超大功率超聲波增產技術在陜北某油田的應用/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如今已經成為了國內外石油行業所廣泛認可的成熟技術，并且國家已經出臺了相關文件明確了在油田開發領域之中推廣應用超大功率超聲波油層處理技術。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技術的現場試驗應用。現場試驗結果表明，不論是新井增產還是老井挖潛，超大功率超聲波增產技術能起到理想的增油效果，且具有作業成本低、施工簡單、有效時間持續較長、環保無污染等優點，值得推廣應用。

關鍵詞：超大功率 超聲波 增產 現場應用

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

隨著3次采油技術的研究，超大功率超聲波增產技術以其低傷害、深穿透、作用強等特點，在低滲油田開發中得到廣泛應用，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，實現油田增產。

1 超聲波增油機理

所謂超聲波增產技術，就是位于地面的超聲波功率源發出相應的電功率振蕩信號（電脈沖波），經專用電纜傳輸給井下換能器，換能器將電功率振蕩信號（電脈沖波）轉換成機械振動能—超聲波，超聲波波長短、頻率高，穿透力強，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，能夠定向集束發射，同時也具有發射、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，在機械振動作用、空化作用、熱學作用、聲流作用等的共同作用下，使油層發生一系列物理的、化學的變化，從而使油層某些性質發生改變，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 現場試驗效果

2.1 裝置主要技術指標

2.1.1 技術特點

該技術與其他3次采油法相比具有作業成本低、無污染、施工簡單的特點，與常規超聲波油層處理技術相比，在以下幾方面進行了有效的技術改進和提高。

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

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

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

2.1.2 主要設備、儀器

（1）處理油層系統組成。

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

（2）主要設備、儀器功能簡介。

①數控測井設備：測定油井射孔段位置及長度，確定作業目的層及換能器下井位置。

②超聲波發生機：位于地面的大功率連續可調超聲波功率源，發出15～40 kHz的超強電脈沖波，經電纜傳輸給井下的換能設備。

③電纜絞車：是控制電纜的主要設備，收放電纜是它的主要作用。

④井口滑輪：為電纜、地面設備下井提供便利。

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出的電脈沖波由它傳輸給井下換能設備。

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

2.2 現場試驗效果

現就作業效果等作簡要分析如表1所示。

2.3 效果分析

以單井日增產達0.5方基數為有效，所施工作業的16井次中，增產達0.5方以上的有13井次，即有效率為81.2%（僅對已作業井而言），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，投入產出比為1∶3.96。

根據以上數據分析，認為就所作業的樣本井而言，新井增幅高于老井；地層壓力高，其增產有效期持續更長；有過高產井史的油井，增產效果更為明顯。超聲波增油的效果較為理想，增油效率、增油率都較高，有效時間持續較長，且環保無污染。

3 結語

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

（2）現場試驗表明，與其他3次采油法相比，超大功率超聲波增產技術具有作業成本低、無污染、施工簡單的特點，具有廣闊的推廣前景，建議進一步擴大現場試驗的范圍，尋求更佳的施工工藝。

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

參考文獻

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