[发明专利]油井射孔炮眼中电火花解堵造缝方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开采领域，涉及一种油井射孔炮眼中电火花解堵造缝方法。

背景技术

在石油开采过程中，靠地层自然压力开采原油，最终采收率一般不超过总储量的10％，采用常规注水开发，采收率也不超过30％～40％，低渗及稠油油藏则更低。其主要原因是由于钻井、完井、井下作业和长期的采油、注水过程中的污染、三次采油中所注聚合物的污染和机械杂质沉淀，使近井地带孔隙通道堵塞十分严重，导致油井产油和注水通道堵塞，使产油、注水量下降，甚至造成停产。如何有效地疏通渗油通道、制造新的渗油裂缝，以提高堵塞井和低渗油井的采收率是目前世界上各石油开采国竞相研究的课题。

目前国内外常用的渗油通道解堵造缝方法有压裂、酸化、挤液等三种较为成熟的工艺方法。这三种工艺方法都存在如下的问题：它们都需使用化学溶液将近井地带的污染物挤压进地层深部，极易造成二次污染；分层处理比较困难，往往会造成空隙度高的层被处理开，而空隙度差的层收不到效果，使油层动用程度受到影响，甚至将含水层处理开，造成水淹油层；对固井质量不好，套管变形、破损的井处理十分困难，费用较高。近年来，人们还探讨了高压水射流、超声波、高能气体压裂、电脉冲等解堵技术，这些解堵技术在现场应用中都取得到了一定的效果，但由于措施井的具体情况和采用技术的特点，现场应用中也存在适用范围的局限性，如：超声波和高压水射流解堵技术处理油层半径小，适用于解除机械杂质及固体颗粒的堵塞，高能气体压裂解堵技术处理油层半径相对较大，但其单井处理费用较高、对油层套管有一定伤害。井筒内电脉冲解堵工艺方法在施工过程中无工作剂入井，避免了对储层造成的二次污染，同时还具有施工过程简单，占井时间短等优点；该种工艺方法的放电过程是在井筒内进行的，其放电时产生的爆炸冲击作用、空化作用和热效应在井筒内损失较大，降低了其解堵作用效果、基本无造缝作用，对油层套管有一定的伤害；此外，该方法还存在高压充放电电容易老化被击穿，处理油层半径范围有限和有效期短等缺陷。

目前，国内外尚未见油井射孔炮眼中电火花解堵造缝方法的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油井射孔炮眼中电火花解堵造缝方法。

本发明的原理是：解堵造缝时，正负工具电极分别与脉冲电源的正负极相连；电极送进机构在计算机测控系统的控制作用下向射孔炮眼自动送进正负工具电极；在脉冲电源的作用下，正负工具电极间在射孔炮眼中产生火花放电，由放电时的瞬时高温(通道中心的温度高达一万度以上)、高压(通道内高温热膨胀形成的初始压力可达数十兆帕)作用来熔化、剥蚀射孔炮眼及其周围渗油通道的堵塞物，同时造出一些新的微裂缝。高温高压的放电通道以及随后瞬时气化形成的气泡急速扩展，在射孔炮眼中产生强烈的冲击波，在放电过程中，同时还伴随着热效应、电磁效应、光效应、声效应及频率范围很宽的电磁波辐射和爆炸冲击波等进一步加强了解堵和造缝的作用。

本发明具有如下优点：

(1)所需解堵、造缝电压比通常的井筒内电脉解堵技术降低4～6倍，可避免井筒内电脉解堵技术所用的高压充放电电容易老化被击穿的问题。

(2)对油层套管产生力冲击作用力比通常的井筒内电脉解堵技术小5倍以上，可有效地减少对油层套管的伤害。

(3)可使低渗油藏的渗透率提高20％以上，对三次采油时有机胶质体造成的堵塞的解堵作用较其它解堵方法提高30％以上。

(4)在解堵、造缝过程中无工作剂入井，避免了对储层造成的二次污染，高频的高温、高压作用在进行解堵、造缝的同时还具有一定的驱油效果。

(5)借助井下原油作为电脉冲放电用的工作液，并用它们向四周传递冲击波，在解堵的同时，还可以使分散的原油聚集。

附图说明

图1为依据本发明所设计出的油井射孔炮眼中电火花解堵造缝方法的作业流程框图。

具体实施方式

参见图1。本发明的油井射孔炮眼中电火花解堵造缝方法的作业流程框图中，1是计算机测制系统，主要用于地面送进机构、机器人驱动机构、涡流检测器、电极送进机构的移动位移、移动速度，以及机器人支撑机构与锁紧机构状态等的检测与控制；2是地面送进机构，在计算机测控制系统的控制下，通过缆绳向井下输送机器人；3是机器人支撑机构，当地面送进机构把机器人输送到指定的位置后，机器人支撑机构的支撑轮系统向外扩张，使支撑轮压紧于套管的内壁上；4是机器人驱动机构，用于带动机器人沿套管的内壁做轴向进给运动；5是涡流检测器，主要用于检测射孔炮眼的位置，在机器人轴向移动的同时涡流检测器做旋转寻找射孔炮眼的运动；6是机器人锁紧机构，当涡流检测器探测到射孔炮眼的位置后，机器人驱动机构停止运动，机器人锁紧机构锁紧驱动轮，使机器人固定不动；7是电极送进机构，涡流检测器测定射孔炮眼的位置后，转离射孔炮眼，电极送进机构转至射孔炮眼处，然后向射孔炮眼中输送正负工具电极，使正负工具电极间在射孔炮眼中产生火花放电；8是射孔炮眼内的正负工具电极，在脉冲电源的控制作用下产生火花放电，由放电时的瞬时高温、高压作用来熔化、剥蚀射孔炮眼及其周围渗油通道的堵塞物，同时造出一些新的微裂缝。高温高压的放电通道以及随后瞬时气化形成的气泡急速扩展，在射孔炮眼中产生强烈的冲击波，在放电过程中，同时还伴随着热效应、电磁效应、光效应、声效应及频率范围很宽的电磁波辐射和爆炸冲击波等进一步加强了解堵和造缝的作用。9是脉冲电源，提供电火花放电解堵造缝过程中所需要的脉冲电能。