超声波采油工作原理

石油设备网

1.系统组成 超声波增油设备主要由磁定位系统、特种传输电缆、大功率超声波电信号发射机和超声波电声转换器等部分组成。它利用地面车载大功率超声波发射机产生的大功率脉冲电振荡信号，通过特种传输电缆，将脉冲电振荡信号传输到油层的压电陶瓷电声转换器上，经电声转换器转换成超声波，射入含油地层中。 2.主要技术参数 超声波增油设备，是中科院声学所通过吸收国际最新的先进技术，其最大输出功率有效值、峰值，井下声强有效值、峰值，主机输出频率范围，换能器电声转换率等指标均得到了大幅度提高；传输电缆的中频集肤效应损耗大大降低 主要技术参数： 超声波电声转换器： 最大工作电压：r：T一1：5时，VP—P一3000V 声场强度：连续波：45kw／m；脉冲波：180kw／m； 谐振频率：19．2KHz； 耐压：30MPa； 耐温：200摄氏度，允许工作：100h； 重量；45．6kg，外径；~88mm，长度：2150ram。 3.作用机理 冲击振荡剥离作用 定向集束发射的强超声波作用于油层，原油液体、储油岩层及固体颗粒便会随超声波一起振动，由于各液体、岩层、固体颗粒的固有频率不同，所以，各自产生的振动加速度和振幅也不同，致使两种相态物质界面发生相对运动，从而使： 堵塞物颗粒与岩层、油水及颗粒之间的亲和力降低，产生相对运动而疏松、流动，从而解除堵塞； 原附着在岩层孔隙及喉道上的污物脱落、随流体流向井筒内，从而疏通油流通道；油、水界面在超声波作用下，形成油包水或水包油的乳状液体，从而降低了液体的粘度、增加 了流动性。 空化降粘作用 原油在强声场作用下，原油分子结构在剧烈振荡的作用下，进行周期性的排列组合并产生许多小泡，在小泡湮灭的过程中，其内部产生超高温高压，这种局部高能可使原油的分子键断裂，即产生裂解反应，从根本上改变了原油物性，从而降低了原油粘度。 防蜡(垢)清蜡(垢)作用 在强声场作用下，蜡(垢)在未凝结前就成为极细的微粒悬浮于原油中，使长链分子产生裂解反应，降低其固化强度；原油对超声波的吸收引起温度上升，在液固体分界面上，声能将大量转化成热能，形成分界面处的局部高温甚至产生电离效应，从而有效地防止结蜡(垢)。 以上几个方面的作用综合施加于油层，可使超声波作用范围内的堵塞物疏松、污物颗粒从岩层上剥离脱落、液体粘度降低流动性增加，从而疏通了油流孔道、洗涤了岩层孔隙及喉道，达到解除堵塞的目的。 结论及下步建议 该工艺对油井条件限制小，无需考虑油层的水敏、酸敏湿润反应，不受油层岩石性质的限制。 该工艺技术兼容性强，可与力学、化学、热学等措施结合起来应用，由于被超声波洗涤过的岩层和喉道表面，比化学法光滑，不易附着污物颗粒，所以 解堵有效期较长。 该工艺的实施，为孤岛油田结蜡井及近井地带堵塞的油水井治理提供了一条较好的思路。