井下低频电脉冲采油技术
(2019-04-15 12:03:59)
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低频电脉冲采油杂谈 |
分类: 油田化学 |
井下低频电脉冲采油技术
一、概述
井下低频电脉冲采油技术是通过井下仪器的放电部分在正对油层的位置进行脉冲放电,放电的瞬间释放出储存在电容器中的大部分能量,在两个电极间形成一个高压等离子区。因为有很高的能量密度,会产生很强的冲击波,击穿充满井内的油、水及其混合物,通过射孔井眼作用于地层,即在很小的放电孔道内迅速释放出大量的能量。经过多次脉冲放电,可以解除近井地带的地层污染,改善近井地层的渗透情况,达到油井增产、注水井增注的目的。增油机理有以下几个方面。
(一)低频电脉冲波对地层岩石的造缝作用
当一系列脉冲波作用于岩石时,在弹性变形或塑性变形的初始阶段,岩石的极限强度增大,而在结构破坏阶段产生破坏应力,在岩石中形成裂缝。这可以从以下分析中看出:强大的冲击波在地层中衰减系数小,传播距离远,给地层岩石及孔隙介质内的流体以强大的冲击振动力,并使孔隙中的流体产生加速度。
对于油层岩石来说,由于长期的地质力学作用,存在断层、裂缝、层理及微裂隙。因此,可把油层岩石视为非连续均匀材料(介质),从而可应用材料力学和断裂力学理论来分析脉冲破的造缝机理。材料力学和断裂力学指出,在高加速度(冲击)条件下,材料的断裂强度明显降低,最大应力值一般低于静载作用下的抗拉强度。在强大的脉冲波的冲击载荷作用下,地层岩石的疲劳强度远低于静水柱压力载荷的疲劳强度,这种脉冲振动作用使得非连续均匀的岩石产生相对撕裂的剪切应力,当超过岩石的抗疲劳强度时,就会产生微裂缝或宏观裂缝,且可以高速向前扩展,这种扩展直至冲击力与岩石的疲劳应力相平衡时,才会停止。由于脉冲波传播到远井地带200m
还保持一定的作用强度,故可影响到远井地层,给地层及流体质点以极大的加速度作激烈振动,清除油层污染及堵塞,疏通、扩大储层连通孔隙,提高油层渗透率,产生一系列的解堵、增渗、强化采油及增注效果。
(二)低频电脉冲波对岩石孔隙介质的剪切作用
脉冲波振动可改变油层孔隙介质中固液、油水界面状态及毛管力束缚作用,使油、水重新分布和运移。油层砂岩包括岩石颗粒、充填粘土矿物、饱和的油气水等复杂的介质体系。它们的密度等物理性质迥然不同,脉冲声波作用时其声阻抗不同,产生的振动加速度和速度各有差异,从而在固固(粘胶结构)、固液、油水气的相界面上产生剪切应力。声阻抗差异越大的(如固体与液体),接触面上剪切应力就越大。放电作用于油层后产生的结果如下。
(1)产生压力波和空化作用,使岩石颗粒表面粘上胶结物被振动脱落。孔喉充填桥状粘土微粒会松动和迁移,解除孔喉道堵塞,扩大孔隙半径,改善孔隙连通性。
(2)反复辐射可以转换压应力波的压力波,能够改造裂缝和产生新的微裂缝。
(3)在脉冲作用下,压差交替变化大小和方向,使液体由滞留区向排液活动区流动。
(4)改变固液界面动态,克服岩石颗粒表面对原油的吸附亲合力,使油膜从颗粒表面脱落。
(5)改善孔隙介质中油、水、气界面动态,克服毛管力的束缚滞留效应,并使呈油珠、油液状分散的剩余油重新分布、聚井,便于排驱出来。
(6)降低油水界面张力。由室内实验得出的岩心(相对)渗透率(K/K)与放电能量及放电次数的关系。
(三)低频电脉冲可以提高地层渗透率
电动力学的观点认为,流体饱和多孔介质中液、固相分界面存在着偶电层,只有在压力超过地层表面静电场所造成的阻力时,液体的运动才能发生。外加电场或弹性波场,可以改变地层表面电场的分布,减少阻力。脉冲放电过程能产生变变电磁场。油水的电特性差异较大,在油水两相渗流情况下,当原油和含有电解质的水受到电场激励时,阳离子就向阴极移动,同时也把水分子带走,根据电位梯度所产生的电流和流体流动方向不同的特点,引起油层内油、气、水重新分布,降低水相渗透能力,而使油相渗透率相对增加,降低原油粘度,从而有利于油的流动。流体力学的观点认为,多孔介质中的孔隙形状和大小各异,液体流动有死区,并且,由于附面层的影响会减小喉道孔径,外加弹性波场和电场可以减小死油区和附面层厚度,使渗流量增加,速度提高。弹性波还能改变毛管力,促使液体容易活动。
另外,井内爆炸能够产生大密度的等离子体、强大的冲击波、脉动的蒸汽瓦斯混合气腔和脉冲电磁场,它的能量集中,可产生极强的作用力。其强烈的振动作用、空化作用和热作用,对岩层能产生造缝、解堵、降粘等作用,从而提高岩层的渗透率,使残留在岩层中的分散的原油聚集,从而提高采收率。
(四)低频电脉冲可以清除地层污染,减轻油层伤害
低频电脉冲产生的弹性波在饱和多孔介质中传播时会产生多种有利于解除地层堵塞的作用。
1.振动作用
井下强电流脉冲放电设备在充满水或油水混合物的井内油(水)层段实现一定频率的高电压、大电流放电,利用液体中电火花爆炸产生的强大冲击波,直接作用于油(水)层,对油(水)层射孔压实,并对近井地带的喉道堵塞物和污染物进行轰击,使其产生振动和破碎。振动传播时会使多孔介质时而被压缩,时而被扩张,造成孔道直径大小变化,引起毛管力的变化,可使固态颗粒逐步通过孔道排出,使流体的阻力减小。强烈振动可以改变孔隙中液相和固相交界处的偶电层,降低阻力。
2.空化作用
声振动在液体中传播时,由于强烈振动,可使液体形成空泡,又被强压猝灭。猝灭财产生的高温高压冲击波可以破碎声场中的固态物质、多孔岩石表面的泥饼、振动后松动的堵塞物或其他固结物。这些物质粉碎后被抽吸、推挤到井筒,达到解除油水层堵塞,疏通油流(水流)通道,改善油(水)层近井地带的渗透性。
3.相对运动作用
按照Biot
理论,在液体饱和的多孔介质中存在一种慢纵波,它使骨架的振动和液体的振动位相相反。因此,岩石骨架和孔隙中的液体发生相对运动,可以消除附面层,松动堵塞的固态颗粒,降低摩擦力,改善油水界面,增加油水运动速度,从而增加油井产液量或注水井的注水量。
4.两次冲击波的作用
根据低频电脉冲的理论分析,在液体中放电时,液体会产生二次冲击波.在刚开始放电时,液体与放电通道直接接触,由于热交换,放电通道周围的液体迅速汽化,包围着火花形成一层极薄的“蒸汽—气体套”,压力经此薄层迅速传给液体,使之外移,液体转移速度将超过放电通道扩张速度,形成大容积空腔,产生第一个液力冲击波。当放电刚一停止,空腔就以声速或超声速闭拢,形成空化现象,产生与第一个液力冲击波方向相反的第二个液力冲击波。这两次冲击波都有很大的能量。第一个冲击波对地层产生内压,第二个冲击波对地层产生拉力,相当于对地层产生挤压。这两种不同的冲击波,交替反复地作用于地层,有利于消除地层的堵塞物。
5.热作用
声波能量在饱和多孔介质中衰减后,使液体温度升高,降低粘度,提高渗透率。
二、电脉冲技术参数
(一)电脉冲作用次数的选择
电脉冲的作用次数对于岩石渗透率的提高具有明显的影响,作用次数太少,效果不明显;作用过度,又可能将岩石的骨架破坏,导致固体颗粒崩落,堵塞孔道。为在其他放电条件不变的情况下,通过对大量岩心的测量,得到的岩心渗透率提高率与电脉冲作用次数的关系。从图中可以看出,电脉冲作用次数选在50~60
次效果较为理想。因此,在实验过程中一般选择作用次数为50 次。
值得指出的是,有人认为在考虑放电次数时应研究单位时间内放电次数与渗透率的关系,而不是放电总次数。这种观点主要认为连续放电可以产生叠加效应,更好地拓缝和造缝。事实上,脉冲放电时间很短,一般为几十微秒,声脉冲波在这期间完成拓缝和造缝等作用,很快振荡完毕,而放电后的每一次充电过程一般都需要数秒钟。因此,无论如何,也不可能使两次声振荡进行叠加。
(二)电极与岩心作用距离的选择
电脉冲作用时,放电电极与岩心的距离对于岩心渗透率的提高也有影响。作用距离太大,效果不明显;作用距离太小,又会损坏岩心。在其他条件不变的情况下,测得的渗透率提高率与岩极距的关系。
(三)电脉冲作用点的选择
在流体饱和多孔介质中存在着两种形式的纵波,即快纵波P1和慢纵波P2。P1波中的流体和骨架同相运行,而在P2中,骨架和流体的运动是反相的。P1波的吸收系数远小于P2波的吸收系数。因此,能传到远距离的主要是p1波。P1波的总吸收系数在低频时与频率的平方成比例,高频时与频率的平方根成比例。P2波的吸收系数总是和频率的平方根成正比。利用声场处理时,主要是利用P1彼,在P1波中虽然固体粒子和液体的运动总的说是同相的,但也可能发生相对位移的情况。设定两个纵波的总能量为1,当应力作用在岩石骨架上(加在渗透性的活塞上)时,快波P1的弹性能占总能量不到1%,慢波的能量占99%以上,而这部分能量分到液体中的只是百分之几。如果将压力加在液体上(液体活塞),则快波集中了总能量的99%以上,几乎全部跑到液体中去了,慢波只占能量的不到1%。我们注意到,用这种加载方式,波的大部分弹性能量集中在液体中。利用声场的目的就是要多采油,所以希望声波尽可能多地加载到液体上。由于施工井一般都有套管,如果要实现液体加载,可将声源对准射孔孔眼,利用射孔孔道中的液体来传输能量。利用超声波时,由于换能器是一柱形体,均匀辐射柱面波,且其长度在1.2m左右,声源对准射孔意义不大,但电脉冲接近点状声源,对准射孔就非常重要了。如果不对准射孔,实际上是刚性加载,液体中得到的能量很少。实验表明,当电脉冲偏离射孔5cm
时,渗透率提高率已降低到正对射孔的17%。
(四)低频脉冲波在地层中的有效作用范围
河南油田勘探开发院对低频脉冲波在地层中的有效作用范围进行了实验研究。他们把低频脉冲波的定向传播近似地看成以井筒中心线为轴线沿储层水平方向传播的柱面波。
把在单位时间内通过与声场传播方向垂直的单位面积所能够转移的能量称为声场强度。实验表明,在多孔介质中发生热与质传递所需要的声场强度大于1kw/m2。以此作为参考,在井下放电能量为15
~30kJ,产生的振动压力峰值大于等于100MPa,脉冲波频率在200Hz 以内时,低频脉冲波的有效作用范围可达200m
以上。矿场实验结果表明,距离脉冲波处理井250m 左右的部分邻井,见到了不同程度的增产效果,有效期1~3
个月,充分证明了以上结论。
(五)浅井低频脉冲波装备电声参数的选择
为了优选技术参数,河南油田勘探开发院在1997
年对浅井低频脉冲破装备的电声参数进行了测试研究,得出了一些重要结论。这些结论可以为中深井装备的开发应用提供基础数据。(1)在近似自由水域条件下,当放电电极距离为26mm
左右时,压力波峰值达到最大值,
优化电极距离为16~26mm 。
(2)放电电缆长度为666.sm 时,放电能量在电极距离为26mm 时达到最大值,此时的放电效率为17%。
(3)油井静水压力的变化对放电能量的影响不大,放电电能转换效率平均为16.2%,在7~10kV
放电时,井下放电能量为15~30kJ。
(4)在电缆总长一定时,下井深度(油井静水压力)、放电能量与振动强度的关系如下:
当油井静水压力不变时,压力峰值与能时随放电电压的提高而增大。
当放电能量(即放电电压)不变时,随着油井静水压力的增加(即下井深度的增加),压力峰值的变化不太明显。
当油井静水压力和放电能量不变时,沿井筒方向随着水听器与放电电极距离的增加,压力峰值随之减小。压力峰值与距离的增加近似成反比。
(5)油井中所测压力波的脉冲宽度为6~10ms,在7~10kV
放电时,压力波峰值为100MPa≤p0≤200MPa。通过对压力彼频谱分析发现,能量主要集中在200Hz以下。
(六)低频脉冲波振动对井内套管和固井质量的影响
研究低频脉冲波振动对套管和固井质量的影响是全面评价低频脉冲采油技术的重要内容。为此,石油勘探开发科学研究院廊坊分院屈丹安等人进行了试验研究:井下放电设备作业的油层套管尺寸一般为Φ127mm
左右,这些油层套管中材料钢级最低的是H -40,其抗内压额定值在15MPa 以上,抗挤压强度额定值在10MPa 以上,均大于5000J
井下放电设备对套管产生的冲击波强度,而目前在各油田使用的国内外各种型号井下放电设备,其放电能量均小于或等于5
000J。因此,根据理论分析,目前任何一种型号的国内外井下放电设备都不会对套管产生损伤。河南油田现场监测结果表明,低频脉冲波振动处理不但没有造成井壁损伤,反而清除了井壁上的垢物,对固井质量也未造成破坏,不会破坏水泥环及引起窜槽现象。
(七)低频脉冲波振动对油层出砂的影响
河南油田对低频脉冲波振动影响油层出砂情况进行了监测。原油化验分析表明,含砂量没有明显变化。另外,试验井检泵周期延长,大部分井探砂面时,砂柱高度变化不大,个别井有高有低。由此可见,低频脉冲处理油层,不会引起油层出砂。
(八)放电能量对地层渗透率的影响
1.地层渗透率影响处理效果
通过室内研究得知,当电容器蓄积的能量为0.98~2.50kJ
时,不论何种岩心,都存在一个门限渗透率值,即Ke=0.1×10-3μm2。岩心的原始渗透率小于该值时,放电处理对岩心内的渗流特性不发生影响,当岩心原始渗透率大于该值时,放电处理会使岩心渗透率增加;当岩心的原始渗透率为(0.5~2.0)×10-3μm2时,放电处理的效果最好,且灰质白云岩渗透率的增加高干粉砂岩和砂岩。说明岩心渗透率与放电处理效果密切相关。
2.放电能量影响地层渗透率
岩心的渗透率随放电能量的增大而提高,当达到一定值时,岩心内出现稳定渗流。继续对岩心进行处理,岩心则有可能完全遭到破坏。如果岩心不被破坏,则会在其内部产生裂缝,但一般裂缝都不大。
3.岩性影响放电处理后的地层渗透率
在相同的条件下,对岩心放电处理,岩性不同,渗透率的变化情况也不同。灰质白云岩渗透率比砂岩高1.6 倍,比粉砂岩高1.2
倍。原因是灰质白云岩是裂缝型岩石,其在循环脉冲载荷作用下,颗粒间的空间和天然裂缝的张开程度增加,变成了岩心渗流的主要通道,并且所形成的裂缝具有自然闭合的能力,灰质白云岩和粉砂岩裂缝的闭合能力最强,砂岩次之。岩心相对渗透率Kr与单位长度放电通道采放总能量
Wk/lp的关系曲线。
三、低频电脉冲波采油技术及其应用
(一)低频电脉冲波采油工艺
低频电脉冲波采油技术适用于油水井除垢、降粘、解堵、增渗、增产、增注、改善油藏开采效果、提高原油采收率。
1.适用油藏地质条件
井下电脉冲采油技术在处理变形具有脆性破坏特性的致密岩石效果较好,如灰质白云岩、粉砂岩;变形具有不可逆特性的岩石———砂岩的效果最差;对于纵向具有非均质性质的地层,井下放电处理效果最好的是低渗透、致密性地层。因此,该技术主要适用于产量递减比较快、油藏动用程度差、油井供液能力低、裂缝连通性差、注水水窜严重、水驱油效率低及原油乳化物堵塞严重的区块。井下电脉冲解堵技术对地层的处理具有选择性,可优先改造对注人水效果不明显的油层部位,达到增油降水的目的。在放电处理石灰岩或灰质白云岩时,应与酸化工艺配合进行,以便在酸的作用下,在岩石内形成通道,进而改善地层的渗透性。
2.选井原则
(1)该技术在地层胶结好,油层受到污染堵塞,孔限度小于30%,渗透率大于0.001μm2,含油饱和度大于10%,原油粘度小于10
000mPa·s 的油层条件下效果较好。
(2)油井要有一定的地层能量。油井静压高于区块平均静压,静压上升而产量不增加,或者与相同条件的邻井相比产量明显偏低。一般初期具有一定产能,但产量下降较快的中、高渗透地层效果较好。
(3)油层温度必须在下井仪器允许的范围内。
(4)施工前试井解释表明油层有污染。如因结垢、结蜡造成堵塞,以及在钻井或其他作业中污染造成减产的油水井。在注水井中,一般选择不吸水或吸水能力下降的井。
(5)对水、酸有敏感性的油气层。
(6)油层以砾岩、砂砾岩、砂岩、石灰岩为主。
(7)井内液而离油层顶部高度宜大于500m,否则应在套管内灌水补充液柱高度。对于储层胶结疏松,出砂严重,固井质量差,套管严重变形,斜井以及含油饱和度低、距油水边界近的井不宜采用该技术。
三、施工工序
井下脉冲放电处理油层工艺。具体施工步骤如下:
(1)先用洗井液循环压井(水井排液),起出井下所有油管、油杆。
(2)下通井规,热洗,刮蜡等,以保证下井仪器通行无阻.一般通井规比套管直径小8~10mm 。
(3)探砂面,冲砂至人工井底。
(4)在下井仪器上安装定位器。
(5)将电缆车与电脉冲解堵仪器连接好,并仔细检查电路和下井仪器的密封性,最后将仪器送至井下欲处理的射孔段最下端。仪器下放速度控制在50m/min
以下,当仪器进入目的层段时,放慢仪器,下放速度约为10m/min。
(6)接通电源,以一定频率发射电脉冲。放电作业由最下层开始,自下而上逐级处理,每20cm 为一个处理段,每段放电20~50
次。
(7)处理完毕起出井下仪器,上提速度控制在80m/min 以下。
(8)下洗井管柱彻底洗井,排出振松击碎的堵塞物,将井筒内杂质清洗干净。
(9)按要求下生产管柱,完井。
(二)井下低频电脉冲技术应用实例
1.井下低频电脉冲技术在油井中的应用
(1)中原油田
卫83 井是濮城油田卫79
块低渗透砂岩油藏的一口油井,油层渗透率为128210-3μm2,油藏埋藏深度为3134.8m,井段为3 123.5~3 146.1m
,电测解释为油层。1989 年7
月投产,投产初期日产油18.5t,后由于长时间生产及各种增产措施造成炮眼及地层结垢严重,污染堵塞地层,至1997 年2
月油井日产液下降到8m3,日产油0.1t。1997 年4 月15 日对该井进行电脉冲解堵,处理油层厚度.9m/10 层,作用点数25
个,作用次数为496 次。通过放电解堵处理后,平均日产液水平恢复到18.8m3,日增液17.0m3,日增油8.9t,有效期205
天。截止1997 年底,该井累积增油1824.5t,增产效果特别显著。
1-55 井是濮城油田东区S 二上段1
断层边缘上的一口油井,油层较薄,周围水井较远且无对应,日产波1.1m3,日产油0.1t,含水90.9%,示功图反映供液不足,液面恢复上升缓慢,48
小时后稳定深度液面为2050m 。1998 年2 月20 日对该井进行电脉冲解堵,处理后下Φ38mm 泵,并加深泵挂到2200m
,日产液3.7m3,日产油0.4t,含水89.2%。见效较差的原因是该井无对应水井,地层能量不足。表91-10 为中原油田1997
年3 月—1998 年6 月井下电脉冲解堵油井增产效果统计。
(2)新疆油田
哈43-25 井是哈南断块的一口油井,1993 年投产,生产井段为1846 ~1874m ,初期产量一直较高。1997
年以来,该井产量连续下降,地层压力下降至13MPa,低于原始地层压力5MPa,经多次检泵无效,而地层压力恢复至33MPa,高于原始地层压力15MPa,地层压力系数为0.7,孔隙度为8%,生产压差大而出液困难。分析认为是初期地层压力低,多次作业及洗井造成近井地带污染堵塞、渗透性下降所致。为此,1997
年7 月4 日对该井进行电脉冲解堵,增产效果明显。
哈12-416 井也是南断块的油井,生产井段为1514.6~1540.8m
,岩性为细砂岩,平均孔隙度为19.53%,有效渗透率为45.18×10-3μm3,表皮系数为2.06。投产后日产量较高,升至50t,含水上升较快,见水后产量急剧下降至日产油6.6t,含水68.6%。由于该井初期产量高,渗流速度快,造成颗粒运移。随着能量衰减,产量下降,流速降低,随油运移的颗粒沉淀形成油层堵塞,堵塞比为1.30,堵塞引起压降0.6MPa,流动系数为0.18μm2·m/(mPa·s),地层系数为0.63μm2·m
,地层压力系数为1.02。因此,判断地层堵塞污染现象严重。1997 年9 月6
日对该井进行了电脉冲放电振荡处理,效果非常显著。
阿3-114 井是阿南断块一口油井,生产井段为1485~1619m
,岩性为细砂岩,平均孔隙度为16.78%,平均饱和度为54%,有效渗透率为31.41×10-3μm3,表皮系数为0.34。该井虽未污染,但生产不正常,为提高该井地层的物性及渗透率,1997
年9 月25 日随检泵一起进行电脉冲放电施工,效果较好。
1653 井是新疆百21 区一口油井,地层为砂砾岩,埋深1404~1447m
,地层压力为25·58MPa,有效厚度为5.4m。作业前产量在较短时间内下降到正常水平的50%,通过放电处理,日产水平显著提高。说明该井产量下降确系堵塞,放电处理不仅近井堵塞被疏通,而且还提高了渗透率,产量有较大提高。
采油二厂8834
井是53。区八道湾一口抽油井,地层为砂砾岩,渗透率为82×10-3μm2。1979
年投产,日产液40t,日产油20t。1994 年7 月以后,产液急速降至10t/d
以下,产油不足4t/d。分析泵工作正常,但供液差,泵沉没度仅为100m
井底未见砂,从而确认该井是油层堵塞引起产液量下降。电脉冲作业后,产液量升至50Vt/d,产油量升至22.5t/d,泵沉没度升到1450.92m
,供液能力明显好转,含水下降,电脉冲处理效果显著。其主要原因是地层能量足,注水见效好,保证原油有动力入井;油层渗透性好,保证原油快速流入井底;放电解堵,排除流通障碍,从而产量大幅上升。
采油三厂对5508
井行了跟踪测试,放电处理后,油层物性参数有明显改善施工前表皮系数为2.765,施工后变为-3.537;渗透率由8.35
×10-3μm2提高到13.8×10-3μm2;地层压力由12.11MPa
恢复到14.07MPa。这些数据表明,放电处理油层能够清除地层污染,提高油层渗透率,改善油流通道,达到增产的目的。
(3)河南油田
河南油田是从1993 年10 月开展低频电脉冲采油试验的。截止1995 年12 月共进行了14
次矿场试验,施工成功率为100%,有效率为90%。其中常采井7 井次,热采井7 井次。对已结束试验周期的10
井次分析,平均有效期为200.5 天共增油3463.8t。
常采井增产效果
已结束试验周期的10 井次中,常采井3 口5 井次,有效期为90~500 天,平均为239.7
天,单井次增油231.4~945.4t,平均534、0t,共增油2670t,综合含水下降4.2
个百分点。其有效期及单井增油量均高于平均值。例如泌125-4
井在经低频电脉冲处理后,产量明显上升,由试验前的平均日产油1.75t,上升到6.80t,有效期为267.3
天,平均日产油3.75t。处理前后井口取样分析结果表明,原油粘度由3329.3mPa·s
下降到2099.7mPa·s,降低36.9%。热洗维护性措施由试验前的17天延长到试验后的37
天。井口平均回压由试验前的0.57MPa 下降到试验后的0.52MPa。
热采井也取得了较好的降水增产效果
4107,4108,4403,4404 和4405 井是试验的热采井,除4404
井因处理点距油层距离较远(≥6.0m)未获试验效果以外,其他4 口井均获得良好的增产效果。单井有效期为57.8~293.2
天,平均为151.5 天;单井增油18.5
~511.5t,平均为198.5t。其有效期和增油量稍低于常采井。但降水效果特别显著,综合含水由试验前的78.5%下降到试验后的58.5%,降低了20
个百分点。例如4403 井,蒸汽吞吐期间最高日产油5.8t,含水78.0%,稳定期23
天。处理后最高日产油8.7t,含水58.2%,稳定期58 天。该井试验前平均日产油1.87t,试验后平均日产油5.42t。
邻井有一定增油效果
试验中,对邻井生产情况进行了分析。据对试验层有明显增产效果的4 口邻井资料分析,有效期为1~3
个月,共增油612t。例如泌125 井,该井距4305 井(试验井)约250m ,1993 年10 月25
日进行低频电脉冲处理后,泌125 井在未进行任何增产措施的情况下,日产油量明显提高,并且其产量变化趋势与4305
井基本一致。由此可见,低频电脉冲采油作用效果可达200m 以上井距的邻井。
(4)大庆油田
大庆油田在1997 年4
月份之前,共应用井下低频电脉冲技术处理油水井50口,绝大部分见到了较好的增产增注效果。增产增注幅度平均接近50%,平均有效期达3
个月。下面是较典型的3 口井的情况。
葡73 -90:1995 年8 月对该井进行油层处理,处理井段为1 114.3 ~1155.Om ,处理油层厚度为9.2m
,作用点为25 个,作用次数为485
次。处理前产液为5t/d,产油为4t/d,含水20%,处理后初期产液16t/d,产油14t/d,含水12.5%,稳定后,产液14t/d,产油12t/d,含水14.28%,同处理前相比增液9t/d,增油8t/d,增产效果显著。分析认为,该井孔隙度为25%,渗透率为0.175
~0.302μm2,均属于中高孔渗地层。该井经过多次作业,使近井地带污染严重。因此,在脉冲放电处理后,增产效果较好。
杏1-丁2-丙138 井:处理油层厚度为38.7m,作用点为48 个,作用次数为470
次,这口井平均增油3t/d,增产效果较好。这口井的油层厚度较大。
葡81-79 井:处理油层厚度为3.3m
,有效层仅为2.2m,作用次数为210次。该井之所以效果较差,是由于处理油层厚度太小,而且作用次数偏低,另外,这口井与附近的水井连通性差。通过低频电脉冲处理后,大部分油井含水率有所下降。
这一事实说明了脉冲放电对油、水作用效果不同,它能使油相渗透率相对增加,水相渗透率相对降低,从而使含水率下降。
(1)中原油田
3-182 井是濮城油田于1990 年11 月10
日投注的,因注水时间较长及回注水质较差,地层结垢严重,注水压力逐年上升(油压从9.8MPa
上升到18.5MPa),注水量低(日注10m3)。1997 年11 月22 日进行电脉冲解堵,处理砂岩厚度17.2m ,作用点数18
个,作用次数为556 次,处理后泵压为13.5MPa,日注水108m3,有效期150 天。截止1998 年4 月底累积增加注水13
000m3,见到了明显的降压增注效果。
3-201 井是濮城油田于1989 年5 月12 日投注的,因注水压力较高,1997 年10
日对该井进行酸化处理,效果不太明显。同年11 月14
日又进行了电脉冲解堵,取得了较大幅度的降压增注效果。处理前后参数对比,初期日增注141m3,稳定后日增注124m3,注水压力平均下降了3.4MPa。该井之所以增注效果较好,是因为物理法和化学法两者协作的结果,即油层在污染堵塞严重的情况下,采用酸化措施溶解一部分污垢,剩余部分的堵塞物在电脉冲解堵作用下,比较容易松动、排出,故能达到较高的增注效果。
(2)大庆油田注水井解堵
大庆油田用井下低频电脉冲技术处理的4
口注水井。作用结果说明,用井下低频电脉冲技术进行注水井解堵,比对油井解堵增产效果更明显。
南3-2-水140 井于1989 年转注,1995 年6 月对该井进行浓缩酸酸化处理,无效。同年7
月进行井下低频脉冲解堵试验,取得了较大幅度的增注效果。措施前后对比,初期日增注达87m3,增注率为93.5%,后期日增注66m3,增注率为70.9%。这口井有这么高的增注效果,可能与措施前已经进行酸化有关。油层的污染堵塞物被酸液溶解一部分后,剩余部分的堵塞物在电脉冲作用下,比较易于松动和排出,故能达到较高的增注效果。
北5-10-丙57 井于1990 年11 月10 日投注,初期泵压为15MPa,日注水62m3。1993 年2
月进行水力压裂,压前泵压为14.5MPa,日注水4m3,压后日注水116m3;1993 年8
月进行酸化,酸化前泵压为15.2MPa,日注水12m3,酸化后泵压为14.8MPa,注水62m3。该井于1994 年11 月22
日进行井下电动液压源(电脉冲)解堵,处理砂岩厚度7.2m ,作用段41 个,累积作用次数210
次。措施前泵压为14.8MPa,日注水34m3,措施后泵压为14.7MPa,日注水51m3,见到了较好的增注效果。从初期效果看,井下电动液压源技术将成为注水井解堵增注的有效措施,而且施工简便。
(3)新疆油。进下放电增。
242 井是三厂-中区20 世纪50
年代的一口井,地层是砾岩,渗透率为22×10-3μm2,射开油层9m,1983
年开始注不讲水。压裂等增产措施均不见效。因长期不能满足配汪要求而关井,并于1993 年9 月地质报废。1994 年5 月27
日进行放电处理,每20cm 放电30 次,共放电1 350 次。放电处理后,注水量明显上升,平均日注量为20m3,有效期超过213
天。
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井是一口老井,注水量达不到配注要求,此井曾先后十次增注,效果不明显。经井下放电处理,日注水40m3,注水压力放电处理前后没有变化,累积增注1100m3,有效期超过了5
个月。
新疆油田这两口注水井放电处理效果明显,有效率为100%,说明电脉冲处理注水井技术是成功的。注水井注水压力上升,注水量下降的主要原因在于注水机械杂质堵塞油层吸水孔道,各种易沉淀析出的离子在近井地带沉积结垢堵塞油层吸水孔道,也是注不进水的主要原因之一。脉冲放电作用油层时,产生的压缩波将机械杂质和结垢振松,部分推向远井地带。同时,空化作用又使松脱物流向井筒,使地层渗透性得以改善。
3.井下低频电脉冲无效井分析
实践过程中,也有不少电脉冲处理无效井,主要原因有油井自身缺乏能量、施工工艺不符合要求、选井不合理、注水井减产、欠注、非近井堵塞等原因。
(1)新疆油田1510 井因地层能量不足,作业无效。该井位于百21 井区克一上组北部的边缘,为扩边井,北部受百19
断裂控制,有效厚度仅有7.0m
,历史最高日产液6.3t,日产油5.80t,说明该井油层先天发育不良。措施前日产液2.1t,日产油1.7t,含水19%,供液能力差,注水见不到效果,致使地层能量不足。
(2)胜利油田3-6-320 井和3-5-150
井因矿化度过高,致使作业无效。这两口井介质为矿化度达17×104mg/L
的盐水,井下放电仪在这种条件下的能量绝大部分被损耗,因而作业无效。
(3)新疆油田采油二厂8240
井团近井无堵塞,作业无效。该井措施前注水压力为12.7MPa,日注量仅6m3,电脉冲处理后注水压力为12.5MPa,日注量达45m3,但几天后日注量又恢复到6m3。分析认为,作业后日注量的上升只是弥补修井时排液造成的地层亏空,也表明近井地带没有污染,注水量低的原因不是近井堵塞,故该井无效。
联系人:宋先生 电话13305313047
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