注水井水力解堵技术的研究与应用
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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 , 14.5ＭＰａ的 注水压力 , 注入量由 0.4ｍ3 /ｈ上升到了最大 7ｍ3 /ｈ。施工成本 2500 元 , 4 个月累计增注 6621ｍ3 。
之后 , 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 , 累计增加注水量 7.8 ×104ｍ3 。
(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 。 2.2.2 注意事项 (1)采用 40ＭＰａ的压力表测量施工压力 。 (2)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 。
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江 汉 石 油 科 技
第 16卷
2.3 水力解堵的现场应用 2003年先后分别对浩 4 -7 井 、钟 8 -14、钟 2 -15 3 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 -14井 2003 年 9 月 18 日转注 , 初期 能够完成 40ｍ3 /ｄ配注 , 2003 年 11 月 , 在 14.5ＭＰａ 的管网注水 压力下 , 注水 量降为 9ｍ3 /ｄ, 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 15ｍ3 罐车倒 换拉清 水 。挤水压力先由 14ＭＰａ迅速上升到 25ＭＰａ, 注入 20ｍｉｎ后压 力降至 20ＭＰａ, 10ｍｉｎ后 压力又下 降至
第 16 卷 第 1期
江 汉 石 油 科 技
Ｖｏｌ.16 Ｎｏ.1
2006年 3 月
ＪＩＡＮＧＨＡＮＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
ＭLeabharlann Baiduｒ.2006
注水井水力解堵技术的研究与应用
卢瑜林
(江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 。
(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 Ｐ, 当 Ｐ≥[ 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 。
1 注水井堵塞及解堵机理
1.1 注水井堵塞 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 1009ｍｇ/ｌ, 最高的甚至达 4000ｍｇ/ｌ, 而靠地面 附近的井筒水杂质平均为 10ｍｇ/ｌ。 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 。
Ａ、机械截留
Ｂ、吸附截留 Ｃ、架桥截留 图 1 物理模型图
Ｃ、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
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 水力挤水解堵工艺流程图
2.2.1 施工步骤 (1)先对注水井反洗井 , 排量 25 ～ 30ｍ3 /ｈ, 使井
(ＭＰａ) 12
7.8 /14 14.5
(ｍ3 /ｄ) 水量 (ｍ3 )
52
5 355
4 0/ 72
6 212
32
9 51
解堵时间
2003.9.18 2 003.11.27 2004.4.23
图 4 钟 8 -14 日注水量变化曲线
3 结论
(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 。
井号
浩斜 4 -7 钟 8 -14 钟 2 -15
配注量
(ｍ3 /ｄ) 50 40 50
表 1 水力解堵应用效果对比表
解堵前
压力
实注
欠注量 配注量
解堵后
压力
实注 累计增加注
(ＭＰａ) 12
14.5 14.5
(ｍ3 /ｄ) 20 9 0
(ｍ3 /ｄ) 28 31 50
(ｍ3 /ｄ) 50
40 /8 0 50
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 23.7% ～ 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 99.9%。 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 。 1.2 注水井水力解堵
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 。
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 25ＭＰａ, 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 。
(编辑 云 帆 )
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 。
Ａ、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 。
Ｂ、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 。
17ＭＰａ, 排量稳定在 13ｍ3 /ｈ。 可见挤水压力 25ＭＰａ 是 “桥 ”的 最大 破 裂 压 力 点 。 挤 水 时 最 小 排量 为 9ｍ3 /ｈ, 最大排 量为 16ｍ3 /ｈ, 整个过 程连续 注清水 45ｍ3 , 施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。
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 、徐同台等 .保 护油气层技术 .北京 :石油 工业出版 社 1995
2 企业 Ｑ/ＪＨ01 -98.江汉油区注水水质指标及分析方法 3 许振良 .实用水处理技术 .北京 :化学工业出版社 2001 4 何更生 .油层物理学 .1990年西南石油学院油藏教研室
2 水力解堵应用
2.1 水力解堵的选井条件 (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。 2.2 水力解堵施工工艺
(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 4.8 万元 , 共降低了措施费用 123.2 万元 。
(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
之后 , 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 , 累计增加注水量 7.8 ×104ｍ3 。
(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 。 2.2.2 注意事项 (1)采用 40ＭＰａ的压力表测量施工压力 。 (2)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 。
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2.3 水力解堵的现场应用 2003年先后分别对浩 4 -7 井 、钟 8 -14、钟 2 -15 3 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 -14井 2003 年 9 月 18 日转注 , 初期 能够完成 40ｍ3 /ｄ配注 , 2003 年 11 月 , 在 14.5ＭＰａ 的管网注水 压力下 , 注水 量降为 9ｍ3 /ｄ, 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 15ｍ3 罐车倒 换拉清 水 。挤水压力先由 14ＭＰａ迅速上升到 25ＭＰａ, 注入 20ｍｉｎ后压 力降至 20ＭＰａ, 10ｍｉｎ后 压力又下 降至
第 16 卷 第 1期
江 汉 石 油 科 技
Ｖｏｌ.16 Ｎｏ.1
2006年 3 月
ＪＩＡＮＧＨＡＮＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
ＭLeabharlann Baiduｒ.2006
注水井水力解堵技术的研究与应用
卢瑜林
(江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 。
(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 Ｐ, 当 Ｐ≥[ 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 。
1 注水井堵塞及解堵机理
1.1 注水井堵塞 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 1009ｍｇ/ｌ, 最高的甚至达 4000ｍｇ/ｌ, 而靠地面 附近的井筒水杂质平均为 10ｍｇ/ｌ。 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 。
Ａ、机械截留
Ｂ、吸附截留 Ｃ、架桥截留 图 1 物理模型图
Ｃ、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
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 水力挤水解堵工艺流程图
2.2.1 施工步骤 (1)先对注水井反洗井 , 排量 25 ～ 30ｍ3 /ｈ, 使井
(ＭＰａ) 12
7.8 /14 14.5
(ｍ3 /ｄ) 水量 (ｍ3 )
52
5 355
4 0/ 72
6 212
32
9 51
解堵时间
2003.9.18 2 003.11.27 2004.4.23
图 4 钟 8 -14 日注水量变化曲线
3 结论
(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 。
井号
浩斜 4 -7 钟 8 -14 钟 2 -15
配注量
(ｍ3 /ｄ) 50 40 50
表 1 水力解堵应用效果对比表
解堵前
压力
实注
欠注量 配注量
解堵后
压力
实注 累计增加注
(ＭＰａ) 12
14.5 14.5
(ｍ3 /ｄ) 20 9 0
(ｍ3 /ｄ) 28 31 50
(ｍ3 /ｄ) 50
40 /8 0 50
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
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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 23.7% ～ 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 99.9%。 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 。 1.2 注水井水力解堵
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 。
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 25ＭＰａ, 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 。
(编辑 云 帆 )
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 。
Ａ、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 。
Ｂ、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 。
17ＭＰａ, 排量稳定在 13ｍ3 /ｈ。 可见挤水压力 25ＭＰａ 是 “桥 ”的 最大 破 裂 压 力 点 。 挤 水 时 最 小 排量 为 9ｍ3 /ｈ, 最大排 量为 16ｍ3 /ｈ, 整个过 程连续 注清水 45ｍ3 , 施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。
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 、徐同台等 .保 护油气层技术 .北京 :石油 工业出版 社 1995
2 企业 Ｑ/ＪＨ01 -98.江汉油区注水水质指标及分析方法 3 许振良 .实用水处理技术 .北京 :化学工业出版社 2001 4 何更生 .油层物理学 .1990年西南石油学院油藏教研室
2 水力解堵应用
2.1 水力解堵的选井条件 (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。 2.2 水力解堵施工工艺
(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 4.8 万元 , 共降低了措施费用 123.2 万元 。
(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