《油水井增产增注技术》综合复习资料01docxWord文档下载推荐.docx

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3.使油层产生裂缝的方法对分为水力压裂、爆炸压裂和高能气体压裂。

4.表示油井伤害程度大小常用的参数有表皮系数和流动效率。

5.常用的酸化工艺方法酸洗、基质酸化和压裂酸化。

6.高能气体压裂的增产作用主要包括机械作业-造缝作用、水利作用、高温热作用和化学作用等四个方面。

7.稠油油藏开釆方法有注蒸汽热采技术、火烧油层采油技术、水半井热釆技术、重油油藏

岀砂冷采技术微生物的重油开采技术、用C02产出气及烟道气等的熏油开采技术等。

&

电源式声波换能器可分为电致伸缩式换能器和磁致伸缩式换能器两种

9.强电流脉冲放电技术具有两个显著的特点是可产生压力波和空化作用。

10.产能指数是通过稳足试井获得的,而表皮因子则是通过不稳宦试井获得的

11.在相同条件下，PKN模型计算的缝长值比GDK模型左，而缝宽尘

三、简答题

1.简述KGD和PKN压裂设计模型的主要区别

答：

PKN模型假设在垂直于裂缝反轴的垂直平面内，裂缝剖面为椭圆形；

GDK模型假设裂缝形状在平面上为椭圆形，在垂直面上为矩形；

PKN模型其裂缝压力按缝长的1/4次方比例增长；

GDK模型其裂缝压力按缝长的1/2次方比例增长；

在相同条件下，PKN模型计算出的缝宽一般比GDK模型的小，但缝长正好相反。

即对于计算较短的裂缝，2Xf<

hf,水平应力面假设（KGD儿何模型）更准确一些；

对于计算长缝2Xf<

hf,垂直应力平面假设（PKN几何模型）更合理一些。

2.高渗油层开发存在的问题及解决方法

1）主要问题有：

（1）常规防砂方法虽然能在一定时间内达到防砂目的，但通常是以较大程度地牺牲油井的部分产能为代价。

（2）中高渗油层不仅在井底地带普遍存在污染，而且地层深部的渗透率因生产过程中的微粒运移也会不断下降，有的相当严重。

常规解堵方法不仅有效期短，且不能解决地层深部的伤害解除和防范问题。

2）解决办法

主要的解决方法是进行高渗层压裂，其关键技术是端部脱砂（TSO）技术，即在水力压裂过程中，抑制裂缝的进一步延伸并允许成缝以后扩张和充填，造出短而宽的裂缝的技术。

3•油井出砂的原因、防砂的方法

1）原因：

油气井出砂的原因可以归结为地质和开采两种原因。

地质因素指疏松砂岩地层的地质条件，如胶结物含量及分布、胶结类型、成岩压实作用和地质年代等。

开釆原因指在油气开发时因开采速度以及采油速度的突然变化，固井质量，射孔密度，不科学的生产管理等造成油井出砂。

2）防砂方法：

①指定合理的开采措施。

②合理的防砂工艺方法有机械防砂（如衬管、筛管防砂，砾石充填防砂），化学防砂（如人工胶结砂层，人工井壁等），焦化防砂（如注热空气固砂，短期火烧油层固砂等），其他方法（如降低流速，增大油层径向应力等）。

4.酸化的增产原理及施工工艺

1）原理：

解堵，提高油层渗透率。

对于近井地带液流受阻的井（污染井），基质酸化处理最有效。

刈•于砂岩层，常用土酸低速注入，以防造缝。

选用土酸是因为它能溶解侵入地层的泥浆粘土，同时还能作用于砂岩中常见的二氧化硅、长石、方解石等成分。

碳酸盐岩的基质酸化常采用盐酸。

盐酸与石灰岩或白云岩的反应速度很快。

2）施工工艺：

常用的酸化工艺有酸洗、基质酸化及压裂酸化。

1酸洗：

是一种清除井筒中的酸溶性垢或疏通射孔孔眼的工艺。

即将少量酸定点注入预定井段，在无外力搅拌的情况下与结垢物或地层起作用。

另外，也可通过正反循环使酸不断沿孔眼或地层壁面流动，以此增大活性酸到井壁面的传递速度，加速溶解过程。

2基质酸化：

在低于岩石破裂压力下将酸注入地层孔隙（晶间，孔穴或裂缝）。

一般是通过扩大孔隙空间，溶解空间内的颗粒堵塞物，以消除井筒附近地层渗透率降低的不良影响（污染）,从而获得增产效果。

3压裂酸化：

是在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下，対地层挤酸的一种工艺。

如果处理后高导流的通道仍旧张开，则可达增产目的。

通道是由酸対裂缝酸溶性壁面的酸蚀作用而形成的。

施工后压力消失、裂缝闭合时，裂缝的溶蚀壁面若不粘合，裂缝便具有很髙的导流能力。

5.油层堵塞的原因及解堵方法

1）堵塞的原因有地层矿物或修井作业吋漏入地层的泥浆等外来物造成油层堵塞。

2）主要的解堵方法有4种：

①射孔，堵塞井的堵塞层段重新射孔；

②压裂，将近井地带压开裂缝，再用压裂砂支撑，可增加近井地层的孔隙渗透能力；

③重新注水，当注聚合物井注入压力接近破裂压力，仍难以注入时，采用重新注水的方法。

用水冲刷井底、炮眼和近井地带的堵塞物，可以降低注水压力，注一段时间水之后再注聚合物溶液，则聚合物驱变成聚合物段塞驱，这种方法也有吋应用；

④化学解堵。

6.波的物理作用

1）机械作用：

振动波能迫使传播介质做剧烈的机械振动，并产生强大的单向力作用；

2）空化作用：

空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。

空化作用一般包括3个阶段：

空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。

3）热效应：

振动波穿过介质时，介质吸收一定量的能量，就会引起局部升温。

其频率越高，热效应越显著，这种效应对于降粘、熔蜡有一定的作用。

7.超声波增产技术原理

超声波的穿透能力强，传播定向性好，在不同介质中波速、衰减和吸收特性有差异，也是设备状态监测和故障诊断中常用的手段。

其采油机理主要有：

1）声波作用于油层，油层中含残余油的毛细管在声波的机械振动作用下直径会发生时大时小的变化，当毛细管直径变大时，其表面张力变小，使毛细管屮的残余油失去毛管力和重力的平衡，残油在重力和声波的振动作用下就会冲出毛细管流入井筒，然后被采出地面；

2）声波作用于油层，英脉冲压缩波使油层岩石的应力发生吋大吋小的变化，在声波压缩吋应力压强可达到几百兆帕，使岩层产生疲劳裂缝，从而改善了油层的出油剖面；

3）油层在声波作用下可以提高渗透率。

实验表明：

初始渗透率越低的岩层经声波处理后提

高的幅度越大，用脉冲波处理的效果比用连续波处理的效果要大儿倍；

4）原油在声波作用下可以使其粘度降低，当声场作用于原油达到强烈的空化状态吋，下降的原油粘度不再逆转；

5）声波可以防蜡、清蜡。

rti于声波的高频振荡和空化作用，致使固化温度降低、结蜡条件破坏，达到了防蜡、清蜡的目的；

6）声波可以防垢、除垢。

由于声波具有极强的穿透能力，可以穿透垢层微粒，破坏垢物生成和在器壁上板结的条件，达到防垢、除垢的目的；

《油水井增产增注技术》综合复习资料02

一、名词解释

1.自激振荡：

由信号发生、反馈、放大的封闭冋路导致剪切曾大幅度地振动，甚至波及射流核心，在腔内形成一个脉动压力场。

从喷嘴喷出的射流，其速度、压力均呈周期性变化,从而形成脉冲射流。

2.流体效率：

停泵时缝中剩余流体体积与注入总体积的比值称为流体效率。

3.空化现象：

一定频率的振动波会使液体中原有的或新生的气泡产生共振。

在波的稀疏阶段，气泡迅速膨胀；

在波的压缩阶段，气泡又很快消灭，在消灭的瞬问，气泡的内部可达几千度的高温，压力达到儿千大气压，在消灭过程中所产生的加速度是重力的儿十倍，这种现象就是“空化现象”。

4.液电效应：

液体介质中高电压、大电流脉冲放电时伴随产生的热、光、力、声学等物理效应的总称。

5.端部脱砂（TS0）技术：

在高渗层水力压裂中，大量支撑剂在缝前缘沉积，抑制裂缝的进一步延伸并允许成缝以后扩张和充填，造出短而宽的裂缝的技术。

6.裂缝净压力：

裂缝内任意点压力与闭合压裂Z差。

7.复合压裂:

油水井压裂时，一个作业周期内先进行高能气体燃爆压裂，随后再实施水力压裂的工艺称为复合压裂工艺。

8.SAGD:

SAGD简称蒸汽辅助重力泄油，是一种将蒸汽从位于油藏底部附近的水平生产井上方的一系列直井或一口水平井注入油藏，被加热的原油和蒸汽冷凝液从油藏底部的水平井产出的采油方法。

9.高能气体压裂：

利用火药或火箭推进剂燃烧产生的高温、高压气体，使井筒附近油层中产生和保持多条多方位的径向裂缝，以取得增产増注效果的方法称为高能气体压裂。

10.ME0R:

利用微生物及其代谢产物來增加石油的产量，这种技术被称为微生物提高石油采收率技术（MEOR）o

二、填空题

12.反映压裂液流变性的两个重要参数是稠度系数和流动特征指数。

13.微生物的特点有（3）体积小、（4）吸收多，转化快，繁殖迅速、（5）适应性强，易变界、

（6）结构简单和（7）分布广，种类多。

14.稠油井筒举升降粘方法有掺热流体、掺化学剂和电加热。

15.要达到好的增产效果，低渗透压裂应以细而长的裂缝为主,高渗压裂应以短而宽的裂峑为主。

16.高能气体压裂测试的主要方法有静态测试、和动态测试。

17.超声波对岩石的物理作用主要是振动效应（机械效应）、和热效应。

18.稠油油藏注汽热采的具体方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD等。

19.微生物采油工艺方法可分为微生物单井吞吐、微生物驱、微生物选择性封堵与解堵和微牛物清蜡

20.微波在油气田开发中的应用主要有微波加热开采、微波解堵油层内聚合物、微波脱蜡、和微波破乳等。

21.影响人工地震采油效果的因素可分为（28）振动频率、（29）表土层的厚度、（30）振动强度等。

三、简答题

1.简述使地层产生裂缝的方法和不同点。

常见压裂方法有以下几种：

水力压裂、高能气体压裂、爆炸压裂等。

水力压裂：

利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近造成高压。

此压力超过井壁附近地应力及岩石的抗张强度后,在地层屮形成裂缝。

高能气体压裂：

利用火药或火箭推进剂燃烧产生的高温、高压气体，使井筒附近油层中产生和保持多条多方位的径向裂缝，以取得增产増注效果的方法称为高能气体压裂。

爆炸压裂：

爆炸压裂与高能气体压裂虽然都是用高温高压气体作介质，但其性质与工作原理有本质区别。

爆炸压裂用炸药，它的增压速度极快，气体生成暈较少，地层裂缝来不及扩张和延伸，大部分能量消耗在井壁岩石的破碎上，爆炸的高压可能超过岩石的屈服应力，且会产生对井眼的严重伤害。

不同点如下表:

压裂方法

介质

升压时间

S

作用时间

裂缝范围

m

作用结果

水力压裂

高压流体

10-7〜10'

10—10'

10-2〜10」

对称单一裂缝

高能气体

压裂

火药或推进剂燃烧产生的高温高圧气体

W3

io^io-1

10°

径向多条裂缝

爆炸压裂

炸药爆炸产生的高温高圧气体

10-102

103-104

10^102

井眼破裂严重，有无数小裂缝，具有压实效应

2.说明水力压裂所用的设备、压裂过程及压裂技术的新进展。

水力压裂所用设备包括：

储罐、压裂泵车、混砂车、运砂车、管汇车、仪表车（压裂指挥车）、消防车、救护车、水泥车。

水力压裂的过程：

1）选井选层：

根据油层特征、油井开采情况选择压裂的井层；

2）压裂设计：

根据油层的基本情况进行压裂参数设计，并结合井和地面设备等情况作出施工设计书；

3）施工前准备：

主要包括油井测试、井场平整、压裂液的配制、井口设备的更换与安全保护等；

4）圧裂施工：

包括将压裂施工设备按设计要求在井场摆放好，开始试压，打前置液、携砂液、顶替液，关井等施工。

5）返排：

目的是减少压裂液对油层的伤害。

压裂技术的新进展包括：

限流法压裂技术、端部脱砂压裂技术、重复压裂技术、复合压裂技术等。

3.简答影响微生物采油的油层条件包括哪些内容

用于采油的微生物必须能在耍采油的油层条件下增殖。

这些条件包括氧化一还原电势、氢离子浓度、压力、温度、盐度、岩石基质、营养物的可利用性，以及不存在阻化剂或毒性因子等。

4.简述提高水力压裂裂缝导流能力的方法及压裂后返排的目的。

提高裂缝导流能力方法包括：

（1）增加支撑剂浓度以产生较宽的裂缝；

（2）用较大尺寸的支撑剂以产生一个渗透率更高的缝；

（3）改变支撑剂类型以获得更高强度等。

压裂后返排的目的是为了防止压裂液及其残渣对地层造成污染降低裂缝导流能力。

5.简述高压水射流解堵井下工具的组成、工作原理。

高压水射流解堵井下工具是由井下多级过滤器、扶正器、阻尼器、高压水射流发生器等组成。

高压水旋转射流解堵技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼解堵和高频振荡水力波、空化噪声（超声波）物理解堵。

其屮关键部件是旋转阻尼器和口激振荡空化喷嘴。

整套工具用油管送到井下生产层段，清水经地面水泥车打压通过油管送给井下解堵工具，由旋转喷头上的喷嘴喷出，形成高压水射流。

喷头上沿周禺分布4个喷嘴，两个倾斜的动力喷嘴喷出侧向射流，产生旋转力矩，使整个喷头旋转；

两个径向喷嘴产生径向高频口激振荡空化射流,直接冲击管壁和地层。

旋转速度由阻尼器控制,每转一周有4个水力脉冲作用于地层，工具在井下边旋转边上下移动，同时产生低频旋转水力波、高频自激振荡射流冲击波和空化噪声超声波三种物理作用同时作用于地层，达到对整个生产层段的完全处理。

1低频旋转水力波：

工具在井下旋转时在井筒内产生旋转水力扰动波，旋转速度为100〜4OOr/mino这种低频旋转水力波作用在地层近井地带，使沉积在地层孔隙内的机械杂质和堵塞逐渐松动脱落，离开油层孔隙通道，分散在液体中被旋流带走，达到疏通孔道、解除堵塞物的目的。

2高频自激振荡射流冲击波：

高频自激振荡射流是近年来发展起来的一种新型高效射流，它具有强烈的压力振荡作用和冲蚀岩石效果。

高频自激振荡射流直接冲入炮眼和近井地带，深穿透冲击解堵，同时使地层岩石冲击破碎，产生新的微裂缝，从而提高地层渗透率。

3空化噪声超声波：

自激振荡空化喷嘴产生高频振荡射流的同时，伴生高频、强辐射、深穿透空化噪声，频率高达10kHzo这种髙频超声波一方面有助于解堵，另一方面可改变原油分子结构，降低原油粘度，减小岩石和油水界面上的表面张力，从而改善原油流动性，提高原油采出程度。

上述三种物理作用同时作用于地层和原油，处理深度和处理效果无疑优于单一物理作用的处理措施.

6.简述微生物产物及其作用。

在油皿开发中，利用微生物提高原油产量，即提高原油采收率，一般是使细菌在油层中发酵，把油层作为巨大的生物反应器，将选择的微生物注入其中，由于细菌活动及代谢产物的作用，使油层中的残余油采出，从而提高采收率。

（1）微生物在油层中增殖，形成生物量。

特别是产粘液的细菌，当密集成团时，对选择性或非选择性地堵塞地层中的孔道，从而改变流动方向，扩大扫油面积。

（2）能降解坯类的微生物可将高分子的石油怪类降解为低分子的坯类，从而降低石油的粘度和凝点，增加原油的流动性。

（3）微生物的代谢产物有的可产生气体，如CO2>

CH,H?

等，使油层压力增加，从而提高产能。

CO2、CHj等在一定压力条件下可以部分溶解在原油中，从而使原油体积膨胀，粘度降低，大大提高采收率。

产生的CO?

气体可溶解于地层水生成碳酸，使地层中的碳酸盐岩部分溶解，从而使地层孔隙度增加，提高地层的渗透率。

（4）就地发酵发生的有机酸和气体使井筒周围得到清洗。

气体的作用是从死空间内推出原油以及清除堵塞孔隙的渣屑，平均孔隙尺寸得以增大，从而使井筒附近的毛细管压力变得有利于原油的流动。

（5）微生物代谢产物有的可产生表而活性剂，从而降低水一岩石一原油体系的界面张力，提高洗油效率。

（6）微生物代谢产物生成的聚合物，如黄施胶，可用于驱油。

作用是可增加驱替液的粘度,从而降低流度比，提高波及系数，并可选择性封堵或非选择性封堵地层。

微生物产物及作用如•卜•表所示:

生物产物

作用

酸

改善油层岩石特性增大孔隙度和渗透率与碱质岩反应并产生C02

生命体

选择性或非选择性封堵对桂类粘附引起的乳化作用改善固体表面性质原油降解和变质，降低原油粘度

气（82、CH4>

H2）

使油层压力增加

原油膨胀

降低粘度

通过C02对碳酸盐岩的溶解而提高渗透率

溶剂

溶解原油

表面活性剂

降低界面张力乳化作用

聚合物

控制流度

选择性或非选择性封堵

油水井增产增注技术03

1.空化现象：

在波的稀疏阶段，气泡迅速膨胀；

在波的压缩阶段，气泡又很快消灭，在消灭的瞬问，气泡的内部可达儿千度的高温，压力达到儿千大气压，在消灭过程中所产生的加速度是重力的儿十倍，这种现象就是“空化现象“。

空化现象发生时，在一定的频率和声强下，其能量足以粉碎一定尺寸的物质微粒。

2.液电效应：

液体介质中高电压、大电流脉冲放电时伴随产生的热、光、力、声学等物理效应的总称。

3.端部脱砂技术：

一种非常规的压裂技术，当裂缝达到预定的缝长时，前置液全部滤失完，这时在裂缝端部将发生脱砂（即砂堵），裂缝净压力急剧升高，迫使裂缝在宽度方向上发展，以获得比常规压裂宽几倍至几十倍的支撑裂缝。

4.双线性流动模式：

油井压裂后（设为双翼对称垂直流），其流动模式发生改变，出现三个阶段：

②近裂缝地帯的流体沿着垂直裂缝面的方向在流入裂缝；

①②合并，最后形成双线性流动模式。

5.自激震荡：

由信号发生、反馈、放大的封闭回路导致剪切曾大幅度地振动，甚至波及射流核心，在腔内形成一个脉动压力场。

6.VAPEX技术：

即溶剂萃取技术，该技术是向地层屮注入一种气体，注入的气体在地层温度及压力条件下处于临界状态，溶解重油和沥青，并降低其黏度，稀释油在重力的作用下流向水平井。

7.高能气体压裂：

利用火药或火箭推进剂燃烧产生的高温、高压气体，使井筒附近油层中产生和保持多条多方位的径向裂缝，以取得增产増注效果的方法称为高能气体压裂。

8.MEOR：

利用微生物及其代谢产物来增加石油的产量，这种技术被称为微生物提高石油采收率技术（MEOR）。

9.防砂压裂：

不进行井内砾石充填，单纯依靠压裂作业达到防砂和解堵增产作用。

10.无因次裂缝导流能力：

1.微生物的特点有体积小、吸收多，转化快，繁姑迅速、适应性强，易变异、结构简单和分布广，种类多。

2.稠油井筒举升降粘方法有掺热流体、掺化学剂和电加热。

3.要达到好的增产效果，低渗透压裂应以细而长的裂缝为主,高渗压裂应以短而宽的裂缝为主。

4.高能气体压裂测试的主要方法有静态测试、和动态测试。

5.稠油油藏注汽热采的具体方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱等。

6.微生物采油工艺方法可分为微生物单井吞吐、微生物驱、微生物选择性封堵与解堵和微牛物清蜡

7.在增产措施规模优化选择过程中，常用的经济效益衡量指标有净现值和投资回收期。

8.表示油井伤害程度大小常用的参数有表皮因子和产能指数。

9.高能气体压裂的增产作用主要包括机械作用、热作用、化学作用和水力作用等四个方面°

10.在相同条件下，PKN模型计算的缝长值比GDK模型厶，而缝宽尘

11・强电流脉冲放电技术具有两个显著的特点是可产生压力波和空化作用。

1.简述高压水射流解堵井下工具的组成、工作原理。

高压水射流解堵井下工具是由井下多级过滤器、扶正器、阻尼器、高压水射流发生器等组成。

其中关键部件是旋转阻尼器和自激振荡空化喷嘴。

整套工具用油管送到井下生产层段，清水经地面水泥车打压通过油管送给井下解堵工具，由旋转喷头上的喷嘴喷出，形成高压水射流。

喷头上沿周围分布4个喷嘴，两个倾斜的动力喷嘴喷出侧向射流，产生旋转力矩，使整个喷头旋转；

两个径向喷嘴产生径向高频自激振荡空化射流，直接冲击管壁和地层。

旋转速度由阻尼器控制，每转一周有4个水力脉冲作用于地层，工具在井下边旋转边上下移动，同吋产生低频旋转水力波、高频自激振荡射流冲击波和空化噪声超声波三种物理作用同吋作用于地层，达到对整个生产层段的完全处理。

低频旋转水力波：

工具在井下旋转吋在井筒内产生旋转水力扰动波，旋转速度为100〜400r/mino这种低频旋转水力波作用在地层近井地带，使沉积在地层孔隙内的机械杂质和堵塞逐渐松动脱落，离开油层孔隙通道，分散在液体中被旋流带走，达到疏通孔道、解除堵塞物的目的。

高频自激振荡射流冲击波：

高频自激振荡射流是近年来发展起来的一种新型高效射流,它具有强烈的压力振荡作用和冲蚀岩石效果。

高频白激振荡射流直接冲入炮眼和近井地带,深穿透冲击解堵，同时使地层岩石冲击破碎，产生新的微裂缝，从而提高地层渗透率。

空化噪声超声波：

自激振荡空化喷嘴产生高频振荡射流的同时，伴生高频、强辐射、深穿透空化噪声，频率高达lOkHzo这种高频超声波一方而有助于解堵，另一方而可改变原油分子结构，降低原油粘度，减小岩石和油水界而上的表而张力，从而改善原油流动性，提高原油采出程度。

上述三种物理作用同时作用于地层和原油，处理深度和处理效果无疑优于单一物理作用的处理措施。

2.简述微生物产物及其作用。

在油田开发小，利用微生物提高原油产量，即提高原油釆收率，一般是使细菌在油层中发酵，把油层作为巨大的生物反应器