幾種常見的物理法物理法采油簡(jiǎn)述綜述

物理法采油新技術(shù)發(fā)展綜述摘要：物理法采油技術(shù)是一種油層處理新技術(shù)，具有許多優(yōu)勢(shì)，如對(duì)油層無傷害、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉等。本文介紹了近年來迅速發(fā)展的物理法采油新技術(shù)的作用機(jī)理和適應(yīng)性，并對(duì)該項(xiàng)技術(shù)在油田應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：物理法采油；油層處理；采收率；電磁場(chǎng)；高壓水射流為了提高油田原油的采收率，各種提高采收率技術(shù)逐漸發(fā)展起來?；瘜W(xué)驅(qū)會(huì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的負(fù)作用，造成油層傷害使得無法繼續(xù)采用其他采油方法，同時(shí)從保護(hù)和利用資源的角度也要求對(duì)油層進(jìn)行無污染處理。而物理采油技術(shù)具有對(duì)油層無傷害、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，因此具有較大的發(fā)展?jié)摿?。l聲波采油技術(shù)聲波采油技術(shù)是用小頻率和性質(zhì)的聲波激勵(lì)油層，根據(jù)聲波采油技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中所使的聲波頻率的不同，可以分為低頻聲波采油技術(shù)、電脈沖聲波采油技術(shù)和超聲波采油技術(shù)。1．1低頻聲波采油技術(shù)低頻聲波采油技術(shù)利用低頻聲波或次聲波，產(chǎn)生聲波的頻率在50Hz以下。低頻聲波能在較人范圍內(nèi)引起地層的振動(dòng)，形成一定的裂縫，疏通地層連通孔道，改善孔隙中流體分布狀態(tài)及滲流性能，從而提高原油的采收率。低頻脈沖聲波技術(shù)在前蘇聯(lián)得到了廣泛的應(yīng)用，大慶、新疆油田曾引進(jìn)該技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了一定的效果，但沒有得到廣泛的應(yīng)用。1．2電脈沖聲波采油技術(shù)該技術(shù)設(shè)備包括變頻／升壓／整流裝置，儲(chǔ)存電能的高壓電容器及放電電極三部分。將電容器儲(chǔ)存的能量瞬間釋放，擊穿放電間隙之間的介質(zhì)，使液體氣化成溫度高達(dá)數(shù)萬(wàn)度的等離子體通路，并高速擴(kuò)張形成液壓沖擊波。在周期性沖擊波作用下，井壁會(huì)產(chǎn)生新的微裂縫，增加毛細(xì)管中液體的流速，脫去液體中的氣體，將污染堵塞物從孔隙通道中清除出來；同時(shí)爆炸時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)能使原油粘度降低。俄羅斯的彼爾姆、韃靼、烏茲別克等油田使用過這項(xiàng)技術(shù)。我國(guó)新疆石油局從俄羅斯、烏克蘭引進(jìn)了兩套電脈沖儀，率先在克拉瑪依油田進(jìn)行放電作業(yè)，油井增油、水井增注效果明顯。1．3超聲波采油技術(shù)超聲波采油技術(shù)的作用機(jī)理是當(dāng)大功率的超聲波進(jìn)入油層中時(shí)，毛細(xì)管半徑變大，毛細(xì)管力以半徑的立方縮小，這就打破了原來毛細(xì)管力和重力的平衡關(guān)系，束縛在毛細(xì)管中的殘余油，就會(huì)在重力與超聲波的振動(dòng)作用下流入井中，并且油層形成裂縫，地層滲透率增加。超聲波采油適用的油井條件為：油層堵塞嚴(yán)重，且對(duì)水、酸敏感的油井；油層物性好，油層厚度大，但出油能力差的油井；距油水邊界較近，不能采用壓裂增產(chǎn)措施的油井；對(duì)油井造成嚴(yán)重污染的油井。超聲波采油的主要優(yōu)點(diǎn)包括：作用快，增產(chǎn)效果明顯；工藝簡(jiǎn)單，成本低，效益高；無污染；可與其他增產(chǎn)方法結(jié)合使用等。超聲波采油技術(shù)是一項(xiàng)較為成熟的油層處理技術(shù)。7O年代，美國(guó)、前蘇聯(lián)在超聲波采油技術(shù)應(yīng)用研究與試驗(yàn)方面進(jìn)行了大量的工作。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)慶、玉門、大慶、吉林、遼河等油田陸續(xù)開展了超聲波采油的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并取得了良好的效果。2振動(dòng)采油技術(shù)振動(dòng)采油技術(shù)即利用各種形式的振動(dòng)作用于油層來開采石油的技術(shù)。主要包括人工地震采油技術(shù)、水力振蕩采油技術(shù)、井下低頻電脈沖采油技術(shù)等。2．1人工地震采油技術(shù)人工地震采油技術(shù)是在不影響油水井正常生產(chǎn)的前提下利用地面人工震源所建立起來的波動(dòng)場(chǎng)，以頻率很低的機(jī)械波或次聲波的形式傳到油層，進(jìn)而對(duì)油層大面積振動(dòng)處理，疏通滲流通道，解除油層污染堵塞，從而實(shí)現(xiàn)油水井增產(chǎn)增注的一種方法。人工地震采油技術(shù)特點(diǎn)鮮明，主要包括：不影響油水井正常生產(chǎn)；一點(diǎn)施振大面積受效；適應(yīng)性較強(qiáng)，無污染。而該技術(shù)的局限性也同樣突出，表現(xiàn)在：井越深效果越差；存在振動(dòng)公害問題。美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家研究較早，國(guó)內(nèi)有許多單位和油田開展了人工地震處理油層的應(yīng)用研究，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2．2水力振蕩技術(shù)2O世紀(jì)90年代前后，周曉君等人成功研制出亥姆霍茲振腔式水力振蕩解堵器；吉林油田研制出滑閥式水力振蕩解堵器和正擊水力振蕩器；李根生等人成功研制出高壓水旋轉(zhuǎn)射流解堵裝置，這些技術(shù)在油田應(yīng)用取得了廣泛的應(yīng)用。水力振蕩技術(shù)就是利用井下水力振蕩器產(chǎn)生的水力壓力振蕩脈沖作用于油層中的近井地帶并解除地層污染、堵塞的技術(shù)。水力振蕩技術(shù)對(duì)解除中高滲地層因后期因素造成的堵塞效果較好，而對(duì)低滲地層的改造效果較差。2．3井下低頻電脈沖技術(shù)井下低頻電脈沖采油技術(shù)是通過在井下液體中高壓放電，在地層中產(chǎn)生定向傳播的壓力脈沖，激發(fā)周期性壓力波和強(qiáng)電磁場(chǎng)，利用產(chǎn)生的空化作用解除地層污染，并產(chǎn)生微裂縫，從而達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。理論研究及油H1生產(chǎn)中的應(yīng)用效果表明，該技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，成本低，增產(chǎn)幅度大，經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。3電磁場(chǎng)采油技術(shù)3．1電場(chǎng)采油技術(shù)電場(chǎng)采油技術(shù)是利用直流電場(chǎng)作用于油層，克服油層內(nèi)流體在滲透過程中產(chǎn)生的電動(dòng)現(xiàn)象對(duì)原油滲流造成的不利影響，從而改善油層開發(fā)效果、提高采收率的技術(shù)。電場(chǎng)可以對(duì)油層產(chǎn)生熱、電化學(xué)、電滲透、電驅(qū)動(dòng)等效應(yīng)，影響流體的物理化學(xué)性質(zhì)和地層滲流能力。電場(chǎng)技術(shù)在采油領(lǐng)域的應(yīng)用土要足電加熱采油，通過能量轉(zhuǎn)換裝置，提高近井地層溫度，使原油從地層中流入井內(nèi)，其主要應(yīng)用在稠油和低滲透油田。電場(chǎng)技術(shù)還可以用于油井增注和原油脫水。近年來，利用電場(chǎng)采油技術(shù)在礦場(chǎng)應(yīng)用具有清除近井地帶地層污染、強(qiáng)化采油和提高水淹層采收率等作用，取得了良好的應(yīng)用效果。3．2磁場(chǎng)采油技術(shù)磁場(chǎng)采油技術(shù)是利用磁場(chǎng)對(duì)油層進(jìn)行處理使原油及驅(qū)替液的物理化學(xué)性質(zhì)以及流體物性發(fā)生變化，產(chǎn)生降粘、降凝、防蠟、增注等作用。磁處理技術(shù)的應(yīng)用范圍斗十分廣泛，主要包括油井磁防蠟技術(shù)、磁減阻輸油技術(shù)以及磁增注技術(shù)。對(duì)于磁場(chǎng)作用機(jī)理，目前豐要存在兩種理論解釋模型，即磁致膠體效應(yīng)理論和氫鍵異變理論。3．3電磁場(chǎng)采油技術(shù)電磁場(chǎng)采油技術(shù)是將大功率電磁能輸入到油層中，利用電磁場(chǎng)對(duì)油層的電熱效應(yīng)、電化學(xué)效應(yīng)、電滲透效應(yīng)和電驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，改良油層的滲流特性和流體的流動(dòng)特性，從而提高原油采收率。該技術(shù)對(duì)高粘、高凝、低滲和薄層等特殊油藏的開采以及解決井筒結(jié)蠟、地層堵塞、近井地帶污染等問題有著特殊的作用。此項(xiàng)研究工作在加拿大、俄羅斯、美國(guó)均取得了工業(yè)應(yīng)用的成功，顯示了良好的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)淮城油田進(jìn)行電脈沖作用后，滲透率提高，地層壓力恢復(fù)，這表明電脈沖處理后能清除油層污染，提高油層滲透率，達(dá)到增產(chǎn)的目的。國(guó)內(nèi)正在積極著手進(jìn)行電熱采、電驅(qū)油、電解堵等電磁場(chǎng)強(qiáng)化采油新技術(shù)新工藝的研究和引進(jìn)工作。4高壓水射流技術(shù)高壓旋轉(zhuǎn)水射流解堵技術(shù)是利用井下可控轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)自控空化射流解堵裝置產(chǎn)生高壓水射流沖洗炮眼解堵和高頻水力波物理解堵。高壓旋轉(zhuǎn)水射流在井下可同時(shí)產(chǎn)生低頻旋轉(zhuǎn)水力波、高頻振蕩射流沖擊波和減化噪聲，幾種物理作用共同作用于地層，實(shí)現(xiàn)對(duì)油層的解堵。該技術(shù)的增產(chǎn)機(jī)理為：①空化作用的能量足以粉碎一定尺寸的物質(zhì)顆粒；②機(jī)械作用可疏通泄油孔道；③熱效應(yīng)：振動(dòng)波穿過介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)會(huì)吸收一定量的能量，就會(huì)引起局部升溫。該技術(shù)適用于：①在酸化、壓裂過程中，由于排液不及時(shí)造成近井地帶堵塞的井；②油層薄、層段小的井；③由于鉆井液等二次污染造成井壁附近后期堵塞井；④轉(zhuǎn)注初期吸水能力高，但在注水過程中由于水質(zhì)不合格造成后期堵塞井；⑤可作為酸化、壓裂等措施前的預(yù)處理技術(shù)。該技術(shù)不僅工藝簡(jiǎn)單、成本低、處理深度大、效果顯著，而且可根據(jù)堵塞類型和嚴(yán)重程度，選擇射流力、旋轉(zhuǎn)速度、處理層段和處理時(shí)間，因具有多種物理作用，處理效果優(yōu)于單一物理作用的處理措施，易與其他解堵方法結(jié)合。5結(jié)束語(yǔ)物理法采油技術(shù)在科研和工程技術(shù)人員的共同努力下取得了較好的應(yīng)用效果，但是從研究的深度和應(yīng)用的狀況看，不同的技術(shù)仍存在一定的差異，如聲波、振動(dòng)、高壓水射流等采油技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用已形成一定的規(guī)模，向如電磁場(chǎng)等采油技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)}}J較少或仍處在室內(nèi)研究階段。每一種物理法采油技術(shù)都有一定的適應(yīng)性，這就需要和其他學(xué)科如石油地質(zhì)、油藏工程等緊密結(jié)合起來，才能達(dá)到捉高采收率的目的，故實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)將其與化學(xué)驅(qū)結(jié)合起來。我國(guó)蘊(yùn)藏著極其豐富的石油資源，同時(shí)由于存在著復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境使原油無法得到較高的采收率，物理法采油這一新技術(shù)具有其他常規(guī)采油方法無可比擬的優(yōu)勢(shì)，必將為油田開發(fā)作出更大的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：[1]謝正溫，李靜群，李武平．用物理方法改造油氣層[J]．西北地質(zhì)，2002，35(2)：6l～64．[2]閻向宏．非常規(guī)增產(chǎn)采油技術(shù)—聲波采油技術(shù)[J]．物理，