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高壓清洗機復合解堵法在油田中的解堵機理

    高壓清洗機在油田油水井解堵的工作原理

    高壓清洗機主要是利用井下可控轉速的旋轉自控空化射流解堵裝置，產生高壓旋轉水射流直接沖洗炮眼解堵和高頻振蕩水力波物理解堵。這種射流具有強烈的壓力振蕩作用和沖蝕巖石效果，其射流振蕩頻率達到幾千甚至上萬赫茲，壓力脈動幅度達到24%-37%，在相同泵壓下，破碎巖石效果是普通射流的1-2倍。射流的空化作用能產生比射流沖擊壓力高8.6-124倍的瞬時空泡沖擊壓力和高達1000℃的瞬時高溫，并伴生頻率達100kHz的高頻空化噪聲。

    整套井下解堵裝置由過濾器、扶正器、單向閥、旋轉控制器和自振空化射流噴嘴組成。該裝置用油管送至井下射孔段，地面水泥車開泵加壓，使清水或加有防膨劑、粘土穩定劑的處理液通過油管、單向閥、過濾器，再進入旋轉射流發生器，產生多股徑向高壓水射流。其中兩個傾斜的側向射生旋轉力矩來驅動噴頭旋轉，旋轉速度由旋轉控制器控制。同時，地面作業車緩慢升降油管，使工具在射孔段既能上下移動又可以旋轉。每旋轉一周有多股水力射流直接沖入炮眼，對炮眼產生直接、間斷性的、強大的水力脈沖壓力，從而清除炮眼堵塞。經過計算，射流沖擊力可過250N，射流水功率過130kw，水力脈沖波形曲線如下圖。

    這種自振空化射流水力脈沖沖擊作用，加上高頻水力振蕩和空化噪聲的物理作用，使沉積在地層孔隙內的機械雜質和堵塞物被沖刷和松動脫落，進而離開地層孔隙通道，分散在流體中被旋流排走，達到疏通孔隙、解除堵塞的目的。同時，井眼附近地層巖石在這種水力脈沖和聲波的反復作用下，產生疲勞微裂縫網，并隨聲波的傳播，裂縫不斷擴大和延伸，從而提高地層滲透率。射流的高頻振蕩以及空化的熱力和聲波作用還可以改變原油分子結構，降低原油粘度，減小巖石和油水界面上的表面張力，從而改善原油流動性，提高原油采出程度。

    由于射流直接沖入炮眼，因此能量集中，對炮眼處理深度得以大大提高，zui深達到600mm。通過改變射流壓力、射流偏轉角度和控制器阻尼，可將旋轉速度控制在10-400r/min范圍內。通過油管帶動解堵裝置在射孔段內上下緩慢移動，可達到對整個射孔段炮眼和井眼附近地層的處理，直接的水力脈沖沖擊加上高頻水力振蕩和空化的熱力及聲波，使炮眼和井眼附近地層受到力學和物理等多種綜合作用，處理效果將優于單一物理作用的處理措施。

    高壓清洗機結合化學藥劑的復合解堵法的解堵機理：

    高壓清洗機結合化學藥劑的復合解堵方法是利用高壓自振空化旋轉水射生的低頻旋轉水力脈沖波、高頻振蕩空化射流沖擊波以及空化噪聲(聲波)的這三種綜合物理作用使射孔炮眼中的堵塞物松動、脫落，通過返出流體循環帶到地面。同時，井眼附近地層巖石在這種水力脈沖和聲波的反復作用下產生疲勞微裂縫網，并隨聲波的傳播，裂縫不斷擴大和延伸。隨后，再往地層中擠入化學劑。此時，化學劑流動阻力相對較小，并可隨微裂縫網深入地層，可以有效地提高處理深度和效果。

    zui后，我們發現高壓清洗機結合化學藥劑的復合解堵法在中、高滲透井上應用效果較好，對低滲透、水泥污染井應用效果相對較差。