超声波采油技术的可行性探讨

王亚军1赵丽娜1梁涛2

摘要：超声波采油技术是近些年来新兴起的一种高效的采油技术，能够实现在海上作业或者各种恶劣条件下的作业。除此之外，超声波采油技术相较于传统的采油技术，消耗的资源更少，还能够增加原油的产量，从而可以看出超声波采油技术所具有非常大的优势。本文分析了当前超声波采油技术的基本原理，介绍了超声波技术在油井增产、防垢及除垢和对原油的降粘等方面的作用原理和作用效果，希望对读者有所帮助。

关键词：超声波采油技术；技术可行性；技术探讨

前言：在石油开采中，提高中后期油井的产量及油田采收率，一直是采油工程技术研究的发展方向。在油井开采过程中，常常会因各种原因在油井中形成一些堵塞物，阻碍原油流入井筒中，降低原油的渗透率。要想解决这个问题，超声波采油技术是一个不错的选择。超声波采油技术是美国和苏联在冷战时期出现的，在经过理论论证之后，取得了较为满意的成果，该技术能够改善井底近井油层的流通条件及渗透性。

1、超声波采油技术的基本问题浅析

1、1超声波采油技术的基本原理

超声波是大于20000赫兹的声波，超声波采油技术，是利用超声波的原理，在采油的过程中对油层的岩缝施加超声波的作用，使得的原油能够更加顺利的通过岩缝。利用超声波的特性，实现高效的采油，同时降低技术难度。超声波采油技术，其技术原理比较简单。但与此同时也存在弊端：在实际操作的过程中却比较复杂。因为在油田矿区，地形不唯一，实施超声波采油技术受制于地形。各种各样的地形导致很难准确的将各种的超声波仪器准确安装在需要施加超声波的地位。随着我国超声波技术的不断发展，当前使用超声波采油技术已经具有足够的技术储备。

1、2超声波采油技术的技术特点

超声波采油技术的特点主要包括以下三部分：降低原油的粘度、保护岩层的结构、利于原油的采出。超声波采油技术能够能够降低原油的粘度是因为在进行开采过程中，超声波利用的声波的作用力，在油层作业时，超声波能够充分渗透进的各种成分之间，将原油烃类分子之间的化学作用在一定程度上进行了破坏，使得的烃类高分子化合物能够分解掉，从而降低原油粘性，有利于进行开采。超声波采油技术能够保护岩层的结构是因为超波所包含的声波的力是连绵不绝并且较为柔和的，不会对岩层造成刚性破坏，利用超声波技术，可以将声波作用于开采地区的所有的原油中超声波形成的力的作用能够使得的油田产生聚合效应，从而使得的原油能够快速的产出，并且在开采过程中很好的保护了岩层结构。超声波采油技术有利于原油的采出是因为超声波采油技术解决原油附面层的原理，是利用超声波共振的效果，当原油出现附面层堵塞时，将超声波装置放置于发生堵塞的位置，人为测定原油的振动频率，然后使得超声波与目标原油层发生共振效果，这种共振效果能够降低油附面层之间的作用力，使得原油的油性增强，使得附面层顺利脱离岩层缝隙，使得原油能够快速的流动产出。

1、3超声波技术与其他方法的结合技术应用

超声波采油技术虽然取得了比较理想的效果，但是超声波在油层中传播的距离很小，不能作用到远处的油层，只适用于近井地带。这样的特征导致超声波采油技术的应用受到了极大的限制，也不利于石油化工行业的整体发展，这样就考虑到了超声波与其他技术的结合应用。将超声波与电场相结合，可使其作用效果更好。因为结合后的技术在多孔介质中存在双层电层，无外加电场时，流体流动产生流动电动势，流动电动势对流体渗流起阻滞作用，从而增强超声波采油技术的应用效果。此外，还有超声波采油技术与化学方法结合增强效果等。

2、超声波采油技术的可行性探讨

2、1判断油田环境条件适合使用超声波技术以及施工设备要求

超声波采油技术虽然具有的较高的采油效率，但是对于油田的环境是有着的使用要求的。因此，需要判断这个地区的油田是否符合超声波采油技术的使用条件，主要进行以下两个判断。判断条件一：在进行超声波采油作业时，一般选取油层相对较浅的地方才可以进行超声波采油作业。判断条件二：如果想要充分提高原油的开采效率，超声波技术理想的作用环境是原油粘性十分高或者岩层缝隙附加层较高的原油开采区，不宜使用传统开采方式，因为传统开采访时在这样的环境下开采效率低而且容易破坏岩层与机械设备。这种情况下使用超声波技术，能够最大限度的发挥出超声波采油技术的优势，能够发挥出最大效果。

2、2超声波对原油的降粘作用探讨

超声波作用于原油上时，会降低原油的粘度，降粘的机理主要有两种：一是“超声波降解”。当超声波在原油中产生空化现象时，原油中部分大分子的碳碳单键键断裂，原油中的组分发生变化，从而降低原油的粘度。二是超声乳化"当超声波的强度大于超声空化阈值且其作用时间比较小时，超声波能将含水率比较高的原油形成水包油型乳状液，大幅度降低了原油的粘度。

2、3超声波可使油井增产、可除垢防垢

利用超声波处理油井和油层，可以提高原油产量40%—50%，这是很大的比例，提高采收率10%以上，其成功率可达80%，增产期可长达半年以上。这种增产得益于超声波技术采油的试验结果——使作用油田油层物性明显好转，流动系数、流度比、比层系数渗透率等均有大幅度提高。在石油开采中，随着温度与压力的下降，溶解在地层水中的各种矿物盐类将沉积在井底设备泵内及管线内，出现油田结垢现象。当超声波作用于流体时，声波传播速度随着介质的变化而产生速度差，从而在界面上形成剪切应力，导致分子与分子间、分子与管壁间结合力减弱，阻止垢晶体附着在管壁上；与此同时，超声波对流体介质的空化作用使得超声波在原油中产生空化现象时，在高温、高压的作用下，能够将已析出的碳酸盐及颗粒杂质击成细小颗粒悬浮于流体介质中，从而起到防垢效果。超声波对流体产生的热效应作用，同时，该处的质点将产生形变，因而也具有势能。超声波动能转换成热能的过程将产生电离效应从而破坏垢物的结垢条件，起到防垢作用。

3、结语

超声波采油技术，相较于传统的采油技术能够极大的提高原油的产量。与此同时，能够有效的防治原油开采过程中发生堵塞等现象。超声波采油技术，具有十分高的应用价值，能够极大降低原油的开采成本，值得继续进行开发与实际性的应用。目前，超声波采油技术无论是在工艺技术，还是在设备的研究方面都已经趋向成熟，该技术具有广阔的发展前景，必将对油田的后期增产起到重要的作用。因此，应用超声波技术和发展超声波技术，有利于石油化工行业的发展。

参考文献：

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[2]陈洁，孙昱东，张强，等.超声波处理对减压渣油黏度的影响[J].炼油技术与工程，2015，45：28-31.