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俄羅斯科學院研究原油超聲波降粘技術
重質原油、天然瀝青由于粘度高、流動性差,影響了開采的成本和效益,給開采和管輸帶來了諸多不便。目前普遍使用的降粘方法有:加熱法、氣體法、化學法、物理法等,這些方法不但成本高昂,耗能量大,降粘效果也不太明顯。
俄羅斯科學院研究采用超聲波技術降低原油粘度。其原理是:在油下或井口位置放置超聲波發(fā)射設備,對油品進行超聲波流體動力處理(UHT),由于聲致毛細效應(毛細管內的液體在聲空化場中不尋常的上升現象,是伴隨空化而出現的沖擊波的結果),油品可以更大程度的滲入到毛細管中,超聲波振蕩過程中能量耗散致使油品溫度升高,周邊壓力增大,加速了乳化破乳,從而降低了原油粘度,增強了原油的流動性。
研究表明使用井下測井儀超聲波處理4小時后原油粘度降低了16%,原油采收率提高了26.5%,同時提升了管輸原油溫度;單獨使用UHT方法可降低原油粘度超過30%,并且能改變原油餾分組成;如在使用UHT方法的同時加入化學試劑,會引發(fā)協(xié)調效應,降粘率可提高到58%,可有效提高原油采油率,增強管輸能力,達到長期降粘效果。為實現以上方法,俄羅斯科學研究院設計了一根組合電纜(見圖5右下角)纜左邊有3芯導線用于驅動超聲波井下測井儀,右邊為注射化學試劑的鋼筋通道。該電纜可永久固定在油井的管道上(布置方式見圖5),可按人為要求驅動超聲波設備或注射化學試劑。
圖5 電纜布置方式示意圖
張雪琴 孫冰源 編譯自《Ultrasonics Sonochemistry》2016年10月