CN106761650A - 油、水井多微裂缝压裂解堵技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术，涉及的是油田开发领域，该技术包括油井动管柱和水井不动管柱两种施工工艺，本发明是通过采用空化技术原理，由空化器产生空化作业施工技术，有效解决水力压裂技术在施工中对裂缝导流能力的伤害，排除了压裂液对地层的伤害，解除油、水井有机垢、无机垢堵塞，改善地层渗透率，实现对低渗透油层压裂改造，达到提高裂缝导流能力的目的，有效地采集毛细管孔隙储量，提高了油井采收率，从而实现控水增油的目的，同时对地层起到解堵的作用，进一步降低了施工成本和清洁成本，提高单井产量，解决了环境污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发领域，具体涉及的是一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术。
背景技术
油田的压裂工艺技术是对低渗透油气田改造的重要措施，同时也是增加可采储量以及提高我国单井产量的重要关键技术。在我国的低渗透油田、超低渗透油田开发中压裂工艺技术有着非常重要的地位，并且经过多年的研究以及现场的改进推广，形成了针对不同储层和油藏条件的一整完备的增产措施技术模式，为实现低渗透油田高效勘探、经济有效开发提供了重要技术手段。目前主要水力压裂和酸化压裂，压裂技术分许多种类：滑套分层压裂技术、选择性压裂技术、限流压裂技术、复合压裂技术、CO2压裂技术、酸压裂技术等，由于油层中石油储量主要有两种：裂缝储量和毛细管孔隙储量，以上压裂技术主要通过压裂产生裂缝，有助于裂缝储量中石油采出，而毛细管孔隙储量中不易开采，同时压裂液是压裂技术的重要组成部分，在施工过程中压裂液对地层对存在伤害，如沿裂缝壁面的压实伤害和裂缝内导流能力的残渣伤害，压裂液体系中往往加入多种类的添加剂如：杀菌剂、稳定剂、粘土稳定剂、聚合物、破胶剂、交联剂、支撑剂等，因此在裂作业排出的残压裂液中，由于破胶不好含有胍胶、甲醛、石油类各种添加剂的固相残渣，如果返排至地面的残压裂液不以处理而外排，对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染，由于残压裂液添加剂种类多，处理难度大，处理费用成本高，因此油田迫切需要压裂液不存在破胶、低固相残渣或无固相残渣、耐温性能高、低滤失、易返排，降低施工成本和清洁成本，施工工艺简单易操作的新型的压裂解堵技术，针对目前现状研发了油、水井多微裂缝压裂解堵技术，此技术能有效降低对裂缝导流能力的伤害，能降低压裂液对地层的伤害，解除油、水井有机垢无机垢堵塞，改善地层渗透率，实现对低渗透油层压裂改造，达到提高裂缝导流能力的目的，从而实现控水增油的目的，同时对地层起到解堵的作用，进一步降低了施工成本和清洁成本，提高单井产量，解决了环境污染的问题，此技术是一个新型技术，它可以有效地代替水力压裂技术，它适应油田生产的需要，适应环境保护的需要。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术，此技术是采用空化技术原理，由空化器产生空化作业，通过空化器震荡产生一个冲击波场，冲击波的波频在400-600赫兹左右，在冲击波作用下，使注入液体形成的气泡，并快速挤压连续爆裂，在爆裂点气泡以4千兆帕的压力造成水力冲击，冲击波向周围扩散，冲击波在气体混合物中经过疏密波的交替传导，使储油层空隙中产生微小的空化气泡，空化气泡在爆裂点同样以4千兆帕左右的能量爆炸，如此循环往复产生链式反应，在地层制造大量微裂缝，微裂缝沿着油层外侧不断增加，形成集油通道，使石油在毛细管孔隙储量开采出来，通过采集毛细管孔隙储量来提高油井采收率，通过产生网状多裂缝调整吸水剖面降低注水井的压力，提高了水井的注水量。由于地层流体的气液混合物具有可压缩性，在井底生成并向油层辐射状扩散的冲击波和声波，由振荡源所在的生产井向外扩散数公里，同时对近井底地带和油藏的远端产生驱油作用，同时在周边的观测井中采集到回声，根据所设定的任务对油层的声学空化作用半径大约为3千米，同时通过沿油层全厚度进行点间距为0.2-0.5米的点式处理，能够有效的解决生产井产液剖面或注水井吸水剖面的均匀问题。当地层流体系统处于三层或两层的地层状态（气油水或油水）时，在油层进行选择性处理，不但驱油还可以同时降低产出物的含水量。由于水力空化作用，发生空化时，空泡溃灭产生的瞬间高温高压，同时形成极高冲机强度，促进有机物的直接降解，降解有机物污染物，解除了油、水井的有机垢堵塞，同时降低原油粘度，通过极高冲机强度机械作用，清除油管壁的无机垢堵塞，此技术能有效解决水力压裂技术在施工中对裂缝导流能力的伤害，排除了压裂液对地层的伤害，解除油、水井的有机垢和无机垢堵塞，改善地层渗透率，实现对低渗透油层压裂改造，达到提高裂缝导流能力的目的，有效地采集毛细管孔隙储量，提高了油井采收率，从而实现控水增油的目的，同时对地层起到解堵的作用，进一步降低了施工成本和清洁成本，提高单井产量，解决了环境污染的问题，此技术是一个新型技术，它可以有效地代替水力压裂技术，它适应油田生产的需要，适应环境保护的需要。
本发明通过以下技术方案来实现：包括油井动管柱和水井不动管柱两种施工工艺实现的，油井动管柱施工工艺，首先把空化器列入油管柱的组成中，并被下入至井下生产层的油层位置，然后为油管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定注入速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，通过卡盘对油管进行上升或下放，把空化器在射孔区段内转移至新的点，根据油层厚度和其布置间距确定点的数量，此时，井内环空不封隔，不用反压力进行直接冲洗。水井不动管柱施工工艺，采用正注或反注方式，首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴，然后打开反洗流程，在地上把空化器接入注水管柱，然后为注水管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，处理新的点时，需要重复以上操作。
所述的空化液体的注入速度是1.2m3/min。
所述的液压设备压力波动范围限制是在1mPa之内。
油井动管柱施工工艺的施工程序：
1、起原井管柱，探砂面，若砂柱高，则冲砂至目的层射孔段以下10~20m，用刮蜡器刮蜡到人工井底；
2、把空化器列入空化作业油管柱中，下入空化作业管柱至井下生产层的油层位置；
3、装井口，按照要求配制好空化液体，连接好地面管线和液压设备，地面注入设备就绪，试压不低于25MPa；
4、启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
5、通过卡盘对油管进行上升或下放，把空化器在射孔区段内转移至新的点，重新开始注入空化液体，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
6、起出作业管柱；
7、下原井管柱投产。
水井不动管柱施工工艺的施工程序：
1、首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴；
2、在地上把空化器接入注水管柱，然后连接液压设备；
3、地面注入设备就绪，按照要求配制好空化液体，采用正注或反注方式，连接好地面管线，试压不低于25MPa；
4、打开生产阀门，然后打开反洗阀门，采用正注或反注方式进行注入，启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
5、关井6-12小时；
6、开井注水，恢复生产；
7、处理新的点时，需要重复以上操作。
本发明的有益效果是：本发明此技术是由空化器产生空化作业，通过空化器震荡产生一个冲击波场，在冲击波作用下，在地层制造大量微裂缝，微裂缝沿着油层外侧不断增加，形成集油通道，使石油在毛细管孔隙储量开采出来，是通过采集毛细管孔隙储量来提高油井采收率，通过产生网状多裂缝调整吸水剖面降低注水井的压力，提高了水井的注水量，由于冲击波和声波向油层辐射状扩散的，对近井底地带和油藏的远端产生驱油作用，同时能够有效的解决生产井产液剖面或注水井吸水剖面的均匀问题。在对油层进行选择性处理，不但驱油还可以同时降低产出物的含水量。由于发生空化时，空泡溃灭产生的瞬间高温高压，同时形成极高冲机强度，促进有机物的直接降解，降解有机物污染物，解除了油水井的有机垢堵塞，同时降低原油粘度，通过极高冲机强度机械作用，清除油管壁的无机垢堵塞。
本发明在施工过程中通过控制冲击波压力和压力波动带，在地层产生大量网状多微裂缝，在地层的剪应力作用下产生的徽小错位形成支撑，因此不加支撑剂裂缝也不致完全闭合，因此不需要支撑剂，节约了施工成本。
本发明通过空化器产生空化作业，由空化器震荡产生冲击波的波源不会对油气层造成污染，有利于保护油气层，安全环保。
本发明使用的空化液体成分是由水、乳化剂、表面活性剂组成的，易返排。它不是常规的水力压裂用的完井液，所以不存在破胶、固相残渣、耐温性能、低滤失的问题，解决了环境污染问题，消除残压裂液处理费用，降低施工成本和清洁成本。
本发明油井增产，水井增注效果明显，持续期长，并可重复作业。一口油井只能运用一次水力压裂，而且效果维持时间短，而本发明技术可以反复多次使用，每次效果可持续半年至一年半。
本发明技术生态环保。水力压裂需要添加各类支撑剂，酸化处理需要使用化学药剂，这两种处理方法都会对地层造成一定程度的污染，而本技术属于纯物理方法，保证地层的清洁环保。
本发明施工工艺简单易操作，作业成本很低。与水力压裂作业相比较，水力压裂需要数十台大型机械设备，以及大量作业人员配备，本技术作业只需几台设备，一个维修作业小队，作业流程简单易操作，与水力压力压裂相比作业成本极低。
本发明技术有针对性作业，安全必高，不会破坏地层。水力压裂容易对地层造成破坏，极易打穿油、气、水层，造成油水混层，而本技术只涉及油层，不触及水层和气层，并且是在射孔区段内有针对性的选点作业，保证地层的安全性。
本发明能加强酸化处理效果。本技术的空化作业可以大幅改善油层的渗透率，用于酸化施工，可以使酸化处理效率效率提高1.5-3倍。
附图说明
图1是本发明油井动管柱施工工艺图
图中：1空化液容器和冲洗液清洗系统、2AH-700型液压设备、3空化器、4油管或连续油管、5油层处理点、6储油地层、7检测装置。
图2是本发明水井不动管柱正注施工工艺图
图中：1空化液容器和冲洗液清洗系统、2AH-700型液压设备、3空化器、4反洗阀门、5油层处理点、6无堵塞器、7非处理层、8死嘴、9检测装置。
图3是本发明水井不动管柱反注施工工艺图
图中：1空化液容器和冲洗液清洗系统、2AH-700型液压设备、3空化器、4反洗阀门、5封隔器、6油层处理点、7无堵塞器、8非处理层、9死嘴、10检测装置。
具体实施方式
下面将结合实例对本发明作进一步说明：
实施例1
本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术。油井动管柱施工工艺，首先把空化器列入油管柱的组成中，并被下入至井下生产层的油层位置，然后为油管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定注入速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，通过卡盘对油管进行上升或下放，把空化器在射孔区段内转移至新的点，根据油层厚度和其布置间距确定点的数量，此时，井内环空不封隔，不用反压力进行直接冲洗。
油井动管柱施工工艺的施工程序：
1、起原井管柱，探砂面，若砂柱高，则冲砂至目的层射孔段以下10~20m，用刮蜡器刮蜡到人工井底；
2、把空化器列入空化作业油管柱中，下入空化作业管柱至井下生产层的油层位置；
3、装井口，按照要求配制好空化液体，连接好地面管线和液压设备，地面注入设备就绪，试压不低于25MPa；
4、启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
5、通过卡盘对油管进行上升或下放，把空化器在射孔区段内转移至新的点，重新开始注入空化液体，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
6、起出作业管柱；
7、下原井管柱投产。
实施例1的使用效果：2013年在利涅伊内油田应用本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术进行了作业，施工目的是对本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术对地层作用的有效性进行评价。该油田的开采特点是：储油层渗透性低、均匀度差，油层的油饱和度低、厚度小（2~10），2013年5月对208号生产井进行油、水井多微裂缝压裂解堵技术处理，处理前一个开采月的平均产量为：产油1.5t/d、产液8.3m3/d,经处理后，在一个月内对井的开采进行了观察，并查明，平均产量为：产油7.5t/d、产液29.1m3/d,平均增油6.0t/d，该井措施后的平均产油量为192t/月，是2013年4月的5.5倍，通过对油层应用油、水井多微裂缝压裂解堵技术作业的实验，使得该生产井的采收率平均提高了4倍。
实施例2
本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术。水井不动管柱施工工艺，采用正注方式，首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴，然后打开反洗流程，在地上把空化器接入注水管柱，然后为注水管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，处理新的点时，需要重复以上操作。
水井不动管柱施工工艺的施工程序：
1、首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴；
2、在地上把空化器接入注水管柱，然后连接液压设备；
3、地面注入设备就绪，按照要求配制好空化液体，采用正注方式，连接好地面管线，试压不低于25MPa；
4、打开生产阀门，然后打开反洗阀门，采用正注方式进行注入，启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
5、关井6-12小时；
6、开井注水，恢复生产；
7、处理新的点时，需要重复以上操作。
实施例2的使用效果：2013年在利涅伊内油田应用本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术进行了作业，施工目的是对本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术对地层作用的有效性进行评价。该油田的开采特点是：储油层渗透性低、均匀度差，油层的油饱和度低、厚度小（2~10），2013年5月对110号注水井进行油、水井多微裂缝压裂解堵技术处理，处理前该井平均注水产量为40m3/d,井底平均压力19.49MPa,油嘴为16mm,吸水剖面为舌形，处理后该井平均注水产量为124m3/d,井底平均压力19.49MPa,油嘴为12mm,达到了地层能够均匀吸水调整吸水剖面的目的。
实施例3
本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术。水井不动管柱施工工艺，采用反注方式，首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴，然后打开反洗流程，在地上把空化器接入注水管柱，然后为注水管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，处理新的点时，需要重复以上操作。
水井不动管柱施工工艺的施工程序：
1、首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴；
2、在地上把空化器接入注水管柱，然后连接液压设备；
3、地面注入设备就绪，按照要求配制好空化液体，采用反注方式，连接好地面管线，试压不低于25MPa；
4、打开生产阀门，然后打开反洗阀门，采用反注方式进行注入，启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；
5、关井6-12小时；
6、开井注水，恢复生产；
7、处理新的点时，需要重复以上操作。
实施例3的使用效果：2013年在大庆油田应用本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术进行了作业，施工目的是对本发明一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术对地层作用的有效性进行评价。该油田的开采特点是：储油层渗透性低、均匀度差，油层的油饱和度低、厚度小，2013年8月对注水井进行油、水井多微裂缝压裂解堵技术处理，处理前该井平均注水产量为80m3/d,井底平均压力14.8MPa,处理后该井平均注水产量为290m3/d,井底平均压力14.8MPa,达到了地层能够均匀吸水调整吸水剖面的目的。
Claims (5)
1.一种油、水井多微裂缝压裂解堵技术包括油井动管柱和水井不动管柱两种施工工艺，其特征在于：所述的油井动管柱施工工艺，首先把空化器列入油管柱的组成中，并被下入至井下生产层的油层位置，然后为油管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定注入速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，通过卡盘对油管进行上升或下放，把空化器在射孔区段内转移至新的点，根据油层厚度和其布置间距确定点的数量，此时，井内环空不封隔，不用反压力进行直接冲洗；所述的水井不动管柱施工工艺，采用正注或反注方式，首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴，然后打开反洗流程，在地上把空化器接入注水管柱，然后为注水管柱连接一个或两个液压设备（水力机组），通过液压设备进行空化液体按一定注入速度汲送，控制液压设备压力波动范围，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束后，处理新的点时，需要重复以上操作。
2.根据权利要求1所述油、水井多微裂缝压裂解堵技术，其特征在于：所述空化液体的注入速度是1.2m3/min。
3.根据权利要求1所述油、水井多微裂缝压裂解堵技术，其特征在于：所述液压设备压力波动范围限制是在1mPa之内。
4.根据权利要求1所述油、水井多微裂缝压裂解堵技术，其特征在于：所述油井动管柱施工工艺的施工程序是（1）起原井管柱，探砂面，若砂柱高，则冲砂至目的层射孔段以下10~20m，用刮蜡器刮蜡到人工井底；（2）把空化器列入空化作业油管柱中，下入空化作业管柱至井下生产层的油层位置；（3）装井口，按照要求配制好空化液体，连接好地面管线和液压设备，地面注入设备就绪，试压不低于25MPa；（4）启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；（5）通过卡盘对油管进行上升或下放，把空化器在射孔区段内转移至新的点，重新开始注入空化液体，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；（6）起出作业管柱；（7）下原井管柱投产。
5.根据权利要求1所述油、水井多微裂缝压裂解堵技术，其特征在于：所述水井不动管柱施工工艺施工程序是（1）首先捞出处理层水嘴，非处理层投死水嘴；（2）在地上把空化器接入注水管柱，然后连接液压设备；（3）地面注入设备就绪，按照要求配制好空化液体，采用正注或反注方式，连接好地面管线，试压不低于25MPa；（4）打开生产阀门，然后打开反洗阀门，采用正注或反注方式进行注入，启动液压设备，开始按1.2m3/min注入速度注入空化液体，液压设备压力波动范围限制在1mPa之内，在2-4小时内按设定的生产方案进行封闭循环，循环结束；（5）关井6-12小时；（6）开井注水，恢复生产；（7）处理新的点时，需要重复以上操作。
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