超声波采油技术在稠油油藏中的应用分析
超声波在石油中的应用
超声波在石油和天然气工业的应用1.用超声波方法对油井再生利用，提高粘稠石油的抽取量，使低产量油井的开采量增产10-15倍。
2. 超声波刺激法在油砂加工工序的应用，能够加剧分离的操作过程，主要是减少化学试剂的使用量（2-4倍）。
3.石油-水分离系统的超声波采矿法，可增强分离操作过程的强度，实质上减少化学试剂的使用量（2-3倍）。
4.超声波技术在天然气输送过程清除管道中的残留水合物，有助于化学试剂的用量减少到最低限度。
5.用超声波工艺提高石油及重油产品在其输送过程中的液态流动性，可增加2.0-3.0倍。
6.石油及石油制品的化学及结构变异的超声波脱硫法使石油及石油制品的化学及结构变异，以改变烃链的结构进行脱硫工序。
7.利用超声波技术工艺制备钻探砂浆。
超声波流量计石油炼制的应用比较于其他类型的流量计，外夹式超声波流量计有着不可比拟的优势，正愈来愈被人们所认知。
德国FLEXIM公司是世界上最早研究开发超声波流量计的公司之一，自成立以来一直专注于该领域的技术研究，并成为行业领导者。
■无需停工，无需断管，便捷的外夹式安装方式;■由于采用外夹式安装，对于介质的压力没有任何限制;■标准探头可以直接对温度200℃的介质进行在线测量;■独家拥有的Wave Injector专利技术，可以对温度高达450℃的介质进行在线测量;■对于介质的粘度没有限制;■测量精度高达0.5%在石油化工领域的典型应用包括：■常减压装置减压塔塔底循环油■重油催化装置再沸塔塔底循环油■重油裂化装置再沸塔塔底循环油■连续重整装置导热油系统■分子筛脱蜡装置导热油系统■加氢精制装置反应器底出生成油“增产”的石油：超声技术新应用超声波作为一种新兴技术用于传统工艺中往往会有惊奇的作用和非凡的表现。
近年来，在石油加工方面超声波的空化作用已逐渐成为研究的热点，空化时所形成的微小的气泡大大增加了两相间的接触面积，十分有利于相间反应的发生。
同时，空化时因微小气泡产生和破灭的十分迅速，会产生局部的高温和高压，这会使某些反应苛刻的反应条件温和化，甚至在常温常压下进行，大大减少了投资费用。
采油现场超声波技术的应用
采油现场超声波技术的应用摘要：针对在采油现场中超声波技术的应用进行了综述。
从超声波的作用机理进行了描述。
介绍了超声波在采油现场中对采油井的油层处理、注水井增注、污水处理、设备防垢除垢等应用情况。
超声波技术是一种高效环保技术，将其与当下工艺技术有效结合，以提高应用效果、降低生产成本是今后的研究方向。
关键词：超声波采油现场应用引言: 随着世界能源市场的迅速发展，石油价格不断攀升，掌握石油就掌握了世界经济的命脉。
要提高石油的产量就要不断的应用新工艺、新技术。
目前，超声波技术在油田生产中的应用逐渐引起人们的重视，并被广泛应用。
1.超声波作用机理超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。
当超声波在介质中传播时，由于超声波与两相或多相介质的相互作用，使介质发生物理化学变化，从而产生一系列的力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应，这些效应可归结为机械效应、空化效应、热效应和化学效应4种基本做用。
1.1机械效应：当超声波流体介质中形成驻波时，悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积，增大非均相的反应界面，促进强化分散相的扩散、传质过程。
1.2空化效应：超声波作用于液体时可产生大量小气泡。
一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。
另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。
液体在超声波的作用下，因空化作用形成的小气泡将随介质的振动而瞬间崩溃，在崩溃点处产生局部高温、高压，同时产生激波。
在空化作用下，介质的内摩擦形成电荷，在气泡内因放电而产生发光现象，同时也可以影响液体中的化学反应。
1.3热效应：超声波携带大量能量，在介质传播过程中，超声波中的能量被介质吸收，从而使介质温度升高，介质温度升高后可影响到分散相的属性，并且可以加速化学反应的进行。
超声波对稠油乳化的影响
２ Ａｃ ｏ ｎ ｓ Ｓ ｔｌ ｎ ｅ ｔ ｒｏ ｏ ｇ ｎ ｓ Ｆ ｅｄ，Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ０ ０ ０； ｃ ｕ ｔ ｅｔｍｅ ｔｃ ｎ ｅ ｆＣｈ ｎ ｑｉｇ Ｇａ ｉ ｌ ｏ ｇ ｉｇ４ ４ ０
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摘 要 ： 超声波会使稠油的组分发生变化， 对稠油有一定的降粘作用。超声波作用高含水 Ｗ／ Ｏ乳状液在没有乳化剂存在的条
件下 ， 能够形成 Ｏ ｗ 乳状液 ， ／ 这种方式形成 的乳状液与加乳化剂转相形成 的 Ｏ ｗ 乳 状液相 比， ／ 稳定性 比较差 ， 液滴 粒径分布范 围变 宽 ， 主要分布范 围变窄 ， 但 液滴分散情况较好 。流变性虽然遵循幂律 流体规律 ， 非牛顿性有所 减弱。从微观观 察来分析 ， 在本实验研 究范围内 ， 经超声波处理后的高含水 Ｗ／ Ｏ乳状液形成的 ｏ ｗ 乳状液并非严格 意义上 的乳状液 。 ／
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广 州化 工
２１ ００年 ３ 第 ６ ８卷 期
超 声 波 对 稠 油 乳 化 的峰 冉 国锋４张永刚 ， ， ， ， ，
超声波在石油加工方面的应用
超声波作为一种新兴技术用于传统工艺中往往会有惊奇的作用和非凡的表现。
近年来，在石油加工方面超声波的空化作用已逐渐成为研究的热点，空化时所形成的微小的气泡大大增加了两相间的接触面积，十分有利于相间反应的发生。
同时，空化时因微小气泡产生和破灭的十分迅速，会产生局部的高温和高压，这会使某些反应苛刻的反应条件温和化，甚至在常温常压下进行，大大减少了投资费用。
在石油加工行业有着十分广阔的前景。
目前在石油产业中用到的超声波技术包括：测定石油产品密度，强化原油破乳脱盐、降低稠油粘度、处理石油污水和超声波脱硫。
突破——SonocrackingTM最近，一项名为SonocrackingTM的超声波石油氧化脱硫技术正受到全球各大石油公司的关注。
美国SulphCoInc.开发的这种技术将石油燃料与非常少量的氧化剂、表面活性剂和水进行液体混合，形成一种水相-有机相的混合介质。
将这种介质连续注人到超声波室。
经超声波作用后从超声波室流出来的混合物便可很容易地分层，成为水相和有机相。
其中的有机相即为脱过硫的石油燃料。
该工艺主要通过反应器内超声波的空化作用，使油相与水相的剧烈混合，并可在几ns的超短时问内，使混合物料内的局部温度达到几千度并且局部压力超过1013.2MPa，这使得混合物料产生过氧化氢。
过氧化氢参与硫化物的氧化反应，将其变成硫酸盐、亚砜和极少量的砜。
溶剂再生后可循环使用。
亚砜和硫酸盐可生产硫磺或其他产品。
据这项技术的发明人RudolfGunnerman，也是SulphCoInc.的主席兼CEO解释：这种超声波技术可使一桶原油的产量提高35%，而且他相信，如果使用性能更先进的机器，甚至将能使石油产量增幅由35%提升至50%。
历程——RudolfGunnerman和SulphCoInc.今天，众多石油公司都想与SulphCoInc.合作，要求获得其SonocrackingTM 技术专利，发明者RudolfGunnerman几乎平起平坐地与一些石油公司的老板们谈判，但两年多前，当他向工程师们提及他的超声波故事时，换来的却是嘲笑。
超声波在油田上防垢除垢的使用
超声波在油田上防垢除垢的使用在石油开采中，提高中后期油井的产量及油田采收率，一直是采油工程中的重要课题之一。
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，提高原油的渗透率，可采用各种物理、化学的方法。
其中物理方法有声波技术、磁学技术、电磁场技术等。
超声波采油技术则是近几十年发展起来的三次采油技术之一，通过声波处理生产油井、注水井及近井油层，使油层中流体的物性及流态发生变化，改善井底近井油层的流通条件及渗透性，解除采油井、注水井的堵塞及油井防垢、除垢、防蜡，提高采液量、原油产量和注水量，降低原油的粘度，提高原油、水在多孔岩石中的渗透率。
超声波防垢器主要是利用超声波强声场处理流体，使流体中成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。
超声波的防垢机理主要表现在：一、“空化”效应超声波的辐射能对被处理液体介质直接产生大量的空穴和气泡，也就是把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴，当这些空穴和气泡破裂或互相挤压时，产生一定范围的强大的压力峰，这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体介质中，并使已生成的垢层破碎使其易于脱落。
根据理论和实践测算，用20KHz、50W/cm2的超声波对1cm3液体辐射时，其发生空化事件的气泡数为5104/s，局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。
二、“活化”效应超声波在液体介质中通过空化作用，可以使水分子裂解为H自由基和HO 自由基，甚至H+和OH-等。
而OH与成垢物质离子可形成诸如CaOH 、MgOH 等的配合物，从而增加水的溶解能力，使其溶垢能力相对提高。
也就是说，超声波能提高流动液体和成垢物质的活性，增大被水分子包裹着的成垢物质微晶核的释放，破坏垢类生成和在管壁沉积的条件，使成垢物质在液体中形成分散沉积体而不在管壁上形成硬垢。
三、“剪切”效应水分子裂解产生的活性H 自由基的寿命比较长，它进入管道后将产生还原作用，可以使生成的积垢剥落下来。
超声变频技术在石油勘探中的应用研究
超声变频技术在石油勘探中的应用研究石油是世界上最重要的能源之一，对于国家的工业和国防具有至关重要的意义。
因此，石油勘探一直是一个备受关注的领域。
传统的石油勘探方法往往受限于地质结构限制和测井技术的不完善，具有成本高、效率低、精度差等缺陷。
然而，近年来，超声变频技术逐渐在石油勘探领域得到广泛应用，成为提高勘探效率和精度的有效手段。
超声变频技术是利用超声波的频率变化来确定被测试物质的物理和化学性质的一种新兴技术。
该技术基于声波在介质中传播的特性，通过变化声波的频率、幅度、波形以及相位来实现物质的检测和分析。
超声变频技术的优势主要体现在以下几个方面：一、非接触探测超声变频技术不需要探针直接与被测试物质接触，可以通过远程控制来探测物质内部的情况，使得测试过程更加安全。
二、高精度和高灵敏度超声变频技术的主要成分是超声波，超声波在介质中的传播受到物质密度、弹性等因素的影响。
因此，通过观察超声波的频率、幅度、相位等参数变化，可以高精度的检测物质的物理和化学性质。
三、成本低廉超声变频技术使用的器材简单且成本低廉，可以实现非常精确的检测。
同时，该技术可以在无损伤和非破坏性的条件下进行测量，可以真实地保证被测试物质的原貌。
超声变频技术的在石油勘探领域的应用主要体现在以下几个方面:一、岩性分析超声变频技术可以在未被钻井的情况下分析地下的岩性信息，帮助勘探人员预判油气藏的类型和规模。
二、测井数据解释超声变频技术可以通过不同的波形和频率分析，提供更加精确的测井数据，对石油勘探过程中的孔隙、地应力、渗透率等信息进行解释和分析，以获取更加准确的地质结构信息。
三、油藏评价超声变频技术可以根据不同的声波参数检测地下的储层物质，来预判油藏物性、孔隙度、渗透率等指标，从而判断原油的质量和可采性。
四、油气勘探技术超声变频技术可以帮助勘探人员提高勘探效率和准确率，自动识别油气藏，并对油气藏的形态、细部信息等进行详细的分析和研究，帮助石油公司制定最佳的开发方案。
浅析超声稠油脱水技术在油田联合站中的应用
2017年09月浅析超声稠油脱水技术在油田联合站中的应用萧振强(辽河油田欢喜岭采油厂集输大队欢二联合站,辽宁盘锦124000)摘要:在油田开采过程中，对稠油及超稠油进行脱水处理存在着一定困难，也制约着日常产量。
针对这一问题，可通过采取在传统化学脱水的同时，加入超声波场以提升破乳比例。
本文在通过模拟实验确定制约因素及有效参数的基础上，通过实际现场应用分析超声稠油脱水技术能够带来的作用及效果，进而有效解决稠油超稠油脱水难题。
关键词：稠油;脱水技术;超声波受含蜡、区块等因素影响，稠油、超稠油在辽河油田开采原油中占有着很大比例，且属性均为重质，有着高粘度、高密度、高胶质含量的特点。
同时，由于措施有所区别，形成的原油成分和乳状结构相对复杂、液体相对稳定，进而导致脱水存在困难，加入的脱水药剂剂量不断加大，脱水越发困难。
目前常用的化学沉降脱水法已经无法适应原油外输的标准要求。
1实验药剂及装置根据欢喜岭采油厂原油开采及脱水实际，设计建造一套类似现场的模拟设备。
所用稠油为实地取样油样，药剂与当前所使用的药剂类型相同。
2超声脱水原理：超声波由许多疏密相间的纵向波组成，在运用中可通过介质向各个方向传播，进而起到机械振动以及热作用。
通过理论和实践可以看出：利用超声波进行脱水的强度应在空化阈以下。
所以，超声波脱水运用的是其振动作用及热作用。
具体原理为：(1)振动作用带动水粒子聚合。
在超声波通过存在水粒子的原油过程中，振动作用使水粒子与原油共同振动，因水粒子大小不同，振动速度相对不同，导致其互相撞击、聚合，进而使水粒子体积不断增大，最终沉淀分离。
(2)超声波的振动作用能够促使加入的药剂、稠油中的蜡、胶质等均匀散布，进而提升溶解度，能够更加利于水的沉淀分离。
(3)超声波的热作用可以有效降低稠油粘度。
一方面，边缘摩擦可使油水分界温度不断升高，利于界膜破裂。
另一方面，稠油所吸收的一部分热能，能够降低稠油粘度，利于油水的重力沉淀分离。
超声波技术在油田含油污泥处理中的应用研究
超声波技术在油田含油污泥处理中的应用研究摘要：在石油的开采和油品加工过程中产生的污泥不仅浪费石油资源，还会污染环境，对含油污泥的处理显得极为重要。
将超声波技术用在油田含油污泥处理中需要充分考虑各油田含油污泥的特点，利用超声的机械振动和声空化原理，将石油成分与固体物质、水相分离。
超声波技术用于含油污泥处理的研究还在进一步完善当中，随着技术的发展，超声波技术的应用前景更加美好。
关键词：含油污泥超声波技术辽河油田辽河油田每年产生含油污泥10-15万方，对含油污泥的处理已迫在眉睫。
国内外在该领域常用的处理技术包括：溶剂萃取、焚烧、热化学洗涤、生物固化、或几种方法综合联用等，这些方法存在一定程度局限性，因此油田污泥处理技术的相关研究对高效、节能、环保地处理油田污泥具有实践性的意义。
一、含油污泥主要特点目前辽河油田含油污泥的来源主要有落地油泥、清罐油泥、浮渣底泥等，每天产生污水污泥超过1.2×105m3，其中最主要是稠油污水污泥。
在2000年之前处理稠油污泥污水只有特油一号站，采用的工艺是气浮，现在即使采用减量处理，每年产生污泥量也非常巨大，无害处理工艺技术要求更加迫切。
依目前的情况看，油田含油污泥的含油量在8%-35%之间，污泥中的主要成分是水，其比高达30%-80%，泥土和其他成分含量只占10%-50%之间。
从含油污泥的化学成分看，包括老化的原油、沥青质、蜡质、胶体、盐类、细菌、气体等，还有在石油开采加工过程中添加的各种试剂，输油管道老化、腐蚀以后的污垢沉淀等成分。
辽河油田由于建成时间较早，管道老化腐蚀造成的污垢成分较多，由于成分的复杂性，对辽河油田含油污泥的无害处理难度较高。
辽河石油勘探局华油实业公司现有油泥处理厂年处理能力为5万吨，主要采用减量化综合处理工艺进行处理。
二、超声波技术处理含油污泥的原理含油污泥无害处理的方法之一就是采用超声波技术脱油，其原理是应用超声波的振动和声控化。
首先，超声波的机械振动，超声波使得在其中的液体物质高速高频振动，形成极强的湍流。
超声波采油技术的研究现状与发展趋势
超声波采油技术的研究现状与发展趋势油藏工程新进展论文班级：油工08-5学号：姓名：超声波采油技术的研究现状与发展趋势通过这门课程的学习，让我对油田开发新技术充满了兴趣，不同的开发技术有着不同的优缺点，以及其在特定油藏的适用性。
我通过查询资料，对物理法中的超声波采油技术比较感兴趣，通过网上和图上馆的资料整理总结如下：一．起源与历史超声波采油技术以其成本低，工艺简单，设备人员少，不损害地层，无环境污染，适用范围广等许多优点受到了石油界的广泛瞩目。
早在20世纪50年代，美国就开始了声波采油技术的研究，并且得到了成功和较快的发展。
60年代是声波采油技术的实验研究和现场试行阶段。
美国西佛吉尼亚大学进行了提高原油通过岩层的渗透率的声波方法试验。
试验表明，在声波的作用下，原油通过毛细管的速度显著增加.并且发现，毛细管越细，超辐射的作用就越大，这些实验的成功，为超声采油技术的发展奠定了理论基础。
在90年代，声波采油技术及采油声学已经形成一门新兴学科。
美和前苏在这一领域研究十分活跃，在较大范围内开展声波驱油，解堵，降粘等项目的机理研究和现场试验，均见到了较好的效果。
我们从事超声波采油的技术相对来说晚些，与国外有一定的差距，但仍取得了相当的进展。
1987年超声波技术研究所提出了用超声波处理油井以求增产原油的构想，并开始大功率超声波底层处理系统的研制，1989年该课题被列入国家火炬计划，90年代，在大庆，玉门，华北等油田合作支持下，完成了国家级火炬的计划项目，使得我们成为继美国，俄国后世界上第三个拥有超声波技术处理油井的国家。
之后其在与油田的密切合作情况下，不断完善处理技术，改进仪器系统，先后完成第一代10kw超声机，第二代的30kw超声机系统，使仪器系统的使用寿命和性能逐渐改进，处理油井的增产效果有了更大的提高。
二．系统的组成及工作原理新型超声波增油系统主要由磁定位系统，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组成。
致密油藏超声测井技术研究与应用
致密油藏超声测井技术研究与应用近年来，随着全球油气资源的逐渐枯竭，寻找新的能源储备成为了各国石油公司、科研单位等的共同任务。
在这项重大任务中，高效地开采产量更大的油气确实是一项非常重要的问题。
而致密油藏则成为了人们眼中的一个潜在的大宝藏。
但是，致密油藏的特殊性质使得它开采困难，这也促进了超声测井技术的研究和应用。
一、致密油藏的简介致密油藏是指沉积岩石孔隙度小于5%的油藏，在这种形态下，油气无法自由地从沉积岩石中流动，因此，致密油气储层通常会被封闭在沉淀物当中，且普遍情况下致密油藏常在沉淀岩层中包含大量的非均匀性空间结构。
致密油气藏对于常规的测井勘探手段负责很难取得有效的测量数据和实验结果。
因此，近年来致密油藏超声测井技术的研究和应用成为了一个重要的课题。
二、超声测井技术分析超声测井技术是指借助于高频声波在地层绕射、反射和散射的特性，来获取地层结构和孔隙结构信息的一种地球物理探测手段。
致密油气藏的开采难度在于孔隙度小，因此，超声测井技术的引入使得高品质的测量数据能够更加精确地被采集。
具体而言，超声测井技术依靠高频声波穿过致密油气层，并在遇到界面时发生反射，从而实现对于地层结构和性质的了解和评估。
在超声测井技术中，最为重要的一个参数就是通过声波传播速度来计算得出的储存岩层的压缩模量。
当沉积岩层中存在油气时，由于这些油气存在于小孔眼之间，因此压缩模量会得到一定程度上的降低。
这时，通过超声波的散射现象，我们可以感知到油气的存在，并且能够确定其压缩模量。
三、超声波测井技术的应用目前，超声波测井技术已经被广泛应用于致密油气藏的勘探和开采过程中。
常用的超声波测井技术有两种：一种是钻头波达测量方法，它依靠立体声波源来检测油气层的变化，并根据反射波得出有关岩石的孔隙性质、声波传播速度等的数据；另一种是井测技术，它采用单一发射源的波测量方法，测量得到岩石的弹性模量、垂直传播速度、层间接触压力和射线密度等参数，从而得出有关致密油气藏储层的信息。
超声波采油技术的原理及应用
［*］ 原油的粘度如图 ( 所示 "
苏联下瓦尔托夫油气联合局曾经进行了机械式超声 波的防垢试验， 将检泵周期由平均 *+ 天检泵一次延 长到 ),-—!.- 天检泵一次 " 向结垢的井中置入超声换能器， 利用它产生的 高强度超声波还可震掉和击碎较脆的盐垢物， 除去 井底设备泵内及管线内的垢物， 从而大幅度提高油 井的产量 "
［*］
超声波技术与其他方法的结合
超声波采油技术在油田生产现场虽然取得了比
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 " 将
［)+］ 超声波与电场相结合， 可使其作用效果更好 "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 外加电场的一部分用来抵 用 " 在介质中外加电场后， 消流动电动势， 剩余部分引起正向渗流 " 设外加电场 大小为 % ， 流体驱替压力梯度为 9 & 3 9 ’ ， 毛细管中 介电常数为# 的流体体积流率 ( 可表示为 ( ! )) % # )! # 9& ， 9’ （(）
超声波原油破乳脱水运用于塔河油田生产-化工论文-化学论文
超声波原油破乳脱水运用于塔河油田生产-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——0、前言塔河油田主力油藏为奥陶系碳酸盐岩型稠油藏，其中75% 的开发井需经酸压措施后才能投产，因此含酸稠油产量较大，仅2010 年含酸稠油处理量就达18.4104t。
由于酸化原油构成复杂，有水包油、油包水、多层包覆等情况，有极强的油水界面张力，原油中含有较高的胶质、沥青质以及固体颗粒，且措施作业后返排液中含有一定量残余助剂，致使含水原油形成比较稳定的稠化乳状液，常规的化学破乳、多级沉降等方法难以实现脱水达标。
由于塔河油田酸化稠油杂质多、乳化严重、处理困难、对联合站影响大，需采用简易流程集中单独处理。
但采用常规的破乳剂+ 加热+ 三级沉降脱水的脱水工艺难以满足酸化油处理要求，严重影响正常生产。
2012年，通过在原酸化油流程上增设超声波辅助脱水新工艺后，脱水效率大幅提升，效果理想。
1、超声波作用机理超声波是指振动频率大于20kHz 以上，其每秒振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20kHz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。
工业中常用的超声波频率为20 ~2 000 kHz。
其中，20~100 kHz 之间的超声波在工业中最为常用，又称为功率超声。
与普通声波相比，超声波具有方向性好、能量大、穿透能力强等特点，超声波技术在固体和液体中应用较广。
超声波原油破乳脱水主要是利用超声波的机械振动作用和热作用。
机械振动作用促使水粒子凝聚，当超声波作用于原油时，造成悬浮的水粒子与原油介质一起振动，由于大小不同的水粒子具有不同的相对振动速度，水粒子将相互碰撞、黏合，使其体积和重量增大，最后沉降分离；机械振动作用可使原油中的石蜡、胶质、沥青质等天然乳化剂分散均匀，增加其溶解度，降低油水界面膜的机械强度，有利于水相沉降分离。
热作用可降低油水界面膜强度和原油黏度，边界摩擦使油水分界处温度升高，有利于界面膜的破裂；原油吸收部分声能转化成热能，可降低原油的黏度，有利于水粒子的油水重力沉降分离。
2021年石油化工中超声波的运用分析
石油化工中超声波的运用分析当前超声波技术在石油 ___、催化剂制备等方面的应用研究是相对初步的，下面是搜集的一篇相关，欢迎阅读参考。
超声波在应用的过程中会产生一连串的力学、热学、电磁学与化学超声效应。
超声波的能够实现机械作用、空化作用、热效应以及化学效应。
当前超声波在各个领域中的应用都十分广泛，不论是工业、农业、食品 ___业，医药行业还是石油 ___领域，其已经受到了越来越多的 ___与瞩目。
(1)机械作用。
超声波在传播的过程中会导致介质质点的变化，出现压缩与伸张的情况，进而形成了压力的变化，这一情况就会导致机械效应[1].超声波在液体传播过程中，其质点位置与速度都不大，但是其与超声波振动频率的评成正比的质点加速度却很大，甚至在部分时候超过重力加速度的万余倍。
这会对介质产生巨大的机械作用，甚至可能会破坏介质。
(3)热学作用。
超声波在介质中传播的过程中，介质会吸收超声波，进而导致自身的维度升高。
当超声波频率越高的时候，介质吸热的情况越明显。
在液体介质与固体介质的分界处，会形成局部高温，甚至电离的情况[2].(4)化学作用。
超声波的化学作用是出现了自由基而形成的，在空化作用产生高温高压的情况下，液体分子将会出现 ___进而形成自由基。
自由基中含有未配对的电子，十分活跃，非常容易导致各种化学反应，进而变为稳定分子。
同时，超声波形成的高温与高压环境也会推动化学反应的进行。
2.1 阻垢方面在众多物理阻垢法中超声波所发出的能量相对较大，超声波能够防止污垢形成，其作用原理是超声波所产生的微射流能够强劲的冲刷锅炉表面的污垢，使之难以附着沉淀，并且可以干扰附着在表面上的污染物，对于部分的污垢还可以起到清洗的作用;超声波能够提升过饱和溶液的成核速率，可以使得容易中出现大量的小沉淀颗粒，基恩人消除溶液的过饱和度。
相关实验报道研究称，对水处理系统进行20kHz的超声波，结果表明在使用超声波进行阻垢的过程中能够起到明显的防止作用，在每间隔10min开启3min的时候，可以实现85%以上的阻垢率[3].2.2 浸取方面超声波与物质之间有着特有的相互作用的形式，其能够破坏固有的相界面的平衡，通过超声波场强化浸1取，提升传质的速率，提升动力学过程，进而最终刚打到提高过程收率的目的。
稠油小结[整理版]
![稠油小结[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/b76debdb0d22590102020740be1e650e52eacfd4.png)
我国有丰富的稠油资源，是继美国、加拿大和委内瑞拉之后的世界第四大稠油生产国。
重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。
目前在12个盆地发现了70多个稠油油田。
辽河油田辽河油区稠油油藏，油层埋藏深度变化较大：最浅小于600m，最深达1700m，一般在700～1300m之间。
按埋藏深度统计，超过1300m的深层稠油油藏，其储量占探明储量的42．92％，900--1300m的中深层油藏，储量占41．39％，600--900m的中浅层占15．69％。
由上述统计不难看出辽河84．3％储量油藏埋藏深度在900m以上。
塔河油田塔河油田累计探明油气地质储量7.8亿吨，塔河油田是我国发现的第一个超深超稠碳酸盐岩油藏,埋深 5 350～6 600m, 80%的储量为特超稠油,稠油产量占总产量57% 。
塔里木油田塔里木盆地可探明油气资源总量为160亿吨，其中石油80亿吨、天然气10万亿立方米。
在寒武系顶部4 573．5~4 577 m获得少量稠油，粘度2 698 mP·s。
河南油田已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。
胜利油田胜利油区探明稠油地质储量4.41×108t；已动用储量3.05×108t，未动用储量1.36×108t。
胜利油区未动用稠油储量主要以超稠油油藏及薄层稠油油藏为主，其中原油粘度超过100000mP·s的超稠油储量5159×104t，占未动用稠油储量的38％，是胜利油田主要的未动用资源之一。
吐哈油田深层稠油和三塘湖盆地浅层稠油探明储量9814×104t。
图1 我国稠油资源分布在原油生产过程中，靠地层压力或各种机械力量使原油沿油管向上流动。
5声波采油技术通过声波处理生产油井、注水井及近井地带，使地层中流体的物性及流态发生变化，改善井底近井地带的流通条件及渗透性。
（1）超声波采油超声波在井筒液体超声波在井筒液体中产生强烈的空化效应形成局部的瞬时高温高压区，使原油分子键断裂，降低原油粘度，从而提高原油的流动性。
超声波在石油化工中的应用与研究
道 研 究 称 ，对 水 处 理系 统 进 ｑ ２ ２ ０ ｋ Ｈ ｚ ￣ ９ 超 声 波 ，结 果 表 明 在使 用超声 波进 行 阻垢的 过程 中能 够起 到 明显 的防 止作 用 ，在每 间 隔
１ ０ ｍｉ ｎ 开启 ３ ｍｉ ｎ ｌ ｆ ｇ Ｅ ｔ ￣ ， 候 ，可 以实 现８ ５ ％以 Ｉ － ￣ ３ ， 阻垢 率 Ｊ 。
２ ＿ ２浸取 方面
度 却 很 大 ，甚 至 在 部 分 时候 超 过 重 力加 速度 的 万 余 倍 。这 会 对
介 质产 生 巨 大的 机械 作用 ，甚至 可能 会 破坏 介 质 。 （ ２）空化 作 用 。超 声波 的空 化作 用就 是指 存在 于 液体 中的微 气 泡在声 场 的影 响下发 出振 动 。当声 压达 到一 定 的树枝 的 时候 ，微 气泡将 会 在短 时间 内快 速膨 胀然后 爆 破 ，这种 振动 、膨 胀 以及爆 破的 一系 列过 程就 口 做 声空 化 。在微 气泡 瞬间爆 破 的时 候周 围极 小的 空间 会 出 现５ ０ ０ ０ Ｋ 以上 ｇ ｌ ５ ０ ＭＰ ａ 左 右 的高 压 ，在 持续 极 短 的时 间后 ，热 点会 被 冷 却 ，温 度变 化高 达 １ ０ ９ Ｋ ／ ｓ ，同时 周 围伴 随 着 强烈 的 冲 击波 ，以 及 时速 高 达４ ０ ０ ｋ ｍ／ ｈ 的 射流 。这给 液 体 进行 物 理 化学 反应 提供 了极 端 的物 理 环境 。在 声 空化 的过程 微气 泡爆 破 的过程 中还 会 出现 由于摩 擦 而出现 的 电荷 ，进 而爆 破的 时候 放 电发光 。 （ ３） 热 学 作 用 。超声 波在 介 质 中传播 的 过程 中 ，介质 会 吸收 超 声波 ，进 而导 致 自身 的维 度升 高 。当超 声波 频率 越高 的 时候 ，介
超声波在稠油输送中的应用
超声波在稠油输送中的应用王阳恩程衍富凌向虎摘要分析了油田输送稠油的现状，提出了稠油输送中应用超声波的可行性，详细介绍了超声波在降粘方面的超声波空化作用和超声波乳化作用，分析了其作用机理。
通过试验验证了超声波的降粘效果，并介绍了超声波设备及费用。
主题词稠油输送超声波降粘机理分析一、稠油输送现状我国大部分油区均发现了稠油油藏，且储量相当丰富，稠油的特点是高密度、高粘度、高胶质，在常温下，该油品流动性相当差。
因而稠油的地面输送成为一个难点，特别是从井口流入到计量站这一段距离。
目前，稠油的输送主要有掺稀原油降粘输送〔1〕和掺热水输送〔2〕两种方法。
掺稀原油降粘输送存在两个问题：其一是随着稠油产量的增大，油田的稀油已经满足不了需要；其二是稀油掺入稠油后，使各自的物性改变。
掺热水输送一次性投资大，生产成本高，管理工作量大。
此外，稠油输送的方法还有添加降凝剂、添加减阻剂、污水回掺、催化裂化、电磁感应等方法〔2，3，4〕。
但这些方法也都存在一定的难点及缺陷。
二、超声波输送稠油的机理高强度超声波作用于稠油时，可使稠油的粘度降低，超声波降粘的机理比较复杂，主要有两种作用。
1、超声波空化作用空化是液体的一种物理作用，在液体中由于超声波的作用，液体的某一区域会形成局部的暂时负压区，于是在液体中产生空穴或气泡。
这些充有蒸气或空气的气泡处于非稳定状态。
当突然闭合时，会产生激波，因而在局部微小的区域产生很大的压强(几千至几万个大气压)和很高的温度(几千度)。
在高温、高压以及空化时产生的冲击波作用下，可破坏原油分子中C-C键，使原油分子降解，导致原油组分发生变化，降低原油粘度〔5〕。
与液体粘度使液体产生空化的最低声强或声压幅值称为空化阈。
空化阈PC的关系为〔6〕：＝0.8（logη＋5）（1）PC式中η——粘度。
各油田的稠油粘度变化较大，从几十到几万mPa.s不等，如取稠油粘度为10 Pa.s，则发生超声空化的声压为0.486 MPa。
探讨超声波在石油产品检测中的应用及研究进展
探讨超声波在石油产品检测中的应用及研究进展发布时间：2021-04-14T07:16:03.421Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：周志鹏陈丽丹[导读] 油品产品的物理性能指标主要包括密度、粘度与低温性能，这不仅会直接影响到石油半成品、成品的质量与检测，同时也会对生产过程中的剂量管理水平产生一定的影响。
淄博市产品质量检验研究院山东省淄博市 255000摘要：在科学技术与石油行业迅猛发展的新时期，超声波检测技术在石油产品的检测中得到了广泛的应用。
在这一背景下，要想进一步提高石油产品的质量，减轻环境污染，有效预防石油安全事故的发生，就要在石油产品的检测工作中充分发挥与应用超声波技术，并且要全面认识石油自身的特质与相关设备特点，以此来确保石油石化行业的健康发展。
基于此，本文章主要针对超声波在石油产品检测中的应用及研究进展展开了深入的分析与探究。
关键词：超声波；石油产品；检测；应用；研究进展油品产品的物理性能指标主要包括密度、粘度与低温性能，这不仅会直接影响到石油半成品、成品的质量与检测，同时也会对生产过程中的剂量管理水平产生一定的影响。
其中，石油产品的低温性能可以满足飞机、车辆以及各种工程装备在多种温度环境下的稳定运行。
为此，在国内外石油产品贸易日渐加强的背景下，应用超声波检测技术加强对石油产品密度、粘度与低温性能的检测是十分有必要的，同时也能够进一步推动我国科学研究的可持续发展。
1超声波检测石油产品密度1.1声速法声速法又被称为时差法。
在超声波检测工业中，声速是应用最为广泛的物理量，与待测检测的多种特性均有着十分紧密的联系。
其中，关系较为简单的已经总结出检验公式[1]。
例如，在介质中，超声波的传播速度与介质的密度联系十分密切，具体表现为超声波在油品中的传播速度会随着油品密度的变化而变化。
在这种情况下，要想检测油料的密度，就可以对油料进行温度、压力及相关变量补偿后，通过测量超声波在油料中的传播速度来获取油料的实际密度。
超声波在石油开采领域中的应用研究
超声波在石油开采领域中的应用研究超声波在石油开采中的应用研究石油是世界经济的重要能源之一，其开采是非常重要的。
在石油开采过程中，存在着许多难题，例如地质条件复杂、产出量低、采油难度大等等。
超声波技术是解决这些难题的一种有效手段。
在石油勘探中，地下储层的物性特征是勘探的重要因素之一。
超声波作为一种高频振动波，它可以被用来评估储层的物理性质和直接探测储层的厚度、深度等参数。
通过测量超声波的回波信号，可以确定地下储层的各项物理特征，如密度、弹性模量、泊松比、压缩模量等等。
因此，在石油勘探过程中，超声波技术广泛应用于地质勘探和储层评价。
在石油开采过程中，超声波技术也被广泛应用。
在油田开发中，油井钻探和生产注水都需要超声波技术。
超声波可以被用来监测下井工具的位置和方向，可以实时监测打孔过程，以避免发生失控事故。
在注水过程中，超声波可以探测到地下油层的孔隙和裂缝状况，从而确定注水的位置和流量，提高注水的效率和产量。
同时，超声波技术也可以用于裂缝监测和堵漏。
在油井的生产过程中，裂缝和微小的漏洞会严重影响油田的产量和水平井的稳定性。
超声波可以通过测量回波信号的传播时间和强度，确定裂缝和漏洞的位置和大小，提前预警并及时堵漏。
超声波技术的应用还不仅仅局限于上述范围，它还可以用于防污染和环境监测。
在石油工业中，环境污染是一个被广泛关注的话题。
超声波可以被用来监测废水、废气和污染土壤等环境污染物的存在和浓度，为环境保护提供重要信息。
总的来说，超声波技术在石油开采领域中的应用非常广泛。
其具有高分辨率、高精度、快速便捷等特点，对石油开采的提高效率和降低成本起到了积极作用。
随着超声波技术的不断创新和发展，相信其在石油开采领域中的作用将更加凸显。
超声波开采石油技术
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，影响中后期油井的产量及油田采收率。
通过声波处理生产油井、注水井及近井油层，使油层中流体的物性及流态发生变化，改善井底近井油层的流通条件及渗透性，解除堵塞、防垢除垢、防蜡，提高采油量，降低原油的粘度。
超声波采油的原理是：当大功率的超声波进入油层中时，油层中的毛细管直径就会随着超声波的作用发生时大时小的变化。
当毛细管直径发生变化时，其表面张力、毛细管力也随之变化。
当毛细管半径变大时，表面张力以半径的平方倍缩小，毛细管力以半径的立方倍缩小，这就使原来毛细管力和重力的平衡关系被打破，束缚在毛细管中的残余油，由于力的平衡关系被打破，就会在重力与超声波的振动作用下流入井中。
此外，在大功率超声波的作用下，油层还会裂开，形成裂缝，提高原油的渗透率。
超声波采油的适用范围主要有：(1)钻井时，泥浆浸泡时间较长，对油井造成严重污染的油井；(2)油层堵塞严重，且对水、酸敏感的油井；(3)距油水边界较近，不能采用压裂增产措施的油井；(4)油层物性好，油层厚度大，但出油能力差的油井；(5)稠油井、结蜡井；(6)因盐垢、垢堵或者由于机械杂质污染而渗透率急剧下降的油井。
20世纪60年代，美国科学家首先进行了超声波油井增产的研究，并且在俄克拉荷马州华盛顿县的油井中进行了超声采油的矿场试验，试验取得了一定的成效。
随后，原苏联在超声波采油技术的研究和应用方面进行了大量的工作，并一直处于世界领先地位。
我国科技工作者研制出了可用于油田井下的大功率超声波采油机，并在玉门、大庆等油田现场进行了超声技术采油技术的试验，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，取得了比较理想的效果。
利用超声波处理油井和油层，可以提高原油产量40%～50%，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。
超声波采油设备多为车载式，作业比较灵活方便。
超声波技术在原油流变学研究中的应用
超声波技术在原油流变学研究中的应用在原油勘探过程中，流变学参数是非常重要的研究对象，因为它们直接影响着管道输送能力和油田生产效率。
而超声波技术则是一种非常有效的检测手段，其具有非侵入性、高精度、高灵敏度等优点。
在原油流变学研究中，超声波技术被广泛应用，本文将探讨超声波技术在原油流变学研究中的应用。
一、背景在石油行业中，原油是最为重要的资源之一，而其流动特性同样需要被研究和分析。
在这个过程中，流变学参数起到非常重要的作用，如粘度、黏度、流量、密度、弹性等。
通过研究这些参数，可以了解原油在输送管道中的流动状态以及油藏中的分布情况，从而为石油开采和生产提供科学的依据。
然而，传统的流变学检测方法存在一些缺陷，如需要采集样品、检测周期长、存在较大的误差等。
二、超声波技术在原油流变学研究中的应用超声波技术是一种非侵入性的检测手段，通过探头发送超声波信号，接收反射信号后进行分析和处理，可以得出被检测物体的物理特性。
在原油流变学研究中，超声波技术可以通过不同的探头结构对不同的流变学参数进行检测。
1、粘度的检测粘度是最基本的流变学参数，其大小可以反映原油的黏稠程度以及流通阻力。
传统的粘度检测方法往往需要采集样品，并使用粘度计等设备进行检测。
而利用超声波技术进行粘度检测则具有非常大的优势，不需要取样，实时在线检测，不会污染样品。
同时采用超声波技术检测油品的粘度时，精度比传统的粘度计更高，误差更小。
2、黏度的检测黏度是与粘度相似的流变学参数，但其计算方法更加复杂，一般需要利用线性回归方程来计算。
利用超声波技术进行黏度检测时，一般采用导波探头或直接触探探头，通过对超声波传播特性的分析，可以得出黏度值。
这种方法不仅精度高，而且实时在线监测，符合工业化生产需要。
3、流量的检测流量是非常重要的流变学参数，它直接影响着管道输送效率和油田开发效益。
传统的流量检测方法一般使用流量计等设备进行检测，但这种方法相对比较复杂，并且需要维护设备，使用成本也比较高。
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第47卷第8期2019年4月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.8Apr.2019超声波采油技术在稠油油藏中的应用分析*张军辉1,2,吴晓燕1,2,王成胜1,2,季 闻1,2,孔丽萍1,2,张润芳1,2,翁大丽1,2(1中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300452;2海洋石油高效开发国家重点实验室,北京 100027)摘 要:我国海上稠油资源储量巨大,常规开采技术难度大㊁成本高,超声波采油作为一种新型的三次采油物理方法,由于具有见效快㊁成本低㊁不会对油层产生污染等优点,近年来受到越来越多的重视㊂阐述了超声波技术在稠油开采中的油井增产㊁清防蜡㊁防垢除垢㊁稠油降黏等方面的作用原理和作用效果,并总结了超声波稠油开采技术的优缺点和技术适应性,对海上稠油油藏超声波开采技术的可行性进行了分析,为海上稠油高效开发新技术㊁新工艺的研究提供新思路㊂关键词:稠油油藏;超声波采油;稠油降黏;增产机理;适应性 中图分类号:TE357.46 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)08-0027-03*基金项目: 十三五”国家科技重大专项 海上稠油高效开发新技术(三期)”(项目编号:2016ZX05025)㊂第一作者:张军辉,男(1985-),工程师,工学学士,主要从事油田提高采收率研究与应用工作㊂Application Analysis of Ultrasonic Waves Production Technologyin Heavy Oil Reservoir *ZHANG Jun -hui 1,2,WU Xiao -yan 1,2,WANG Cheng -sheng 1,2,JI Wen 1,2,KONG Li -ping 1,2,ZHANG Run -fang 1,2,WENG Da -li 1,2(1CNOOC EnerTech-Drilling &Production Co,Tianjin 300452;2State Key Laboratory of Offshore Oilfield Exploitation,Beijing 100027,China)Abstract :China has a huge reserve of heavy oil,and conventional production methods are difficult in high cost and techniques.Ultrasonic waves production is a new physical oil production technique,containing the advantages of low cost,remarkable effects,no formation pollution,and is getting more and more attention.The mechanism and effect of ultrasonic waves production technique was described,especially in production well stimulation mechanism,ultrasonic scaling,ultrasonic viscosity decreasing and paraffin inhibiting,and so on.The advantages and disadvantages and applicability of ultrasonic waves production were also discussed.The feasibility of ultrasonic waves production in heavy oil reservoir in offshore oilfield was analyzed,in order to provide new technology for high-efficient development of heavy oil in offshore oilfield. Key words :heavy oil reservoir;ultrasonic waves production;heavy oil viscosity reduction;stimulation mechanism;applicability稠油是指脱气油黏度大于100mPa㊃s 的原油,或者油层条件下大于50mPa㊃s 的原油(不脱气)㊂我国的稠油储量丰富,在新疆油田㊁胜利油田㊁辽河油田和渤海油田等都有分布[1-2]㊂有统计表明,全世界石油总产量的十分之一都是稠油,我国稠油的年产量约1300万吨左右[3]㊂稠油的突出特点是含胶质㊁沥青质高,通常表现为黏度高㊁密度大,流动阻力大,难以用常规方法开采,如天然能量㊁人工注水等㊂近年来国内外发展了一种新的物理采油方法-超声波采油技术,其设备简单㊁作业成本低㊁对储层无伤害㊁增产效果好,受到了更多石油业内的关注㊂1 超声波采油的主要机理超声波采油技术是通过大功率超声波设备处理油层,使地层发生一系列物理化学变化,从而达到增加原油产量㊁提高采收率的目的㊂超声波增油机理主要包括以下几个方面[4]:1.1 机械振动作用(Mechanical vibration )(1)超声波将机械振动传递至油层孔喉当中,使毛细管直径发生规律变化,油水界面张力发生改变,残余油摆脱束缚,流出到地层孔道中[5]㊂(2)超声波的传播速度随介质的变化而变化,在石油中速度约为1500m/s,岩石中速度约为3800m/s㊂超声波在不同介质中传播的速度不同,这种差异使介质的振动速度不同,剪切应力在界面上随之形成,导致原油与岩石间的附着力减弱,把原油从岩石表面剥离下来㊂(3)超声波对油层发生作用,使岩石受到的应力规律变化,在应力敏感位置产生裂缝,增大储层有效渗透率㊂(4)另外,稠油分子之间由于超声波的作用产生激烈的机械振动,导致分子之间摩擦力增强,28 广 州 化 工2019年4月破坏了稠油中胶质沥青质的分子间作用力,起到有效降黏的作用㊂1.2 空化作用(Cavitation )超声波作用于液体时可产生大量微气泡,这些微气泡在超声波作用下发生振动,当声波压强超过一定范围值后,微气泡会快速膨胀,然后瞬间缩小闭合,在微气泡瞬间缩小闭合的过程中产生冲击波,这一些列的动力学过程称为空化作用㊂微气泡的膨胀和闭合破裂,会使液体内部的微粒之间发生强烈的撞击作用,从而产生上万个大气压的瞬时压强和上千度的瞬时高温,造成剧烈的撞击㊁冲刷和搅拌作用,将原油从岩石表面冲刷下来㊂同时空化效应的剧烈搅拌作用能够使油和水发生乳化,起到降黏的作用,并且在小空间的孔隙内,空化激波的产生能扩大岩石的孔隙半径,增强微裂隙作用㊂图1 超声波空化原理示意图Fig.1 Schematic diagram of ultrasonic cavitation principle1.3 热效应(Heating effects )(1)超声波空化作用过程会有大量的热量产生㊂(2)超声波本身的声能被地层流体吸收转化为热能㊂(3)超声波作用后,地层中流体加速流动,流体与孔喉内表面发生机械摩擦产生热量㊂超声波的热效应使原油温度升高,黏度降低㊂超声波强度越大,空化作用越强,热效应越显著㊂用频率为23kHz㊁功率为300W 的超声波实验设备对60mL 胜利油田某稠油作用,在隔热条件下测得了其温度随作用时间的变化曲线,结果表明,超声波的热作用十分明显,仅5min 就将油温从22℃提高到32℃,15min 时将原油温度从22℃提高到50℃㊂图2 超声波对胜利油田某稠油的升温作用Fig.2 Heating effect of ultrasonic wave on a heavy oilin Shengli oilfield2 超声波在稠油开采中的应用2.1 超声波油井增产油井周围地层在开发生产过程中会受到微粒运移㊁细菌堵塞㊁五敏损害㊁外来固相侵入等损害[6],使储层的有效渗透率降低㊂通过大功率超声波作用油层后,可使地层堵塞物疏松脱落,扩大流体渗流通道,增加地层的有效渗透率㊂利用大功率超声波作用油层,其作业成功率可达80%,提高原油采收率10%以上,增产有效期超过6个月㊂美国俄克拉荷马州的塔尔萨大学研制了一种油井井口超声波发射装置,并于1969年在俄克拉荷马州进行了矿场试验㊂据报道[7]:超声波作业后油井产量增加,增产有效期长达一年㊂该油井油层为砂岩油藏,厚3.35米,油藏埋深425m,平均渗透率80mD,平均孔隙度19%,经井口向井下发射超声波处理后,油井的产水量由4.8m 3每天降为1.3m 3㊂20世纪90年代,中国科学院成都传感器研究所成功研制出了可用于油田井下的大功率超声波采油设备,并在国内大庆㊁辽河等油田等现场应用,均取得了非常好的效果㊂2.2 超声波稠油降黏超声波对原油降黏的机理主要有两种:一是超声波降解作用㊂原油在强声场作用下产生空化现象,产生大量的微气泡,随着微气泡的快速膨胀和缩小破裂,液体微粒之间发生猛烈的摩擦撞击作用,从而产生上万个大气压的压强和上千度的瞬时高温,原油中的分子键断裂,即发生裂解反应,根本上改变原油的组成,从而降低原油的黏度㊂二是超声乳化作用㊂超声乳化是由于超声波的空化作用,使稠油中油水发生乳化,形成水包油型乳状液,使原油黏度大幅度降低㊂Sokolov 等[8]实验发现经30~60min 超声波处理后,石油黏度可降低20%~30%;闫向宏等[9]利用超声波处理稠油,超声波作用2min 后其黏度降低24%;路斌等[10]进行超声波防蜡降黏实验,研究表明,选择的胜利油田某油样经过处理后黏度降低了78.8%㊂武继辉等[11]针对胜利油田滨南油样进行研究,发现经过超声波处理后原油降黏幅度达50%以上,原油黏度在30h 内保持稳定,证实了原油经过超声波降黏处理后,其粘度具有明显的不可逆转性㊂2.3 超声波防蜡防垢在开采过程中,随着温度㊁压力的下降,原油中石蜡在油井的不同位置析出,缩小油管半径,增加原油的流动阻力,影响油井产量甚至堵死油井㊂超声波防蜡机理:超声波的空化作用能使原油中沥青质分子断裂,原油黏度降低,长链石蜡烃分子断裂㊁蜡的熔点降低,空化作用可使石蜡在析出聚集成固体之前就被快速分散,形成的石蜡颗粒稳定悬浮在产出液流体中,不会聚并结晶,同时剧烈的搅拌作用,也有利于流动的原油把蜡晶带走㊂在原油的开采过程中,如果地层水中的矿化度较高,容易导致生产管线和采油泵结垢,严重缩短检泵周期,影响设备的使用寿命㊂超声波由于在不同介质中的传播速度不同,这种差异导致介质表面形成剪切应力,从而使垢分子与管壁间结合力降低;另一方面,由于超声波的空化作用形成高温㊁高压的环境,加速钙镁等离子的析出,并将析出的颗粒杂质击碎成微小颗粒,稳定分散在流体介质中㊂研究表明,超声波作用可以起到防垢除垢的作用㊂3 超声波采油的选井原则地面大功率超声波发生器产生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地层的压电陶瓷超声波换能器上,经电声转换器转换成超声波,射入含油地层中(见图3),超声波处理油层选井时一般要考虑以下几个方面:(1)有严重污染的层位㊂即因结垢㊁结蜡造成堵塞,或者第47卷第8期张军辉,等:超声波采油技术在稠油油藏中的应用分析29酸化㊁压裂等造成污染㊂(2)生产过程中发生堵塞的层位㊂在注水井中,一般处理没有吸水能力或吸水能力下降的层位㊂在采油井中,一般处理中㊁高孔渗地层㊂这些地层初期有一定的产能,但随着开采时间的延长,产量下降较快,对这些井进行处理,效果较好㊂图3 超声波采油示意图Fig.3 Schematic diagram of the principle of ultrasonicoil production(3)距油水界面较近,不能实施压裂增产措施的井,或其他不适用常规水力压裂的地层㊂(4)对酸㊁水比较敏感的层位㊂4 超声波在海上稠油开采中的应用分析对于海上油田稠油开采,由于海底地质环境复杂,工作人员无法在海床上进行操作,多以在海平面以上的平台上操作为主,而超声波能量大,穿透能力强,可以适应海床以下岩石层复杂多变的情况,能量传播到更广阔的底层,发挥出更好的效果,同时也减少了操作难度㊂超声波对于海上石油开采,本身就有优势[12]㊂(1)能量大㊂超声波在介质中传播,当振幅相同时,振动频率越高能量越大,超声波的频率高,因此其能量要比普通声波大得多㊂(2)穿透能力强㊂超声波在气体中衰减快,但在固体和液体中衰减慢㊂(3)方向性好㊂由于超声波的波长比同样介质中的声波波长短得多,且频率高,因此其衍射现象不明显,传播方向好㊂超声波采油作为一种较为新型的油田增产方式,在陆上油田有了应用,虽从理论上来说,将超声波应用到海上石油开采是可行的,但海上工作环境比陆上工作环境更为复杂,还需要开展大量的研究工作㊂①超声波工艺设备的撬装小型化㊂陆上油田用的超声波装置多安装在工程车上,作业方便,但是海上作业由于平台空间有限,超声波工程车开不上去,必须实现超声设备的集成化㊁撬装化,以减少平台占用空间;研发永置式井下超声换能器,避免反复打捞降低作业成本等㊂②超声波与其它工艺相结合㊂超声波采油技术由于其作用半径有限,单独作用效果有限,因此,应将超声波与其它增产措施相结合才能发挥更大的作用,如超声波辅助酸化解堵㊁超声波辅助化学降黏㊁超声波辅助蒸汽吞吐等,同时也降低化学药剂的用量,降低作业成本㊂③大海上气象条件多变,海平面易受气候影响,最终会影响超声波定位的精准度㊂5 结 语超声波采油技术与其他三次采油技术相比,具有设备造价低廉㊁工艺简单㊁一次性作业费用较低及增产效果明显等优点,不存在油层污染间题,非常符合海上油田高投入㊁高风险的特点以及当今绿色㊁环保的新要求,具有广阔的应用前景,但仍根据海上油田条件针对性开展工艺技术优化和设备改进等工作㊂参考文献[1] 张方礼,刘其成,刘宝良,等.稠油开发实验技术及应用[M].北京:石油工业出版社,2007:1-3.[2] 王鸿膺,李玉星,陆新东.超稠油降黏输送试验研究[J].油气田地面工程,2004,23(9):20-21.[3] 常广涛.超声波采油在稠油油藏中的应用[J].石油化工与应用,2015,34(9):43-47.[4] 顾春元,虞建业,任永林,等.超声波采油技术研究与应用[J].钻采工艺,2003,26(6):59-61.[5] 黄序韬,梁淑寰.声波采油的机理与特点研究[J].石油学报,1993,14(4):110-116.[6] 邓尉芳,黄秀明.超声波采油技术的应用[J].国外油田工程,1990,6(1):20.[7] 黄序韬.超声波采油应用的国外研究现况[J].应用声学,1984,4(4):7-10.[8] 郑茂俊,严炽培,马荔.超声波降黏㊁防蜡的机理分析[J].油气田地面工程,1996,15(4):28-29.[9] 闫向宏,严炽培.声波降低稠油黏度的实验研究[J].声学与电子工程,1995,15(3):20-24.[10]路斌.流体动力式发声器在采油工业中的应用研究[J].物理学和高新技术,2004,33(4):278-281.[11]武继辉,秦国鲲,张龙堂.超声波对原油黏度影响研究[J].胜利油田职工大学学报,2006,20(4):40.[12]赵刚,王娴,宋广兴,等.浅谈超声波应用在海上采油技术的构想//第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C].2011: 1822-1824.。