水力脉冲解堵技术研究与应用

1 水力脉冲解堵技术作用机理研究
利用油层岩芯和地层模拟流体，模拟地层条件，经室内水力脉冲 振动解堵试验，得出了如下结论： 1.1 振动时， 只有在一定频率范围内会使岩芯模拟油 渗 透 率 有 明 显 提高（一般提高 1～6 倍）。 而在其它频率下渗透率提高不明显 ，甚至会 使渗透率有所下降。 1.2 当振源的振动频率选择在岩芯固有频率附近振动 时 ， 会 使 岩 芯 模拟油渗透率有相当大的提高。 1.3 振动使低渗透岩芯模拟油渗透率提高的幅度比较 大 ， 效 果 优 于 高渗透岩芯。 1.4 振动在提高岩芯模拟油渗透率的同时， 还会提高 岩 芯 的 水 驱 采 收率，水驱采收率在原有的基础上提高 5％～10％是比较容易实现的。 1.5 振动时， 对振动强度的要求不是很高， 并不是 振 动 强 度 越 大 越 好，适当的振动强度即可。 当振动强度超过 0.05g 加速度以后，加速度 再增加时，渗透率不产生大的变化。 1.6 振动处理时间并不是越长越好， 振动处理后有效 期 可 维 持 很 长 时间。 1.7 岩芯纵向振动与横向振动效果有很大不同。
由以上试验所得出的结论可以看出，利用水力脉冲振动法处理油 层，作用效果非常明显。
2 水力脉冲解堵技术基本原理介绍
2.1 水动力波作用原理
水力脉冲解堵技术是利用水动力液压波作用地层，使水动力波在地层
孔隙通道中传播，对地层实现有效的振动处理。 由于液体与孔道内壁
之间存在摩擦力,岩层对水动力波具有天然阻尼性质,水动力波在地层
（2）原油的结构被破坏，使原油的粘度降低,从而提高 原 油 的 流 动
性。
（3）破 坏 毛 管 力 平 衡 ，减 小 油 层 流 体 的 渗 流 阻 力 。Βιβλιοθήκη 2 水动力波的主要技术指标
水动力波特性曲线：
（1）振 动 频 率 与 工 作 排 量 关 系 曲 线 ：
f=66.1e3.34Q
(Q≤0.41 m3/ min)
水力脉冲解堵技术先后在吉林、大庆、辽河、大港、河南、玉门等六 个油田进行了广泛的推广应用，取得了显著的增产效果和可观的经济 效益。 措施成功率 100％，经济有效率 85％以上，一般单井日产油量提 高 0.5～4.5 倍 ， 有 的 甚 至 单 井 日 产 油 量 提 高 10 倍 以 上 ， 投 入 产 出 比 1：6～1:13。 大量的矿场应用表明，该项技术具有施工简便，适应性强 ， 增产有效率高，经济效益显著，不伤害油层，不污染环境等优点。 是适 合油层近井底地带解堵，提高油井产量的有效技术措施。 科
● 【参考文献】
［1］王鸿勋，张 琪．采油工艺原理．北京：石油工业出版社，1989． ［2］庄 表 中 ，黄 志 强 ．振 动 分 析 基 础 ．北 京 ：科 学 出 版 社 ，1985． ［3］梁春．提高油层近井地带处理效果的有效方法．钻采工艺，2000，第 4 期． ［4］梁春．水力振动法处理油层技术的研究与应用. 大庆石油地质与开发，2006， 第 2 期．
【关键词】油层堵塞；振动解堵；振动频率；振动幅度；应用效果
在油田开发生产过程中，由于机械杂质、乳状液侵入，反应生成物 沉淀，矿物质沉积等，对油层近井地带产生堵塞污染。 造成油井产量下 降，甚至使油井不出油。 为了解除油层堵塞污染，发挥产层能量，矿场 上应用着繁多的油层近井地带解堵技术。 实践证明，各种技术均有其 局限性， 尤其是油井增产效益低而制约着一些增产技术的推广实施。 为追求油井增产和经济效益最大化的目标，结合矿场上对与油井生产 条件相适应的油井增产新技术的需求。 研发出了具有技术思路创新、 作用机理独特、增产效果明显、产出投入比高等优点的水力脉冲解堵 技术。
频 率 为 10-50 赫 兹 （H ）的 低 频 声 波 ，向 地 层 渗 入 的 有 效 深 度 不 超 过
2.5 米。
水力脉冲波的作用主要表现为：
（1）使 沉 积 在 油 层 孔 隙 内 的 固 体 附 着 物 逐 渐 松 动 剥 落 ，分 散 在 液
体中被采出液携带走，达到疏通油层孔道的目的。
润湿的周长。 对于圆形通道 δ=0.5r，其中 r— ——圆形通道半径）,m。
对式 1 应用傅里叶变换， 利用拉普拉斯变换和代数连续运算，可
得最后的解：
U(x)=U0
姨sh2
2
αc+cos
βx
×exp(-tgαxtgβx)
（2）
2
姨 姨 式中 α— ——α1； β— ——α2；αi— —— ω c姨2
3 水力脉冲解堵技术矿场应用效果
水力脉冲解堵技术是通过以下工艺来实现的：地面供液源按标定 工作排量经油管柱向水动力波发生器注入工作液，水动力波发生器在 注入工作液的激励下产生水动力波，作用于油层，达到油层解堵，油井 增产的目的。 在该种工艺技术条件下，水动力波作用油层的主要特点 是：水动力波能量衰减小，振动能量集中，作用区域强烈，作用效率高。
作 者 简 介 ：梁 春 （1960—），大 庆 石 油 学 院 采 油 工 程 专 业 毕 业 ，高 级 工 程 师 ， 主要从事物理振动法增产增注技术研究。
［责任编辑：张新雷］
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2010 年 第 5 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○科教前沿○
科技信息
水力脉冲解堵技术研究与应用
梁春 （吉林油田分公司采油工艺研究院 吉林 松原 138000）
【摘 要】油层近井地带堵塞污染是影响油井产量的主要原因之一，水力脉冲解堵技术利用振动波场作用油层，有效解除油层堵塞，改善油 层近井地带渗流状况，提高油井产量。 该技术具有不伤害油层、不污染环境、有效率高、实施简便、费用低廉、适应性强等优点，矿场应用倍受青 睐。 本文主要介绍作用机理，技术原理，应用效果等。
（3）
f=
e e 2.75
-
0.304 Q
(Q≥0.41 m3/ min)
（4）
式中 f— ——振动频 率 ，Hz； Q— ——工 作 排 量 ，m3∕s 或 m3∕min；
e— — — 常 数 。
（2）振 动 幅 度 与 工 作 排 量 关 系 曲 线 ：
P 振=9.35Q2 （5） 式中 P 振— ——振动幅度，MPa；Q— ——工作排量，m3∕s 或 m3∕min。
1+
n
2
i
+(x+1) ,
(i=
ω
1,2…)。
由公式 2 计算动力压力损失与孔道长度的关系为：频率为 2×104-
1010 赫 兹 （H ）的 超 声 波 ，向 地 层 渗 入 的 有 效 深 度 不 超 过 2 厘 米 ；频 率
为 1×102-1×103 赫兹（H ）的声波，向地层渗入的有效深度不超过 1 米；
鄣t 鄣x
式中 p — ——静水压力，MPa；
u — ——位移速度，m∕s；
x — ——距离，m；
t — ——时间，s；
ρ— ——液体密度，g∕cm ；
a — —— ；λ/8δ
c — ——液体中的声速，m∕s； λ— ——水力阻力系数；
δ— ——液流截面的水力半径（δ=F/x，其中 F— ——液流面积；x— ——被
中的有效传播距离取决于波能量的衰减程度。 由于液体中的内摩擦及
与导热性有关的振动能量消耗，与由于孔道壁摩擦而造成的消耗相比
是相当小的。 水力脉冲作用不需要为激发岩石振动所需巨大能量，因
此比较有前途。 由已知的声学方程可以推荐为如下形式：
- 鄣p
=ρ 鄣u
2
+ρau
,-
鄣p
=ρc 鄣u
（1）
鄣x 鄣t