石油圈
鉆完井、采油及修井作業過程中由于外來流體進入儲層，易引起一系列的儲層傷害。外來工作液中固相顆粒侵入油氣層，可能引起儲層堵塞。與此同時，若外來工作液與儲層巖石物性不配伍，易引起水敏、鹽敏、堿敏等敏感性傷害以及潤濕反轉現象。此外，若外來工作液與儲層流體不配伍，則易生成無機鹽沉淀，發生水鎖效應，產生乳化堵塞、細菌堵塞等儲層傷害。油氣井儲層受到傷害，必然會引起產量下降甚至停產。因此，針對不同儲層傷害提出各項解堵增產技術具有十分重要的意義。目前國內處理儲層堵塞的方法和技術多種多樣，可以概括為化學法、物理法、物理化學法和微生物法等四類方法，本文對前三類常用解堵技術研究進展作綜合評述。
1 化學法解堵技術研究現狀
化學解堵應用非常廣泛，其主要是通過將化學劑注入地層，解除膠質、瀝青、結垢等對儲層造成的傷害。需要根據傷害類型而選擇不同的化學處理劑，如使用分散劑和表面活性劑復配來解除由于瀝青或石蠟引起的儲層傷害；乳化傷害需要用互溶劑來解除；而由于黏土礦物膨脹、固相微粒堵塞等則需要使用酸化?；瘜W法解堵技術最主要的就是酸化[1]，其余就是各種非酸化學解堵劑。
1.1 酸化解堵技術
酸化解堵分為酸洗、基質酸化及酸化壓裂?；|酸化是在低于儲層破裂壓力條件下向地層注入各種類型酸液以及酸液添加劑，溶解地層可溶物質，恢復和提高近井地帶滲透率。
1.1.1 酸化工作液
目前常用的主體酸按照相態分可分為固體酸、液體酸、泡沫酸。按照化學成分可分為有機酸，無機酸，復合酸。無機酸包括鹽酸、氫氟酸、氟硼酸、磷酸以及在注水井中偶有使用的硫酸；有機酸主要包括甲酸（蟻酸）和乙酸（醋酸）。按照反應速度分可分為常規酸、緩速酸，其中緩速酸主要包括稠化酸、乳化酸、泡沫酸、自生酸等。目前，我國大多數的油氣井所開發的儲層為低滲儲層，低滲儲層常用的酸液體系包括以下幾種。
常規土酸體系，它是在鹽酸體系上建立起來的，適用于砂巖儲層的酸化解堵施工，恢復和提高近井地帶滲流能力，但反應速度快，并伴隨有“二次沉淀。其中，HCl的作用主要是解碳酸鹽巖，并保持H十濃度，減少反應生成沉淀物的析出：HF對儲層巖屑、高嶺石以及綠泥石等具有一定溶解能力。
無機緩速酸體系，包括氟硼酸緩速酸體系、多氫酸緩速酸體系、磷酸緩速酸體系以及自生酸緩速酸體系等。主要特點是酸巖反應速度慢，具有較好的分散性和化學鰲合性，可防止二次沉淀，活性穿透半徑大，適用于油氣層深穿透酸化施工或高溫井的酸化施工。其中，氟硼酸緩速酸體系靠水解作用不斷產生HF，對高嶺石等黏土礦物具有良好的溶蝕性；磷酸緩速酸體系特別適合于含有大量鈣質的儲層；自生酸緩速酸體系可以通過改變脂類化合物類型實現不同溫度儲集層酸化解堵。
復合緩速酸體系，包括復合固體酸體系、復合泡沫酸體系、稠化酸體系、乳化酸體系、多氫酸十氧化復合酸體系等。復合固體酸體系由固體有機酸、固體潛伏酸及多種復合添加劑等組成，既可溶解有機堵塞物，也可以溶解無機堵塞物，并能絡合地層中的金屬離子，防止二次沉淀的產生。復合泡沫酸體系能使井筒內酸液均勻分布，控制酸巖反應速度和提高pH值，起到緩蝕作用。稠化酸體系可以降低活性酸的濾失，同時形成膠體網狀結構，起到緩蝕作用。乳化酸體系具有較高的粘度和較好的緩蝕性，能進入地層深部提高酸化作用半徑。
1.1.2 酸化工藝
酸化工藝可以分為籠統酸化和分層、分段酸化，發展的方向主要在注入排量、注入速度的優化，酸液置放技術，減少工藝流程等方面。關于均勻布酸的問題，常采用的手段是酸液轉向，包括機械技術（堵塞球和封隔器）、化學藥劑轉向、泡沫轉向和纖維轉向等。近幾年，隨著連續油管技術發展，又提出了連續油管拖動均勻布酸技術。針對動管柱酸化作業施工工藝復雜、作業周期長、作業費用較高等缺點，為減少工藝流程，工程師們又提出了不動管柱酸化工藝。
1.2 非酸解堵技術
非酸解堵一般是在考慮酸液解堵效果不好的情況下使用，非酸解堵劑主要分為三類類。第一類是由有機溶劑、表面活性劑、防膨劑等組成的乳液體系，其中有機溶劑對有機沉積（膠質、瀝青質、蠟質等重質成分）進行溶解降粘，表面活性劑可降低油水界面張力，防膨劑可固定巖石骨架，維護礦物膠結能力。該技術適用于解除單項的有機沉積引起的近井地帶堵塞。第二類由強氧化劑、催化劑及助劑組成，所用的強氧化劑有過氧化鈉、高錳酸鉀、次氯酸鈉或二氧化氯等。該體系可氧化降解有機沉積物，使粘稠大分子變為流動性強的小分子。該類型解堵劑適用于解除單項的有機沉積引起的近井地帶堵塞。第三類為近年來發展起來的納米技術。先對近井地帶進行反洗、熱處理或復合藥劑處理，消除巖石裂隙表面的有機物沉積，再注入含有納米粉體的配制液，在助劑的作用下巖石表面吸附并粘接納米粉體，使近井地帶巖石裂隙表面具有一定的耐粘污性能，阻止有機物沉積，改善滲流條件。
非酸液體解堵工藝其優點在于對施工設備要求低（用平臺固井泵即可完成無須動員壓裂泵等專用設備）、施工材料易準備無腐蝕、施工程序簡單，風險低，易完成。其缺點在于通過物理變化解除水相損害，不發生化學溶蝕，無法解除固相傷害，解堵方式偏向保守，解堵范圍和力度有限。因此對孔滲物性較差的儲層作用有限。
2 物理法解堵技術研究現狀
2.1 水力壓裂解堵技術
水力壓裂是目前應用最廣泛的油氣藏增產技術之一。其技術原理為向地層注入高壓流體，達到巖石破裂壓力后，在地層中形成一條或多條人工裂縫，同時，向地層注入一定強度支撐劑以使裂縫系統具有一定的導流能力。水力壓裂技術的發展可以歸結為支撐劑、液體、壓裂方式、壓裂解釋與監測四方面的發展。解堵是壓裂的必然結果，但如果施工不當同樣有可能加重儲層的傷害。
2.2 高壓水力射流解堵技術
高壓水力射流解堵是將高壓射流工具送至油管射孔處，在地面使用高壓泵車組將黏土穩定劑、表面活性劑等注入高壓射流發生器，通過噴嘴徑向噴出旋轉射流，清除近井地帶的機械雜質、以及鉆井液固相傷害、鹽類沉積等，可以形成不閉合的裂縫，從而改善地層滲透率[35-36]。該技術有效率高，經濟和社會效益良好。
2.3 聲波和電磁波解堵技術
用超聲波解除地層傷害是一種利用傳播速度的不同使得介質獲得不同的機械能，進而改變介質中的壓力，處理掉井底的機械雜質和形成地層裂縫，增大滲流通道，提高流體滲透率。目前國內外一些學者發現高頻電磁波如微波，可以在砂巖、煤巖中產生裂縫以及使水變成水蒸汽達到解除水鎖和煤巖基質起裂等。
2.4 水力振蕩解堵技術
水力振蕩增產技術包括水力振動、旋轉噴射振動、滑閥振動、正水擊振動等。它是借助于一種專門的裝置-井下振動器，利用地面泵罐車，靠流體流過腔體時產生的周期性劇烈水力脈沖振動波，在目標層附近地帶建立波動法，并向地層孔道中傳播，使井筒射孔段附近堵塞物與孔道壁之間結合力在疲勞應力作用下遭到破壞，松動脫落，并隨返排液帶出井筒。這類技術適用于壓力比較高的儲層。
2.5 高能氣體壓裂解堵技術
高能氣體壓裂是利用炸藥在井底產生高壓、高溫氣體，在井底附近的儲層中產生并能保持多條多方位的徑向裂縫，提高地層滲流能力而達到增產增注的目的。其主要適用于脆性地層，不甚適用于塑性地層。
3 物理化學法解堵技術研究現狀
3.1 酸壓解堵技術
酸壓主要是針對碳酸鹽巖地層增產提出的，也有學者探索在砂巖儲層應用。大的方面上講，酸壓與支撐裂縫的主要區別是前者通過酸蝕裂縫面而不是通過支撐裂縫獲得導流能力。酸壓追求的目標主要有兩個：酸蝕裂縫作用距離和酸蝕裂縫導流能力。目前，借鑒非常規油氣藏改造思路，對于低滲透碳酸鹽巖地層，提出酸蝕裂縫要盡量溝通天然裂縫系統的技術理念。
3.2 氣動力深穿透解堵技術
氣動力深穿透解堵技術是利用主藥劑（非火藥）在近井地層反應產生可控高壓氣體造多條不受地應力控制的裂縫，間接引發輔助藥劑在油層中發生放熱反應，生成大量高溫高壓氣體（包括HCl、N2、CO2）作為后續壓力補充，進一步擴充所造裂縫，最后注入氟化物溶液與前期產生的鹽酸混合，從而自生土酸刻蝕裂縫壁面，使得施工結束后裂縫不能完全閉合，達到小型體積酸壓效果，解除儲層深部復合堵塞。該項技術所產生的峰值壓力較爆炸壓裂和高能氣體壓裂低，且壓力可控，且反應產生的N2有助于后期返排。
4 結束語
油氣井在開采過程中，由于儲層內在因素和外在工程因素的共同作用，儲層傷害在所難免，考慮到儲層傷害機理的復雜性，且每種解堵增產技術都有其局限和針對性，多種解堵技術復合協同解堵已成為目前解堵技術的發展趨勢。
由于復合解堵技術較常規單一解堵技術更為復雜，勢必對解堵過程中各項工藝參數（施工排量、施工壓力、藥品用量）的準確性提出了更高的要求，所以十分有必要對儲層的微觀滲流機理進一步研究，從而優化各項施工參數，確保復合協同解堵技術的高效與準確性。
版權聲明|來源：《石化技術》，作者：李小凡，版權歸原作者所有。
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