石油工程畢業(yè)論文--特低滲油藏聲波振動增產(chǎn)的機(jī)理研究

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目: 特低滲油藏聲波振動增產(chǎn)的機(jī)理研究</p><p>　　專 業(yè): 石油工程 </p><p>　　姓 名: XXXXXXXXX </p><p>　　指導(dǎo)教師: XX

2、XXXXXXX </p><p>　　職 稱: 講 師 </p><p>　　答辯日期: 二〇一一年六月四日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p&

3、gt;<p>　　1.1 研究意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀2</p><p>　　2 損害油層的因素2</p><p>　　2.1 鉆井損害2</p><p>　　2.1.1鉆井泥漿中固相物質(zhì)的侵入2</p><p>　　2.1.2 鉆井液濾液侵入3</p>&

4、lt;p>　　2.2 固井損害3</p><p>　　2.2.1 前置液和隔離液損害3</p><p>　　2.2.2 水泥漿損害3</p><p>　　2.2.3 射孔損害3</p><p>　　2.3 完井液和修井液的損害4</p><p>　　2.4 礫石充填的損害4</p>&l

5、t;p>　　2.5 生產(chǎn)過程中的損害4</p><p>　　2.6 增產(chǎn)措施過程中的損害4</p><p><b>　　2.6.1洗井4</b></p><p>　　2.6.2 酸處理5</p><p>　　2.6.3 堵水作業(yè)5</p><p>　　2.7 注入井的特殊問題5&

6、lt;/p><p>　　2.7.1 注水井5</p><p>　　2.7.2 堿水和蒸汽驅(qū)油5</p><p>　　2.7.3 二氧化碳驅(qū)油6</p><p>　　2.7.4聚合物驅(qū)油6</p><p>　　3 物理法技術(shù)采油的優(yōu)點(diǎn)6</p><p>　　4 聲波的增產(chǎn)機(jī)理7</p

7、><p>　　4.1聲場提高原油采收率的機(jī)理7</p><p>　　4.2聲波采油技術(shù)的特征7</p><p>　　4.3聲波防垢技術(shù)8</p><p>　　4.4聲波防蠟技術(shù)8</p><p>　　4.5聲波解堵技術(shù)8</p><p><b>　　5結(jié)論9</b>

8、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：9</b></p><p><b>　　致 謝10</b></p><p>　　特低滲油藏聲波振動增產(chǎn)的機(jī)理研究</p><p>　　摘 要：經(jīng)過長時間對特低滲油藏的開采和消耗，使原油儲量日益減少，在這種情況下，提高特低滲油藏的采收率，在石油工業(yè)中的地

9、位和作用越來越重要。研究特低滲油藏提高特低滲油藏采收率技術(shù)，為提高特低滲油藏采收率技術(shù)的開發(fā)提供了新的思路，這對加快我國提高采收率技術(shù)研究步伐有著極其重要的推動作用。由于該油藏滲透率極低，常規(guī)開采方式已不能達(dá)到預(yù)期的效果，且對地層造成不可恢復(fù)的損害，為以后的作業(yè)留下隱患，因此采用物理法增產(chǎn)技術(shù)，物理法采油包括聲波與超聲波采油技術(shù)，高能氣體壓裂技術(shù)，低頻電脈沖采油技術(shù)，振動及人工地震采油技術(shù)，水力振蕩及高壓水射流解堵技術(shù)，磁場、電場及微波

10、場采油技術(shù)等。本文主要對聲波振動增產(chǎn)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)研究，總結(jié)了各種聲波振動增產(chǎn)技術(shù)的特點(diǎn)及適用性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：特低滲油藏；聲波；采收率</p><p>　　Study on stimulation mechanism of ultra-low permeability reservoirs with acoustic vibration </p>&l

11、t;p>　　Abstract：After a long time of low permeability reservoirs of the mining, the consumption and make oil reserves are dwindling, in this case, the ultra low permeability reservoirs in the oil industry recovery of t

12、he position and functions are becoming more and more important. Research extra-low permeability reservoirs ultra low permeability reservoir recovery technologies, for ultra low permeability reservoir recovery technology

13、development provides new ideas, which improve the recovery of speedin</p><p>　　Key words：ultra-low permeability reservoirs; Sound waves; recovery</p><p><b>　　1 引言</b></p><

14、p><b>　　1.1 研究意義</b></p><p>　　當(dāng)今，越來越多的原油增產(chǎn)措施不斷用于生產(chǎn)，如壓裂、大型酸化、高壓注水等，均取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但也遺留下大量的施工殘?jiān)?，使地層受到了?yán)重的污染。針對特低滲油藏提高原油采收率，化學(xué)驅(qū)、聚合物驅(qū)等三次采油法達(dá)不到預(yù)期的增產(chǎn)效果，且對油層傷害較大，從而推出聲波增產(chǎn)技術(shù)。</p><p><b>

15、　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀</b></p><p>　　早在20世紀(jì)50年代，美國就開始了聲波采油技術(shù)的研究，并且得到了較快的發(fā)展。1969年9月17日，在俄克拉荷馬州華盛頓縣的一口低產(chǎn)井上，采用布蘭登所研制的一種高頻超聲發(fā)生裝置進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。該井處理前產(chǎn)量是2.18t/d，處理后產(chǎn)量為3.1t/d，平均增產(chǎn)0.92t/d，有效期持續(xù)了一年以上。</p><p>　　俄羅斯在聲波

16、采油技術(shù)方面的研究與應(yīng)用一直處于世界領(lǐng)先地位。20世紀(jì)50年代前蘇聯(lián)就進(jìn)行了各類聲波采油機(jī)理的研究與探討。20世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)進(jìn)行了大規(guī)模的現(xiàn)場試驗(yàn)，首先在低滲透、低產(chǎn)能井區(qū)進(jìn)行了水里脈沖聲波處理并獲得了理想的效果。</p><p>　　我國在20世紀(jì)50～60年代也曾對聲波技術(shù)應(yīng)用于采油領(lǐng)域開展過研究，但終因材料技術(shù)不過關(guān)而被迫終止。直到20世紀(jì)80～90年代隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步才又形成了研究的高潮，國

17、內(nèi)率先進(jìn)行探索的是華北油田[1]他們于1981年在高凝高含蠟的南馬莊油田馬2井進(jìn)行了聲波降阻的冷輸抽油試驗(yàn)。為了驗(yàn)證聲波的作用，使聲波發(fā)生器停機(jī)，僅幾個小時后，井口回壓就上升了3倍。隨后他們又做了聲波增產(chǎn)試驗(yàn)，相繼又做了超聲波降粘、防蠟的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，取得了比較明顯的效果。</p><p>　　自20世紀(jì)90年代中期在全國各主要油田進(jìn)行推廣應(yīng)用，但沒有形成較大的規(guī)模，效果也是好壞參半，近幾年其勢頭還有所減弱。究其原因

18、，主要有：</p><p>　?。?）任何一種物理法采油方法，包括聲波和超聲波在內(nèi)都有一定的局限性，并不是說對任何情況、任何地層都有效，國外及國內(nèi)關(guān)于其適用性方面的研究都比較少，所以在選井上有一定的盲目性，因而導(dǎo)致有效率較低。</p><p>　?。?）就聲波處理地層的裝置來說，其工作性能的可靠性還有待于深入研究。</p><p>　?。?）地面振蕩電路所產(chǎn)生的電振

19、蕩要經(jīng)過數(shù)千米的電纜傳至井下?lián)Q能器，經(jīng)電纜的衰減可能導(dǎo)致一定的變化，因此研制高性能鎧裝電纜也是有待于深入研究的問題之一。</p><p>　?。?）應(yīng)對該技術(shù)的地層適應(yīng)性作出全面、客觀的分析，從而使選井、選層有一個可靠的依據(jù)，以確保施工成功率。</p><p>　?。?）從科學(xué)研究管理的角度來講，研究者和現(xiàn)場推廣應(yīng)用技術(shù)人員對各種物理采油法采油技術(shù)研究與應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題都要吸取經(jīng)驗(yàn)，總

20、結(jié)教訓(xùn)和規(guī)律，不斷完善應(yīng)用體制，確保應(yīng)用技術(shù)的研究沿著健康的道路發(fā)展，使各種物理法采油技術(shù)在我國石油工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。</p><p><b>　　2 損害油層的因素</b></p><p>　　從鉆井到固井、完井、礫石填充、生產(chǎn)、增產(chǎn)（或增注）措施和注水提高采收率等所有作業(yè)。這些都可能是造成損害的根源。</p><p><b>

21、　　2.1 鉆井損害</b></p><p>　　2.1.1鉆井泥漿中固相物質(zhì)的侵入</p><p>　　鉆井液中所含的顆粒是一些可能造成損害的物質(zhì)，如粘土、鉆屑、加重劑和防漏劑。如果這些物質(zhì)擠入生產(chǎn)層，就能逐漸充填儲層空隙。以后力求以中速或高速投產(chǎn)或投注時，會使這些物質(zhì)堵塞喉道入口，嚴(yán)重降低井筒附近地帶的滲透率。</p><p>　　2.1.2 鉆井液

22、濾液侵入</p><p>　　鉆井液液相含有許多可能造成損害的混合物。由于濾液侵入能達(dá)到15英尺以上的深度，鉆井濾液的損害可能是造成產(chǎn)量下降的重要的原因之一。但是，這種損害的嚴(yán)重程度決定于地層對濾液的敏感性。</p><p><b>　　2.2 固井損害</b></p><p>　　2.2.1 前置液和隔離液損害</p><

23、p>　　固井的主要目的是通過堅(jiān)硬、致密、不滲透的水泥環(huán)密封環(huán)空來實(shí)現(xiàn)層間有效的分隔。這樣就需要把泥漿全部替換出來。在替換泥漿的過程中，泥餅會受到部分破壞，如果這些水泥前置液不具有適當(dāng)?shù)臑V失特性，就不可能保護(hù)地層免受濾液侵入。</p><p>　　為了懸浮和攜帶泥漿微粒及泥餅碎屑，前置液和隔離液總是含有大量分散劑。如果這些液體侵入泥質(zhì)地層便會引起原有粘土移動和擴(kuò)散等一些問題。</p><p

24、>　　2.2.2 水泥漿損害</p><p>　　水泥顆粒的粒徑分布范圍寬，加上使用高效降濾失劑，就限制了水泥漿的顆粒和濾液的侵入，以下三種情況卻會很大程度上降低滲透率：</p><p>　　（1）水泥漿濾液相對高的pH值對地層粘土礦物特別有害。水泥顆粒釋放出來的鈣離子很快和井筒附近粘土進(jìn)行離子交換。由此引起濾液成分的變化，使它成為在分散能力上完全失去穩(wěn)定的液體；</p>

25、<p>　　（2）水泥漿濾液與高含鈣的共生鹽水接觸能是碳酸鈣、鈣質(zhì)或硅酸鈣水合物沉淀；</p><p>　?。?）過分分散的水泥漿（無屈服值）將迅速分離，水泥顆粒沉淀在水泥漿液柱底部，水則位于其頂部。游離水大量侵入很可能就發(fā)生在這種情況。由此引起明顯的水堵效應(yīng)。</p><p>　　2.2.3 射孔損害</p><p>　　射孔總會引起地層附加損害。無

26、論是在正壓還是在負(fù)壓下射孔，射孔眼周圍的巖石總受到擠壓，其因素有：</p><p>　　（1）正壓下射孔總會使地層碎屑彈出擠入射孔眼壁，從而使射孔附近滲透率下降；</p><p>　?。?）在含顆粒液體中，正壓射孔將產(chǎn)生類似（1）的效應(yīng)，在射孔眼壁上形成致密不滲透泥餅；</p><p>　?。?）射孔眼穿透深度不夠，沒有穿過鉆井損害深度。穿透深度隨著地層有效應(yīng)力的增

27、大而減??；</p><p>　?。?）射孔眼幾何形狀選擇不當(dāng)，這與地層類型有關(guān)：要充填礫石的軟巖層，最好選擇大直徑淺穿透射孔眼；堅(jiān)硬的地層則最好選擇小直徑深穿透射孔眼；</p><p>　?。?）對實(shí)現(xiàn)無損害射孔所要求的負(fù)壓估計(jì)不準(zhǔn)，壓差不夠，難以消除損害，但負(fù)壓差過大又會導(dǎo)致地層砂流入井筒。</p><p>　　2.3 完井液和修井液的損害</p>

28、<p>　　完井液和修井液損害地層的原因：</p><p>　?。?）懸浮的固相物質(zhì)（包括細(xì)菌）和聚合物殘?jiān)堑貙訚B透率和射孔眼流動能力下降；</p><p>　?。?）濾液侵入產(chǎn)生的常見問題：粘土的膨脹和分散、水和乳狀液的封堵、垢的沉淀。</p><p>　　2.4 礫石充填的損害</p><p>　　礫石充填損害的主要原因：&l

29、t;/p><p>　?。?）礫石充填不為不當(dāng)（套管和篩管之間的環(huán)空沒完全充滿礫石或射孔眼仍然是空的），射孔眼可能被地層砂充滿、充填礫石流失，然后在壓力波動下，地層砂和礫石混合；</p><p>　?。?）礫石填充過程中，因射孔眼清晰不徹底，礫石層被地層細(xì)粒污染或被未破膠的凝膠污染；</p><p>　?。?）充填過程中，螺紋涂料、油漆、鐵銹、聚合物殘?jiān)鼣D在地層砂和充填礫

30、石之間；</p><p>　?。?）礫石大小不合適，導(dǎo)致在生產(chǎn)期間細(xì)粒侵入充填礫石層；</p><p>　?。?）篩管割縫太大，保留不住礫石；或太小，又造成堵塞，降低產(chǎn)量。</p><p>　　2.5 生產(chǎn)過程中的損害</p><p>　　有些油層以高速或大壓差生產(chǎn)，就不可能不受到許多不利現(xiàn)象的影響。</p><p>

31、　　高速生產(chǎn)時，附著在孔隙壁上的松散天然粉砂和粘土可能處在運(yùn)動狀態(tài)，尤其當(dāng)兩種或兩種以上不混相流體同時生產(chǎn)時更是如此。粉砂和粘土細(xì)粒的移動可依其粒徑大小不是堵塞它們所處位置附近的孔喉，就是移向井筒。生產(chǎn)壓差過大可使井筒附近的孔隙壓力降到有效應(yīng)力超過地層巖石抗壓強(qiáng)度程度。生產(chǎn)過程中孔隙壓力的下降，以及有時氣體膨脹引起的冷卻，均會使有機(jī)或無機(jī)質(zhì)產(chǎn)生沉淀。當(dāng)瀝青質(zhì)在孔隙壁上的沉淀雖不會明顯降低地層孔隙度和絕對滲透率，卻有助于巖石變得親油，而親

32、油會降低油的相對滲透率。</p><p>　　對于凝析氣藏，生產(chǎn)壓差過大會使井底流壓低于露點(diǎn)，造成原位出現(xiàn)蒸餾，即輕質(zhì)餾分蒸發(fā)出來，而重?zé)N則保留在地層中，造成氣相滲透率下降。</p><p>　　2.6 增產(chǎn)措施過程中的損害</p><p><b>　　2.6.1洗井</b></p><p>　　當(dāng)洗井清除生產(chǎn)管柱的沉淀

33、物或腐蝕產(chǎn)物時，大量損害物質(zhì)會侵入生產(chǎn)層[2]。因此，對防止這些懸浮物質(zhì)擠入孔隙介質(zhì)要予以高度重視。</p><p><b>　　2.6.2 酸處理</b></p><p>　　在油井開采期的不同階段常遇到的傷害問題，酸化過程中也可見到，尤其在設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)那闆r下，更是如此。這些問題主要是：</p><p>　　（1）損害物質(zhì)從油管進(jìn)入地層；<

34、;/p><p>　?。?）表面活性劑，尤其是緩蝕劑使油層親油，會形成乳狀液堵塞；</p><p><b>　　（3）水堵；</b></p><p>　?。?）注入大量酸液時，瀝青質(zhì)和石蠟沉淀。</p><p>　　酸化處理設(shè)計(jì)不當(dāng)也可以降低單位產(chǎn)量。導(dǎo)致產(chǎn)量下降的因素：</p><p>　?。?）酸和

35、瀝青質(zhì)反應(yīng)生成的副產(chǎn)物沉淀；</p><p>　　（2）膠結(jié)物被酸過分溶解，引起地層巖石的膠結(jié)破壞；</p><p>　　（3）酸與底層礦物反應(yīng)生成的副產(chǎn)物沉淀；</p><p>　　（4）存在于緩蝕劑中的殘?jiān)途酆衔铮ㄈ缃底鑴峤到猱a(chǎn)生的殘?jiān)斐蓾B透率下降。</p><p>　　2.6.3 堵水作業(yè)</p><p>

36、;　　注聚丙烯酰胺有時可以降低生產(chǎn)井的含水，但同時也常常使油氣產(chǎn)量下降。除此固有原因（聚合物的機(jī)械、化學(xué)或熱降解）外，有些失敗可歸咎于作業(yè)造成的地層損害：</p><p>　　（1）聚合物沒有徹底溶解造成的地層損害；</p><p>　　（2）交聯(lián)凝膠對地層損害；</p><p>　?。?）未過濾的基水引起的損害；</p><p>　?。?）

37、水堵造成的損害；</p><p>　?。?）水或聚丙烯酰胺與地層中（甚至含油帶中）粘土相互作用造成的損害。</p><p>　　2.7 注入井的特殊問題</p><p><b>　　2.7.1 注水井</b></p><p>　　注水井引起的地層損害：</p><p>　　（1）懸浮固相物質(zhì)的侵入

38、和其后的堵塞；</p><p>　?。?）原位粘土損害；</p><p>　?。?）如下原因形成的結(jié)垢：不配伍注入水和地層水的混合；油層中存在二氧化碳或硫酸氫；注入水由于溶解了地層礦物，使離子強(qiáng)度增加；</p><p>　?。?）膠質(zhì)堵塞，尤其當(dāng)注入水含氧時，油管腐蝕產(chǎn)生含鐵物質(zhì)。</p><p>　　2.7.2 堿水和蒸汽驅(qū)油</p&

39、gt;<p>　　與這些驅(qū)油類有關(guān)的損害的問題起因于高pH值液體或高溫蒸汽凝析液溶解了地層中硅質(zhì)礦物。這種溶解作用可以引起膠結(jié)疏松的砂巖塌陷或遠(yuǎn)離井筒的地方由于堿水堿性下降和蒸汽溫度下降引起硅質(zhì)沉淀。</p><p>　　2.7.3 二氧化碳驅(qū)油</p><p>　　當(dāng)一口井注二氧化碳，會產(chǎn)生以下一些問題：</p><p>　?。?）二氧化碳與地下原油

40、接觸形成有機(jī)沉淀（殘?jiān)愋停?lt;/p><p>　?。?）特殊垢的沉淀，例如酸性條件下形成的硫酸鋇或二氧化碳與腐蝕產(chǎn)生的鐵化合生成碳酸鐵；</p><p>　　（3）碳酸鹽礦物的溶解，以及隨后的孔隙蝕變。</p><p>　　2.7.4聚合物驅(qū)油</p><p>　　具體來說，與巖石基質(zhì)注聚合物有關(guān)的地層傷害因素：</p>&l

41、t;p>　　（1）凝膠殘?jiān)亩氯?lt;/p><p>　?。?）地層細(xì)粒被假塑性流體帶走或運(yùn)移。</p><p>　　3 物理法技術(shù)采油的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　常規(guī)的油水井增產(chǎn)措施壓裂酸化兩大技術(shù)不斷完善和提高，其適應(yīng)性和增產(chǎn)效果得到了較大改善，為石油工業(yè)開發(fā)的整體水平的提高作出了巨大貢獻(xiàn)，但是工業(yè)技術(shù)復(fù)雜性和投入費(fèi)用高等弱點(diǎn)并沒有得到進(jìn)一步改善，因此自上世

42、紀(jì)下半葉逐步發(fā)展起一系列的提高單井產(chǎn)量為目的的物理采油技術(shù)[3-4]。</p><p>　　物理法采油作為一類改善采油和強(qiáng)化采油的新技術(shù)，利用物理場（超聲波，低頻脈沖波，電，磁，電磁波）處理油層，具有許多突出的特點(diǎn)：</p><p>　　1.適應(yīng)性強(qiáng)。許多物理場方法可適用于高含水中、后期的提高水驅(qū)采收率，也可用于常規(guī)技術(shù)無法處理的粘土油藏、低滲透油藏、致密巖性油藏以及稠油油藏的開采。<

43、;/p><p>　　2.具有明顯的“增油控水效應(yīng)”。如果工藝參數(shù)設(shè)計(jì)適當(dāng)，有可能利用電場、聲場等在原油（或地層流體）中所表現(xiàn)出的特性差異改善地層中油相滲透率、降低水相滲透率，起到控制含水的效果[5]。</p><p>　　3.工藝簡單、成本低。與聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等相比，用物理場處理油層，其施工工藝要簡單得多，投入成本低廉并且其效果明顯。據(jù)報(bào)道，前蘇聯(lián)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)表明，利用聲波、低頻脈沖波處理油

44、層可提高采收率10%。</p><p>　　4.與“化學(xué)驅(qū)”優(yōu)勢互補(bǔ)。利用物理場技術(shù)提高原油采收率的基本原理為改善油層的滲透率和改原油（地層流體）的流變性，使原油能夠順利地流入油井。而且，通過對技術(shù)參數(shù)的調(diào)整，有可能利用油、水的物性差異強(qiáng)化對剩余油區(qū)域的作用。物理法與化學(xué)驅(qū)提高采收率的機(jī)理不同，所產(chǎn)生的效果必然也不同。因此，物理法處理油層不僅可以成為有效的、相對獨(dú)立的提高采收率技術(shù)（四次采油），而且還有望與化學(xué)驅(qū)

45、（或水驅(qū)）組合應(yīng)用，優(yōu)勢互補(bǔ)，形成復(fù)合型技術(shù)，用以提高化學(xué)驅(qū)（或水驅(qū)）的驅(qū)油效果。</p><p>　　5.對油層無污染。用物理場處理油層，不會對油層造成附加的污染及傷害，所剩余的原油可在將來利用更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)一步開采。</p><p><b>　　4 聲波的增產(chǎn)機(jī)理</b></p><p>　　4.1聲場提高原油采收率的機(jī)理</p>

46、;<p>　　聲場提高原油采收率主要是通過提高油層滲透率從而提高油層水驅(qū)波及系數(shù)來實(shí)現(xiàn)的[6]，其作用機(jī)理主要有以下幾方面：</p><p>　　一、聲場可解除油層傷害等引起的固體堵塞</p><p>　　聲場對孔道的堵塞物的作用主要有以下三個方面：</p><p>　?。?）聲場的振動作用，它不僅可以降低堵塞物與儲層巖石之間的作用力，而且使孔道半徑發(fā)

47、生變化(從而降低孔隙內(nèi)流體與巖石的界面張力)；</p><p>　?。?）聲場產(chǎn)生的微裂縫作用使孔隙得到疏通，擴(kuò)大了孔隙通道；</p><p>　?。?）產(chǎn)生剪切力作用使堵塞物與儲層之間發(fā)生錯位，使堵塞物脫離儲層而隨流體流出孔道。</p><p>　　二、聲場能消除賈敏效應(yīng)</p><p>　　聲場消除液珠或氣泡分為三個階段：</p&g

48、t;<p>　　第一階段—液珠或氣泡在聲場的作用下，能量傳遞過程加快。</p><p>　　第二階段—在聲場流、輻射壓和Beakless力的共同作用下，小珠/泡迅速合成大珠泡。</p><p>　　第三階段—不斷擴(kuò)大的珠/泡按照聲場中的蔡特金圖迅速破裂脫離滲流孔道。</p><p>　　由于聲場消除了液珠或氣泡，亦即降低了液體滲流阻力，疏通了部分堵死的

49、孔隙通道，提高油層滲透率。</p><p>　　三、聲場可改善孔隙附面層的結(jié)構(gòu)</p><p>　　當(dāng)液體在孔隙中流動時，由于液體的粘性和壁面的吸附作用，我們把壁面到均勻流速層間的液體層稱附面層。附面層受到一些作用時會變薄或與壁面分離。聲場對附面層有以下三方面作用。</p><p>　　(1)反射作用。當(dāng)聲波自液流入射時，遇到壁面將發(fā)生流動，降低附面層厚度。<

50、/p><p>　　(2)振動作用。入射波和反射波的迭加以及聲波振幅的動而與壁面分離[7]。</p><p>　　(3)剪切作用。由于附面層與巖石這二者的彈性模量不同，聲波使巖石與附面層之間產(chǎn)生一個剪切力，促使附面層與壁面分離。</p><p>　　因聲波對附面層的上述作用，相應(yīng)擴(kuò)大了液體流道，加快了液體流速，提高油層滲透率。</p><p>　　

51、四、聲場提高原油采收率的特點(diǎn)</p><p>　　(1)聲場對解除油層傷害、消除賈敏效應(yīng)及改善孔隙附面層均有明顯作用。</p><p>　　(2)聲場主要是通過提高油層滲透率來提高原油采收率的，既可用于二次采油，也可三次采油。</p><p>　　(3)聲場在現(xiàn)場上應(yīng)用取得了較好效果[8]。</p><p>　　4.2聲波采油技術(shù)的特征<

52、;/p><p>　　聲波采油技術(shù)就是用不同頻率和性質(zhì)的聲波激勵油層，以改善其內(nèi)部流體的滲流條件，達(dá)到油水井增產(chǎn)增注的目的。聲波是機(jī)械縱波，可在固體、液體和氣體中傳播[9]。機(jī)械縱波可在很大頻率范圍內(nèi)發(fā)生，其中從0～1×1012Hz是聲學(xué)研究范疇。</p><p>　　根據(jù)聲波在媒質(zhì)中傳播時引起媒質(zhì)應(yīng)力變化的規(guī)律，又可把聲波分為小振幅聲波和大振幅聲波。小振幅聲波是指媒質(zhì)在這類聲波作用下

53、，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于聲速、質(zhì)點(diǎn)位移遠(yuǎn)小于聲波波長、質(zhì)點(diǎn)的密度增量遠(yuǎn)小于靜態(tài)密度[10]。小振幅聲波引起媒質(zhì)的應(yīng)力變化呈線性關(guān)系，即媒質(zhì)的應(yīng)力變化符合胡克定律。大振幅聲波引起媒質(zhì)的應(yīng)力變化不符合胡克定律，其傳播特點(diǎn)是波形各點(diǎn)的位移速度不同，即傳播速度不是恒定值，波中移動快的部位在傳播過程中將超過移動慢的部位，使波陣面產(chǎn)生陡峭的前沿并形成沖擊波。</p><p>　　采油工程系統(tǒng)中聲波采油方法研究的主要是小振幅諧聲

54、波的傳播及對油層的效應(yīng)問題[11]。</p><p><b>　　4.3聲波防垢技術(shù)</b></p><p>　　在油水井生產(chǎn)過程中，如果產(chǎn)出液中水的鈣、鎂等離子濃度較高時，將產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，嚴(yán)重時會堵塞輸送管路，導(dǎo)致流動阻力增加，損壞泵等生產(chǎn)設(shè)備使生產(chǎn)能耗增加，縮短檢泵周期，嚴(yán)重影響了油水井的正常生產(chǎn)。尤其是采用電潛泵生產(chǎn)的油井，問題更為嚴(yán)重。這樣就降低了原有采出速度

55、，同時也降低了原油的采收率。</p><p>　　目前，所用的防垢措施中，針對不同結(jié)垢向井中添加不同類型化學(xué)藥劑，防垢效果雖然較好，但需要建立加藥流程，較麻煩，同時化學(xué)藥劑費(fèi)用高，增加了生產(chǎn)成本，不易推廣應(yīng)用。另一種方法是采用磁防垢原理，在電潛泵上連接磁防垢器，以達(dá)到防垢的目的。這種方法效果不理想。聲波及超聲波的機(jī)械作用及空化作用能有效地防止和除去管路及生產(chǎn)設(shè)備中的結(jié)垢。特別是超聲波防垢在其他工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)

56、用，并取得明顯效果[12]，只是由于電超聲一次性投入較高，而且在石油生產(chǎn)中維修、檢測不方便，所以沒能得到推廣應(yīng)用。對于高礦化度易結(jié)垢的水在經(jīng)聲波處理后，由于聲波的不斷振蕩作用，因而不易在管壁及井下設(shè)備上沉積而結(jié)垢，由此起到防垢的作用。聲波的防垢作用是明顯的，其防垢率最低達(dá)85%，比通常的化學(xué)防垢效果還高。</p><p><b>　　4.4聲波防蠟技術(shù)</b></p><

57、p>　　我國含蠟原油產(chǎn)量較大。含蠟原油是一種多相烴類混合物，當(dāng)含蠟原油的溫度高于蠟的析出溫度時，原油屬于牛頓流體，粘度較低且隨溫度的變化不大。但當(dāng)含蠟原油的溫度低于蠟的析出溫度時，原油呈現(xiàn)出明顯的非牛頓流體特性，粘度急劇增加。在含蠟原油的開采和輸送過程中，含蠟原油的溫度不斷降低，析出蠟晶數(shù)量增加，并相互交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).當(dāng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)達(dá)到一定強(qiáng)度后，原油將失去流動而凝結(jié)，這就嚴(yán)重影響了原油的正常生產(chǎn)和輸送。</p><

58、;p>　　聲波防蠟技術(shù)的特點(diǎn)[13]：(1)聲波處理可以有效降低含蠟原油的粘度。采用適當(dāng)?shù)穆暡ㄌ幚矸椒ǎ梢越档驮驼扯?，這就為高粘原油的開采和運(yùn)輸開辟了一條新路。(2)聲波處理可以改變含蠟油的微觀結(jié)構(gòu)，降低其凝固點(diǎn)。凝固點(diǎn)的降低，在高含蠟油井生產(chǎn)中具有重要意義。在高含蠟油井中，只要采用合適的聲波發(fā)生器，使其有效地工作，就可減緩油井結(jié)蠟，從而延長修井周期，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用，達(dá)到增產(chǎn)降耗的目的。</p><p>

59、<b>　　4.5聲波解堵技術(shù)</b></p><p>　　聲波混氣水解堵工藝技術(shù)具有聲波解堵和混氣水排液的共同優(yōu)點(diǎn)，不僅充分發(fā)揮和增強(qiáng)了聲波的解堵效果，又能較好地將進(jìn)入井筒的固體堵塞物攜帶出井口，是一項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)[14-16]。該技術(shù)的主要作用機(jī)理為：</p><p>　?。?）由于流體中混入了一定量的氣體，必定會提高聲波發(fā)生器的激發(fā)效果，而產(chǎn)生更大強(qiáng)

60、度的聲波振動。</p><p>　?。?)聲波助排解堵的第二個主要作用就是空化作用。當(dāng)聲波解堵和混氣水排液工藝相結(jié)合時，混氣水流經(jīng)聲波發(fā)生器由于摻進(jìn)了一定的氣體，易于產(chǎn)生空化現(xiàn)象。由于氣泡的非線性振動和它們破滅時產(chǎn)生的巨大壓力對巖層有一定的破壞作用，這樣就有利于疏通油流通道，提高地層滲透率[17]。所以，聲波解堵助排技術(shù)的主要作用機(jī)理就在于使空化作用上升到更為重要的地位。</p><p>

61、　　（3)當(dāng)單純的水作介質(zhì)進(jìn)行聲波處理時，由聲波振動產(chǎn)生的熱作用是微乎其微的。但當(dāng)聲波振動與混氣水排液工藝相結(jié)合時，空化現(xiàn)象以及由于空化而產(chǎn)生的激波作用更大，由此而導(dǎo)致的局部熱作用也會進(jìn)一步提高。</p><p>　?。?)混氣液體在變徑流道中流動時會產(chǎn)生賈敏效應(yīng)，隨著后續(xù)流體壓力的增加，超過氣泡破裂表面張力的臨界值時，氣泡就會發(fā)生爆炸。這種現(xiàn)象被稱為氣炮或氣爆炸，所產(chǎn)生的壓力急劇變化對周圍介質(zhì)具有較大的破壞力，

62、它的解堵作用不可忽視。當(dāng)聲波解堵器與混氣水排液工藝配合使用時，流體在聲波發(fā)生器部位流道突然變小，因此在該部位就容易產(chǎn)生氣炮現(xiàn)象。</p><p><b>　　5結(jié)論</b></p><p>　　本文對特低滲油藏聲波振動增產(chǎn)機(jī)理的學(xué)習(xí)研究，分別分析了各種聲波振動增產(chǎn)技術(shù)的特點(diǎn)，總結(jié)了國外目前成熟的聲波采油技術(shù)及國內(nèi)應(yīng)用聲波采油技術(shù)所面臨的問題和發(fā)展趨勢。</p&g

63、t;<p>　　結(jié)合本文內(nèi)容，得出以下結(jié)論：</p><p>　?。?）聲波振動增產(chǎn)技術(shù)主要是通過提高油藏的滲透率來提高原油采收率。</p><p>　?。?）聲波振動增產(chǎn)技術(shù)的防垢、防蠟作用極其明顯。</p><p>　　（3）聲波振動增產(chǎn)技術(shù)的推廣對我國石油工業(yè)的發(fā)展有著可觀的發(fā)展前景，且對地層損害小，但該技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展還是有一定的局限性。<

64、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 黃序韜，梁淑寰.聲波采油的機(jī)理與特征研究[J].石油學(xué)報(bào)，1993,14（4）.</p><p>　　[2] 胡博仲等.解除近井地層污染技術(shù)[J].石油鉆采工藝.1997,17（4）.</p><p>　　[3] 王仲茂等.高辛采油技術(shù)[M].北京：

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