黃威

[摘 要]近年來(lái)，聲波采油技術(shù)已經(jīng)形成一門新興學(xué)科，美、俄在這一領(lǐng)域的研究十分活躍，在較大范圍內(nèi)開(kāi)展聲波驅(qū)油、解堵、降粘等項(xiàng)目的機(jī)理研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，均見(jiàn)到了較好的效果。我國(guó)率先進(jìn)行探索的是華北油田。該油田于1981 年在南馬莊進(jìn)行了聲波破乳、降阻的冷輸抽油試驗(yàn)。隨后又做了聲波增產(chǎn)試驗(yàn)，見(jiàn)到了良好效果。超聲波處理地層技術(shù)具有適用范圍廣、見(jiàn)效快、有效期長(zhǎng)等多種優(yōu)點(diǎn)，是地層處理技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)新思路。

[關(guān)鍵詞]超聲波處理地層技術(shù) 頻率 滲透率 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）23-0319-01

目前，我國(guó)大多數(shù)油田已進(jìn)入中、晚期開(kāi)發(fā)階段，由于注水開(kāi)發(fā)有其局限性，仍然有大部分儲(chǔ)量不能開(kāi)采出來(lái)，因此，必須研究新的技術(shù)和方法，以提高油田最終采收率。近年來(lái)，超聲波技術(shù)在采油過(guò)程中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有超聲波處理油層、超聲波原油破乳脫水、超聲波油田污水處理、超聲波增注、超聲波除垢防垢、超聲波防蠟降粘等項(xiàng)內(nèi)容。可使油井增產(chǎn)、水井增注，提高原油采收率，延長(zhǎng)油井設(shè)備的使用壽命，縮短停井時(shí)間，提高有效采油時(shí)率。

特別是在油田開(kāi)發(fā)中晚期，超聲波采油用于二、三次采油，提高最終采收率是很有前途的方法之一，受到各油田的普遍重視。

我國(guó)在五六十年代也曾作過(guò)將聲波技術(shù)應(yīng)用于采油領(lǐng)域的努力。但終因材料、技術(shù)不過(guò)關(guān)，不得不半途而廢。進(jìn)入80年代，由于科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、新型材料不斷涌現(xiàn)，聲波采油技術(shù)又一次蓬勃發(fā)展起來(lái)。率先進(jìn)行探索的是華北油田。該油田于1981年在南馬莊進(jìn)行了聲波破乳、降阻的冷輸抽油試驗(yàn)。隨后又做了聲波增產(chǎn)試驗(yàn)，見(jiàn)到了良好效果。

超聲波處理油層的工作原理是：地面大功率超聲發(fā)生機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈電振蕩，通過(guò)特種電纜傳輸?shù)骄掳l(fā)射型壓電換能器上，經(jīng)換能器將電能轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)聲壓波，通過(guò)儲(chǔ)油層液態(tài)介質(zhì)耦合，射入地層，反復(fù)作用。聲波傳遞半徑可達(dá)16米（10kw時(shí)）至50米（60kw時(shí)）。在超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)、反復(fù)沖擊及空化效應(yīng)等物理作用下，使油流通道得以疏通，滲透率可顯著提高。

超聲波處理油層的作用機(jī)理：地層經(jīng)過(guò)處理后產(chǎn)生力學(xué)、化學(xué)、熱學(xué)、空化作用等一系列綜合效應(yīng)，從而提高了地層滲透率、解除近井地帶堵塞污染，能夠增加油井產(chǎn)量，和剩余油藏的精細(xì)挖潛，從而提高可采儲(chǔ)量延長(zhǎng)油藏壽命。

超聲波處理油層主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.超聲波工藝適用范圍廣選井容易，不受巖性的限制，對(duì)產(chǎn)能高低的井均有效，不會(huì)使油層產(chǎn)生二次污染。

2.超聲波處理油層是一種潛能很大的采油技術(shù)，穿透能力比較強(qiáng)，有效工作范圍可達(dá)15-50米，能輕易射入油水層，并明顯地改變流體的物性及流態(tài)可以迅速作用于地層，提高油井產(chǎn)量。

3.油層處理技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)小、措施有效率高，增產(chǎn)效果明顯，費(fèi)用低。超聲波處理的有效率可達(dá)90%以上，平均增產(chǎn)幅度1-9倍。

4.超聲波聲波可作為單井處理，也可以作為油田整體開(kāi)發(fā)策略之一。

5.具有很強(qiáng)的細(xì)分層，有效工作面上下距離1.2米可對(duì)任何井段地層實(shí)施處理，無(wú)溝通油水層裂縫之憂。

6.見(jiàn)效快，有效期長(zhǎng)，由于被超聲波洗滌處理過(guò)的巖層和喉道表面，比化學(xué)法光滑，不易附著污物顆粒，所以解堵有效期較長(zhǎng)。

7.超聲波可以增油降水，驅(qū)動(dòng)近井地帶死油、剩余油，提高老井采收率。

9.技術(shù)兼容性強(qiáng)，可控性能好，可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整儀器參數(shù)處理地層與力學(xué)、化學(xué)、熱學(xué)等措施結(jié)合應(yīng)用。

10.工藝簡(jiǎn)單，利用修井檢泵，和上其它措施期間配合施工，周期短，成本低，見(jiàn)效快，效益高。

超聲波處理地層對(duì)井有一定要求，原始選井條件主要體現(xiàn)在：

1.出沙不嚴(yán)重，套管無(wú)破裂，套變大于90mm井斜不超過(guò)45？的油井。

2.油井原始產(chǎn)量較高，近期產(chǎn)量明顯下降的油井。

3.因泥漿、化學(xué)藥劑、結(jié)蠟、結(jié)垢造成近井地帶污染產(chǎn)量下降的油井。

4.油層泥質(zhì)含量較高，低壓、低滲透的油井。

經(jīng)過(guò)近年來(lái)的措施實(shí)施情況及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)一步細(xì)化選井條件，對(duì)原始條件進(jìn)行補(bǔ)充：

應(yīng)選取同一段塊生產(chǎn)對(duì)應(yīng)層位，鄰井產(chǎn)量較高，而本井產(chǎn)量較低的油井；同時(shí)油層有一定產(chǎn)能潛力，進(jìn)行過(guò)其它措施而效果不明顯的油井；對(duì)于距離水線較近，固井質(zhì)量不好而長(zhǎng)期不能上酸壓措施的油井、套管損壞變形，不能下封隔器進(jìn)行分層、選層處理的油井、以及經(jīng)多次壓裂地層已破碎，不適合常規(guī)水力壓裂等其它常規(guī)措施不能或無(wú)法實(shí)施的井，均是應(yīng)用超聲波處理技術(shù)的潛在可實(shí)施井。同時(shí)，吸水量下降，注水壓力升高、注不進(jìn)水，達(dá)不到配注量的水井也在可實(shí)施范圍內(nèi)。

應(yīng)用實(shí)例：大港油田灘海公司張9井，采用超聲波采油工藝作業(yè)，施工后由原來(lái)日產(chǎn)油0.5噸，增產(chǎn)到日產(chǎn)油12噸多。

2005年7月由于修井檢泵污染，該井產(chǎn)量下降至0.9噸，再次使用了超聲波采油工藝作業(yè)，施工后又上升日產(chǎn)油6.1噸多，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

超聲波油層處理技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)小、對(duì)油層無(wú)損害，特別是對(duì)中后期開(kāi)發(fā)階段的油田，近井地帶污染已成為普遍問(wèn)題，采用超聲波采油技術(shù)，可以有效解決油田因低滲、泥漿污染、化學(xué)劑堵塞、作業(yè)污染等方面造成的減產(chǎn)、減注等問(wèn)題。超聲波油層處理技術(shù)可使油田企業(yè)有效控制增產(chǎn)成本，提高投入產(chǎn)出比，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

目前，超聲波采油技術(shù)無(wú)論是在工藝技術(shù)，還是在設(shè)備的研究方面都已經(jīng)趨向成熟。該技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，必將對(duì)油田的后期增產(chǎn)起到重要的作用。