高壓清洗機復(fù)合解堵法在油田中的解堵機理

    高壓清洗機在油田油水井解堵的工作原理

    高壓清洗機主要是利用井下可控轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)自控空化射流解堵裝置，產(chǎn)生高壓旋轉(zhuǎn)水射流直接沖洗炮眼解堵和高頻振蕩水力波物理解堵。這種射流具有強烈的壓力振蕩作用和沖蝕巖石效果，其射流振蕩頻率達(dá)到幾千甚至上萬赫茲，壓力脈動幅度達(dá)到24%-37%，在相同泵壓下，破碎巖石效果是普通射流的1-2倍。射流的空化作用能產(chǎn)生比射流沖擊壓力高8.6-124倍的瞬時空泡沖擊壓力和高達(dá)1000℃的瞬時高溫，并伴生頻率達(dá)100kHz的高頻空化噪聲。

    整套井下解堵裝置由過濾器、扶正器、單向閥、旋轉(zhuǎn)控制器和自振空化射流噴嘴組成。該裝置用油管送至井下射孔段，地面水泥車開泵加壓，使清水或加有防膨劑、粘土穩(wěn)定劑的處理液通過油管、單向閥、過濾器，再進(jìn)入旋轉(zhuǎn)射流發(fā)生器，產(chǎn)生多股徑向高壓水射流。其中兩個傾斜的側(cè)向射生旋轉(zhuǎn)力矩來驅(qū)動噴頭旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度由旋轉(zhuǎn)控制器控制。同時，地面作業(yè)車緩慢升降油管，使工具在射孔段既能上下移動又可以旋轉(zhuǎn)。每旋轉(zhuǎn)一周有多股水力射流直接沖入炮眼，對炮眼產(chǎn)生直接、間斷性的、強大的水力脈沖壓力，從而清除炮眼堵塞。經(jīng)過計算，射流沖擊力可過250N，射流水功率過130kw，水力脈沖波形曲線如下圖。

    這種自振空化射流水力脈沖沖擊作用，加上高頻水力振蕩和空化噪聲的物理作用，使沉積在地層孔隙內(nèi)的機械雜質(zhì)和堵塞物被沖刷和松動脫落，進(jìn)而離開地層孔隙通道，分散在流體中被旋流排走，達(dá)到疏通孔隙、解除堵塞的目的。同時，井眼附近地層巖石在這種水力脈沖和聲波的反復(fù)作用下，產(chǎn)生疲勞微裂縫網(wǎng)，并隨聲波的傳播，裂縫不斷擴大和延伸，從而提高地層滲透率。射流的高頻振蕩以及空化的熱力和聲波作用還可以改變原油分子結(jié)構(gòu)，降低原油粘度，減小巖石和油水界面上的表面張力，從而改善原油流動性，提高原油采出程度。

    由于射流直接沖入炮眼，因此能量集中，對炮眼處理深度得以大大提高，zui深達(dá)到600mm。通過改變射流壓力、射流偏轉(zhuǎn)角度和控制器阻尼，可將旋轉(zhuǎn)速度控制在10-400r/min范圍內(nèi)。通過油管帶動解堵裝置在射孔段內(nèi)上下緩慢移動，可達(dá)到對整個射孔段炮眼和井眼附近地層的處理，直接的水力脈沖沖擊加上高頻水力振蕩和空化的熱力及聲波，使炮眼和井眼附近地層受到力學(xué)和物理等多種綜合作用，處理效果將優(yōu)于單一物理作用的處理措施。

    高壓清洗機結(jié)合化學(xué)藥劑的復(fù)合解堵法的解堵機理：

    高壓清洗機結(jié)合化學(xué)藥劑的復(fù)合解堵方法是利用高壓自振空化旋轉(zhuǎn)水射生的低頻旋轉(zhuǎn)水力脈沖波、高頻振蕩空化射流沖擊波以及空化噪聲(聲波)的這三種綜合物理作用使射孔炮眼中的堵塞物松動、脫落，通過返出流體循環(huán)帶到地面。同時，井眼附近地層巖石在這種水力脈沖和聲波的反復(fù)作用下產(chǎn)生疲勞微裂縫網(wǎng)，并隨聲波的傳播，裂縫不斷擴大和延伸。隨后，再往地層中擠入化學(xué)劑。此時，化學(xué)劑流動阻力相對較小，并可隨微裂縫網(wǎng)深入地層，可以有效地提高處理深度和效果。

    zui后，我們發(fā)現(xiàn)高壓清洗機結(jié)合化學(xué)藥劑的復(fù)合解堵法在中、高滲透井上應(yīng)用效果較好，對低滲透、水泥污染井應(yīng)用效果相對較差。