堵塞等損害，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲流空間改變，有效滲透率降低，產(chǎn)液或注水量下降；超聲波解堵增油技術(shù)就是將井下?lián)Q能器用專用電纜送至油層部位，由相應(yīng)的電源供應(yīng)電能，地面超聲波發(fā)生器產(chǎn)生脈沖波、超聲波和電功率振蕩信號(hào)，經(jīng)電纜傳輸給大功率發(fā)射型換能器。換能器將電功率振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)能—超聲波，經(jīng)流體介質(zhì)耦合進(jìn)入地層，在機(jī)械振動(dòng)、空化、熱解、聲波等功能作用下，使堵塞物疏松脫落，達(dá)到解除污染、堵塞，隨液體排出從而提高或修復(fù)近井地帶儲(chǔ)層滲流能力，增加油氣產(chǎn)量。超大功率超聲增油增注技術(shù)為環(huán)保綠色的物理增油方法，對(duì)于環(huán)境沒(méi)有任何的污染及改變，同時(shí)作業(yè)設(shè)備簡(jiǎn)單[1]。

惠州26-N油田17SaSb井于2010年3月投產(chǎn)M12 層，初期日產(chǎn)液 296 m3，日產(chǎn)油 62 m3，含水79%；2011年11月補(bǔ)孔K08、L30層合采，日產(chǎn)液819 m3，日產(chǎn)油146 m3，含水84.9%；2013年3月補(bǔ)孔L40 層合采，日產(chǎn)液 516 m3，日產(chǎn)油 147 m3，含水71.5%；根據(jù)劈產(chǎn)數(shù)據(jù)K08、L30、M12層液量3個(gè)層日產(chǎn)液僅占13.8%；由于K08、L30已射開(kāi)2次，若再進(jìn)行射孔會(huì)造成套管傷害。2013年6月水平段封死，目前主力產(chǎn)層L40層日產(chǎn)液1 103 m3，日產(chǎn)油36.3 m3，含水96.7%。2011年12月17SaSb井MPLT測(cè)試結(jié)果，L30層液量高652 m3，含水87%；K08層液量低13 m3，含水31.4%；K08油層厚度5.04 m，L30層油層厚度5.4 m，K08層相對(duì)L30層儲(chǔ)層物性較好，不存在層間干擾；初期產(chǎn)量低，低于周圍鄰井，不排除鉆完井過(guò)程中鉆井液儲(chǔ)層堵塞；2012年6月修井后K08層液量下降至20 m3，基本不出油證實(shí)儲(chǔ)層堵塞；17SaSb井K08層累計(jì)產(chǎn)量?jī)H有1 800 m3，采出程度低，數(shù)值模擬剩余油豐度高，位于構(gòu)造主體高部位，剩余儲(chǔ)量大；因此此次作業(yè)核心目的是改善K08和L30層射孔段近井地帶滲流能力，恢復(fù)產(chǎn)能。

1　超聲波解堵技術(shù)機(jī)理以及設(shè)備組成

1.1　解堵機(jī)理

①在石油開(kāi)采中，由于油井打破了儲(chǔ)層中原油的平衡，流向井筒被開(kāi)采出來(lái)；隨著能量不斷的消耗，逐漸趨于平衡，開(kāi)采量日益下降。通過(guò)超聲波作用，吸收能量，打破平衡，使得近井筒地帶堵塞物重新排列組合[2]；②在超聲波作用下，在流體與固體的分界面處，由于粒子振動(dòng)速度的巨大差異，導(dǎo)致邊界摩擦，產(chǎn)生熱量造成局部加熱，甚至局部高溫，降低原油黏度，提高滲流速度。當(dāng)油層在高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間超聲波作用下，原油分子間具有較大的加速度，形成分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，慣性力的作用使得分子鏈斷裂，大分子被破壞，降低了原油的黏度，提高了滲流速率；③在超聲波一定頻率作用下，會(huì)使液體中原有的或者新生的氣泡產(chǎn)生共振。在波的稀疏階段氣泡迅速膨脹，在波的壓縮階段氣泡迅速破滅。破滅瞬間，氣泡內(nèi)部溫度可達(dá)幾千攝氏度，壓力達(dá)到幾千甚至幾萬(wàn)大氣壓，產(chǎn)生局部高溫高壓，促進(jìn)氧化還原反應(yīng)，高分子物質(zhì)的解聚，使膠結(jié)的瀝青質(zhì)分子鍵斷裂從而降低原油黏度，易于流動(dòng)[3]；④作業(yè)設(shè)備由撬裝數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、超聲波功率源、專用鎧裝電纜、井深定位裝置、井下增油裝置等5部分組成。目前具有44 mm、52 mm、64 mm、102 mm 4種尺寸的超聲波設(shè)備，適應(yīng)多種管柱要求；同時(shí)井下增油裝置為匹配器與換能器一體化井下設(shè)備，采用稀土合金磁致伸縮聲電轉(zhuǎn)換材料，能量轉(zhuǎn)換率高，極具優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崟r(shí)頻率跟蹤，接收地下傳輸信息，自動(dòng)調(diào)頻等特點(diǎn)。

1.2　施工流程

1.2.1施工前準(zhǔn)備

①了解作業(yè)井基本地質(zhì)、動(dòng)態(tài)信息，分析恢復(fù)產(chǎn)能的潛力；②根據(jù)生產(chǎn)管柱的實(shí)際情況，選擇適合的超聲波儀器（尺寸）；③取樣（油樣、巖心），分析儲(chǔ)層堵塞物成分，再建儲(chǔ)層堵塞樣品，模擬地下儲(chǔ)層條件，進(jìn)行超聲波解堵實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化解堵頻率、功率大小、作用時(shí)間等參數(shù)。

1.2.2作業(yè)流程

①組裝井口連接法蘭接頭、防噴設(shè)備、阻流管串；通井規(guī)通井至目的層段；②連接伽馬測(cè)量?jī)x和超聲波換能設(shè)備，利用專用電纜輸送；③換能器后下放至目的層作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行解堵頻率、功率大小、作用時(shí)間等參數(shù)模擬，數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娼邮諆x，優(yōu)化最佳工作參數(shù)；④打開(kāi)地面功率源進(jìn)行超聲波作業(yè)，逐層上提；井下?lián)Q能器進(jìn)行“頻率實(shí)時(shí)跟蹤”，確保最佳工作狀態(tài)；超聲波施工過(guò)程中，同時(shí)帶壓生產(chǎn)作業(yè)，有利于堵塞物及時(shí)排出[4]；⑤作業(yè)完成，絞車將井下超聲波增油裝置提出，完成超聲波處理工藝流程；⑥錄取生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)資料，與措施前對(duì)比，判明超聲波技術(shù)的施工效果。

2　增產(chǎn)效果與分析

施工前井口壓力為負(fù)壓，在施工中井口壓力有所提升；防噴管有溢流，壓力升至3.45MPa。2017年11月11日作業(yè)完畢開(kāi)井生產(chǎn)，措施前兩個(gè)月平均每天產(chǎn)液量1 433 m3，措施后液量為1 477 m3，每天增液44 m3；措施前平均每天產(chǎn)油35 m3，措施后每天產(chǎn)油44 m3，每天增油9 m3；含水也有降低；表1顯示針對(duì)解堵層位K08和L30增液38.2%，增油8.7倍，起到一定的解堵作業(yè)。

從壓力、含水、產(chǎn)量看超聲波解堵K08和L30層，起到了一定解堵效果，在一定程度上恢復(fù)了近井筒地帶的導(dǎo)流能力，但從井口壓力達(dá)到3.45 MPa和生產(chǎn)增量看仍沒(méi)有達(dá)到堵塞前的產(chǎn)量水平，分析原因如下：①施工前應(yīng)針對(duì)目的層K08和L30層取樣分析（原油、巖心、水泥），分析儲(chǔ)層堵塞物成分，再建儲(chǔ)層堵塞樣品，模擬地下儲(chǔ)層條件，進(jìn)行超聲波解堵實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化解堵頻率、功率大小、作用時(shí)間等參數(shù)；因資料有限，沒(méi)有做此項(xiàng)工作，不能準(zhǔn)確確定超聲波最佳工作狀態(tài)，可能對(duì)解堵效果有一定影響；②此次超聲波解堵作業(yè)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中是建議開(kāi)泵帶壓生產(chǎn)作業(yè)，因?yàn)樵诤Ｉ系谝淮问┕ぃ乐箟毫^(guò)高，施工有風(fēng)險(xiǎn)，選擇停產(chǎn)作業(yè)。如果帶壓生產(chǎn)作業(yè)，會(huì)及時(shí)把堵塞物排出，解堵效果會(huì)更好；因此下口井作業(yè)過(guò)程中進(jìn)行帶壓生產(chǎn)作業(yè)；③K08、L30、L40儲(chǔ)層物性差異大，L40能量充足，產(chǎn)量高，合層生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生層間干擾，對(duì)K08和L30有抑制作用；如果只生產(chǎn)K08和L30層，增產(chǎn)幅度會(huì)更大（表2）。

3　結(jié)論

超聲波解堵技術(shù)在設(shè)備上有4種尺寸，適應(yīng)多種管柱要求；稀土合金磁致伸縮聲電轉(zhuǎn)換材料，能量轉(zhuǎn)換率高；工藝上操作簡(jiǎn)單、安全可靠，施工周期短，勞動(dòng)強(qiáng)度低，可控程度高；同時(shí)不動(dòng)生產(chǎn)管柱，可帶壓生產(chǎn)作業(yè)，不影響生產(chǎn)，可持續(xù)多次作業(yè)；而且成本低，效果明顯；同時(shí)綠色環(huán)保，作業(yè)無(wú)污染，無(wú)反排介質(zhì)；適用范圍廣，選井容易，對(duì)產(chǎn)能高低的井均有效，對(duì)井筒無(wú)特別要求和損害[5]?？傮w言之，是一項(xiàng)可以推廣的新技術(shù)措施，該實(shí)踐取得的經(jīng)驗(yàn)對(duì)其他油田高效環(huán)保開(kāi)發(fā)有一定指導(dǎo)價(jià)值。

表1　K08和L30措施前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)劈分對(duì)比表

表2　生產(chǎn)層儲(chǔ)層物性、劈分生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比表