油井水力振荡增产增注技术.ppt

*油水井水力振荡增产增注技术第一节增产增注原理第二节井下水力振荡设备、原理及工艺过程第三节井下水力振荡技术应用现状第四节对现有技术的评价第一节增产增注原理一、国外发展简况水力振荡采油技术，是利用由油管下入的井下振动器建立起高领(或低频)的水力脉冲波，通过脉冲波在地层中传递来处理油层的技术。1）水力振荡采油的概念2）早期研究早在1957年，苏联的C.M.加奇也夫就研究了水力振动对地层模型的影响，并确定了形成水力脉冲的机理及其特性：1960年，加奇也夫首次进行了应用水力脉冲波振动法处理近井地层的矿场试验，获得了成功，从1967年起，此法开始应用于石油矿场企业。146145143一次作业增加采油量(t)929087.5成功百分数(%)237232152处理井数(口)1977年1976年1975年指标苏联的四个作业区应用情况第一节增产增注原理振动器由内套、外滑套及球状绞链组成。在内套的横断面上，沿径向间隔开有料向槽孔，在其底部钻有通孔。在内套之外，匹配有可转动的外滑套，它的横断面上也间隔开有斜向槽孔，与内套槽孔形成相同角度。但方向相反，施工时，工作液由油管流到内套，并从其斜向槽孔流出、推动外滑套转动，这样工作液周期性地从外滑套的斜向槽孔中流出时，就形成了水力脉冲冲击波，其频率取决于槽孔数量以及外滑套的旋转速率，可高达3000次／min。水力脉冲波的冲击力取决于工作液的流量以及流动的断续时间第一节增产增注原理二、声波的有关特性第一节增产增注原理物质质点的有规则的运动称为波动，波在其传播方向上传递能量，在波穿过的地方．波发生周期性的振动。波分为两种，横波以及纵波，油层的常用振动波处理大多属于纵波类。频率在20-20000Hz之间的称为可听声波，超过20kHz的称之为超声波。声波在空气中传播时，其能量衰减很快；而在固体及液体中传播时，其能量衰减较小。振动波的穿透能力很强，可以容易地穿过电磁波无法传透的油水层，同时也具有反射、折射、散射、衰减以及吸收等性质。第一节增产增注原理1）机械作用。振动波能迫使传播介质做剧烈的机械振动、并产生强大的单向作用。因此振动可疏通泄油通道，防蜡、防垢、解堵及提高地层流体的流动能力。2）空化作用。一定频率的振动波会使液体中原有的或新生的气泡产生共振。在波的稀疏阶段，气泡迅速膨胀；在波的压缩阶段，气泡又很快消火。在消灭的瞬间，气泡的内部可几千度高温，压力达到几千大气压，其能量足以粉碎一定尺寸的物质微粒。3）振动波热效应，介质在波传递过程中吸收一定能量，引起局部升温，因此有降粘、融蜡作用。振动波的物理作用：三、振动波增产机理1)振动波作用于油层，地层内的流体及储集层随之引起振动。由于油、水及岩石的密度不同、各自振动加速度和振幅也不同，从而使原油和岩层的亲和衰弱，使原油脱离岩石表面。而水和油的界面则在高频振动波的作用下形成油包水或水包油型乳状液，油层内的毛细管在机械振动作用下．其直径膨胀时，表面张力减小，导致管内的流体易于流动。2)高频振动波作用于油层，其脉冲压缩波使油层岩石的应力发生时大时小的变化，当超过岩石疲劳强度极限时，就可以使岩层产生疲劳裂缝，从而改善泄油剖面，也就是振动波压裂的原理。第一节增产增注原理3)振动波具有较强的穿透能力，它能轻而易举地进入电磁被无法进入的油、水层，地层流体随着振动波作快速的往复振动，从而可以疏通油流通道、提高地层渗透率。4)在振动波场中，原油的分子结构在剧烈振荡作用下进行周期性的排列组合，尤其空化作用可以使原油的分子链断裂，使其分子量减小，从而降低原油的粘度。第一节增产增注原理5)由于高频振动波的振荡及空化作用，使石蜡在未凝结之前就形成极细的微粒悬浮于原油流体中，并可使长链分子发生断链、从而降低其固化温度。此外、振动波场的热效应还可以使固结的蜡变软和熔化而起到清蜡的作用。6)振动波的防垢、解堵作用。振动波具有极强的穿透能力，可以传入垢层微粒中，使垢层内每个质点都能得到巨大的加速度，由于垢的组成物质不同，共弹性模量也不同，则其阻抗、振动速度及加速度也不同，从而使界面上产生强烈的剪切力，使垢层变为微粒状从介质上脱离。第一节增产增注原理四、振动波处理油层应用前景1）油井增产；2）压裂造缝；3）降粘降凝；4）破乳脱水及乳化；5）防蜡清蜡；6）防垢清垢；7)水井增注；8）降低油井含水；9）提高油田最终采收率；第一节增产增注原理第二节设备、原理及施工工艺一、结构及原理以气流通过空腔而发出尖叫声的哨子一直沿用至今，有许多乐器都是靠改变空腔大小而在气流通过时发出美妙的音乐的。水力