超声波解除岩心钻井液堵塞实验研究

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1、2014年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2014第29卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_29No．1文章编号：1673-064X(2014)01-0076-04超声波解除岩心钻井液堵塞实验研究谷潇雨，蒲春生2，王蓓，李天太，许洪星，胡晓龙4(1．西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580；3．长庆油田公司油气工艺研究院，陕西西安710018；4．中石油新疆油田公司采

2、油二厂，新疆克拉玛依834008)摘要：利用自主研制的超声波采油动态模拟实验装置和钻井液堵塞的人工岩心样品，开展了超声波解除岩心钻井液堵塞实验研究，分析了超声波功率、频率、处理时间及岩心渗透率等参数对解堵效果的影响，并将超声波、化学剂单独解堵与超声波一化学复合解堵效果作了对比。研究结果表明：超声波功率越大，解堵效果越好；随超声波频率降低，解堵效果有变好的趋势；超声波累计处理80～120min，解堵效果最佳；岩心渗透率越低，超声波解除钻井液堵塞效果越好；超声波一化学剂复合解堵效果明显优于二者单独解堵效果。关键词：超声波解堵；钻

3、井液伤害；实验研究中图分类号：TE357．4文献标识码：A目前，针对钻井液堵塞严重的储层，通常采取强1实验原理与方法氧化剂复合酸化解堵，但措施成本较高，且对人员及环境存在安全隐患。超声波解堵技术具有高效低成1．1实验装置本、对环境及储层无污染、储层适应性强等特点j。实验使用自的超声波采油动态实验装置(图1)，该装置根据波动采油原理、驱替机理等模拟近些年，随着超声技术的长足发展，超声波解堵技术地层压力、温度条件，借助于计算机技术、传感器技的优势逐渐凸显，逐步引起国内外石油工作者的重术对岩心进行各种实验，以研究超声波场对岩石、流

4、视，先后开展了大量的室内研究和矿场试验工作。体、储层堵塞物的物化性质影响规律；模拟油藏在超但针对特定污染类型的超声波解堵效果、影响因素声波场条件下岩心伤害后渗透率恢复情况，进行波及规律仍缺乏系统研究，尤其是针对超声波解除钻场近井处理效果室内评价等。装置主要包括ISCO井液堵塞的研究鲜有报道。本文利用自主研制的超泵、高温高压中间容器、环压泵、特制岩心夹持器、超声波采油动态实验装置和钻井液伤害的人造均质岩声波换能器、超声波发生器、压力及流量计量系统、心样品，开展超声波处理近井钻井液堵塞室内模拟恒温箱等(图1)。装置的核心是超声波

5、系统，其工研究，分析了超声波频率、超声波功率、处理时间及作原理是将由大功率超声波发生器产生的高频电信岩心渗透率等参数对超声波解堵效果的影响规律，号经特种传输电缆传至压电发射换能器，经换能器并将超声波、化学剂单独解堵与超声波一化学复合将高频电信号转化为超声波后传输到岩心截面，完解堵效果作了对比。成超声波处理过程。为了研究各因素对超声波解堵收稿日期：2013—11-20基金项目：国家科技重大专项课题“低渗透油藏大功率谐振波一化学复合驱技术研究”(编号：20l1ZX05009—004)作者简介：谷潇雨(1989一)，男，硕士研究生

6、，主要从事复杂油气藏强化开采理论与技术方面的研究。E—mail：guxiaoyu0125@163．com谷潇雨等：超声波解除岩心钻井液堵塞实验研究一77一效果的影响，实验选择的超声波参数见表1。(2)停止水驱，反向注入2倍孔隙体积的钻井液，关闭岩心两端阀门2h；(3)正向开始水驱，待岩心两端压力稳定后，计算钻井液伤害后岩心液测渗透率Ka；(4)压力稳定后，开始使用1号换能器间歇式处理岩心(作用10min间歇5min)，待累计处理时间达到60min后，停止超声波处理，计算超声波处理后岩心液测渗透率Kf；图1超声波采油动态模拟实

7、验装置(5)重复(1)一(4)，分别改用2—6号换能器Fig．1Schematicdiagramfordynamicsimulationexperimentofultrasonicassistedoilproduction处理岩心。以岩心渗透率恢复率(K一)／Ki为评价指标，优选出解堵效果最佳的超声波换能器；表1不同超声波换能器参数Tab．1Ultrasonicparameters(6)重复(1)～(3)，使用优选出的换能器，改变超声波累计处理时间，研究处理时间对解堵效果的影响；(7)重复(1)一(3)，待稳定后，反向注入2

8、倍孔隙体积盐酸质量分数9％、氢氟酸质量分数3％的土酸溶液，正向水驱，直至岩心两端压力稳定后，1．2实验材料与药品计算化学剂解堵后的岩心渗透率。(8)重复(1)～(3)，使用优选出的换能器在最氯化钠、氯化钾、氯化镁、盐酸、氢氟酸等，分析纯。胜利油田钻井液sLZJY；人造岩心(直径2．5佳处理