井下低频电脉冲采油技术的应用.pdf

井下低频电脉冲采油技术的应用 杨永超 Ξ 陈定柱 王延海 中原油田采油二厂 摘要 电脉冲采油技术是一种物理采油方法,通过在井下液体中高压放电,地层中产生定向传 播的压力脉冲,激发周期性压力波和强电磁场,利用产生的空化作用解除地层污染。经在濮城油田 11口井的应用,该工艺成功率100 ,并取得了较好的增油效果。 主题词 低频 电脉冲 油井 解堵 应用 前 言 注水开发油田油水井的各种物理、 化学堵塞现 象较为普遍,结垢严重,导致原油产量下降,注水压 力上升。为提高油藏最终采收率,必须对油层进行 酸化解堵,而常规的酸化解堵工艺易造成井下管柱 腐蚀,同时对油层产生二次污染。 井下低频电脉冲解堵工艺是80年代兴起的一 种物理法处理油层的新技术,它能有效地解除钻井、 完井、 采油等一系列施工过程中对地层产生的污染 和堵塞,并在生产中取得了较好的效果。中原油田 由于注入水不合格,地层结垢严重,特别是油层多次 进行酸化、 压裂改造,地层污染严重,为此中原油田 在1997年引进了低频电脉冲解堵技术,通过在11 口井的应用,取得了较好的效果。 技术原理 井下低频电脉冲采油技术是通过在井下液体中 高压放电,在地层中产生定向传播的压力脉冲,激发 周期性压力波和强电磁场,利用产生的空化作用解 除地层污染,并对地层产生微裂缝,其影响半径可达 0.5～1.0 m ,从而达到增产增注的目的。 1.井下放电过程 液体中的电极偶施加的电压如果高于介质的击 穿电压,则产生放电,通过放电,在放电间距间产生 电流,进入放电形成阶段,电流增强,电压下降。此 时形成放电的高导通路,电容器电池组在极短的时 间 10 ～100μ s 内向所形成的高导通路中送入蓄积 的电能,通路内的物质被加热至4. 0104K,压力升 高1.5103MPa ,在此压力作用下通路扩张,流体受 到压缩。 2.放电过程的能量转换 1等离子区的形成 在放电开始阶段,电流增 强,电压有些下降,在大量电流通过时,通路内物质 被强烈加热,并形成混有电极物质离子化粒子的水 蒸汽等离子体,等离子体的能量表现为粒子的热运 动能量,并通过热辐射实现能量转移,进而形成等离 子区。 2冲击波传播 通路内形成高压的同时,放电 通路迅速扩张,形成冲击波,冲击波在液体中的传播 速度是稳定的,通路扩张是一种加速运动,因此通路 的扩张速度将超过冲击波的传播速度,并驱动所形 成的冲击波前缘。在强放电情况下,通路表面的扰 动速度高达5.8103m/ s ,通路中的压力高达6. 0 103MPa。 3空化作用 在放电四分之一阶段结束时,放 电通路壁的加速运动停止,冲击波也离开放电中心 区,同时放电通路壁动减缓,形成一个空化腔。达到 平衡后,空化腔闭合到最小,然后又重新扩张继续做 阻尼震荡。在短暂的时间内,空化腔闭合到最小时, 在液体中形成二次压缩波。 4能量的交换作用 在高压放电情况下,由于 孔道中的物质被急速加热,而使压力猛升,导致液体 在高压下收缩,热能借助于压缩波从放电孔道传递 2001年3月油 气 井 测 试第10卷 第1 ,2期 Ξ杨永超,男,高级工程师,1998年毕业于江汉石油学院地质专业,曾获得国家专利一项、 部级成果2项、 局级成果多项,已在国内外杂志公 开发表论文20余篇。地址河南省范县中原油田采油二厂工程技术大队,邮政编码457532。 给周围介质。 井下低频电脉冲在井下产生的压力波和空化作 用,能解除油层孔道的沉积物,起到解堵作用;反复 辐射产生的压力波交替作用于岩层,能够改造裂缝 和产生新的微裂缝;在脉冲作用下,压差交替变换大 小和方向,使液体由滞留区向排液活动区流动。经 过多次脉冲放电,即可解除近井地带的地层污染,达 到油井增产、 水井增注的目的。 仪器结构和主要技术参数 低频电脉冲发生仪主要由井下和地面两部分组 成,地面部分由电缆绞车、 地面控制箱组成;井下部 分由升压单元、 储能单元、 放电单元和电极组成见 图 1 。 其主要技术参数为总电容量500μF;放电能 量1500 J ;放电周期20 s;放电电压2200～2350 V; 耐压60 MPa ;要求功率300 W;井下仪器直径102 mm;井下仪器长度4820 mm。 解堵施工工艺 井下低频电脉冲解堵具体施工步骤如下 1起出井下管柱; 2通井,以避免井下套变卡住仪器; 3在下井仪器上安装定位器; 4用电缆绞车下放仪器,并进行定位,由下而 上进行处理,每米油层为100～300个脉冲; 5处理完毕,起出井下仪器; 6下完井管柱,开井。 井下低频电脉冲解堵现场施工情况见图2。 现场应用 1.选井原则 根据在濮城油田的应用情况进行分析认为,应 用井下低频电脉冲解堵技术的井一般应满足下列条 件 1储层胶结好,渗透率在0. 001～3μm2之间 的砂岩或砂砾岩油藏; 2地层需有一定的能量,在生产初期有一定产 能,且产量下降较快的井; 3对水、 酸有敏感性的油气层; 4多次进行酸化、 压裂施工,油层有明显污染, 地层能量下降较快的井; 5近井地带有明显污染和结垢,导致产量明显 递减的井; 6分层处理难度大,其他措施无法达到一次性 处理的井; 7多层开采,需选层处理的井。 2.应用效果 1997～1999年,利用井下电脉冲解堵工艺进行 了11井次的解堵,工艺成功率100 ,油井有效率 81.8 ,截止到1999年6月,已累积增油9057 t 见 表 1 。 3.典型井例 72581井是濮城油田沙三段低渗透油藏一口油 井,油层渗透率58. 210 - 3μ m2,油藏埋深3154. 8 m ,井段3023. 5～3286. 1 m ,电测解释为油层,1991 年7月投产,投产初期日产油18. 5 t。由于多次采 取酸化和压裂增产措施造成炮眼及地层污染严重, 16第10卷 第1 ,2期杨永超等井下低频电脉冲采油技术的应用 堵塞地层,1998年2月油井日产液下降到9. 2 t ,日 产油6.2 t。同年5月对该井进行电脉冲解堵,处理 油层厚度18.6 m/ 8层,处理时间1 h。通过电脉冲 解堵后,日产液21.4 t ,日产油17.5 t ,日增油11.3 t , 有效期301 d ,截止到1999年6月底,该井累积增油 2812 t ,增产效果特别显著。 表1 11口井低频电脉冲解堵处理前后效果对比 井 号 油层厚度 m/ 层 处理前 日产液 t 日产油 t 含水 处理后 日产液 t 日产油 t 含水 平 均 有效期 d 累积 增油 t 备 注 5256121.9/ 12关井12.511.48.92862562 7258118.6/ 89.26.232.721.417.518.03012812 12577.6/ 33.10.776.03.00.778.000无能量 324820.8/ 1112.36.150.218.211.636.096432 724915.8/ 84.82.449.211.27.335.2142387 221021.8/ 1214.73.973.418.24.376.213748继续有效 V4224.1/ 113.53.014.08.77.414.5264871 3237228.6/ 1415.27.451.518.36.365.400套管漏 3238532.1/ 215.84.424.511.310.84.5167921继续有效 2261025.0/ 122.72.410.18.77.414.688372继续有效 51218524.3/ 134.83.820.510.48.815.2162652 同时,为检验电脉冲解堵造缝的效果,对该井进 行了跟踪测试,放电后物性参数明显改善,处理前表 皮系数2.764 ,处理后为- 3.523 ,渗透率由处理前的 12.610 - 3μ m2提高到18. 810 - 3μ m2,地层压力 也由15.46 MPa恢复到18. 61 MPa。这表明电脉冲 处理后能清除油层污染,提高油层渗透率,改变油流 通道,达到增产的目的。 认识与结论 1.井下电脉冲强化采油技术在于解除近井地带 的污染堵塞,形成微裂缝,扩大储层的连通孔隙,提 高多次导流能力,改善孔隙中流体的流动性能。 2.该技术是一种先进的物理采油方法,不会使 油层产生二次污染,不会损坏套管。它不仅适用于 油井解堵增产,同时也适用于水井解堵增注,有较高 的使用、 推广价值。 3.具有强度大、 衰减小的特点,有效作用半径 大。应用该技术能够提高中、 后期油田的开发效果。 4.现场施工简单,可结合常规修井作业配合完 成放电作业,占用时间短,配套设备少,易于操作和 管理。 参 考 文 献 1.马建国油气藏增产新技术,石油工业出版社北京 , 1998。 本文收稿日期1999 - 11 - 04 编辑杨惠娟 26油 气 井 测 试2001年3月 sent testing tools with some technical improvement under the condition of unchanging production system of oil pumping well ,it is considered that the production testing in sidetrack drilling wells is necessary ,practical and feasible. Subject heading sidetracking well ,production test ,perance monitoring Application for Flow Measurement in Annulus Logging.20011 ,210 52～53 Xu Aifang , Hu Yongfeng , Hu Nianyou Well Logging Company , Henan Oilfield , Xu Lanting Well Testing Company , Huabei Petroleum Administrative Bureau At present ,the s of isotope tracer and turbine flowmeter are universally used for testing annulus well in home oil2 field.But it is very difficult to take accurately and completely data of producing liquid section in all wells because of con2 dition of producing well complex and logging singleness in field logging. In this paper ,a logging technology ,that the s of isotope tracer and collection flowmeter are applied totally in annulus logging ,is addressed after analyzing conduction of producing well. This solves the problemof flow measurement in annulus well and gets better logging result. Subject heading annulus logging ,radioactive disintegration ,packer flowmeter ,turbine flowmeter An Approach to Test Technology of Geothermal Well An Example from Well Li3. 20011 ,210 54～55 Zhang Weiguo Well Testing Company , Daqing Oilfield , Wang Jing Downhole Operation Company , Daqing Oilfield It is the maximum value to exploit and apply the geothermal resources.But it is often because of high production and sand influx that the geothermal well sets strict demand on the test technology ,so it gets difficult construction and low success ratio. Taking an Example from Well Li3 ,this paper analysed the success keys of testing in geothermal well and gave the measures of test technology appropriately. Subject heading geothermal well ,drill stem testing ,technology design An Analysis and Its Application of Sanded Fracture.20011 ,210 56～59 Cao Xuejun ,Li Hui , Guo Shufen Well Testing Center, Xinan Petroleum Bureau The variation law of downhole pressure during and after the period of fracture reflects the conditions of crack and its sur2 roundings. So ,the fracture’s data can be used of making an analysis and interpretation.On the base of that ,the paper de2 velops a set of interpretative software according to Nolte’s theory which not only concludes the crack model accurately , analyses the situation of crack extension so as to guide the operation ,but also gains some interpretive parameters after the fracture ,such as the length and width of crack ,fracture fluid efficiency ,fluid loss coefficient ,crack’s closed pressure , closed time and ation’s main stress ,etc. Field applications indicated that this software could play a role for real2time monitor and postfrac uation and have strongly practical value. Subject heading fracturing ,bottom hole pressure ,fracture parameter ,analysis ,application Application of the Low2Frequency Electrical Pulse Oil Production Technology in the Downhole.20011 ,210 60 ～62 Yang Yongchao , Chen Dingzhu , Wang Yanhai No.2Oil Production Factory , Zhongyuan Oilfield The low2frequency electrical pulse oil production technology is a physical oil production . This paper introduces the mechanics ,characteristics ,instrument structure and working parameters ,construction technology and selection well condi2 tions.By using this instrument 11 wells in Pucheng oilfield ,the success probability is 100 ,and the recovery is raised. Subject heading low frequency ,electrical impalse ,oil well ,plug removel ,application Polymer Injection Tracer Test and Adjust Development Project Experimental Study East of Region 7 in Gudong Oilfield.20011 ,210 63～66 Jiang Yanbo , Jiang Xiaofang Institute of Geology Science , Shengli Petroleum Administritive Bureau , Zhao Wei Oil Production Factory of Gudong , Shengli Petroleum Administrative Bureau After analyzing the cross flow in the large pore in the Ng52 3ation in the west of Region 7 in Gudong oilfield ,the chemical tracer test mechanics is discussed ,and the field experiment is pered.According to the tracer test results ,the connectivity between the wells are discussed. The reservoir development project adjustment has got benefit. The whole reservoir development project adjustment limits the cross flow and extend the swept volume. Subject heading polymer waterflooding ,tracer ,perance monitoring ,testing ,water shut off 39第10卷 第1 ,2期油 气 井 测 试