物理法采油新技术PPT演示

物理法采油新技术物理法采油新技术引引 言言 超声波解堵技术超声波解堵技术电脉冲波解堵技术电脉冲波解堵技术水力振荡解堵技术水力振荡解堵技术人工振动增产技术人工振动增产技术稠油声波降粘技术稠油声波降粘技术提提纲纲声波防除垢技术声波防除垢技术一、物理法采油技术一、物理法采油技术第一部分第一部分 引引 言言二、技术系列二、技术系列三、应用领域三、应用领域四、发展历史四、发展历史五、技术优势五、技术优势六、发展前景六、发展前景一、物理法采油技术一、物理法采油技术利用物理场（声场、电场、磁场、电磁场等）的作用来激励和处理油水井或油层，从而达到增产、增注目的的技术。第一部分第一部分引言引言 1 1、声波解堵技术、声波解堵技术 第一部分第一部分引引 言言二、技术系列二、技术系列2 2、电磁加热技术、电磁加热技术3 3、电法采油技术、电法采油技术4 4、磁技术、磁技术(1).(1).水力振荡解堵技术水力振荡解堵技术(2).(2).超声波解堵技术超声波解堵技术(3).(3).电脉冲波解堵技术电脉冲波解堵技术(4).(4).人工振动增产技术人工振动增产技术(5).(5).高能气体压裂技术高能气体压裂技术三、应用领域三、应用领域第一部分第一部分引引 言言采油工程采油工程油气田地面工程油气田地面工程化学工程化学工程应应用用领领域域储运工程储运工程采采油油工工程程(1).(1).水力振荡解堵技术水力振荡解堵技术(2).(2).超声波解堵技术超声波解堵技术(3).(3).电脉冲波解堵技术电脉冲波解堵技术(4).(4).人工振动增产技术人工振动增产技术(5).(5).高能气体压裂技术高能气体压裂技术(6).(6).井筒声波井筒声波(7).(7).井筒磁井筒磁增注增注降粘降粘防垢防垢防蜡防蜡降降粘粘防垢防垢防蜡防蜡油油气气田田地地面面工工程程(1).(1).管道声波管道声波(2).(2).管道磁管道磁(3).(3).管道电加热管道电加热破乳破乳降粘降粘防垢防垢防蜡防蜡降降粘粘防垢防垢防蜡防蜡破乳破乳四、发展历史四、发展历史(1).(1).1950 前苏联、美国、中国前苏联、美国、中国 机理研究机理研究(2).(2).1960 前苏联、美国前苏联、美国 初步现场试验初步现场试验 水力振荡等水力振荡等(3).(3).1970 前苏联、美国前苏联、美国 较大规模试验较大规模试验 水力振荡、超声波等水力振荡、超声波等(4).(4).1980 华北油田超声波现场华北油田超声波现场 石油大学超声波、水力振荡、电脉冲室内研究石油大学超声波、水力振荡、电脉冲室内研究 西安石油学院高能气体压裂研究西安石油学院高能气体压裂研究(5).(5).1990 超声波、水力振荡、电脉冲、高能气超声波、水力振荡、电脉冲、高能气体压体压 裂、人工地震现场试验裂、人工地震现场试验 五、技术优势五、技术优势第一部分第一部分引引 言言1、无污染；、无污染；2、设备简单；、设备简单；3、成本低；、成本低；4、见效快；、见效快；5、可重复使用；、可重复使用；6、可复合。、可复合。第一部分第一部分引引 言言1、有有关关的的机机理理研研究究不不够够深深入，说不清楚的问题仍然很多；入，说不清楚的问题仍然很多；2、现场试验存在盲目性；、现场试验存在盲目性；3、试验效果时好时坏；、试验效果时好时坏；4、重视程度不够。、重视程度不够。六、发展前景六、发展前景 存存在在的的问问题题第二部分第二部分 超声波解堵技术超声波解堵技术一、基本原理一、基本原理二、室内研究进展二、室内研究进展三、现场应用三、现场应用四、存在的问题四、存在的问题一、基本原理一、基本原理1、声波声波是机械振动在媒质中的传播声波是机械振动在媒质中的传播2.声波的分类分类频率范围次声波20Hz声波2020，000Hz超声波20500000kHz特超声5001000MHz3、声波的性质(1).反射(2).折射(3).衍射(4).散射(5).衰减4、声波的表征参数(1).声压有声波时介质中的压强超过静压强的值，称为声压。有声波时介质中的压强超过静压强的值，称为声压。通常，声压可分为瞬时声压、峰值声压和有效声压。通常，声压可分为瞬时声压、峰值声压和有效声压。瞬时声压瞬时声压指有声波时介质中某点的瞬时总压强减指有声波时介质中某点的瞬时总压强减去静压强去静压强峰值声压峰值声压指在某一时间间隔中的最大瞬时声压指在某一时间间隔中的最大瞬时声压有效声压有效声压则指瞬时声压对时间取均方根值。则指瞬时声压对时间取均方根值。一般地，声压是一般地，声压是“有效声压有效声压”的简称。的简称。(2).(2).频率频率 如果变量是时间，单位时间内的周期数称为周期量如果变量是时间，单位时间内的周期数称为周期量的频率。的频率。(3).(3).声强声强声场中某点上一个与指定方向垂直的单位面积上在声场中某点上一个与指定方向垂直的单位面积上在单位时间内通过的平均声能称为声强单位时间内通过的平均声能称为声强(4).(4).声功率声功率声源的声功率指声源在单位时间内辐射的总能量，声源的声功率指声源在单位时间内辐射的总能量，单位为单位为W W。(5).(5).声速声速声波的传播速度。在室温下，声波在空气中的传播声波的传播速度。在室温下，声波在空气中的传播速度约为速度约为340m/s340m/s。(6).(6).声阻抗声阻抗 介质的声阻抗反映介质传播声的能力，其定义为介介质的声阻抗反映介质传播声的能力，其定义为介质中的声速与其密度的乘积，用公式表示为：质中的声速与其密度的乘积，用公式表示为：Z=C5 5、超声波的产生、超声波的产生(1).压电换能器对某些电介质施加机械力会引起介质内部正负对某些电介质施加机械力会引起介质内部正负电荷中心的相对位移而产生极化现象，导致介质两电荷中心的相对位移而产生极化现象，导致介质两端面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与外力端面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与外力成正比，成正比，这种现象称为这种现象称为正向压电效应正向压电效应。若将具有压电效应的介质置于外电场中，由于电若将具有压电效应的介质置于外电场中，由于电场力的作用会引起介质内部正负电荷中心的位移，而场力的作用会引起介质内部正负电荷中心的位移，而这种位移又导致介质发生形变，这种效应称为这种位移又导致介质发生形变，这种效应称为逆向压逆向压电效应电效应。(2).(2).磁致伸缩换能器磁致伸缩换能器18421842年，焦耳（年，焦耳（JouleJoule）发现一些铁磁材料在发现一些铁磁材料在外磁场的作用下，沿着磁力线的方向发生长度变化外磁场的作用下，沿着磁力线的方向发生长度变化（伸长或缩短），这种效应称为正向磁致伸缩效应（伸长或缩短），这种效应称为正向磁致伸缩效应（也称焦耳效应）。（也称焦耳效应）。18651865年，维拉里（年，维拉里（VillariVillari）发现当已被磁化的发现当已被磁化的铁磁材料在产生形变时，就会引起铁磁材料内部磁化铁磁材料在产生形变时，就会引起铁磁材料内部磁化状态的变化，这种效应称为反向磁致伸缩效应（也称状态的变化，这种效应称为反向磁致伸缩效应（也称维拉里效应）。维拉里效应）。6 6、超声效应、超声效应 超声效应指当超声波在介质中传播时，由于超超声效应指当超声波在介质中传播时，由于超声能量转化成其它形式的能量而引起或促进介质中声能量转化成其它形式的能量而引起或促进介质中其它形式变化效应的总称其它形式变化效应的总称机械效应机械效应热效应热效应光效应光效应电效应电效应化学效应化学效应生物效应生物效应等等(1).(1).机械效应机械效应当超声波在介质中传播时，使介质产生当超声波在介质中传播时，使介质产生应力、应变、速度、加速度或承受辐射压力应力、应变、速度、加速度或承受辐射压力等，从而使介质产生力学的或机械形式物理等，从而使介质产生力学的或机械形式物理变化的现象。变化的现象。(2).(2).热效应热效应超声波在介质中传播时，由于弛豫、超声波在介质中传播时，由于弛豫、内摩擦等原因使声能被介质吸收而转变成热内摩擦等原因使声能被介质吸收而转变成热能，致使介质发热或由此而引起其它现象的能，致使介质发热或由此而引起其它现象的效应。效应。(3).(3).空化效应空化效应 声声波波通通过过液液体体时时，会会使使原原有有的的或或新新生生的的微微气气泡泡发发生生共共振振。在在声声波波的的稀稀疏疏阶阶段段，小小气气泡泡迅迅速速地地胀胀大大；而而在在压压缩缩阶阶段段，小小气气泡泡又又迅迅速速地地被被湮湮灭灭。在在湮湮灭灭的的瞬瞬间间，小小气气泡泡内内部部可可达达几几千千度度的的高高温温，几几千千乃乃至至几几万万个个大大气气压压。在在湮湮灭灭过过程程中中所所产产生生的的加加速速度度是是重重力力加加速速度度的的十十万万倍倍以以上上。这这种种现现象象在在声声学学上上称称为为“空空化现象化现象”。稳态空化稳态空化第二部分第二部分超声波解堵超声波解堵7 7、解堵原理、解堵原理 利用超声波的振动作用、空化作用和热作用等来处理油水井近井地带，解除近井污染，改善原油的流动性，从而达到增产、增注目的的技术。二二、室内研究进展、室内研究进展q解堵增渗q提高采收率q改变润湿性1、解堵增渗v严炽培等v孙仁远等v邵长金等 严炽培等人研究了超声波对多孔岩样的渗流速度的影响1。结果表明：多孔岩样被泥浆等污染后，经超声波作用，使油的渗透率恢复到原来的6188%，停止超声作用后，还有明显的滞后效果。严炽培等严炽培等严炽培等严炽培等严炽培等严炽培等孙仁远等孙仁远等孙仁远等邵长金等邵长金等2、提高采收率岩心号长度/cm渗透率/10-3um2孔隙度/%采收率提高/%E017.967108.3429.410.77E027.933102.7729.6 5.81E037.606106.0128.811.39E047.829 87.0828.510.24超声波对采收率的影响超声处理对原油粘温曲线的影响超声处理对原油粘温曲线的影响 李李明明远远等等人人研研究究了了声声波波振振动动对对岩岩石石润润湿湿性性的的影响影响66，研究表明：，研究表明：(1).(1).声声波波振振动动可可促促进进岩岩石石表表面面亲亲水水性性增增强强和和亲油性减弱；亲油性减弱；(2).(2).声声波波振振动动可可降降低低原原油油对对岩岩石石表表面面的的附附着着功功，减减弱弱原原油油与与岩岩石石间间的的粘粘滞滞力力，使使原原油油更更易易于从岩石表面剥离。于从岩石表面剥离。(3).(3).声声波波振振动动能能够够提提高高水水驱驱采采收收率率，而而且且渗渗透率越低，提高的幅度越大。透率越低，提高的幅度越大。声波对岩石润湿性的影响声波对岩石润湿性的影响三、现场应用1 1、系统组成、系统组成2、主要技术指标、主要技术指标 3 3、施工工艺、施工工艺4 4、现场试验效果、现场试验效果第二部分第二部分超声波解堵超声波解堵1 1、系统组成、系统组成玉门华北电源380/50380/50功率/kW3030工作频率/kHz18331831换能器直径/mm559073换能器耐压/MPa4035换能器耐温/150160换能器长度/m1.51.5下井深度/m20002、主要技术指标、主要技术指标 砂岩地层；砂岩地层；泥质含量泥质含量25%25%，碳酸岩含量，碳酸岩含量15%10101010-3-3mm2 2 ，孔隙度孔隙度101030%30%；油层温度油层温度15032吉林771.4280.0超声波处理前后地层参数的变化第二部分第二部分超声波解堵超声波解堵参数处理前处理后提高率/%流动系数/(m2.m/Pa.s)32.2346.243.3流度/(m2/Pa.s)1.772.5443.5地层系数/(m2.m)0.4670.67043.3渗透率/(10-3m2)25.6836.8043.3第二部分第二部分超声波解堵超声波解堵四、存在的问题、存在的问题(1).(1).适应性适应性(2).处理参数处理参数(3).解堵深度解堵深度(4).(4).仪器性能仪器性能第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵一、一、基本原理基本原理 二、发展历史二、发展历史 三、三、室内研究室内研究 四、技术优势四、技术优势五、五、现场应用现场应用 六、存在问题六、存在问题一、基本原理一、基本原理 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵 在充满水或油水混合物的油在充满水或油水混合物的油(水水)井中产生一定频率的高压脉井中产生一定频率的高压脉冲电流，对地层激发周期性的压冲电流，对地层激发周期性的压力波和强电磁场，解除油层污染，力波和强电磁场，解除油层污染，对地层产生微裂缝，从而达到解对地层产生微裂缝，从而达到解堵增产增注的目的。堵增产增注的目的。1、电火花源电火花源 将电容器贮存的高压电能在瞬间通过介质间隙释将电容器贮存的高压电能在瞬间通过介质间隙释放出来。由于电能在水中变化为热能，使水和放电电放出来。由于电能在水中变化为热能，使水和放电电极的金属物汽化，在电极附近产生可达极的金属物汽化，在电极附近产生可达40004000的高温、的高温、高压水蒸汽和金属蒸汽，从而产生爆炸压力波的人工高压水蒸汽和金属蒸汽，从而产生爆炸压力波的人工震源震源2.放电过程放电过程 (1).1).放电发生阶段放电发生阶段液液体体在在高高电电压压作作用用下下被被击击穿穿，形形成成高高导导电电率率的的放放电电通通道道。这这一一过过程程从从在在电电极极上上加加电电压压起起到到放放电电通通道道形形成成为为止止。过过程程的的持持续续时时间间长长短短取取决决于于通通道道的的电电阻阻、第第二阶段的能量释放速度和液电效率。二阶段的能量释放速度和液电效率。第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵工作液的电学性质表工作液的电学性质表 液体液体介电常数介电常数电导率电导率（m）-1密度密度g/cm3变压器油变压器油2.310-120.9原油原油2.41.710-60.80.9甘油甘油 56.26.410-61.26蒸馏水蒸馏水80.04.310-41.0工程用水工程用水80.08.310-21.0地层水地层水450.0101.1 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵(2).放电通道膨胀阶段放电通道膨胀阶段 电极间区域形成导电率高的通道后立即膨胀，电电极间区域形成导电率高的通道后立即膨胀，电容积蓄的能量释放。容积蓄的能量释放。放电电流的急剧增长决定了压力脉冲的大小，放电电流的急剧增长决定了压力脉冲的大小，而增长的快慢却决定于放电电路的参数：电感、电而增长的快慢却决定于放电电路的参数：电感、电容、电极间距和电压。在电路设备已定的情况下，容、电极间距和电压。在电路设备已定的情况下，只决定于外放电电路的电感。只决定于外放电电路的电感。在大电流作用下，放电通道内的物质被剧烈加在大电流作用下，放电通道内的物质被剧烈加热，形成水蒸汽的等离子体，其中混有一些电极物热，形成水蒸汽的等离子体，其中混有一些电极物质的离子，等离子体温度达质的离子，等离子体温度达10104 4K K，放电通道的压强提放电通道的压强提高到高到1.5101.5103 3兆帕，体积膨胀。兆帕，体积膨胀。第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵(3).通道的放电后阶段通道的放电后阶段 通通道道已已是是气气泡泡状状，开开始始时时由由于于内内部部压压强强高高于于媒媒质质的的静静压压强强而而膨膨胀胀，以以后后由由于于液液体体流流动动的的惯惯性性而而继继续续膨膨胀胀。气气泡泡膨膨胀胀到到最最大大半半径径后后即即停停止止膨膨胀胀。流流动动的的动动能能就就变变成成气气泡泡的的位位能能。以以后后，由由于于周周围围静静压压作作用用，位位能能又又变变成成流流动动的的动动能能。因因此此，水水层层获获得得一一个个可可观观的的指指向向气气泡泡中中心心的的运运动动速速度度。气气泡泡中中的的压压强强和和周周围围媒媒质质的的压压强强相相平平衡衡。由由于于惯惯性性原原因因而而继继续续收收缩缩，气气泡泡猝猝灭灭，气气泡泡中中的的压压强强骤骤增增。在在这这一一压压强强作作用用下下，液体又往复运动。这种过程按衰减规律重复。液体又往复运动。这种过程按衰减规律重复。液电效应释放的能量按以下比例分配：冲击波液电效应释放的能量按以下比例分配：冲击波20%20%，气泡体积最大时的势能，气泡体积最大时的势能30%30%，电磁能、热能和，电磁能、热能和其它形式的辐射其它形式的辐射50%50%。第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵1 1外放电电路；外放电电路；2 2阳极；阳极；3 3放电通道；放电通道；4 4阴极。阴极。二、发展历史二、发展历史 1970 1970 前苏联前苏联 室内研究室内研究 1980 1980 前苏联前苏联 投入现场使用投入现场使用 每年施工每年施工10001000多口井多口井 石油大学石油大学 电脉冲电脉冲波解堵波解堵室室内研究内研究 1990 1990 河南、新疆、大庆、辽河等河南、新疆、大庆、辽河等油田开展了现场试验油田开展了现场试验 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵三、室内研究三、室内研究 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵 1、解堵机理、解堵机理 2、处理参数、处理参数 放电次数、放电次数、放电频率、放电频率、放电能量放电能量 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵处理前渗透率处理前渗透率/m2处理后渗透率处理后渗透率/m2渗透率提高率渗透率提高率/%0.04716 0.07279540.04167 0.07238710.04498 0.07573680.04214 0.07365750.035410.076241150.05120 0.112001180.06270 0.11900920.07370 0.1410092电脉冲波对岩心渗透率的影响电脉冲波对岩心渗透率的影响 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵1灰质白云灰质白云岩岩2，4砂岩砂岩3，5粉砂岩粉砂岩渗透率提高率与放电脉冲次数的关系渗透率提高率与放电脉冲次数的关系四、技术特点四、技术特点 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵1、可控性强、可控性强 2、无污染、无污染 3、成本低、成本低 4、操作简便等、操作简便等 五、现场应用1 1、系统组成、系统组成2、主要技术指标、主要技术指标 3 3、施工工艺、施工工艺4 4、现场试验效果、现场试验效果 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵1 1、系统组成、系统组成 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵2、主要技术指标、主要技术指标 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵四、现场应用四、现场应用 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵1、新疆、新疆 2、大庆、大庆3、河南、河南 4、辽河、辽河 五、存在问题五、存在问题 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵1、地层水矿化度的影响、地层水矿化度的影响 2、适应性、适应性3、放电参数的选择、放电参数的选择 4、机理研究、机理研究 一、基本原理一、基本原理 第四部分第四部分 水力振荡解堵技术水力振荡解堵技术 二、二、室内研究室内研究 三、三、现场试验现场试验 四、四、高压水旋转射流解堵技术高压水旋转射流解堵技术 一、基本原理一、基本原理 第四部分第四部分 水力振荡解堵水力振荡解堵一定形状的一定形状的腔体，依靠腔体，依靠流体的能量流体的能量产生的压力产生的压力波动作用于波动作用于近井地带，近井地带，以解除油层以解除油层污染，达到污染，达到增产、增注增产、增注的目的。的目的。二、室内研究二、室内研究 第四部分第四部分 水力振荡解堵水力振荡解堵三、现场试验1 1、系统组成、系统组成2 2、现场试验效果、现场试验效果 第四部分第四部分 水力振荡解堵水力振荡解堵1 1、系统组成、系统组成 第三部分第三部分 电脉冲波解堵电脉冲波解堵水力振荡发生器结构示意图 水力振荡应用情况水力振荡应用情况 指标指标 1975年年 1976年年 1977年年处理井数处理井数/口口 152232 237成功百分数成功百分数/100 87.590 92一次作业增油量一次作业增油量/t 143 145 146 水力振荡法处理油井结果水力振荡法处理油井结果 油田油田处理次数处理次数 成功率成功率/100 总增油量总增油量/t卡拉达哥卡拉达哥 83 96 2002226个巴库成员个巴库成员 45 87 660列宁列宁 102 94 7672基洛夫基洛夫 7 83 3845总计总计 237 92 34638 阿塞拜疆石油联合企业油水井水力振荡处理效果阿塞拜疆石油联合企业油水井水力振荡处理效果 (1965-1975)(1965-1975)年年 处理井数处理井数/口口成功率成功率/100/100累计增油累计增油/方方 有效期有效期 /月月19651965 93 93 47 47 4632 4632 10.7 10.719661966 80 80 71 71 9441 9441 11.1 11.119671967 106 106 72.8 72.8 12489 12489 15 1519681968 137 137 75 75 22702 2270219691969 170 170 64 64 20297 20297 13.4 13.419701970 158 158 75.5 75.5 18952 18952 15 1519711971 170 170 75 75 22370 22370 15 1519721972 183 183 81 81 24251 24251 14 1419731973 190 190 84 84 30128 30128 13 1319741974 185 185 80.6 80.6 25056 25056 13 1319751975 152 152 87.6 87.6 33543 33543 13 13 四、高压水旋转射流解堵技术1 1、施工示意图、施工示意图2 2、工具简介、工具简介 第四部分第四部分 水力振荡解堵水力振荡解堵3 3、室内研究成果、室内研究成果4 4、现场试验效果、现场试验效果 旋转射流解堵工具示意图 旋转喷嘴示意图1套管；套管；2斜喷嘴；斜喷嘴；3直喷嘴。直喷嘴。一、技术简介一、技术简介 第五部分第五部分 人工振动增产技术人工振动增产技术 二、二、室内研究室内研究 三、三、现场试验现场试验 四、四、存在问题存在问题 一、技术简介一、技术简介 人工地震采油技术是利用地面或井人工地震采油技术是利用地面或井下人工震源，对油层进行低频声波激励下人工震源，对油层进行低频声波激励处理，以解除油层污染，改善流体流动处理，以解除油层污染，改善流体流动特性，促使石油中的溶解气和吸附在油特性，促使石油中的溶解气和吸附在油层中的天然气分离，从而提高原油产量层中的天然气分离，从而提高原油产量和采收率的技术。它是在天然地震对原和采收率的技术。它是在天然地震对原油产量影响的启发下发展起来的一种新油产量影响的启发下发展起来的一种新的增产工艺措施。的增产工艺措施。第四部分第四部分人工振动增产人工振动增产1 1、原油粘度、原油粘度二、室内研究二、室内研究 第四部分第四部分人工振动增产人工振动增产2 2、渗透率渗透率3 3、采收率采收率4 4、相对渗透率、相对渗透率5 5、振动伤害、振动伤害室内振动降粘试验装置室内振动降粘试验装置降粘效果与振动时间的关系降粘效果与振动时间的关系降粘效果与振动频率的关系降粘效果与振动频率的关系降粘效果与振幅的关系降粘效果与振幅的关系降粘效果与试验温度的关系降粘效果与试验温度的关系振动后粘度恢复曲线振动后粘度恢复曲线表表2 人工振动前后原油粘度变化情况表人工振动前后原油粘度变化情况表4井号震前粘度1/mPa.s震后粘度2/mPa.s降粘率D/%23-2992.0278.6014.623-3055.3853.822.825-30196.26174.2911.225-3168.4660.7111.327-2998.3883.3815.227-3160.9648.919.827-3257.1350.3611.9室内振动驱替模拟装置室内振动驱替模拟装置岩心渗透率与振动频率的关系岩心渗透率与振动频率的关系岩心渗透率与振动时间的关系岩心渗透率与振动时间的关系岩心渗透率与振幅的关系岩心渗透率与振幅的关系振动后渗透率与时间的关系振动后渗透率与时间的关系表2 岩心驱替效果表岩心号频率Hz振幅,格驱油效率,%无水采收率，%采油速度%/Min备注30111.051.212.20.18fw=0全振3-D111.051.27.70.192fw=0全振21-F110.552.53.00.202fw=0全振L2110.551.54.40.184fw=96%振动23-F110.554.85.30.211fw=96%振动53110.552.67.30.185fw=96%振动10-F110.549.88.10.142fw=97%振动L820.544.78.00.172fw=97%振动9-D50.546.215.80.193fw=95%振动24-F150.546.17.70.21fw=96%振动L734.916.60.145不振动L1033.98.40.121不振动人工振动对原油采收率的影响人工振动对产水率的影响采收率与振动频率的关系三、现场试验三、现场试验1、试验设备、试验设备2、应用效果、应用效果3、应用实例、应用实例4、参数效果、参数效果1 1、试验设备、试验设备车车载载式式地地面面震震源源固定式地面震源固定式地面震源井下人工振动采油装置井下人工振动采油装置井井下下人人工工振振源源示示意意图图2、应用效果、应用效果油田周期数频率/Hz振动力/kN振动时间/h有效率/%增油幅度/%增油量/t辽河189.9710.930035071856.4206065116新疆161004010027.0289大港25626938774511.4吉林460663.41526.5大庆320.58684.4 第四部分第四部分人工振动增产人工振动增产表3杜66块振动采油试验情况及增产效果统计振动周期施工日期振动时间/h扰动力/kN振动频率/Hz可对比井数有效井数有效期/d见效率/100增产幅度/100增产油量/t195.529526510.022913627.059.4403600296.439525010.818310117.455.2482289396.72802199.021214119.665.5391920497.340026510.522613822.461.1292200597.540026510.521413116.561.2222010合计1770106464760.1120193、应用实例、应用实例表4 杜212块振动采油增产效果统计振动周期施工日期振动时间/h扰动力/kN振动频率/Hz可对比井数有效井数有效期/d见效率/100增产幅度/100增产油量/t196.120329810.51085720.652.829.61340296.83701738.01064521.147.227.7932396.1128017310.01024827.047.137.0910497.12102709.51105323.551.933.11484597.94502909.5764120.454.022.31085698.44502909.51125919.152.720.11535798.74302909.51085717.552.818.91475898.93902909.51156118.753.020.11335998.113602909.51095716.952.318.91275合计314394647850.511371表5 振动采油试验情况及增产效果统计区块施工日期振动时间/h扰动力/kN振动频率/Hz可对比井数有效井数有效期/d见效率/100增产油量/t杜48块96.22402449552262250564杜48块96.5360273851321964.5530合计6001035856.31094曙二区9583052449.522142163.6208沈84块97.638029091398118558.31635合计685161955918434 4、参数效果、参数效果周期增油量与振动力的关系周期增油量与振动力的关系周期增油量与振动时间的关系周期增油量与振动时间的关系1 1、振动伤害、振动伤害四、存在问题四、存在问题 第四部分第四部分人工振动增产人工振动增产2 2、振动杆疲劳损坏、振动杆疲劳损坏3 3、能量损失、能量损失4 4、振动参数、振动参数第六部分第六部分 稠油声波降粘技术稠油声波降粘技术一、引言一、引言二、基本原理二、基本原理三、研究进展三、研究进展四、发展前景四、发展前景一、引一、引 言言 目前，我国稠油的年产量已达到目前，我国稠油的年产量已达到12001200万万吨，成为世界稠油生产大国之一，为我国陆吨，成为世界稠油生产大国之一，为我国陆上石油的稳产和国民经济的发展做出了重要上石油的稳产和国民经济的发展做出了重要贡献。贡献。然而稠油的高粘度直接影响了稠油的开然而稠油的高粘度直接影响了稠油的开发和输送的成本和效益，必须采取必要的降发和输送的成本和效益，必须采取必要的降粘措施。粘措施。(1).(1).机械效应机械效应当超声波在介质中传播时，使介质产生当超声波在介质中传播时，使介质产生应力、应变、速度、加速度或承受辐射压力应力、应变、速度、加速度或承受辐射压力等，从而使介质产生力学的或机械形式物理等，从而使介质产生力学的或机械形式物理变化的现象。变化的现象。(2).(2).热效应热效应超声波在介质中传播时，由于弛豫、超声波在介质中传播时，由于弛豫、内摩擦等原因使声能被介质吸收而转变成热内摩擦等原因使声能被介质吸收而转变成热能，致使介质发热或由此而引起其它现象的能，致使介质发热或由此而引起其它现象的效应。效应。二、基本原理二、基本原理(3).(3).空化效应空化效应 声声波波通通过过液液体体时时，会会使使原原有有的的或或新新生生的的微微气气泡泡发发生生共共振振。在在声声波波的的稀稀疏疏阶阶段段，小小气气泡泡迅迅速速地地胀胀大大；而而在在压压缩缩阶阶段段，小小气气泡泡又又迅迅速速地地被被湮湮灭灭。在在湮湮灭灭的的瞬瞬间间，小小气气泡泡内内部部可可达达几几千千度度的的高高温温，几几千千乃乃至至几几万万个个大大气气压压。在在湮湮灭灭过过程程中中所所产产生生的的加加速速度度是是重重力力加加速速度度的的十十万万倍倍以以上上。这这种种现现象象在在声声学学上上称称为为“空空化现象化现象”。三三、研究进展、研究进展1 1、黄序韬等、黄序韬等2 2、加拿大、加拿大3、Sokolov等4、阎向宏等5、孙仁远等黄序韬等黄序韬等加拿大加拿大 加拿大于1993年报道：沥青体系经超声波处理后，粘度下降幅度超过12%。Sokolov等人曾于1998年测量了声波场作用下的石油动态粘度，经3060min超声波处理后，石油粘度下降了20%25%。Sokolov等阎向宏等人也曾做过超声波处理稠油的试验，结果表明，20ml的稠油经超声波处理2min后，其粘度降低24%。特别是掺入“活性水”的稠油，用超声波处理后，可使稠油的粘度大大降低，同时可减少活性剂的用量。阎向宏等室内声波降粘装置辽河坨子里掺稀稠油粘温曲线辽河坨子里掺稀稠油降粘效果辽河脱水站稠油粘温曲线辽河脱水站稠油降粘效果降粘效果与处理时间的关系声波处理后稠油粘度恢复曲线现场管道稠油降粘装置管道稠油降粘效果与流量的关系管道稠油降粘效果与电流的关系管道稠油降粘效果与温度的关系四四、发展前景、发展前景1 1、声波降粘是一种新的稠油降粘方法和、声波降粘是一种新的稠油降粘方法和途径。途径。2 2、声波降粘可以在稠油举升和输送中发、声波降粘可以在稠油举升和输送中发挥作用。挥作用。3、声化学降粘将是大幅度降粘的有效途径。4、声波降粘的有关研究和参数设计还不够成熟。前言前言 防垢技术防垢技术 声波防垢原理声波防垢原理 室内研究成果室内研究成果 现场应用现场应用 主要结论主要结论第七部分第七部分 声波防除垢技术声波防除垢技术 垢：垢：垢：垢：在一定条件下从水中析出的固体物在一定条件下从水中析出的固体物在一定条件下从水中析出的固体物在一定条件下从水中析出的固体物质称为垢。质称为垢。质称为垢。质称为垢。结垢：结垢：结垢：结垢：垢在地层表面、管线表面或设备表面的沉积叫做结垢。结垢阶段：结垢阶段：结垢阶段：结垢阶段：结垢一般分为三个阶段，即结垢一般分为三个阶段，即:垢的析出、垢垢的析出、垢的长大、垢的沉积。的长大、垢的沉积。一、前一、前 言言二、防垢技术二、防垢技术化学防垢化学防垢磁防垢磁防垢声波防垢声波防垢 第五部分第五部分声波防除垢声波防除垢利用化学防垢利用化学防垢剂防垢剂防垢利用磁场对电解利用磁场对电解质溶液的作用防质溶液的作用防垢垢利用声波的特殊利用声波的特殊作用防垢作用防垢三、声波防垢原理三、声波防垢原理 第五部分第五部分声波防除垢声波防除垢1、提高垢的溶解度，防止垢晶体的析出提高垢的溶解度，防止垢晶体的析出2、声波的粉碎作用能够抑制垢晶体的声波的粉碎作用能够抑制垢晶体的长大长大3、声波辐射能使盐垢微粒和金属表面声波辐射能使盐垢微粒和金属表面间发生剪切，抑制盐垢微粒在金属表面间发生剪切，抑制盐垢微粒在金属表面的沉积的沉积 第五部分第五部分声波防除垢声波防除垢四、室内研究成果四、室内研究成果1 1、声波防垢机理声波防垢机理2 2、声波防垢参数、声波防垢参数3 3、声波防垢对腐蚀的影响、声波防垢对腐蚀的影响处理时间、处理时间、频率、强度、频率、强度、方式方式 第五部分第五部分声波防除垢声波防除垢1 1、玉门、玉门8 8号站集油站号站集油站2、玉门新总站换热器、玉门新总站换热器3、青海采油一厂地面管线、青海采油一厂地面管线4、梁、梁38号站号站 集油站集油站5、华北淖一联联合站、华北淖一联联合站五、五、现场应用现场应用第五部分第五部分声波防除垢声波防除垢1 1、从机理上分析，声波作用可以从结垢从机理上分析，声波作用可以从结垢的三个不同阶段全过程地防除垢的三个不同阶段全过程地防除垢2、声波防除垢效果与声波作用参数和水声波防除垢效果与声波作用参数和水质等有关，在实施时需要进行室内评价质等有关，在实施时需要进行室内评价试验试验3、声波防除垢具有性能稳定、安装方便、声波防除垢具有性能稳定、安装方便、维护简单、成本低、效果好等优点维护简单、成本低、效果好等优点4、声波法为硫酸钡等复杂垢的防除提供声波法为硫酸钡等复杂垢的防除提供了一种新的途径了一种新的途径六、主要结论六、主要结论 物理法采油技术是一种新的油水井处理技术，它具物理法采油技术是一种新的油水井处理技术，它具物理法采油技术是一种新的油水井处理技术，它具物理法采油技术是一种新的油水井处理技术，它具有成本低、见效快、无污染、效益高以及适用范围广等有成本低、见效快、无污染、效益高以及适用范围广等有成本低、见效快、无污染、效益高以及适用范围广等有成本低、见效快、无污染、效益高以及适用范围广等优点，它已经对油田开发的诸多领域产生了很大影响。优点，它已经对油田开发的诸多领域产生了很大影响。优点，它已经对油田开发的诸多领域产生了很大影响。优点，它已经对油田开发的诸多领域产生了很大影响。尤其重要的是，物理法采油技术在我国油田开发中的研尤其重要的是，物理法采油技术在我国油田开发中的研尤其重要的是，物理法采油技术在我国油田开发中的研尤其重要的是，物理法采油技术在我国油田开发中的研究和应用已经具有了一定的基础，初步形成了室内机理究和应用已经具有了一定的基础，初步形成了室内机理究和应用已经具有了一定的基础，初步形成了室内机理究和应用已经具有了一定的基础，初步形成了室内机理研究和现场试验相结合，引进设备和国产设备并存的局研究和现场试验相结合，引进设备和国产设备并存的局研究和现场试验相结合，引进设备和国产设备并存的局研究和现场试验相结合，引进设备和国产设备并存的局面。因此，物理法采油技术必将在油田开发中发挥更大面。因此，物理法采油技术必将在油田开发中发挥更大面。因此，物理法采油技术必将在油田开发中发挥更大面。因此，物理法采油技术必将在油田开发中发挥更大的作用，研究的深度和广度液将不断扩大的作用，研究的深度和广度液将不断扩大的作用，研究的深度和广度液将不断扩大的作用，研究的深度和广度液将不断扩大。第八部分第八部分 研究条件及成果简介研究条件及成果简介1 1、物理法采油研究方向是石油大学、物理法采油研究方向是石油大学“211”211”工程油气田开发重点学科建设的工程油气田开发重点学科建设的新兴研究方向之一，从新兴研究方向之一，从19961996年立项建设。年立项建设。2 2、同时建设的、同时建设的“物理法采油实验室物理法采油实验室”是是油气田开发重点学科油气田开发重点学科“复杂油气藏综合复杂油气藏综合模拟实验室模拟实验室”建设的组成部分。建设的组成部分。1 1 1 1、声波处理系统、声波处理系统、声波处理系统、声波处理系统 主要包括函数主要包括函数主要包括函数主要包括函数/任意波发生器任意波发生器任意波发生器任意波发生器(HP33120A(HP33120A(HP33120A(HP33120A型型型型)，线性放大器，线性放大器，线性放大器，线性放大器(L6(L6(L6(L6型型型型)和超声波换能器。和超声波换能器。和超声波换能器。和超声波换能器。2 2 2 2、激振器、激振器、激振器、激振器 3 3 3 3、岩心驱替系统、岩心驱替系统 4 4 4 4、微机控制及数据采集系统等、微机控制及数据采集系统等、微机控制及数据采集系统等、微机控制及数据采集系统等 一、主要设备 研究条件及成果研究条件及成果（一）（一）函数/任意波发生器n型号：hp33120An波形：12种标准波形、任意波形n频率：0.1Hz15MHzn输出幅值：50mVpp10Vppn输出阻抗：50欧姆n产地：美国声波处理系统组件线性放大器n型号：L6n频率：40Hz150kHzn输出功率：直流800VA 交流2000VAn产地：美国声波处理系统组件配套的超声波换能器声波处理系统组件振动微观驱油实验装置组合装置一组合装置二振动采油实验装置二、科研论文 在国内外会议、学术刊物在国内外会议、学术刊物上发表论文上发表论文2020余余篇，其中国际篇，其中国际会议论文会议论文4 4篇，篇，2 2篇被篇被ISTPISTP检索检索系统收录，系统收录，2 2篇被篇被PAPA收录，收录，6 6篇篇进入石油大学学术论文榜，进入石油大学学术论文榜，EIEI检索刊物论文检索刊物论文3 3篇，中文核心刊篇，中文核心刊物论文物论文1010篇。篇。研究条件及成果研究条件及成果（二）（二）三、学术交流 研究条件及成果研究条件及成果（三）（三）四、完成的主要科研项目n用声振动减轻油层污染的可行性研究，总公司项目用声振动减轻油层污染的可行性研究，总公司项目n物理场致油气增采方法的研究，总公司项目物理场致油气增采方法的研究，总公司项目n人工振动增产工艺研究，总公司项目人工振动增产工艺研究，总公司项目n井下人工振动增产机理研究，横向井下人工振动增产机理研究，横向n超声乳状液堵水增油实验研究，校科研基金超声乳状液堵水增油实验研究，校科研基金n超声乳状液堵水增油技术研究，校重点科研基金超声乳状液堵水增油技术研究，校重点科研基金n声化学防除垢技术研究，横向声化学防除垢技术研究，横向n输油管道原油降粘试验研究，横向输油管道原油降粘试验研究，横向n磁性粘弹体堵水技术研究，横向磁性粘弹体堵水技术研究，横向n梁梁30#30#计量站声波防垢技术研究，横向计量站声波防垢技术研究，横向 研究条件及成果研究条件及成果（四）（四）五、已形成的研发能力五、已形成的研发能力1 1、服务于油田的实验服务于油田的实验3 3、服务于油田的软件开发服务于油田的软件开发 2 2、服务于油田的新工艺探索服务于油田的新工艺探索4 4、服务于油田的仪器研发服务于油田的仪器研发 研究条件及成果研究条件及成果（五）（五）欢迎各位专家欢迎各位专家批评指正批评指正谢谢！谢谢！