《油氣井增產(chǎn)技術(shù)》課件-86、井下超聲波增產(chǎn)技術(shù)

超聲波增產(chǎn)技術(shù)：利用聲波的機械振動能，經(jīng)流體介質(zhì)耦合后進(jìn)入地層，從而達(dá)到解除污染、堵塞，提高近井地帶滲透性的目的。超聲波增產(chǎn)技術(shù)在五六十年代，蘇美就開始了超聲波處理油層的研究工作。上世紀(jì)九十年代,我國也開展了超聲波處理油層的研究和應(yīng)用。聲波分類次聲波--<20Hz聲波--20~20000Hz超聲波-->20000Hz混砂車的結(jié)構(gòu)：由底盤，發(fā)動機、電氣儀表控制系統(tǒng)、混合罐、輸砂器、液添系統(tǒng)，管匯系統(tǒng)和干添系統(tǒng)等組成。超聲波的作用機理：超聲波采油技術(shù)的機理主要是機械振動作用、空化作用和熱作用三個方面。超聲波的作用機械振動作用：指地層彈性介質(zhì)微粒機械振動的傳播。在傳播過程中，粒子的振幅、速度及加速度發(fā)生顯著的變化，從而產(chǎn)生松動、邊界磨擦、微裂縫、解聚等。1空化作用：指在振動脈沖的作用下，液體中氣泡成長和崩潰的過程以及伴隨發(fā)生的一系列現(xiàn)象。這種空化作用一方面可以減小氣阻，另一方面在氣核崩潰間形成的激波，又可以促進(jìn)裂縫的產(chǎn)生和局部溫度的上升。23熱作用：超聲波在傳播介質(zhì)內(nèi)部的吸收、在不同介質(zhì)的分界處的摩擦及空化作用在氣泡崩裂時釋放大量的熱量，這三種方式是熱作用能量的主要來源。3熱作用：主要由地面聲波-超聲波發(fā)生機、特種傳輸電纜、井下大功率電聲轉(zhuǎn)換裝置三部分組成。超聲波油層處理系統(tǒng)工作過程：由380V／50Hz的交流電網(wǎng)提供能源，地面發(fā)生機產(chǎn)生脈沖波1～40Hz、超聲波18～33kHz、電功率10～30kW的振蕩信號。井電纜傳輸給大功率發(fā)射型換能器，換能器將信號轉(zhuǎn)換成機械振動波，經(jīng)原油介質(zhì)耦合后進(jìn)入油層。超聲波增產(chǎn)裝置的主要技術(shù)指標(biāo)：發(fā)生源有效功率30kW脈沖波頻率1~40Hz電纜下井深度<2000m換能器耐溫-20℃~150℃井下聲場強度10~26kW/m2發(fā)生源環(huán)境工作溫度-20℃~40℃超聲波頻率18~33kHz換能器直徑55~105mm換能器耐壓>30MPa系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率>50%超聲波處理油層原理：1、聲波具有傳遞方向與液體流動方向相反的特性，無論聲強強弱，都會促使原油加速向聲源流動，并向井筒聚集；2、原油降粘、破乳、脫水；3、提高原油流度比及巖石有效滲透率。超聲波提高油氣滲流速度的實驗：流體：原油巖心：人造砂巖；條件：室溫、0.2MPa超聲源：電功率150W、頻率20kHz超聲波提高油氣滲流速度的實驗：超聲波增產(chǎn)技術(shù)在玉門油田的應(yīng)用：聲波處理油層增產(chǎn)效果施工單位石油溝白楊河老君廟合計施工井?dāng)?shù)（口）1002317成功率(%)100100100有效率(%)85958387累計增產(chǎn)原油(t)431214518086573累計增產(chǎn)液(t)127032063867156006平均單井增產(chǎn)油(t)43.1463.147.547.0平均單井有效期(d)217191230215超聲波處理油層系統(tǒng)的研制總費用45萬元，車輛購置費21萬元，總投入82萬元，累計增油6573t，獲純效益226萬元，投入產(chǎn)出比1：3.75，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。經(jīng)濟(jì)效益分析操作簡單，可控程度高，施工安全，不受井場地貌限制，無污染，占井時間短，在聲波發(fā)生器（D70mm）能通過的前提下，可針對性處理任何油層剖面，可在相當(dāng)程度上替代解堵性壓裂、酸化措施，有效減輕工人勞動強度。社會效益分析井下超聲波增產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用總結(jié)：超聲波不僅可以防蠟防垢，同時可以提高儲層滲透率。1由液電效應(yīng)產(chǎn)生的聲波，其頻譜寬、能量大、電聲轉(zhuǎn)換效率高，而且其低頻成分所占的比例較大，有利于大范圍作用，具有很大應(yīng)用潛力。2超聲波的三種作用不是孤立的，而是互相交織在一起并存的。不同的振源強度及頻率，三種作用的比例也不同。34、低溫條件下，機械作用和熱作用；高溫條件下，主要是機械作用。5、超聲波提高滲透率的效果隨溫度的升高而逐漸變差，但在80℃下，仍對滲透率有提高作用。井下超聲波增產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用總結(jié)6、超聲波對巖石滲透率影響主要是振動效應(yīng)，表現(xiàn)為孔徑大小及液體粘度的變化，而液電效應(yīng)對巖石滲透率的影響主要是由于其造縫和拓縫效果。因此，液電效應(yīng)方法比超聲方法好。井下超聲