低频电脉冲振动波技术的作用机理分析

低频电脉冲振动波技术的作用机理分析

1.对地层岩石的作用

从波动力学和岩石力学的观点来看，低频脉冲振动波在地层中衰减小，传播距离可达到远井地带200m以上，并且能保持一定的强度，从而给地层及孔隙介质内的油水以较强的冲击振动力，使波及到的地层岩石及流体以极大的加速度作激烈振动。油层岩石由于长期受到地质力的作用，存在断层、裂缝、层理等因素，这时在强大的低频脉冲波的作用下使得非均匀的岩石产生相对撕裂的剪切应力，当这种剪切应力超过岩石的抗疲劳强度时，就会出现宏观裂缝、微裂缝网及微观裂缝。这些裂缝可以从试验前后岩心的CT扫描图像对比中清晰地看到，它与压裂对地层产生的影响类似，从而起到疏导和增加地层孔隙的作用，提高了地层的渗透率，达到一系列的解堵、增渗、强化采油及增注的目的。

2.对岩石、油、气、水界面的剪切作用

低频脉冲波可改变油层孔隙介质中固一流，油－水界面状态及毛细管力的束缚作用，改善孔隙介质中油水的分布和运移，促进剩余油聚集、渗流。油层砂岩为复杂介质，由岩石颗粒、充填粘土矿物、饱和的油气水等复杂成份组成，各组份的物理特性迥然不同，低频脉冲波振动时由于其声阻抗不同，它们产生的振动速度及加速度各有差异，从而在固－固（粘土－胶结物），固－液，油－气－水的界面上产生剪切力，声阻抗差异越大，接触面上剪切应力就越大，结果就出现如下效应：（1）岩石颗粒表面粘土胶结物被振动脱落，从而解除孔道堵塞，扩大孔隙半径，改善孔隙连通性；（2）改变固－液界面状态，克服岩石颗粒表面对原油的吸附亲合力，使油膜从岩石颗粒表面脱落；（3）改善孔隙介质中油、气、水界面的状态，克服毛细管力的束缚滞流效应，降低油水界面张力，并使以油珠、油柱状分布的剩余油重新分布、聚集，便于排驱。

3.对流体的作用

低频脉冲波在流体中传播时会产生空化作用，脉冲波在液体中传播时，由于功率大，频率相对较高，所以引起液体的密度疏密变化快，差别大。这种变化使液体时而受压，时而受拉。但是液体本身能耐得住压缩，而承受拉力的能力很差。因此在液体支持不住这种力时，就会断裂，产生一些几近真空的子空穴，在子空穴形成过程中产生正负电荷。紧接着液体受到压缩，这时空穴被压缩直至崩溃，在崩溃过程中，空穴内会产生几千度的局部高温，以及随着子空穴的消失而出现的放电现象。原油在这种脉冲波的作用下产生空化作用。这种空化作用的强度与脉冲波的频率成正比。原油的分子结构在空化作用和剪切应力的作用下遭到破坏，从而降低了原油的粘度。试验结果表明脉冲波作用后，原油的粘度降低6％左右。

4.控水增油作用

低频脉冲在放电过程中能产生交变电磁场。油水的电性差异较大，在油水渗流情况下，当原油和含有电解质的水受到电场激励时，阳离子就向阴极移动，同时也把水分子带走，根据电位梯度和压力梯度所产生的电流和流体流动方向不同，从而可以降低水的渗透能力，从客观上达到控水增油的目的。