專利名稱：一種油水井水力沖擊解堵方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是石油工業(yè)的采油方法和采油設(shè)備，特別是一種油水井水力沖擊解堵方法及裝置，適用于各種注水井和油井，對堵塞的注水地層和油層進(jìn)行沖擊解堵。
背景技術(shù)：
在油田的注水開發(fā)過程中，油、水井在長期開采和注水后，由于水質(zhì)及作業(yè)措施等原因的影響，造成地層污染使油、水井在近井地帶或注水孔附近逐漸堵塞，導(dǎo)致注水壓力不斷上升，直至注不進(jìn)水，不能發(fā)揮注水驅(qū)油的作用，油井因堵塞造成滲透率下降，供液不足產(chǎn)能下降。為了回復(fù)水井的注水能力和油井的采油能力，必須對堵塞的地層進(jìn)行解堵，目前的解堵方法主要有化學(xué)和物理兩種方法。化學(xué)方法一般投資較大、工藝復(fù)雜、易對地層造成二次污染，在生產(chǎn)中已極少應(yīng)用。目前，水力沖擊解堵技術(shù)是利用地面泵車向井下解堵裝置泵入地面水，解堵裝置將地面水瞬間釋放，使高速流體突然遇阻而形成水力沖擊的一種物理方法。沖擊產(chǎn)生瞬時高壓，此壓力波在井筒及油層孔隙中傳遞，產(chǎn)生機(jī)械作用和水力作用進(jìn)行解堵。機(jī)械作用是壓力作用在巖石上，使其破碎產(chǎn)生裂縫；水力作用是指壓力波的傳遞、反射和疊加所形成的壓力脈動地層的震動作用，它可破壞堵塞顆粒與儲層巖石之間的凝聚力，并能使輸油孔道毛細(xì)管徑發(fā)生變化，導(dǎo)致毛細(xì)管的周期性張縮，提高油層的孔隙度和滲透率。由于水力解堵方法一般工藝簡單、投資少、對單井可隨時實施，應(yīng)用呈逐步擴(kuò)大趨勢。中國專利99243846.2“油水井負(fù)壓解堵增產(chǎn)器”介紹了一種改善油層近井地帶滲流性能的沖擊解堵裝置，其工作原理是利用裝置腔體產(chǎn)生的真空負(fù)壓使地層液流從地層內(nèi)流向管柱內(nèi)，再從下向上將堵塞地層和油流孔道的污物通過油管排出至地面。利用水力進(jìn)行解堵較為典型的還有高壓水射流解堵和逐級投球解堵方法。高壓水射流解堵增產(chǎn)增注技術(shù)刊登于1997年11月《斷塊油氣藏》第39頁-42頁，其方法主要通過一種可控轉(zhuǎn)速的高壓旋轉(zhuǎn)射流工具實現(xiàn)，該工具沿徑向布置有若干個自激震動式射流噴嘴，利用噴嘴噴出的高壓水流驅(qū)動工具旋轉(zhuǎn)。作業(yè)時通過油管將該工具連同過濾器、單向閥、扶正器一起送至井下射孔段頂部后，在地面用水泥車將高壓水通過油管、單向閥、過濾器泵入旋轉(zhuǎn)射流發(fā)生器，噴嘴產(chǎn)生多股徑向高壓水射流，驅(qū)動工具旋轉(zhuǎn)，同時地面車緩緩下放油管，使工具在射孔段邊下行邊旋轉(zhuǎn)，徑向噴出的多股旋轉(zhuǎn)射流不斷沖擊炮眼并作用于地層，起到解堵的作用。在《石油鉆采工藝》1999年第五期100頁-103頁刊登的“水力沖擊法解堵的研究及應(yīng)用”，介紹了逐級投球解堵方法，其工具主要由多級沖擊片構(gòu)成，其操作過程是將解堵工具安裝在油管下部下入井內(nèi)，對準(zhǔn)需解堵地層，并在上部安裝封隔器，下部用油管支撐在井底。在地面用泵車向油管中灌注液體至井口，投放第一個小球，封嚴(yán)一級沖擊片后泵車開始加壓，當(dāng)液壓升高到封隔器坐封壓力時，封隔器坐封，并在封隔器下部油、套環(huán)空中形成一個密封的液體流動空間，當(dāng)壓力繼續(xù)升高到?jīng)_擊片爆破閥的強(qiáng)度極限時，沖擊片突然打開，使油管中靜止的液體突然加速進(jìn)入套管空間，產(chǎn)生一定的壓力直接作用在儲層巖石上，同時驅(qū)動套管內(nèi)液體流動，作用到管壁和儲層上，起到?jīng)_刷和攜帶作用。待一級壓力沖擊波衰減后，再投第二個小球，進(jìn)行第二次沖擊，直至最末級沖擊結(jié)束，完成一次解堵作業(yè)。上述水力解堵技術(shù)能有效疏通射孔部位和其近部的堵塞，缺陷是沖擊力不足，地層解堵徑向半徑小，且真空負(fù)壓的作用極易破壞井筒附近地層的骨架。油水井的水力解堵裝置和方法尚需進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種操作簡單，效果顯著的油水井水力沖擊解堵方法及裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，加大沖擊力，使地層的解堵徑向范圍增大，即能有效疏通地層射孔部位及其周圍地帶的堵塞，又最大限度地保護(hù)附近地層的骨架不受破壞。
本技術(shù)解決方案可達(dá)上述目的一種油水井水力沖擊解堵方法，將解堵裝置連接在油管上，下入井內(nèi)，對準(zhǔn)需解堵的地層，并于解堵器上部安裝封隔器。本發(fā)明沖擊地層是利用修井設(shè)備提升井下解堵裝置中的柱塞，抽吸油、套環(huán)空中的地層水，瞬時自解堵裝置腔體中下落釋放。
一種用于上述方法的油水井水力沖擊解堵裝置，具有游動閥，由進(jìn)液總成和出液總成組成，進(jìn)液總成和出液總成由內(nèi)筒連接裝配。水從進(jìn)液總成進(jìn)入，自出液總成噴出，對地層進(jìn)行水力沖擊解堵。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果本發(fā)明的水力沖擊能量是由管柱內(nèi)自有的液體產(chǎn)生的液柱壓力以及提升管柱時液體迅速下落由速能轉(zhuǎn)化成的壓力能所構(gòu)成。與其它水力解堵方法通過地面泵車向管柱內(nèi)灌注液體并加壓產(chǎn)生的壓力能相比，沖擊力大增。當(dāng)裝置被上提形成一股向下沖擊的液流，將出液總成中的彈簧壓縮，打開固定閥，強(qiáng)大的液流通過固定閥、出液孔和射孔段，瞬時沖擊地層，對地層形成錘擊，加大了油水井的徑向波及面積。這股瞬時液流的壓力足以將堵塞的地層壓開一定的微網(wǎng)裂縫，從而增加地層孔隙度，提高滲透率，解堵效果好且有效期長。本發(fā)明的解堵工具結(jié)構(gòu)簡單，地面作業(yè)操作簡便，具有一次作業(yè)可進(jìn)行的水力沖擊次數(shù)不受限制等優(yōu)點。


附圖為本發(fā)明中解堵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步的詳述一種油水井水力沖擊解堵方法，將解堵裝置連接在油管上，下入井內(nèi)，對準(zhǔn)需解堵的地層，并于解堵器上部安裝封隔器。本發(fā)明沖擊地層是利用修井設(shè)備提升井下解堵裝置中的柱塞，抽吸油、套環(huán)空中的地層水，瞬時自解堵裝置腔體中下落釋放。解堵裝置一次下井后的水力沖擊次數(shù)為1次、2次或無數(shù)次，不受限制。使用本方法可利用修井設(shè)備通井機(jī)通過油管與解堵裝置連接，下入井內(nèi)，對準(zhǔn)油層或注水層段，上、下用封隔器坐封，如下部無其它層位，也可不用封隔器。通井機(jī)上提油管達(dá)到一定高度時，井內(nèi)油、套環(huán)空中的液體便進(jìn)入解堵裝置腔體內(nèi)，形成一股液流迅速下落，由于上部油管中液柱壓力及通井機(jī)上提過程中解堵裝置腔體中形成的真空負(fù)壓的作用，液體下落過程中形成的沖擊力將解堵裝置內(nèi)置彈簧壓縮，打開固定閥，由速能轉(zhuǎn)化的壓力能直接作用在射孔層段形成壓力沖擊波，對地層巖石和液體起到錘擊破碎、剪切、沖刷和攜帶作用，并使巖石產(chǎn)生新的微網(wǎng)裂縫，實現(xiàn)解堵。該方法產(chǎn)生的落差和真空負(fù)壓以及上部油管中的液柱壓力對地層形成的沖擊力大增。通井機(jī)下放油管時，解堵裝置內(nèi)彈簧復(fù)位，出液孔關(guān)閉，腔體內(nèi)液體排入油、套環(huán)空內(nèi)，完成一次操作過程，反復(fù)上提、下放管柱，可實現(xiàn)多次水力沖擊，對地層進(jìn)行解堵，達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。為實現(xiàn)上述水力解堵方法，制造一種用于上述方法的油水井水力沖擊解堵裝置，參見附圖，本裝置由進(jìn)液總成和出液總成組成，設(shè)有游動閥8，進(jìn)液總成和出液總成由內(nèi)筒5連接裝配。內(nèi)筒5為分體結(jié)構(gòu)，分為上下兩部分，用絲扣裝配連接。進(jìn)液總成由外筒2、連接管3、內(nèi)筒5的上分體、柱塞7和游動閥8組成，游動閥8裝于柱塞7內(nèi)，柱塞7安裝于內(nèi)筒5的上分體內(nèi)，連接管3將柱塞7與油管接頭1連接起來。在連接管3和內(nèi)筒5的外面安裝外筒2，外筒2、連接管3、柱塞7、內(nèi)筒5均為空心管狀結(jié)構(gòu)。外筒2的管壁上設(shè)有進(jìn)液孔或進(jìn)液槽4，在柱塞7與內(nèi)筒5上分體之間設(shè)有密封圈6數(shù)道。出液總成由內(nèi)筒5的下分體、固定閥9、彈簧10組成，固定閥9及彈簧10安裝于內(nèi)筒5下分體的上部，內(nèi)筒5的下部管壁上設(shè)有出液孔或出液槽11。用修井設(shè)備通井機(jī)，將本裝置與油管連接下井，用封隔器定位于油水井的射孔段。通井機(jī)上提油管時，通過油管接頭1帶動連接管3所連接的柱塞7在內(nèi)筒5中上行，此時游動閥8和固定閥9關(guān)閉，當(dāng)柱塞7下端的游動閥8上行通過外筒2與內(nèi)筒5的連接處時，油管和套管環(huán)空中的液體由外筒2上的多個徑向進(jìn)液孔4流入內(nèi)筒5中，并形成一股向下沖擊的液流，將彈簧10壓縮，打開固定閥9，從而打開出液孔11，液流通過固定閥9、出液孔11和射孔段，瞬時沖擊地層，這股瞬時液流的壓力將堵塞的地層壓開一定的裂縫，從而增加地層孔隙度，提高滲透率。當(dāng)通井機(jī)下放油管柱時，通過連接管3，使柱塞7在內(nèi)筒5中下行，當(dāng)柱塞7通過外筒2的徑向進(jìn)液孔4以后，進(jìn)液孔4被關(guān)閉，此時，柱塞7下端的游動閥8打開，內(nèi)筒5中的壓力迅速下降，彈簧10復(fù)位將固定閥9關(guān)閉，出液孔11隨即關(guān)閉，在柱塞7下部內(nèi)筒5中的殘留的液體通過打開的游動閥8進(jìn)入柱塞7的腔體內(nèi)上排至油管內(nèi)，流入油、套管環(huán)空內(nèi)，完成一次操作。反復(fù)上述過程，可實現(xiàn)對堵塞地層的多次水力沖擊解堵。
權(quán)利要求
1.一種油水井水力沖擊解堵方法，將解堵裝置連接在油管上，下入井內(nèi)，對準(zhǔn)需解堵的地層，并于解堵器上部安裝封隔器，其特征在于本發(fā)明沖擊地層是利用修井設(shè)備提升井下解堵裝置中的柱塞，抽吸油、套環(huán)空中的地層水，瞬時自解堵裝置腔體中下落釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水井水力沖擊解堵方法，其特征在于解堵裝置一次下井后的水力沖擊次數(shù)不受限制。
3.一種用于權(quán)利要求1的水力沖擊解堵裝置，具有游動閥(8)，其特征在于本裝置由進(jìn)液總成和出液總成組成，進(jìn)液總成和出液總成由內(nèi)筒(5)連接裝配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水力沖擊解堵裝置，其特征在于內(nèi)筒(5)為分體結(jié)構(gòu)，分為上下兩部分，用絲扣裝配連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水力沖擊解堵裝置，其特征在于進(jìn)液總成由外筒(2)、連接管(3)、內(nèi)筒(5)的上分體、柱塞(7)和游動閥(8)組成，游動閥(8)裝于柱塞(7)內(nèi)，柱塞(7)安裝于內(nèi)筒(5)的上分體內(nèi)，連接管(3)將柱塞(7)與油管接頭(1)連接起來；于連接管(3)和內(nèi)筒(5)外安裝外筒(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種油水井水力沖擊解堵裝置，其特征在于上外筒(2)、連接管(3)、柱塞(7)、內(nèi)筒(5)均為空心管狀結(jié)構(gòu)，外筒(2)的管壁上設(shè)有進(jìn)液孔或進(jìn)液槽(4)；于柱塞(7)與內(nèi)筒(5)上分體之間設(shè)密封圈(6)數(shù)道。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油水井水力沖擊解堵裝置，其特征在于出液總成由內(nèi)筒(5)下分體、固定閥(9)、彈簧(10)組成，固定閥(9)及彈簧(10)安裝于內(nèi)筒(5)下分體的上部，內(nèi)筒(5)的下部管壁上設(shè)有出液孔或槽(11)。
全文摘要
本發(fā)明公開了石油工業(yè)使用的一種油水井水力沖擊解堵方法及裝置，適用于石油工業(yè)的各種油井和注水井。其方法是將解堵裝置連接在油管上，下入井內(nèi)，對準(zhǔn)需解堵的地層，并于解堵器上部安裝封隔器，本發(fā)明沖擊地層是利用修井設(shè)備提升井下解堵裝置中的柱塞，抽吸油、套環(huán)空中的地層水，瞬時自解堵裝置腔體中下落釋放。該方法產(chǎn)生的落差和真空負(fù)壓以及上部油管中的液柱壓力對地層形成的沖擊力大增。其裝置設(shè)有游動閥，由進(jìn)液總成和出液總成組成，進(jìn)液總成和出液總成由內(nèi)筒連接裝配。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，地面作業(yè)操作簡便，一次作業(yè)可進(jìn)行的水力沖擊次數(shù)不受限制，解堵沖擊力大效果好。
文檔編號E21B43/26GK1401879SQ02135479
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者宋開利, 徐建禮, 徐文慶, 趙明宸 申請人:中國石化勝利油田有限公司采油工藝研究院