物理法采油新技术2020
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物理法采油技术的发展与展望
题 （1）套管损坏问题，初期由于技术的不成熟曾出现过 炸坏套管的现象，目前这一问题基本得到解决。即使 如此，在同一口井也不宜重复多次的施工，以防反复 作用而降低套管的使用寿命。 （2）裂缝的延伸长度的控制（受加药量和加药方式及 击发方式等因素的影响）问题关系着处理效果的好坏。 （3）裂缝闭合问题，尽管所崩落的碎屑能起到一定的 支撑作用，但这也是人为难以控制的，所以不可避免 存在裂缝闭合而降低处理效果的问题。
五、水力振荡及高压水射流解堵技术
六、其他物理场采油技术
三、声波与超声波采油技术
声学作为一门古老的科学分支，有着悠久的历 时。随着现代科学技术的迅猛发展，它与各个 学科相结合进一步拓宽了声学理论的应用范围 和领域，不断出现新的增长点。 在石油工业，从地震勘探到测井都会遇到波动 在地层中的传播问题。然而声波应用于采油工 程始于上世纪60年代，随着现代技术的高速发 展已逐渐形成一门独立的学科——采油声学。
一、高能气体压裂技术
解堵机理可概括为： （1）所形成的裂缝长度超出污染带的范围，而与油层深部沟通从 而达到解堵效果。 （2）产生的高温高压气流冲击波，将孔道中的有机堵塞物熔化清 除，无机堵塞物被破碎，从而解除堵塞。 （3）由于爆燃而产生的冲击波和强声场的穿透性强，作用于油层 可疏通油流通道，降低毛细管的表面张力，使原油降粘、除垢、 清防蜡抑制地层中细菌的生长和聚集，从而提高油层的泄油能力。 （4）在处理后2小时内，井底仍维持足够高的温度异常，这种高 温场对原油的裂解及降粘作用是非常明显的。 （5）作用后的生成物与地层水反应生产酸，可对地层起到一定的 酸化作用。
一、高能气体压裂技术
汇 报 提 纲
二、低频电脉冲解堵技术
三、声波与超声波采油技术 四、振动及人工地震采油技术
五、水力振荡及高压水射流解堵技术
六、其他物理场采油技术
三、声波与超声波采油技术
声学作为一门古老的科学分支，有着悠久的历 时。随着现代科学技术的迅猛发展，它与各个 学科相结合进一步拓宽了声学理论的应用范围 和领域，不断出现新的增长点。 在石油工业，从地震勘探到测井都会遇到波动 在地层中的传播问题。然而声波应用于采油工 程始于上世纪60年代，随着现代技术的高速发 展已逐渐形成一门独立的学科——采油声学。
一、高能气体压裂技术
解堵机理可概括为： （1）所形成的裂缝长度超出污染带的范围，而与油层深部沟通从 而达到解堵效果。 （2）产生的高温高压气流冲击波，将孔道中的有机堵塞物熔化清 除，无机堵塞物被破碎，从而解除堵塞。 （3）由于爆燃而产生的冲击波和强声场的穿透性强，作用于油层 可疏通油流通道，降低毛细管的表面张力，使原油降粘、除垢、 清防蜡抑制地层中细菌的生长和聚集，从而提高油层的泄油能力。 （4）在处理后2小时内，井底仍维持足够高的温度异常，这种高 温场对原油的裂解及降粘作用是非常明显的。 （5）作用后的生成物与地层水反应生产酸，可对地层起到一定的 酸化作用。
一、高能气体压裂技术
汇 报 提 纲
二、低频电脉冲解堵技术
三、声波与超声波采油技术 四、振动及人工地震采油技术
物理法采油技术.ppt
214 131
16.5
61.2
22
2010
合计
1770
106 647 4
60.1
12019
5 人工振动增产技术
5.5 存在问题
(1)振动伤害 (2)振动杆疲劳损坏 (3)能量损失 (4)振动参数
6 声波降粘技术
6.1 降粘原理
(1)热作用 (2)机械作用 (3)空化作用
6 声波降粘技术
6.2 室内研究
11.4
387
吉林
4
606 63.4
1526.5
大庆
3
20.5 8684.4
5 人工振动增产技术
5.4 现场试验效果
杜66块振动采油试验情况及增产效果统计
振动 施工
振动
扰
振动
可
有效
有效
见
增产
增产
周期 日期
时间
动
频率
对
井数
期/d
效
幅度
油量
/h
力
/Hz
比
率
/100
/t
/kN
井
/100
数
1
95.5
295 265
5-2 2.5 100
1
40
5.100
29.10
17-4 0.8 10
4
22.89
33.57
46.70
18-3 0.8 10
4
17.20
41.29
140.0
12-1 0.8 10
4
14.22
41.67
192.9
4 水力振荡解堵技术
4.4 现场试验系统
5 人工振动增产技术
《物理法采油新技术》PPT课件
2021/6/20
18
★ 声波、超声波处理油层具有以下作用：
a. 能疏通油流通道;
b. 降低毛细管张力;
c. 改变油层流体的流变性及流态,促进油、水、 气流动;
d. 提高地层泄油能力
e. 提高油层渗透率。
2021/6/20
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(二) 低频脉冲波作用
低频脉冲波与超声波相比。其能量在地层中衰减较 慢。例如，20kHz的超声波在地层中衰减系数高达6.85， l00Hz的低频脉冲波衰减系数为0.0246．而15Hz的低频 脉冲波在地层中的衰减系数仅为0.00268。因此，低频 脉冲波的有效作用范围较超声波大得多，可达200m以上。
物理法采油新技术
2021/6/20
1
主要内容：
一、物理法采油技术综述
◆物理采油(IOR)技术研究动态与发展前景
◆ IOR技术的特点
二、氮气及连续油管技术
◆氮气技术
◆连续油管技术
三、高能气体压裂技术
◆高能气体压裂机理与模型
◆高能气体压裂工艺及其设计
四、磁技术在油田生产中的应用
2021/6/20
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第一章 物理法采油技术综述
一、物理采油(IOR)技术研究动态与发展前景 (一) 国内外现状
近代物理学的新理论、新技术引入石油开采领域； 目前，物理采油方法已达十余种，常见的有：声波、超
声波、电液压、电磁、高能气体压裂、水力振荡、人工 地震等。
2021/6/20
3
★ 美国：
50年代开始发展声波采油技术，并获专利。如：声波采 油泵、声波除垢解堵装置、声波造缝设备等。
24
(四) 磁场与电磁场作用
1. 磁场对原油流变性的影响 分连续磁场和交变磁场。磁场作用可使原油粘度发生
物理法采油新技术
靠流体的能量产生的
压力波动作用于近井 地带，以解除油层污 染，达到增产、增注 的目的。 水力振荡器
现场试验系统
6. 人工振动增产技术 技术原理 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
气和吸附在油层中的天然气分离，从而提高原油
感谢各位领导和专家！敬请批评指正！
增产增注新技术
一、酸化技术 二、物理法技术
交流内容 二、物理法采油技术 1. 前言 2. 微生物采油技术
3. 超声波解堵技术
4. 电脉冲波解堵技术 5. 水力振荡解堵技术 6. 人工振动增产技术 7. 声波降粘技术 8. 声波防除垢技术
1. 前言 物理法采油技术 利用物理场（声场、电场、磁场、电磁场等）的作
(3) 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 的沉积
适 用 场 地
计量站；
联合站； 换热器； 地面管线等。
(1)物理方法，不需添加防垢剂；
技 术 优 势
(2)在线防垢、除垢； (3)安装简便； (4)免维护程度高； (5)使用寿命长，有效期长； (6)成本低，一次投资，长期有效。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物理法采油主要机理 1. 作用于近井地带，解除井筒附近的污染； 2. 作用于油藏，改善其孔隙结构与渗透性； 3. 作用于原油（或地层流体），改善其流变性。 物理采油发展趋势 1. 机理研究由定性解释向定量描述发展：机理解释还停留在定 性水平上→无法根据不同油藏、油水井的具体情况选择最佳方 式及优化技术参数→难以保证工艺措施达到最佳效果。 2. 处理技术由单一方法向综合方法发展：物理法的作用在使用 范围上有局限性，一般效果也有限，发展组合方法是一种趋势 。即采用物理和物理化学作用可以开发出有效、更经济的综合 物理（或物理化学）采油技术。 3. 处理范围由近井地带向整个油藏发展：目前采用的物理采油 技术大多都是针对近井地带的处理，规模不大。今后的发展是 对整个油藏的处理工艺。
初探油气田开发中物理采油技术
技 术应 用
中国 化 工 贸 易
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄｅ
篇 １ 月
初探油气 田开发 中物理采油技术
勾 迪
（ 长 江大学 石油 工程学 院） 摘 要 ：油气田开发 的任务就是尽 可能经挤 、合理 地提 高地下油气的采 出程 度 ，即提 高石油采收率．纵观原 油生产的 垒过程 ，其 实就是一 个不
撑 裂缝 的支撑物而 防止裂 缝 闭合 。解 堵机 理可 概括 为 ： （ １ ） 所形 成 的 裂 缝长 度 超 出污 染带 的 范 围 ，而 与油 层 深部 沟 通从 而 达 到解 堵 效 果 。 （ ２ ）产 生 的高温 高 压气 流 冲击 波 ，将 孔道 中的 有机 堵 塞物 熔 化 清 除 ， 无 机堵塞 物被破 碎 ，从而 解 除堵 塞。 （ ３ ） 由于爆 燃而产 生 的冲 击波 和
根据 石油 开采 及油 田开 发 的投资 过程 ，可分 为三 个阶 段 ：一 次采
油 、二 次采 油和 三次 采 油 。一 次 采油是 指 利用 油藏 天然能 量 开采 的过
程 ，如 利 用溶解 气驱 、气 顶驱 、天然 水驱 、岩石 和 流体弹 性 能驱 及重
力 排驱 等能 量 ，它 是油藏 开发 的 第一个 阶 段 。油 田投 资 主要 在钻 井及
油 气集 输两 方面 ，它 是 油 田开 发 的第 一次投 资 过程 ，因此 称 为第 一次 采 油。一般 来说 ，一次 采油采 油率低 于 １ ５ ％． 二 次采 油是指采 用 外部补充 地 层能量 （ 如 注水 、注气 ） ，以保持地
层 能量 为 目的 的提 高采 收率 的采 油方 法 。一次 采油 后 ，要进 一步 提 高
（ ５ ）作 用后 的生 成物 与地 层水 反应 生产 酸 ，可对 地 层起 到一 定 的酸 化 作用 。
中国 化 工 贸 易
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄｅ
篇 １ 月
初探油气 田开发 中物理采油技术
勾 迪
（ 长 江大学 石油 工程学 院） 摘 要 ：油气田开发 的任务就是尽 可能经挤 、合理 地提 高地下油气的采 出程 度 ，即提 高石油采收率．纵观原 油生产的 垒过程 ，其 实就是一 个不
撑 裂缝 的支撑物而 防止裂 缝 闭合 。解 堵机 理可 概括 为 ： （ １ ） 所形 成 的 裂 缝长 度 超 出污 染带 的 范 围 ，而 与油 层 深部 沟 通从 而 达 到解 堵 效 果 。 （ ２ ）产 生 的高温 高 压气 流 冲击 波 ，将 孔道 中的 有机 堵 塞物 熔 化 清 除 ， 无 机堵塞 物被破 碎 ，从而 解 除堵 塞。 （ ３ ） 由于爆 燃而产 生 的冲 击波 和
根据 石油 开采 及油 田开 发 的投资 过程 ，可分 为三 个阶 段 ：一 次采
油 、二 次采 油和 三次 采 油 。一 次 采油是 指 利用 油藏 天然能 量 开采 的过
程 ，如 利 用溶解 气驱 、气 顶驱 、天然 水驱 、岩石 和 流体弹 性 能驱 及重
力 排驱 等能 量 ，它 是油藏 开发 的 第一个 阶 段 。油 田投 资 主要 在钻 井及
油 气集 输两 方面 ，它 是 油 田开 发 的第 一次投 资 过程 ，因此 称 为第 一次 采 油。一般 来说 ，一次 采油采 油率低 于 １ ５ ％． 二 次采 油是指采 用 外部补充 地 层能量 （ 如 注水 、注气 ） ，以保持地
层 能量 为 目的 的提 高采 收率 的采 油方 法 。一次 采油 后 ，要进 一步 提 高
（ ５ ）作 用后 的生 成物 与地 层水 反应 生产 酸 ，可对 地 层起 到一 定 的酸 化 作用 。
常用物理法采油技术在油田生产的应用
２ ０世纪 ５ Ｏ年代 ， 美 国和前 苏联 就 开始 了物 理法
采 油 技 术 的研 究 ， 先后 发 展 了振 动 采 油 和 声 波超 声 波 采油 技 术 ， 在 现 场 应 用 并 获 得 了理 想 效 果 ； ２ ０世 纪８ Ｏ至 ９ Ｏ年代 国 内形 成 了物理 法采 油技 术 研究 的 高潮 ， 对振 动 、 声 波超 声 波 、 水力 脉 冲 、 电脉 冲等 物理
示。 喷射 流体 经收 缩 喷 嘴加速 ， 在 喷 嘴前 形成 周期 性 变 化 的压 力 场 ， 在 压 力 场 内放 置 一谐 振 腔 形成 周 期 变 化 的压 力 系统 ， 形 成大 小振 幅 交替 的声 波 超声 波 。
脉冲 ， 长 期作 用 于油 层 ， 解 除油 层堵 塞 ， 提 高 油井 产
量。
圈 １ 环腔 式流体声 波发 生器
声 波 产生 的交 变 力 作 用 于 卡堵 颗 粒 、 声波 对 地 层 的疲 劳 损 害 、 声 波 的空 化作 用 、 热作用 、 乳化 作 用
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ３ 一Ｏ ６ —２ ２
图 ２ 振动管柱结构 示意 圈
自激 波 对 堵 塞 颗粒 的交 变 力 、 自激 波产 生 的附
动 增油器 增 产试 验 ， 效果 明显 。 表１ 摄 动 增 油 器 现 场 试 验 效 果 统 计 表
１ １ ５
加 压 力 梯度 以及 由此 引起 的 毛 细孔 道 附面 层 变 薄 、
贾 敏 效 应减 弱 等 效 应 共 同作用 解 除地 层 堵 塞 、 增 大
产 层 渗透率 。 振 动 片 的数 目、 排 列方 式 、 直 径与 类 型等 特性 参 数 以及油 层 深 度 、 抽 油 泵 工 作参 数 等 都会 影 响 到 低
最新物理法采油新技术精品资料
畴。
★前苏联
80年代，苏联把物理采油作为新方法，新工艺进行研究，
并取得显著成果。
苏联主要在声波采油的机理研究，设备研制、
矿场实验以及电液压采油技术、高能气体压裂等
方面研究较多。
从60年代末到90年代初，前苏联用各种振动法 处理采油井1.2万口以上，注水井2500口左右，增 产原油900多万吨。增加注水量300×104m3左右， 平均有效期在12～15个月。
(二) 低频脉冲波作用
低频脉冲波与超声波相比。其能量在地层中衰减较 慢。例如，20kHz的超声波在地层中衰减系数高达6.85，
★国内应用存在的问题：
1. 面对整个油层的技术研究和应用较少；
2. 偏重于现场试验较多；
3. 对不同油藏条件下的适用性评价不一。
造成这种现象的原因：
1. 基础理论研究严重滞后于设备研制和技术应用；
2. 对物理采油机理及规律的认识仍停滞在感性认识与定性
解释的水平，其工艺设计几乎完全凭经验，带有盲目性。
a. 机械振动作用;
b. 空化效应(放电通路运动壁减缓，冲击波离开放 电中心，形成一个空化腔);
c. 声流效应; d. 热作用; e. 传播方向性好; f. 穿透能力强，在液体和固体介质中传播距离远的 特点。
★ 声波、超声波处理油层具有以下作用：
a. 能疏通油流通道;
b. 降低毛细管张力;
c. 改变油层流体的流变性及流态,促进油、水、 气流动; d. 提高地层泄油能力 e. 提高油层渗透率。
美国和苏联近年来已经开展了利用各种物理场 处理油气层的理论研究，这些研究主要是：声场、 水动力场、电场、磁场、电磁场、热场等。
★国内
近几年发展起来。在大庆、吉林、玉门、新疆 等油田相继开展了有关物理采油的现场试验。其中 高能气体压裂、电脉冲、超声波采油技术普遍受到 重视。已作为一种解堵、增加单井产量、提高采油 速度的工艺措施。
物理法采油新技术
常用物理法采油技术方法和原理20世纪50年代，美国和前苏联就开始了物理法采油技术的研究，先后发展了振动采油和声波超声波采油技术，在现场应用并获得了理想效果;20世纪80至90年代国内形成了物理法采油技术研究的高潮，对振动、声波超声波、水力脉冲、电脉冲等物理作用对原油和地层的作用进行了深入研究，先后研制开发了声波超声波采油、水力脉冲解堵及高能气体压裂等一系列的物理法采油技术及设备。
其中，以下几种设备在现场应用效果显著。
1环腔式流体声波发生器环腔式流体声波发生器综合混气水排和声波两者的优点，用于解除地层堵塞，发声器结构如图1所示。
喷射流体经收缩喷嘴加速，在喷嘴前形成周期J险变化的压力场，在压力场内放置一谐振腔形成周期变化的压力系统，形成大小振幅交替的声波超声波。
\图1环腔式流体声波发生器声波产生的交变力作用于卡堵颗粒、声波对地层的疲劳损害、声波的空化作用、热作用、乳化作用共同作用于近井地带地层与流体，恢复增大地层渗透率。
声波振幅与频率决定着解堵效果，喷嘴直径、喷距、谐振腔直径与深度以及喷射压力是影响产生声波频率与振幅的特性参数。
对于不同的堵塞类型，调整参数组合来达到最好的解堵效果。
目前，己通过正交试验研究并形成了几个特性参数不同的序列，用于各种井况的现场施工。
2自激振荡增油器自激振荡增油器是依靠油管自激产生振动作用于油层的一种解堵增产设备。
井下自激振动增油管柱装置结构如图2所示。
泵工作过程中，液柱载荷在油管与抽油杆之间转移，导致周期性收缩。
因此，环形空间的高压流体周期性冲击振动片产生低频水力脉冲，长期作用于油层，解除油层堵塞，提高油井产量。
图2振动管柱结构示意图自激波对堵塞颗粒的交变力、自激波产生的附加压力梯度以及由此引起的毛细孔道附面层变薄、贾敏效应减弱等效应共同作用解除地层堵塞、增大产层渗透率。
振动片的数目、排列方式、直径与类型等特性参数以及油层深度、抽油泵工作参数等都会影响到低频水力脉冲波的振幅与频率，从而影响到解堵效果。
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物理法采油新技术2020
2020/11/22
物理法采油新技术2020
•引 言
• 超声波解堵技术
• 电脉冲波解堵技术
提
纲
• 水力振荡解堵技术
• 人工振动增产技术
• 稠油声波降粘技术
•声波防除垢技术
物理法采油新技术2020
第一部分 引 言
一、物理法采油技术 二、技术系列 三、应用领域 四、发展历史 五、技术优势 六、发展前景
E04 7.829 87.08 28.5 10.24
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
超声处理对原油粘温曲线的影响
物理法采油新技术2020
声波对岩石润湿性的影响
李明远等人研究了声波振动对岩石润湿性的 影响[6]，研究表明：
(1).声波振动可促进岩石表面亲水性增强和亲 油性减弱；
3、选井选层条件
(1).玉门油田
➢ 砂岩地层；
➢ 泥质含量<25%，碳酸岩含量<15%； ➢ 渗透率>10×10-3μm2 ，孔隙度10～30%； ➢ 油层温度<150℃； ➢ 主要由粘土、钻井液结垢物堵塞的井； ➢ 多次酸化或化学清蜡无效的井； ➢ 初始产能高、近期递减比较快的井；
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
(3).大庆油田
✓生产过程中的堵塞层 对生产井，主要处理高渗透地层，这
些地层初期有产能， 但产能下降较快；对注水井，一般处
理无吸水能力或吸水能力下降的井。 ✓ 严重污染的井层； ✓ 对水、酸敏感的油层； ✓距水线近不能实施水力压裂的井。
物理法采油新技术2020
4、施工工艺
(4).散射
(5).衰减
物理法采油新技术2020
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。
通常，声压可分为瞬时声压、峰值声压和有效声压。 ➢ 瞬时声压指有声波时介质中某点的瞬时总压强减 去静压强
➢峰值声压指在某一时间间隔中的最大瞬时声压
➢有效声压则指瞬时声压对时间取均方根值。
(5).声速
声波的传播速度。在室温下，声波在空气中的传播 速度约为340m/s。
(6).声阻抗
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：
Z=ρC
物理法采油新技术2020
5、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 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
一般地，声压是“有效声压”的简称。
物理法采油新技术2020
(2).频率
如果变量是时间，单位时间内的周期数称为周期量 的频率。
(3).声强
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
(4).声功率
声源的声功率指声源在单位时间内辐射的总能量， 单位为W。
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
稳态空化
物理法采油新技术2020
7、解堵原理
第二部分 超声波解堵
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。
物理法采油新技术2020
二、室内研究进展 解堵增渗 提高采收率 改变润湿性
严炽培等
物理法采油新技术2020
严炽培等
物理法采油新技术2020
严炽培等
物理法采油新技术2020
孙仁远等
物理法采油新技术2020
孙仁远等
物理法采油新技术2020
孙仁远等
物理法采油新技术2020
邵长金等
物理法采油新技术2020
邵长金等2020
1、系统组成
物理法采油新技术2020
2、主要技术指标
玉门
电源
380/50
功率/kW
30
工作频率/kHz 18～33
换能器直径/mm 55～90
换能器耐压/MPa 40
换能器耐温/
150
换能器长度/m 1.5
下井深度/m
2000
华北 380/50 30 18～31 73 35 160 1.5
物理法采油新技术2020
(2).华北油田
地层有产能，而因油层污染堵塞或结垢造成低
产的油井； 距水层或水线近不能进行压裂的油井； 因固井质量差易窜槽不能进行压裂、挤液的井； 压裂或酸化后长期注、采形成结垢或结蜡而造 成注、采量下降的井； 因进行过化学防砂导致产量下降的井； 分层处理难度大，其它措施无法一次性处理的 井； 套管变形通径大于90mm、套管外漏无法进行 常规措施的井； 多层合采，需要处理的井。
五、现场应用 六、存在问题
物理法采油新技术2020
一、基本原理
第三部分
电脉冲波解堵
在充满水或油水混合物的油 (水)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 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 堵增产增注的目的。
物理法采油新技术2020
1、电火花源
第三部分
电脉冲波解堵
物理法采油新技术2020
一、物理法采油技术
第一部分 引言
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。
物理法采油新技术2020
二、技术系列
1、声波解堵技术 2、电磁加热技 术 3、电法采油技术
第一部分 引言
(1).水力振荡解堵技术 (2).超声波解堵技术 (3).电脉冲波解堵技术 (4).人工振动增产技术 (5).高能气体压裂技术
物理法采油新技术2020
1、解堵增渗
❖严炽培等 ❖孙仁远等 ❖邵长金等
物理法采油新技术2020
严炽培等
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61～88%，停止超 声作用后，还有明显的滞后效果。
物理法采油新技术2020
2、设备简单； 3、成本低；
第一部分 引言
4、见效快； 5、可重复使用；
6、可复合。
物理法采油新技术2020
六、发展前景
第一部分 引言
1、有关的机理研究不够深
存
入，说不清楚的问题仍然很多；
在
2、现场试验存在盲目性；
的
问
3、试验效果时好时坏；
题
4、重视程度不够。
物理法采油新技术2020
第二部分 超声波解堵技术
1865年，维拉里（Villari）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）。
物理法采油新技术2020
6、超声效应
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 其它形式变化效应的总称
32.23 1.77 0.467 25.68
46.2 2.54 0.670 36.80
43.3 43.5 43.3 43.3
物理法采油新技术2020
四、存在的问题
(1).适应性 (2).处理参数
第二部分 超声波解堵
(3).解堵深度
(4).仪器性能
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第三部分 电脉冲波解堵
一、基本原理 二、发展历史 三、室内研究 四、技术优势
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
超声波对采收率的影响
岩心号 长度 /cm
E01 7.967
渗透率 /10-3um2 108.34
孔隙度 /%
29.4
采收率提 高/%
10.77
E02 7.933 102.77 29.6
5.81
E03 7.606 106.01 28.8 11.39
物理法采油新技术2020
(3).空化效应
声波通过液体时，会使原有的或新生的 微气泡发生共振。在声波的稀疏阶段，小气 泡迅速地胀大；而在压缩阶段，小气泡又迅 速地被湮灭。在湮灭的瞬间，小气泡内部可 达几千度的高温，几千乃至几万个大气压。 在湮灭过程中所产生的加速度是重力加速度 的十万倍以上。这种现象在声学上称为“空 化现象”。
78.6 55-550 150300
83.3 87.1
4960.0
大庆 17 84.0
>32
吉林 7 71.4
280.0
物理法采油新技术2020
超声波处理前后地层参数的变化
第二部分 超声波解堵
参数
处理前
处理后 提高率/%
流动系数/(μm2.m/Pa.s) 流度/(μm2/Pa.s) 地层系数/(μm2.m) 渗透率/(10-3μm2)
➢ 起出采油设备
➢通
井
➢洗 ➢洗
井 ➢超声波处理 井
➢投 产
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5、现场试验效果
(1)、前苏联---1
物理法采油新技术2020
前苏联---2
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前苏联---3
物理法采油新技术2020
(2).美国
1969，美国俄克拉荷马一低产井
前：日产油2.18t，日产水4.77m3，增产 42.2%
(2).声波振动可降低原油对岩石表面的附着功， 减弱原油与岩石间的粘滞力，使原油更易于从 岩石表面剥离。
(3).声波振动能够提高水驱采收率，而且渗透 率越低，提高的幅度越大。
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三、现场应用
1、系统组成 2、主要技术指标 3、施工工艺 4、现场试验效果
2020/11/22
物理法采油新技术2020
•引 言
• 超声波解堵技术
• 电脉冲波解堵技术
提
纲
• 水力振荡解堵技术
• 人工振动增产技术
• 稠油声波降粘技术
•声波防除垢技术
物理法采油新技术2020
第一部分 引 言
一、物理法采油技术 二、技术系列 三、应用领域 四、发展历史 五、技术优势 六、发展前景
E04 7.829 87.08 28.5 10.24
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
超声处理对原油粘温曲线的影响
物理法采油新技术2020
声波对岩石润湿性的影响
李明远等人研究了声波振动对岩石润湿性的 影响[6]，研究表明：
(1).声波振动可促进岩石表面亲水性增强和亲 油性减弱；
3、选井选层条件
(1).玉门油田
➢ 砂岩地层；
➢ 泥质含量<25%，碳酸岩含量<15%； ➢ 渗透率>10×10-3μm2 ，孔隙度10～30%； ➢ 油层温度<150℃； ➢ 主要由粘土、钻井液结垢物堵塞的井； ➢ 多次酸化或化学清蜡无效的井； ➢ 初始产能高、近期递减比较快的井；
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
(3).大庆油田
✓生产过程中的堵塞层 对生产井，主要处理高渗透地层，这
些地层初期有产能， 但产能下降较快；对注水井，一般处
理无吸水能力或吸水能力下降的井。 ✓ 严重污染的井层； ✓ 对水、酸敏感的油层； ✓距水线近不能实施水力压裂的井。
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4、施工工艺
(4).散射
(5).衰减
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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。
通常，声压可分为瞬时声压、峰值声压和有效声压。 ➢ 瞬时声压指有声波时介质中某点的瞬时总压强减 去静压强
➢峰值声压指在某一时间间隔中的最大瞬时声压
➢有效声压则指瞬时声压对时间取均方根值。
(5).声速
声波的传播速度。在室温下，声波在空气中的传播 速度约为340m/s。
(6).声阻抗
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：
Z=ρC
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5、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 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
一般地，声压是“有效声压”的简称。
物理法采油新技术2020
(2).频率
如果变量是时间，单位时间内的周期数称为周期量 的频率。
(3).声强
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
(4).声功率
声源的声功率指声源在单位时间内辐射的总能量， 单位为W。
物理法采油新技术2020
物理法采油新技术2020
稳态空化
物理法采油新技术2020
7、解堵原理
第二部分 超声波解堵
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。
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二、室内研究进展 解堵增渗 提高采收率 改变润湿性
严炽培等
物理法采油新技术2020
严炽培等
物理法采油新技术2020
严炽培等
物理法采油新技术2020
孙仁远等
物理法采油新技术2020
孙仁远等
物理法采油新技术2020
孙仁远等
物理法采油新技术2020
邵长金等
物理法采油新技术2020
邵长金等2020
1、系统组成
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2、主要技术指标
玉门
电源
380/50
功率/kW
30
工作频率/kHz 18～33
换能器直径/mm 55～90
换能器耐压/MPa 40
换能器耐温/
150
换能器长度/m 1.5
下井深度/m
2000
华北 380/50 30 18～31 73 35 160 1.5
物理法采油新技术2020
(2).华北油田
地层有产能，而因油层污染堵塞或结垢造成低
产的油井； 距水层或水线近不能进行压裂的油井； 因固井质量差易窜槽不能进行压裂、挤液的井； 压裂或酸化后长期注、采形成结垢或结蜡而造 成注、采量下降的井； 因进行过化学防砂导致产量下降的井； 分层处理难度大，其它措施无法一次性处理的 井； 套管变形通径大于90mm、套管外漏无法进行 常规措施的井； 多层合采，需要处理的井。
五、现场应用 六、存在问题
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一、基本原理
第三部分
电脉冲波解堵
在充满水或油水混合物的油 (水)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 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 堵增产增注的目的。
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1、电火花源
第三部分
电脉冲波解堵
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一、物理法采油技术
第一部分 引言
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。
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二、技术系列
1、声波解堵技术 2、电磁加热技 术 3、电法采油技术
第一部分 引言
(1).水力振荡解堵技术 (2).超声波解堵技术 (3).电脉冲波解堵技术 (4).人工振动增产技术 (5).高能气体压裂技术
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1、解堵增渗
❖严炽培等 ❖孙仁远等 ❖邵长金等
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严炽培等
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61～88%，停止超 声作用后，还有明显的滞后效果。
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2、设备简单； 3、成本低；
第一部分 引言
4、见效快； 5、可重复使用；
6、可复合。
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六、发展前景
第一部分 引言
1、有关的机理研究不够深
存
入，说不清楚的问题仍然很多；
在
2、现场试验存在盲目性；
的
问
3、试验效果时好时坏；
题
4、重视程度不够。
物理法采油新技术2020
第二部分 超声波解堵技术
1865年，维拉里（Villari）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）。
物理法采油新技术2020
6、超声效应
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 其它形式变化效应的总称
32.23 1.77 0.467 25.68
46.2 2.54 0.670 36.80
43.3 43.5 43.3 43.3
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四、存在的问题
(1).适应性 (2).处理参数
第二部分 超声波解堵
(3).解堵深度
(4).仪器性能
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第三部分 电脉冲波解堵
一、基本原理 二、发展历史 三、室内研究 四、技术优势
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超声波对采收率的影响
岩心号 长度 /cm
E01 7.967
渗透率 /10-3um2 108.34
孔隙度 /%
29.4
采收率提 高/%
10.77
E02 7.933 102.77 29.6
5.81
E03 7.606 106.01 28.8 11.39
物理法采油新技术2020
(3).空化效应
声波通过液体时，会使原有的或新生的 微气泡发生共振。在声波的稀疏阶段，小气 泡迅速地胀大；而在压缩阶段，小气泡又迅 速地被湮灭。在湮灭的瞬间，小气泡内部可 达几千度的高温，几千乃至几万个大气压。 在湮灭过程中所产生的加速度是重力加速度 的十万倍以上。这种现象在声学上称为“空 化现象”。
78.6 55-550 150300
83.3 87.1
4960.0
大庆 17 84.0
>32
吉林 7 71.4
280.0
物理法采油新技术2020
超声波处理前后地层参数的变化
第二部分 超声波解堵
参数
处理前
处理后 提高率/%
流动系数/(μm2.m/Pa.s) 流度/(μm2/Pa.s) 地层系数/(μm2.m) 渗透率/(10-3μm2)
➢ 起出采油设备
➢通
井
➢洗 ➢洗
井 ➢超声波处理 井
➢投 产
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5、现场试验效果
(1)、前苏联---1
物理法采油新技术2020
前苏联---2
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前苏联---3
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(2).美国
1969，美国俄克拉荷马一低产井
前：日产油2.18t，日产水4.77m3，增产 42.2%
(2).声波振动可降低原油对岩石表面的附着功， 减弱原油与岩石间的粘滞力，使原油更易于从 岩石表面剥离。
(3).声波振动能够提高水驱采收率，而且渗透 率越低，提高的幅度越大。
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三、现场应用
1、系统组成 2、主要技术指标 3、施工工艺 4、现场试验效果