几种常见的物理法物理法采油简述综述

物理法采油新技术发展综述摘要：物理法采油技术是一种油层处理新技术，具有许多优势，如对油层无伤害、工艺简单、操作方便、成本低廉等。本文介绍了近年来迅速发展的物理法采油新技术的作用机理和适应性，并对该项技术在油田应用状况进行了分析。关键词：物理法采油；油层处理；采收率；电磁场；高压水射流为了提高油田原油的采收率，各种提高采收率技术逐渐发展起来。化学驱会产生不可逆转的负作用，造成油层伤害使得无法继续采用其他采油方法，同时从保护和利用资源的角度也要求对油层进行无污染处理。而物理采油技术具有对油层无伤害、工艺简单、操作方便、成本低廉等优势，因此具有较大的发展潜力。l声波采油技术声波采油技术是用小频率和性质的声波激励油层，根据声波采油技术在实际应用过程中所使的声波频率的不同，可以分为低频声波采油技术、电脉冲声波采油技术和超声波采油技术。1．1低频声波采油技术低频声波采油技术利用低频声波或次声波，产生声波的频率在50Hz以下。低频声波能在较人范围内引起地层的振动，形成一定的裂缝，疏通地层连通孔道，改善孔隙中流体分布状态及渗流性能，从而提高原油的采收率。低频脉冲声波技术在前苏联得到了广泛的应用，大庆、新疆油田曾引进该技术进行了现场试验，取得了一定的效果，但没有得到广泛的应用。1．2电脉冲声波采油技术该技术设备包括变频／升压／整流装置，储存电能的高压电容器及放电电极三部分。将电容器储存的能量瞬间释放，击穿放电间隙之间的介质，使液体气化成温度高达数万度的等离子体通路，并高速扩张形成液压冲击波。在周期性冲击波作用下，井壁会产生新的微裂缝，增加毛细管中液体的流速，脱去液体中的气体，将污染堵塞物从孔隙通道中清除出来；同时爆炸时产生的温度场能使原油粘度降低。俄罗斯的彼尔姆、鞑靼、乌兹别克等油田使用过这项技术。我国新疆石油局从俄罗斯、乌克兰引进了两套电脉冲仪，率先在克拉玛依油田进行放电作业，油井增油、水井增注效果明显。1．3超声波采油技术超声波采油技术的作用机理是当大功率的超声波进入油层中时，毛细管半径变大，毛细管力以半径的立方缩小，这就打破了原来毛细管力和重力的平衡关系，束缚在毛细管中的残余油，就会在重力与超声波的振动作用下流入井中，并且油层形成裂缝，地层渗透率增加。超声波采油适用的油井条件为：油层堵塞严重，且对水、酸敏感的油井；油层物性好，油层厚度大，但出油能力差的油井；距油水边界较近，不能采用压裂增产措施的油井；对油井造成严重污染的油井。超声波采油的主要优点包括：作用快，增产效果明显；工艺简单，成本低，效益高；无污染；可与其他增产方法结合使用等。超声波采油技术是一项较为成熟的油层处理技术。7O年代，美国、前苏联在超声波采油技术应用研究与试验方面进行了大量的工作。国内长庆、玉门、大庆、吉林、辽河等油田陆续开展了超声波采油的现场试验，并取得了良好的效果。2振动采油技术振动采油技术即利用各种形式的振动作用于油层来开采石油的技术。主要包括人工地震采油技术、水力振荡采油技术、井下低频电脉冲采油技术等。2．1人工地震采油技术人工地震采油技术是在不影响油水井正常生产的前提下利用地面人工震源所建立起来的波动场，以频率很低的机械波或次声波的形式传到油层，进而对油层大面积振动处理，疏通渗流通道，解除油层污染堵塞，从而实现油水井增产增注的一种方法。人工地震采油技术特点鲜明，主要包括：不影响油水井正常生产；一点施振大面积受效；适应性较强，无污染。而该技术的局限性也同样突出，表现在：井越深效果越差；存在振动公害问题。美国、前苏联等国家研究较早，国内有许多单位和油田开展了人工地震处理油层的应用研究，并取得了明显的经济效益。2．2水力振荡技术2O世纪90年代前后，周晓君等人成功研制出亥姆霍兹振腔式水力振荡解堵器；吉林油田研制出滑阀式水力振荡解堵器和正击水力振荡器；李根生等人成功研制出高压水旋转射流解堵装置，这些技术在油田应用取得了广泛的应用。水力振荡技术就是利用井下水力振荡器产生的水力压力振荡脉冲作用于油层中的近井地带并解除地层污染、堵塞的技术。水力振荡技术对解除中高渗地层因后期因素造成的堵塞效果较好，而对低渗地层的改造效果较差。2．3井下低频电脉冲技术井下低频电脉冲采油技术是通过在井下液体中高压放电，在地层中产生定向传播的压力脉冲，激发周期性压力波和强电磁场，利用产生的空化作用解除地层污染，并产生微裂缝，从而达到增产增注的目的。理论研究及油H1生产中的应用效果表明，该技术具有工艺简单，适应性强，自动化程度高，成本低，增产幅度大，经济效益好等特点。3电磁场采油技术3．1电场采油技术电场采油技术是利用直流电场作用于油层，克服油层内流体在渗透过程中产生的电动现象对原油渗流造成的不利影响，从而改善油层开发效果、提高采收率的技术。电场可以对油层产生热、电化学、电渗透、电驱动等效应，影响流体的物理化学性质和地层渗流能力。电场技术在采油领域的应用土要足电加热采油，通过能量转换装置，提高近井地层温度，使原油从地层中流入井内，其主要应用在稠油和低渗透油田。电场技术还可以用于油井增注和原油脱水。近年来，利用电场采油技术在矿场应用具有清除近井地带地层污染、强化采油和提高水淹层采收率等作用，取得了良好的应用效果。3．2磁场采油技术磁场采油技术是利用磁场对油层进行处理使原油及驱替液的物理化学性质以及流体物性发生变化，产生降粘、降凝、防蜡、增注等作用。磁处理技术的应用范围斗十分广泛，主要包括油井磁防蜡技术、磁减阻输油技术以及磁增注技术。对于磁场作用机理，目前丰要存在两种理论解释模型，即磁致胶体效应理论和氢键异变理论。3．3电磁场采油技术电磁场采油技术是将大功率电磁能输入到油层中，利用电磁场对油层的电热效应、电化学效应、电渗透效应和电驱动效应，改良油层的渗流特性和流体的流动特性，从而提高原油采收率。该技术对高粘、高凝、低渗和薄层等特殊油藏的开采以及解决井筒结蜡、地层堵塞、近井地带污染等问题有着特殊的作用。此项研究工作在加拿大、俄罗斯、美国均取得了工业应用的成功，显示了良好的应用前景。国内淮城油田进行电脉冲作用后，渗透率提高，地层压力恢复，这表明电脉冲处理后能清除油层污染，提高油层渗透率，达到增产的目的。国内正在积极着手进行电热采、电驱油、电解堵等电磁场强化采油新技术新工艺的研究和引进工作。4高压水射流技术高压旋转水射流解堵技术是利用井下可控转速的旋转自控空化射流解堵装置产生高压水射流冲洗炮眼解堵和高频水力波物理解堵。高压旋转水射流在井下可同时产生低频旋转水力波、高频振荡射流冲击波和减化噪声，几种物理作用共同作用于地层，实现对油层的解堵。该技术的增产机理为：①空化作用的能量足以粉碎一定尺寸的物质颗粒；②机械作用可疏通泄油孔道；③热效应：振动波穿过介质时，介质会吸收一定量的能量，就会引起局部升温。该技术适用于：①在酸化、压裂过程中，由于排液不及时造成近井地带堵塞的井；②油层薄、层段小的井；③由于钻井液等二次污染造成井壁附近后期堵塞井；④转注初期吸水能力高，但在注水过程中由于水质不合格造成后期堵塞井；⑤可作为酸化、压裂等措施前的预处理技术。该技术不仅工艺简单、成本低、处理深度大、效果显著，而且可根据堵塞类型和严重程度，选择射流力、旋转速度、处理层段和处理时间，因具有多种物理作用，处理效果优于单一物理作用的处理措施，易与其他解堵方法结合。5结束语物理法采油技术在科研和工程技术人员的共同努力下取得了较好的应用效果，但是从研究的深度和应用的状况看，不同的技术仍存在一定的差异，如声波、振动、高压水射流等采油技术在现场应用已形成一定的规模，向如电磁场等采油技术在现场应}}J较少或仍处在室内研究阶段。每一种物理法采油技术都有一定的适应性，这就需要和其他学科如石油地质、油藏工程等紧密结合起来，才能达到捉高采收率的目的，故实际应用中应将其与化学驱结合起来。我国蕴藏着极其丰富的石油资源，同时由于存在着复杂的地质环境使原油无法得到较高的采收率，物理法采油这一新技术具有其他常规采油方法无可比拟的优势，必将为油田开发作出更大的贡献。参考文献：[1]谢正温，李静群，李武平．用物理方法改造油气层[J]．西北地质，2002，35(2)：6l～64．[2]阎向宏．非常规增产采油技术—声波采油技术[J]．物理，