CN106194107A - 注水井防堵装置及注水井防堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种注水井防堵装置及注水井防堵方法。该注水井防堵装置包括：油管，油管设置在注水井内；井底口袋，井底口袋设置在注水井的底部；注水管，注水管与油管连通；控制阀组，控制阀组用于控制注水管的通断；放空管，放空管与油管连通；放空阀，放空阀设置在放空管上以控制放空管的通断。本发明的注水井防堵装置及注水井防堵方法的结构简单，便于实现，大大降低了注水井防堵过程中的成本。

Description

注水井防堵装置及注水井防堵方法

技术领域

本发明涉及注水井解堵技术领域，具体而言，涉及一种注水井防堵装置及注水井防堵方法。

背景技术

注水开发是保持地层能量、提高油井产量和油田开发效率的一种有效方法。在油田注水开发过程中，油井产出的含油污水是其最佳的注入水水源，但由于回注污水中常常含有一定量的固体悬浮颗粒、腐蚀结垢产物、微生物及其代谢产物、部分高分子有机物和乳化油等，会引起地层堵塞，导致注水井吸水能力下降、注水压力升高，降低了注水开发效果和采油效率，影响油田的正常生产。目前，在我国石油储量中低渗透油藏占有很大比例，低渗透油田是我国石油的主要接替区，但由于这类油藏物性较差，储层孔隙和吼道更细小、注水压力较高，在污水回注过程中更容易造成储层堵塞伤害，对原油生产产生严重影响。因此，对注水开发的油藏，必须采用合理的油气层保护措施，防止地层损害。对已经产生堵塞的注水井，必须分析其堵塞原因，并采用相应的解堵增注技术措施。

在注水开发过程中，引起吸水能力下降的主要原因可能是回注水中的悬浮固体颗粒、微生物及其代谢产物、乳化油、化学沉淀或结垢等造成的堵塞，也可能是储层中固有的微粒产生运移或粘土矿物水化膨胀造成的堵塞，或者两者兼有。目前，已开发的解堵技术有两大类，一类是物理解堵法，一类是化学解堵法。物理解堵法包括：水力振动解堵、超声波振动解堵、循环脉冲解堵、高压洗井等，化学解堵法包括：清除胶质和沥青质沉淀、除垢防垢、解除乳化堵塞、酸化解堵、氧化解堵等。物理解堵和化学解堵都存在作业工序复杂、费用高、周期长、易造成二次伤害等缺点。因此，急需要确定出一种简便易行、高效低成本注水井解堵方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种注水井防堵装置及注水井防堵方法，以解决现有技术中的注水井解堵方式成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种注水井防堵装置，包括：油管，油管设置在注水井内；井底口袋，井底口袋设置在注水井的底部；注水管，注水管与油管连通；控制阀组，控制阀组用于控制注水管的通断；放空管，放空管与油管连通；放空阀，放空阀设置在放空管上以控制放空管的通断。

进一步地，注水井防堵装置还包括压力调节部，压力调节部用于在地层能量不足的情况下将注水井底部的堵塞物和泥饼挤压至注水井的井口。

进一步地，压力调节部包括：套管，套管设置在注水井内，并套设在油管的外周以与油管形成套管环空部；封隔器，封隔器设置在套管环空部的靠近注水井的井底的一端；三通管，三通管设置在注水管上，三通管的第一个端口与注水管的进水端接通，三通管的第二端口与注水管的出水端连接，三通管的第三个端口与套管环空部连通。

进一步地，控制阀组包括：第一控制阀，第一控制阀设置在注水管的进口端与三通管的第一个端口之间的管道段上；第二控制阀，第二控制阀设置在注水管的出口端与三通管的第二个端口之间的管道段上；第三控制阀，第三控制阀设置在三通管的第三个端口与套管环空部之间的管道段上。

进一步地，注水井防堵装置还包括：罐车，罐车用于与放空管连接以运输堵塞物。

进一步地，放空管、注水管以及油管之间通过三通连接。

进一步地，注水井防堵装置还包括压力表，压力表用于检测油管内的压力。

根据本发明的另一方面，提供了一种注水井防堵方法，注水井防堵方法应用上述的注水井防堵装置实现，注水井防堵方法包括：停注步骤：控制控制阀组，停止向油管内注水；返吐步骤：打开放空阀，使地层压力大于注水井井底压力，进而使得地层返吐水以将堵塞物和泥饼返吐至井底口袋；返排步骤：使井底口袋内的堵塞物返排至注水井井口。

进一步地，在返排步骤中，若地层能量充足，则将返吐出的堵塞物经油管返排至注水井井口，若地层能量不足，则调节控制阀组，使注入水从套管环空部注入以将返吐出的堵塞物和泥饼从油管排至注水井井口。

进一步地，注水井防堵方法还包括装车外拉步骤：将堵塞物和泥饼返排至罐车以外拉处理。

应用本发明的技术方案，利用本发明的注水井防堵装置，能够有效防止注水井发生堵塞，具体来说，当需要对注水井进行防堵作业时，可以利用控制阀组的作用，将注水管关闭，停止注水，然后打开放空阀，此时，油管地层的压力大于油管内的压力，地层水反吐，将地层堵塞物、注水井的射孔孔眼、裂隙以及岩石表面形成的泥饼带入井底口袋内，并借助地层压力将井底口袋内的堵塞物和泥饼返排至注水井的井口，然后将堵塞物和泥饼通过放空管排出注水井，进而防止注水井发生堵塞现象，可见，本发明的注水井防堵装置的结构简单，便于实现，大大降低了注水井防堵过程中的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的注水井防堵装置的主视图；以及

图2示意性示出了本发明的注水井防堵方法的流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、井底口袋； 2、射孔孔眼；

3、封隔器； 4、套管；

5、套管环空部； 6、油管；

8、第三控制阀； 9、三通管；

10、第一控制阀； 11、第二控制阀；

12、压力表； 14、放空阀；

15、罐车； 16、注水管；

17、放空管； 18、注水井。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在研究的过程中，发明人发现，由于低渗、特低渗透油藏具有低孔、低渗和孔隙喉道细小的特点，储层平均喉道半径一般小2.0μm；在含油污水回注过程中，虽然经过了各种处理，但回注污水中仍有一定量的固体悬浮物和乳化油等存在，这些悬浮颗粒和乳化油的平均粒径一般在2.0-8.0μm，大部分大于低渗透储层的喉道半径。

根据固相颗粒对储层的堵塞规律，通过大量实验研究发现，回注污水中的悬浮颗粒和乳化油主要是在注水井射孔孔眼、微裂缝和岩石表面形成外泥饼后产生伤害，只有很少量的固体颗粒和乳化油会进入储层孔隙、喉道中造成堵塞伤害，但其进入储层(基岩)的深度很浅，一般都小于5.0cm；通过反向驱替即可将射孔孔眼、微裂缝、岩石表面形成的泥饼和进入孔喉中的固体颗粒与乳化油堵塞解除。通过大幅度降低注水井井口压力(打开注水井井口阀门或放空)，使注水井井底压力小于地层压力，让地层水在短时间内快速返排至井筒直至地面，依靠返吐出的地层水将射孔孔眼、微裂缝、岩石表面的泥饼和孔隙中的堵塞物带入井筒并返排至地面，达到解除地层堵塞的目的。本发明可用于解除低渗、特低渗油田污水回注井中固相颗粒和乳化油造成的堵塞，也可用于其它污水回注(灌)井的解堵。

参见图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种注水井防堵装置。

本实施例的注水井防堵装置包括油管6、井底口袋1、注水管16、控制阀组、放空管17以及放空阀14。

其中，油管6设置在注水井18内；井底口袋1设置在注水井18的底部；注水管16与油管6连通；控制阀组用于控制注水管16的通断；放空管17与油管6连通；放空阀14设置在放空管17上以控制放空管17的通断。

利用本实施例的注水井防堵装置，能够有效防止注水井18发生堵塞，具体来说，当需要对注水井18进行防堵作业时，可以利用控制阀组的作用，将注水管16关闭，停止注水，然后打开放空阀14，此时，油管6地层的压力大于油管6内的压力，地层水反吐，将地层堵塞物、注水井18的射孔孔眼2、裂隙以及岩石表面形成的泥饼带入井底口袋1内，并借助地层压力将井底口袋1内的堵塞物和泥饼返排至注水井18的井口，然后将堵塞物和泥饼通过放空管17排出注水井18，进而防止注水井发生堵塞现象，可见，本实施例的注水井防堵装置的结构简单，便于实现，大大降低了注水井防堵过程中的成本。

优选地，本实施例的注水井防堵装置还包括压力调节部，该压力调节部用于在地层能量不足的情况下将注水井18底部的堵塞物和泥饼挤压至注水井18的井口。

具体来说，本实施例中的压力调节部包括套管4、封隔器3以及三通管9。

其中，套管4设置在注水井18内，且该套管4套设在油管6的外周并与油管6形成套管环空部5；封隔器3设置在套管环空部5的靠近注水井18的井底的一端；三通管9设置在注水管16上，三通管9的第一个端口与注水管16的进水端接通，三通管9的第二端口与注水管16的出水端连接，三通管9的第三个端口与套管环空部5连通。

当地层能量不足时，则通过控制阀组的作用对三通管9进行控制，向套管环空部5内注水，从而提高地层的能量，进而将返吐出的堵塞物和泥饼从油管6排至井口，有效提高本实施例的注水井防堵装置的稳定性和可靠性。

优选地，本实施例的控制阀组包括第一控制阀10、第二控制阀11以及第三控制阀8。

其中，第一控制阀10设置在注水管16的进口端与三通管9的第一个端口之间的管道段上；第二控制阀11设置在注水管16的出口端与三通管9的第二个端口之间的管道段上；第三控制阀8设置在三通管9的第三个端口与套管环空部5之间的管道段上。当需要向注水井18注水时，打开第一控制阀10和第二控制阀11，当需要向套管环空部5注水时，侧打开第一控制阀10和第三控制阀8，当需要停止注水时，则同时关闭第一控制阀10、第二控制阀11以及第三控制阀8，结构简单，便于控制。

优选地，本实施例的注水井防堵装置还包括罐车15，该罐车15用于与放空管17的连接，当堵塞物和泥饼等返排至井口处时，可以通过罐车15的作用，将堵塞物和泥饼外运处理。

优选地，放空管17、注水管16以及油管6之间通过三通连接。

优选地，注水井防堵装置还包括压力表12，该压力表12用于检测油管6内的压力。

参见图2所示，根据本发明的另一方面，提供了一种注水井防堵方法，该注水井防堵方法应用上述实施例的注水井防堵装置实现。

具体来说，本实施例的注水井防堵装置依次包括停注步骤、返吐步骤、返排步骤以及装车外拉步骤。

首先进行停注步骤，在停注步骤中，通过控制阀组的作用，将第一控制阀10、第二控制阀11以及第三控制阀8关闭，停止向油管6内注水。

然后进行返吐步骤，具体操作为，打开放空阀14，使地层压力大于注水井18井底压力，进而使得地层返吐水以将堵塞物、注水井18的射孔孔眼2、裂隙以及岩石表面形成的泥饼带入井底口袋1内。

接下来进行返排步骤：使井底口袋1内的堵塞物返排至注水井18井口。在返排步骤中，若地层能量充足，则通过地层的能量即可则将返吐出的堵塞物经油管6返排至注水井18井口，若地层能量不足，则调节控制阀组，使得注入水从套管环空部5注入以将返吐出的堵塞物从油管6排至注水井18井口。

最后，注水井防堵方法还包括装车外拉步骤：将堵塞返排至罐车15以外拉处理。具体操作为，将罐车15与放空管17连接，进而使得堵塞物以及泥饼等返吐物进入到罐车15内，通过罐车15外拉进行处理。

完成上述步骤之后，如果注水井18需要恢复注水，当返排出的水质合格及负压返吐结束后，则恢复正常注水。

本发明主要用于解除低渗、特低渗油田污水回注井中悬浮颗粒和乳化油造成的堵塞。克服了高压循环洗井只洗井筒、无法清除地层堵塞(无法清除注水井射孔孔眼、微裂缝、岩石表面的泥饼和孔喉中固体颗粒与乳化油堵塞)和二次污染问题；同时，也克服了其他常规物理法和化学法解堵作业工序复杂、费用高、周期长、易造成二次伤害等缺点。该方法具有简便易行、高效低成本的特点，可以满足低渗透油田污水回注过程中需要对注水井进行频繁解堵的需要，也可用于其它污水回注(灌)井的解堵处理。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注水井防堵装置，其特征在于，包括：

油管(6)，所述油管(6)设置在注水井(18)内；

井底口袋(1)，所述井底口袋(1)设置在所述注水井(18)的底部；

注水管(16)，所述注水管(16)与所述油管(6)连通；

控制阀组，所述控制阀组用于控制所述注水管(16)的通断；

放空管(17)，所述放空管(17)与所述油管(6)连通；

放空阀(14)，所述放空阀(14)设置在所述放空管(17)上以控制所述放空管(17)的通断。

2.根据权利要求1所述的注水井防堵装置，其特征在于，所述注水井防堵装置还包括压力调节部，所述压力调节部用于在地层能量不足的情况下将所述注水井(18)底部的堵塞物和泥饼挤压至所述注水井(18)的井口。

3.根据权利要求2所述的注水井防堵装置，其特征在于，所述压力调节部包括：

套管(4)，所述套管(4)设置在所述注水井(18)内，并套设在所述油管(6)的外周以与所述油管(6)形成套管环空部(5)；

封隔器(3)，所述封隔器(3)设置在所述套管环空部(5)的靠近所述注水井(18)的井底的一端；

三通管(9)，所述三通管(9)设置在所述注水管(16)上，所述三通管(9)的第一个端口与所述注水管(16)的进水端接通，所述三通管(9)的第二端口与所述注水管(16)的出水端连接，所述三通管(9)的第三个端口与所述套管环空部(5)连通。

4.根据权利要求3所述的注水井防堵装置，其特征在于，所述控制阀组包括：

第一控制阀(10)，所述第一控制阀(10)设置在所述注水管(16)的进口端与所述三通管(9)的第一个端口之间的管道段上；

第二控制阀(11)，所述第二控制阀(11)设置在所述注水管(16)的出口端与所述三通管(9)的第二个端口之间的管道段上；

第三控制阀(8)，所述第三控制阀(8)设置在所述三通管(9)的第三个端口与所述套管环空部(5)之间的管道段上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的注水井防堵装置，其特征在于，所述注水井防堵装置还包括：

罐车(15)，所述罐车(15)用于与所述放空管(17)连接以运输堵塞物。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的注水井防堵装置，其特征在于，所述放空管(17)、所述注水管(16)以及所述油管(6)之间通过三通连接。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的注水井防堵装置，其特征在于，所述注水井防堵装置还包括压力表(12)，所述压力表(12)用于检测所述油管(6)内的压力。

8.一种注水井防堵方法，其特征在于，所述注水井(18)防堵方法应用权利要求1至7中任一项所述的注水井防堵装置实现，包括：

停注步骤：控制所述控制阀组，停止向所述油管(6)内注水；

返吐步骤：打开所述放空阀(14)，使地层压力大于所述注水井(18)井底压力，进而使得地层返吐水以将堵塞物和泥饼返吐至所述井底口袋(1)；

返排步骤：使井底口袋(1)内的堵塞物返排至所述注水井(18)的井口。

9.根据权利要求8所述的注水井防堵方法，其特征在于，在所述返排步骤中，若地层能量充足，则将返吐出的堵塞物经所述油管(6)返排至所述注水井(18)井口，若地层能量不足，则调节所述控制阀组，使注入水从套管环空部(5)注入以将返吐出的堵塞物和泥饼从所述油管(6)排至所述注水井(18)井口。

10.根据权利要求8所述的注水井防堵方法，其特征在于，所述注水井防堵方法还包括装车外拉步骤：将堵塞物和泥饼返排至罐车(15)以外拉处理。