[01002241]高压水旋转射流处理近井地层增产增注技术

高压水旋转射流处理近井地层增产增注技术是利用井下可控转速的旋自振空化流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼解堵的高频振荡水力波、空化噪声（超声波）物理解堵。自振空化射流是近年来发展起来的一种新型高效射流，这种射流具有强烈的压力振荡作用和冲蚀岩石效果，其射流振动频率达几千至上万赫兹，压力脉动幅度达２４％￣３７％；在相同泵压下，破碎岩石效果为普通射流的２￣４倍。射流的空化作用能产生比射流冲击压力高８．６￣１２４倍的瞬时空泡冲击压力和高达上千度的瞬时高温，并伴生频率达上百千赫兹的高频空化噪声（超声波）。整套井下解堵装置由过滤器、单向阀、扶正器、旋转控制器和自振空化射流喷嘴组成。装置用油管送至井下射孔段，地面水泥车开泵打压，针清水或加有防膨剂、防蜡剂、粘土稳定剂的处理液通过油管、单向阀、过滤器后进入旋转射流发生器，产生多股径向高压水射流，其中两倾斜的侧向射流产生旋转力矩，驱动喷头旋转，施转速度由旋转控制器控制。同时地面作业车缓慢升降油管，使工具有射孔段边上下移动边旋转。每旋转一周有多股水力射流直接冲入炮眼，对炮眼产生直接的、间断性的、强大水力脉冲压力，清除炮眼堵塞。经计算，射流冲击力可达２５０Ｎ以上，射流水功率可达１３０ｋＷ以上。这种强大的自振空化射流水力脉冲冲击作用，加上高频水力振荡和空化噪声的物理作用，使沈积在地层孔隙内的机械杂质和堵塞物被冲刷和松动脱落，离开地层孔隙通道，分散在流体中被旋流排走，达到疏通孔隙、解除堵塞的目的。同时近井地层岩石在这种水力脉冲和波的反复作用下，产生疲劳微裂缝网，并随波的传播，裂缝不断扩大和延伸，从而提高地层渗透率。射流的高频振荡以及空化的热力和超声波作用还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。由于射流可直接冲入炮眼，因此能量集中，对炮眼处理深度可大大提高，最深可达６００ｍｍ以上；通过改变射流压力、射流偏转角度和控制器阻尼，可将旋转速度控制在１０￣４００ｒｐｍ范围内；通过油管带动解堵装置在射孔段内上下缓慢行走，可达到对整个射孔段炮眼和近井地层的全方位处理；直接的水力脉冲冲击加上高频水力振荡和空化的热力及超声波，使炮眼和近井地层受到力学与物理的多种综合作用，处理效果将优于单一物理作用的处理措施，因此高压水旋转射流处理近井地层技术不仅具有工艺简单、成本低、能量集中、处理深度大、效果显著的特点，而且可根据堵塞类型和严重程度，选择射流压力、旋转速度、处理层段和处理时间，具有选择性好、适应性强、易与其他处理方法结合等优点。现场试验表明，应用该技术在不增加设备运行成本和管理成本情况下，油井平均单井增油达２５％以上，水井平均单井增注达３０％以上。