葛偉亮（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

1 現(xiàn)狀

油井開采過程中，油井附近地層段產(chǎn)生的眾多過程使該區(qū)域滲濾特性惡化。油井附近地層狀況變壞的主要機(jī)理是部分內(nèi)孔隙空間被固體顆粒和流體堵塞[1]。此外，在生產(chǎn)井近井地帶的壓力降作用下，孔隙介質(zhì)骨架的壓縮也是影響因素之一。葡萄花油田水驅(qū)開發(fā)多年，部分井由于注水水質(zhì)問題，管線清洗不及時(shí)，鉆井泥漿污染[2]、修井作業(yè)污染、增產(chǎn)措施作業(yè)污染等原因造成近井地帶地層污染，油井產(chǎn)量下降，水井注入壓力升高，注入量下降。統(tǒng)計(jì)全廠2016年以后共投產(chǎn)油井392口，初期日產(chǎn)油大于2 t 的井共124 口，目前這些井中有57 口日產(chǎn)油下降至1 t 以內(nèi)。因此，為恢復(fù)該類井的產(chǎn)油量或注入量，解除地層污染，探討可調(diào)變頻波解堵工藝技術(shù)。

2 可調(diào)變頻波解堵工藝原理

2.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

可調(diào)變頻波解堵是物理采油方法，利用地面車載大功率變頻波電信號(hào)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的大功率脈沖電震蕩信號(hào)，通過特種傳輸電纜，將脈沖電震蕩信號(hào)傳輸?shù)接蛯拥膲弘娞沾呻娐曓D(zhuǎn)換器上，經(jīng)電聲轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成變頻波，射入含油地層中[3]，聲波和次聲波及超聲波幾種波相結(jié)合，來共同尋找地震波，讓機(jī)械波同地震波耦合產(chǎn)生共振，解除近井地帶污染與堵塞，達(dá)到增油、增注目的，可調(diào)變頻波解堵工藝示意圖見圖1。

圖1 可調(diào)變頻波解堵工藝示意圖

可調(diào)變頻波解堵具有以下幾方面作用提高油層滲透率，使油井增產(chǎn)。

1）耦合共振作用。利用可調(diào)變頻波與地震波耦合共振對(duì)油層進(jìn)行反復(fù)震動(dòng)，耦合共振在油層介質(zhì)中傳播時(shí)，引起介質(zhì)粒子作交變運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生位移，使附在油孔道的微顆粒脫落，隨著油流流入井筒，使得油流孔道光滑暢通，增強(qiáng)油層的滲透能力，提高滲透率[4]。

2）激波作用。在聲波作用下，在流體與固體的分界面處，由于粒子震動(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[5]。當(dāng)儲(chǔ)油層在高強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間可調(diào)變頻波作用下，由于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，大分子被粉碎，從而降低了原油黏度，提高了滲透速率。

表1 油井變頻波解堵效果對(duì)比

3）機(jī)械作用。可調(diào)變頻波在液體中傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)位移較小，但是質(zhì)點(diǎn)的加速度很大，有時(shí)候可能超過重力加速度，在這種機(jī)械作用下，可有效降低油、水、泥三相的界面張力，降低油水之間的乳化效果，達(dá)到破乳的效果，從而提高原有的回收率[6]。

4）空化作用。在可調(diào)變頻波一定頻率的作用下會(huì)使液體中原有的或者新生的氣泡迅速破滅，破滅的瞬間，氣泡內(nèi)部溫度可達(dá)幾千攝氏度，壓力達(dá)到幾千甚至幾萬大氣壓，破滅過程中產(chǎn)生的加速度是重力加速度的幾十倍，產(chǎn)生局部高溫高壓，促使氧化還原反應(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，起到易于流動(dòng)的效果[7-8]。

以上作用可使油層產(chǎn)生微裂縫，降低油脂黏度，解除地層堵塞，提高油層滲透能力，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

1）對(duì)套管無損傷，對(duì)油層條件限制小，無需考慮油層的水敏、酸敏濕潤(rùn)反應(yīng)。

2）可控性好。能根據(jù)井下的油層狀況調(diào)整井下一系列工藝參數(shù)，以達(dá)到變頻波處理的最優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)，可處理任何層段任意層位。

3）適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于鉆井泥漿污染、修井作業(yè)污染、增產(chǎn)措施作業(yè)污染，采油生產(chǎn)中的井眼堵塞等，均有明顯的作用。

4）環(huán)保高效。不受地層巖石性質(zhì)的限制對(duì)油層無污染，解堵有效期長(zhǎng)。

2.3 解堵類型

1）污染物及化合物微粒堵塞[9]： 在強(qiáng)聲場(chǎng)作用范圍內(nèi)，只要各物質(zhì)密度不同，則不同物質(zhì)界面處即被剪切分離，從而解除污染物及化合物微粒堵塞。

2）有機(jī)物和微生物堵塞：因其對(duì)分子鏈強(qiáng)大的破壞作用，所以，在聲場(chǎng)作用的范圍內(nèi)，液體內(nèi)蠟、垢分子鏈及各類有機(jī)物、微生物的分子鏈即被強(qiáng)超聲打斷，從而解除有機(jī)物和微生物堵塞。

3）聲流效應(yīng)：聲能進(jìn)入地層，能有效提高油層能量，加快油流速度、沖刷孔隙喉道。

2.4 適用井況

1）地層有儲(chǔ)量，滲透率不低于20 μm2，確定因堵死而減產(chǎn)[10]。

2）井深不超過5 000 m，套管通徑大于116 mm。

3）出砂不嚴(yán)重，防止在變頻波作業(yè)時(shí)發(fā)射器被砂埋。

3 應(yīng)用效果

可調(diào)變頻波解堵工藝技術(shù)在大慶油田試驗(yàn)10 井，其中油井試驗(yàn)6口井，措施后平均單井日增液13.7 t，日增油3.9 t，單井產(chǎn)油增幅達(dá)到6 倍多，含水下降18.3%，油井變頻波解堵效果對(duì)比見表1。水井試驗(yàn)4口井，平均單井注入壓力下降0.45 MPa，日增注30.3 m3，水井變頻波解堵效果對(duì)比見表2，取得了較好的效果。施工后對(duì)比油井產(chǎn)油量及水井注水量數(shù)據(jù)對(duì)比可以說明可調(diào)變頻波解堵增油技術(shù)具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

3.1 E油井應(yīng)用情況

1）基本情況：該井于2012 年1 月14 日投產(chǎn)，油層厚度8.2 m，有效厚度7.2 m。射開葡I 兩個(gè)小層，有效厚度分別為3.1 m、4.1 m，下入φ70 mm泵，投產(chǎn)初期平均日產(chǎn)液45.7 t，產(chǎn)油1.5 t，穩(wěn)產(chǎn)3 個(gè)月后產(chǎn)量急劇下降，同年七月份產(chǎn)液量下降到10.5 t，沉沒度20.61 m，嚴(yán)重供液不足，7 月4—7日間抽，7月22日關(guān)井。

2）解堵效果：該井于2013 年7 月23—31 日進(jìn)行可調(diào)變頻波解堵施工作業(yè)。解堵初期日產(chǎn)液48.1 t，日產(chǎn)油4.7 t，綜合含水90.2%。目前日產(chǎn)液45 t，日產(chǎn)油4.7 t，綜合含水89.55%。與措施前對(duì)比該井產(chǎn)液量上升34.5 t，產(chǎn)油量上升4.7 t，含水量下降9%，沉沒度上升237.23 m，試驗(yàn)井E 油井效果曲線，見圖2。

表2 水井變頻波解堵效果對(duì)比表

3.2 G水井應(yīng)用情況

1）基本情況：該井于2012 年12 月5 日投產(chǎn)，射開薩爾圖油層和高臺(tái)子油層，油層厚度6 m，有效厚度0.8 m。全井分2個(gè)層段注水，投產(chǎn)初期注入壓力11.07 MPa，配注40 m3，完成配注。2015 年2—6月份注入量下降到24 m3，注入壓12.2 MPa，允許壓力內(nèi)完不成配注。

2）解堵效果：該井于2016年5月29—6月5日進(jìn)行可調(diào)變頻波解堵施工作業(yè)。解堵后開井生產(chǎn)注水，初期油壓11.2 MPa，實(shí)注41 m3，完成配注值，增注效果明顯，并持續(xù)增注7個(gè)月。截止2016年12月份與上可調(diào)變頻波解堵措施前對(duì)比該井油壓持平，日注入量平均增加20 m3，一直能完成配注量，試驗(yàn)井G水井效果曲線如圖3。

4 結(jié)論

1）可調(diào)變頻波解堵增產(chǎn)增注技術(shù)適用于油田低滲透油層，該技術(shù)以物理作用為基礎(chǔ)，在處理地層時(shí)不向地層注入流體，不會(huì)使油層產(chǎn)生二次污染，也不會(huì)對(duì)井下套管產(chǎn)生損傷。

圖2 試驗(yàn)井E油井效果曲線

圖3 試驗(yàn)井G水井效果曲線

2）變頻波解堵增產(chǎn)增注技術(shù)可以使原附著在巖層空隙及喉道上的污染物脫落，隨流體流向井筒內(nèi)，從而疏通油流通道、增加流動(dòng)比達(dá)到增產(chǎn)增注的效果。

3）可調(diào)變頻波解堵增產(chǎn)增注技術(shù)是一項(xiàng)增效、環(huán)保、節(jié)能、安全的高科技的項(xiàng)目，建議在油水井常規(guī)作業(yè)時(shí)針對(duì)產(chǎn)油、注水不正常井，將可調(diào)變頻波解堵增產(chǎn)增注措施作為一項(xiàng)常規(guī)作業(yè)工序加入到作業(yè)施工當(dāng)中。