高能气体压裂复合解堵技术在曙光油田的应用

     油田开发进入中后期以后，随着油水井措施的增多，不可避免地会造成油井近井地带的污染和堵塞，使油层的渗透率降低，油井产量下降或停产。为了改善低产低渗透油井的开发效果，必须采取一种行之有效的增产措施来恢复和改善地层的渗透性。

    高能气体压裂复合解堵工艺是近几年发展起来的一项物理和化学方法相结合的新技术。该技术于1997年研究成功，1998年在辽河油田的砂岩油层、碳酸岩油层进行了试验，取得了成功。该技术于1999年初引入曙光油田，在杜212块、杜124块的3口油井上进行了实验，取得了较好的效果，并对该工艺进行了改进。2000年该技术正式作为一项成熟的工艺在曙光油田推广应用，取得了良好的增产效果。实践证明，高能气体压裂复合解堵技术是解决油层伤害问题的一种有效方法，对于各种类型的油层污染、堵塞均具有良好的解堵、增注作用。

    一、高能气体压裂复合解堵技术的工艺原理

    该技术主要包括两个过程：高能气体压裂过程和酸化处理过程。

     1.高能气体压裂过程

     该技术使用的是双级火药燃烧。一级火药燃烧后产生230～560℃的高温，作用于近井地带，生成热影响区，使近井地带的胶质、蜡质、沥青质汽化。一级作用后通过延时火药引燃二级火药，产生大量气体形成高压，这种高压在5～20ms的时间内达到峰值压力120～140MPa，在井筒内形成一个瞬间高压区。高压以较高的加载速率通过炮眼进入地层，形成辐射状的径向裂缝体系，穿透近井地带污染区，沟通地层天然裂缝，提高油层的导流能力。形成的多条裂缝具有一定的随机性。由于岩石应力产生的剪切力作用于此裂缝面上而产生偏轴效应，即剪切应力σ₁大于压应力σ₂，产生剪切、错动效应，使两缝面产生错动位移，两个缝面上的凹凸处相互交错，形成不会闭合的自行支撑的裂缝。这些裂缝能有效地解除近井地带的机械杂质堵塞，降低渗流阻力，达到增产增注的目的。

     高能气体压裂的另一个作用是水力冲击作用，即爆炸时在井液中产生振荡，形成的压力波传播、反射、迭加所造成的压力脉冲对地层的振动、冲刷作用。它可以破坏堵塞颗粒与储层之间的结合力，产生松动作用，解除机械杂质堵塞；还可以使毛管孔径发生变化，降低空隙内的表面张力，有利于提高油气渗流速度。

     2.酸化处理过程

     压裂完毕以后，向地层中注入低伤害酸（HCL+HF+多种添加剂），消除近井地带可溶性杂质和泥浆对油层的堵塞；另一方面，酸液沿着裂缝向地层扩散，与地层中的碳酸盐或砂岩反应，使裂缝不断被侵蚀，使其不能完全闭合，进一步提高储层的导流能力。

     二、选井条件及施工步骤

     1.选井条件

     （1）油层压力高，供液能力充足，但产量突然下降的井。

     （2）增产措施产量递减快，而地层压力较高的井。

     （3）经多次上增产措施，效果不明显，而压力一直很高的老井。

     （4）钻井泥浆污染、作业污染、胶质、沥青质堵塞严重不能常规酸化的井。

     （5）油层渗透率低的油水井。

     2.施工步骤

     （1）起出井内所有管柱，通井至人工井底。

     （2）准确丈量油管，按施工设计连接高能气体压裂弹并下到预订位置。

     （3）装好井口和打开防喷闸门，连接正注流程，挤入平衡液至井口。

     （4）打开防喷闸门，投入引爆杆，引爆压裂弹。

     （5）连接正注管线，注入解堵液，然后用清水将解堵剂全部替入油层。

     （6）闷井2小时，观察井口压力变化，待压力降至0MPa时，起出油管，下泵完井。

     三、现场应用情况

    2000年聚能压裂复合解堵技术在曙光油田杜212块、曙三区的7口井油井上进行了现场施工。实施后单井平均日增液13.5t，日增油6.8t，截至2001年3月累积增产原油5915.6t，取得了明显的增油效果。