超大功率超聲波增產(chǎn)技術(shù)在陜北某油田的應(yīng)用/胡鴻

羅凱 王甜 王勇 梁曉麗

摘 要：大功率超聲波油層處理技術(shù)如今已經(jīng)成為了國內(nèi)外石油行業(yè)所廣泛認(rèn)可的成熟技術(shù)，并且國家已經(jīng)出臺了相關(guān)文件明確了在油田開發(fā)領(lǐng)域之中推廣應(yīng)用超大功率超聲波油層處理技術(shù)。為了提高油田采收率，與陜北某油田合作展開了超大功率超聲波增產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)場試驗應(yīng)用?，F(xiàn)場試驗結(jié)果表明，不論是新井增產(chǎn)還是老井挖潛，超大功率超聲波增產(chǎn)技術(shù)能起到理想的增油效果，且具有作業(yè)成本低、施工簡單、有效時間持續(xù)較長、環(huán)保無污染等優(yōu)點，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：超大功率 超聲波 增產(chǎn) 現(xiàn)場應(yīng)用

中圖分類號：TE358 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（b）-0056-02

隨著3次采油技術(shù)的研究，超大功率超聲波增產(chǎn)技術(shù)以其低傷害、深穿透、作用強(qiáng)等特點，在低滲油田開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用，它不僅可以用來防蠟及防垢，同時也可以提高儲層的滲透率，實現(xiàn)油田增產(chǎn)。

1 超聲波增油機(jī)理

所謂超聲波增產(chǎn)技術(shù)，就是位于地面的超聲波功率源發(fā)出相應(yīng)的電功率振蕩信號（電脈沖波），經(jīng)專用電纜傳輸給井下?lián)Q能器，換能器將電功率振蕩信號（電脈沖波）轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動能—超聲波，超聲波波長短、頻率高，穿透力強(qiáng)，在固體和液體中衰減小，順著巖孔和裂縫，無孔不入，可以傳播幾百米遠(yuǎn)，能夠定向集束發(fā)射，同時也具有發(fā)射、折射、散射、衰減及吸收等波的共性。

超聲波處理油層，是將大功率電聲換能器下放到油層位置，在機(jī)械振動作用、空化作用、熱學(xué)作用、聲流作用等的共同作用下，使油層發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的變化，從而使油層某些性質(zhì)發(fā)生改變，從而提高油層的滲透性，增加采油速度，提高了原油采收率，而且也延長了油藏壽命。

2 現(xiàn)場試驗效果

2.1 裝置主要技術(shù)指標(biāo)

2.1.1 技術(shù)特點

該技術(shù)與其他3次采油法相比具有作業(yè)成本低、無污染、施工簡單的特點，與常規(guī)超聲波油層處理技術(shù)相比，在以下幾方面進(jìn)行了有效的技術(shù)改進(jìn)和提高。

（1）該超聲波發(fā)射機(jī)最大峰值功率為150 kW，輸出功率較常規(guī)超聲波電源提高15～40倍。

（2）通過特制的傳輸電纜以及井下匹配器的作用，大大提高了系統(tǒng)傳輸效率，其傳輸效率可達(dá)85%。

（3）特制的換能器發(fā)出的超聲波振動功率是常規(guī)換能器聲波振動功率的30倍以上。

2.1.2 主要設(shè)備、儀器

（1）處理油層系統(tǒng)組成。

超聲波處理油層系統(tǒng)由地面設(shè)備和井下儀器兩部分組成，主要設(shè)備、儀器包括地面的數(shù)控測井設(shè)備、超聲波功率源—超聲波發(fā)生機(jī)、專用電纜、井下的電聲換能器4部分。

（2）主要設(shè)備、儀器功能簡介。

①數(shù)控測井設(shè)備：測定油井射孔段位置及長度，確定作業(yè)目的層及換能器下井位置。

②超聲波發(fā)生機(jī)：位于地面的大功率連續(xù)可調(diào)超聲波功率源，發(fā)出15～40 kHz的超強(qiáng)電脈沖波，經(jīng)電纜傳輸給井下的換能設(shè)備。

③電纜絞車：是控制電纜的主要設(shè)備，收放電纜是它的主要作用。

④井口滑輪：為電纜、地面設(shè)備下井提供便利。

⑤專用電纜：為長度1 500 m，直徑18 mm的專用電纜，位于地面的功率源發(fā)出的電脈沖波由它傳輸給井下?lián)Q能設(shè)備。

⑥電聲換能器：整個超聲波增油工藝最重要的設(shè)備，它將經(jīng)電纜傳輸而來的電功率振蕩信號（電脈沖波）經(jīng)匹配器匹配后轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動能—超聲波，是整個超聲波增油作業(yè)的核心。

2.2 現(xiàn)場試驗效果

現(xiàn)就作業(yè)效果等作簡要分析如表1所示。

2.3 效果分析

以單井日增產(chǎn)達(dá)0.5方基數(shù)為有效，所施工作業(yè)的16井次中，增產(chǎn)達(dá)0.5方以上的有13井次，即有效率為81.2%（僅對已作業(yè)井而言），平均單井日增油1.44方，平均增油率為87%，平均有效期為70 d以上，累計增油917.26方，投入產(chǎn)出比為1∶3.96。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為就所作業(yè)的樣本井而言，新井增幅高于老井；地層壓力高，其增產(chǎn)有效期持續(xù)更長；有過高產(chǎn)井史的油井，增產(chǎn)效果更為明顯。超聲波增油的效果較為理想，增油效率、增油率都較高，有效時間持續(xù)較長，且環(huán)保無污染。

3 結(jié)語

（1）超大功率超聲波增油技術(shù)有明顯的增油效果，說明超聲波技術(shù)在油田增產(chǎn)方面具有一定的發(fā)展前景。

（2）現(xiàn)場試驗表明，與其他3次采油法相比，超大功率超聲波增產(chǎn)技術(shù)具有作業(yè)成本低、無污染、施工簡單的特點，具有廣闊的推廣前景，建議進(jìn)一步擴(kuò)大現(xiàn)場試驗的范圍，尋求更佳的施工工藝。

（3）對于超大功率超聲波增油技術(shù)，在其選井選層、超聲波頻段、施工強(qiáng)度及施工時間等方面有待深入研究。

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