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1、1电脉冲增产技术-高聚能电爆震电爆震发展状况电爆震技术是采用电脉冲产生水锤效应作用于油层的一种纯物理方法。国际发展状况：美国于上世纪 70 年代便开展了电脉冲采油技术的研究，但未见有产品报道。前苏联于 1975 年开展电脉冲采油技术工作,并取得较好的应用效果,某些油田还将该技术作为修井过程的常规手段。俄罗斯和乌克兰均有产品出售(国内也有引进),其最大储能适应于空心配水管柱的声波增注技术适应于偏心配注管柱的声波增注技术适应于注蒸气和其他气体的声波发生器声波防垢技术超声波除垢清洗技术已是成熟技术，在许多领域都有应用。然而声波防垢却有点被人们忽视，研究较少。声波防垢机理与超声波相同，经声波处理的高矿
2、化度水，其垢晶体形式和垢晶结构也发生变化，其结果一是不易结晶沉积，二是所结的垢比较疏松而易被水流冲刷带走。这就是声波能防垢的原理所在。在室内应用轴线型多孔声波发生器作了防垢实验。该发生器的声波频率为 1600Hz，实验结论表明，防垢率可达 85%99%。声波解堵技术声波解堵与声波增注的作用机理相同，只是所实现的工艺目的的不同而已，其主要结构有四种不同形式。1、环形腔室杆式共振声波解堵器该结构的解堵器可以根据管柱结构要求做成不同直径。其共同特点是所发射的声波能向四周径向发射正对油层产生纵波振动。这种脉冲纵波可以有效解除近井地带的由于泥浆和机械杂质污染等造成的堵塞。同时脉冲作用可以使松动的堵塞物吐
3、入井底而被洗出井口。已经在胜利油田孤东浅海开发公司和孤岛采油厂现场试验 13 口油水井，均取得良好效果。2、低频水力脉冲解堵技术鉴于声波的传播特性是频率越低衰减越小，传播距离越远，开发研制了一种能产生低频水力振动的22脉冲发生器，以便提高解堵效果，而且该形式的解堵器除产生低频振动外，还充分结合利用了高压水射流的作用，从而进一步提高其解堵能力，该技术已在胜利采油厂应用 11 口水井，其中效果较好 9 口，平均单井增水 87m3/d。3、声波混气水复合解堵技术该技术仍然是利用环腔杆式共振声波器的结构，不同的是将单纯流体激发方式改变为混气水激发来产生声波，增强空化作用，同时增强了对地层的负压解堵作用
4、，从而较大幅度提高了解堵效果。该技术的适应性进一步拓宽，用于新井可以解除钻井泥浆对近井地带的堵塞，对其他类型的堵塞也适用。此外，对低产能井也有效。该技术自 2001 年以来已在胜利，大港，辽河等油田应用近 500 井次，创造累计增油近 50万吨的效益，平均增液幅度比混气水排液提高了161.08%，平均单井日增油 4.22 吨。4、压力脉冲解堵技术近期又开发研制了一种不动管柱在井口即可实现解堵工艺的压力脉冲解堵技术。将压力脉冲发生器接在井口套管阀门上，用高压压缩机向环空注入高压气体，当压力达到一定值时，压力脉冲发生器会自动放压而在环空形成一个超低频压力脉冲，在压力脉冲的反复振荡作用下疏通地层油流
5、通道，来达到解除地层堵塞的目的，是一种既经济又方便的解堵工艺措施。截至目前，该技术已在胜利油田、辽河油田等油田应用近 80 井次，效果差异较大。有的井日增液达 100 多 m3，统计成功率约 85%.四、振动及人工地震采油技术振动及人工地震采油技术国内研究现状国内已有许多单位进行了人工地震处理油层的应用研究，并取得可喜进展。吉林油田与国家地震局工程力学研究所合作，于 1990 年开始研究，经过近三年的艰苦努力，先后在扶余和新立油田的三个区块进行增产试验，效果显著。与此同时，大庆、玉门、克拉玛依等油田也开展了试验，效果也比较好。辽河油田自 1994 年以来，应用双偏心可控振源在曙光油田两个稠油区
6、块进行了三个周期的振动增油试验，总有效率达 75%，平均增产幅度达 20%60%，不少井降低了含水率，取得了明显的经济效益。人工地震采油机理 ：（1）机械波对地层有较强的穿透力；（2）共振可以提高振动效应；（3）振动有利于降低原油粘度；（4）振动可以使油、气、水重新分布，有利于原油流动；（5）振动可以改变岩石表面的润湿性；（6）振动有利于清除油层堵塞，提高地层渗透率；（7）振动可以降低驱动压力，提高采收率；（8）振动可以降低残余油饱和度；人工地震采油技术的特点及适应性 （1）可以在不影响油井正常生产的前提下进行，避免了因占井作业造成的产量损失；（2）在一点施振而大面积受效，波及半径达400 米
7、，波及面积上油井有效率达 82%；（3）适应性较强，对浅井效果较好，而中深井效果次之；对中高渗油层效果好，对低渗和特低渗油层也有效；对中高含水井有效，对低含水和不含水井也有效；对低产井有效，对中高产井也有效；对油层无污染，并具有振动解堵和疏通液流孔道的作用。振动及人工地震采油技术技术的局限性：（1）由于上覆地层的振动衰减和对振动能量的吸收作用，井深越深效果越差，地表软土层越厚，对油层的处理效果越差；（2）存在振动公害问题，不适宜在地面建筑物附近和居民区范围内施工，一般安全半径为 180 米。五、水力振荡及高压水射流增产增注技术 国外发展简况 在二十世纪 6070 年代随着其他物理法采油技术的崛
8、起的同时，国外也发展了将流体动力应用于油水井近井地带解堵增产的一系列技术。主要有：前苏联的滑阀式水力振荡解堵器亥姆霍兹振腔式水力振荡器正水击压力振荡器射流调制型振荡器。美国也有类似滑阀式的水击压力解堵装置。国内发展简况国内自二十世纪 90 年代前后，借鉴国外经验，并开始研制这类装置。90 年代初期，中国石油大学（华东）周晓君等人成功研制了亥姆霍兹振腔式水力振荡解堵器，与此同时，吉林油田钻采工艺研究院研制出滑阀式水力振荡解堵器和正水击压力振荡器。中国石油大学（华东）马家骥、李根生等人研制成功高压水旋转射流解堵装置。水力振荡及高压水射流增产增注技术增产增注的原理23亥姆霍兹振腔式水力振荡解堵器的原
9、理是流体流经腔室时，在腔室的调制下产生水力脉动，于是从喷嘴喷出的水流就形成压力时大时小的波动压力，从而对炮眼及近井地层产生了波动场作用，在水射流与波动压力的联合作用下，而解除因机械杂质等物质对近井地带的堵塞，堵塞物随循环水流被携带出井口。高压水射流解堵的原理除具有类型于水力振荡的特点外，还因井下可控转速的旋转使高压水射流绕轴向做 360旋转，这样使被冲击到的炮眼增多，从而进一步提高了解堵效果。 技术特点及应用情况 这类技术自上世纪 90 年代开发研制成功以来均在各油田得到广泛应用，虽然所采用的脉冲调制方式不同，但其机理类似。亥姆霍兹振腔式水力振荡器的特点是无运动部件，经久耐用，但所产生的压力波
10、动辐值有限。滑阀式振荡器依靠差压控制滑阀上下往复运动开关射流孔，所产生的压力波动大，处理效果会更好，但由于存在运动部件，若水中有杂质颗粒会卡住滑阀使运动失灵，同时也会造成装置使用寿命短。正水击压力法所产生的波动能量更大，其缺点是只能产生有限次水击压力波动。高压水旋转射流在自振喷嘴作用下可以产生脉冲射流，同时由于装置的可控旋转，可使波及面积更大，所以效果会更好。 技术的局限性 任何解堵增产技术都具有局限性，水力振荡及高压力射流技术也不例外。从所了解的应用情况分析，对解除中高渗地层因后期因素造成的堵塞效果都较好，而对低渗地层的改造效果较差，即使初期有效，但有效期也较短，若要进一步提高效果与其他化学
11、方法复合是较好的途径。六、其他物理场采油技术 其他物理场采油技术包括磁技术、微波技术和电磁场技术、电场技术等。这几种物理场技术在采油工程中得到不同程度的应用。（1）磁技术在油田生产中的应用 永磁技术应用于石油工业，最早是由阿格拉罗夫于 1964 年在前苏联阿塞拜疆油田的管道磁防垢开始的,平均延长清垢时间 69%。 1966 年，季霍诺夫和米亚格科夫在用磁场处理石油与水的混合液时发现，磁处理不仅降低了盐类结垢物的生成，而且减少了沥青石蜡沉积物的生成。 1985 年前后我国的科研及生产单位先后研制成功了石油采油井强磁防蜡器、强磁增注器、强磁防垢器等一系列新技术产品。通过现场应用试验，取得了显著效果
12、。(2）电场处理油层技术地下岩层本身存在自然电场，原油在地层中流动时，在原油与岩石接触面上存在一个双电层结构，产生相应的电动力，阻碍原油的运移，降低油相渗透率。因此，对油层施加一个适当的电场，破坏原油的双电层结构，可增加原油在油层中的渗流速度。由于油和水的电特性差异较大，在同一电场中所表现出来的电物理及电动力学特性不同，在油水两相渗流时，当原油和含有溶解盐类的水受到电场激励时，双电层结构中可动亚层内的阳离子就会向阴极移动。利用油水的这种电性差异，通过施加适当的外加电场，可以降低水相渗透率，提高油的渗透率。目前国内外曾开展了电动渗流特性方面的研究。但仍停留在室内实验和理论研究阶段。由于对地层施加
13、外电场存在一定困难，未能达到现场应用的地步。在电场应用方面只有井下低频电脉冲解堵技术已经应用于实际，并取得了一定效果。井下低频电脉冲采油技术亦称电液压冲击法处理油层技术或电爆处理油层技术，该技术是通过在井下液体中高压放电，在地层中造成定向传播的压力脉冲，选择性处理注入水波及差的油层或薄层，从而达到增产原油，降低含水和水井增注的目的。也属于一种波动采油技术。（3）电磁波及微波加热加热法采油对高含蜡、高粘原油的开采是最直接有效地采油方式。 目前稠油油藏开采应用的加热方式有针对地层加热，如蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层，这些方式有效解决了原油在地层中的流动问题。但是，由于原油在井筒举升过程中随温度的降低
14、粘度急剧升高，从而难以流到地面，这时则应采取相应措施以降低原油粘度，减少流动阻力使之畅流到地面,电磁波及微波加热技术应运而生。微波是一种非电离的电磁波。在电磁波中，微波区位于红外线和无线电波之间，微波的波长为1cm1m，频率为 600MHz300GHz。微波采油是将大功率的微波管下到需要微波作用的位置，用微波对井下载体直接加热，使地层温度升高，降低原油粘度，提高流度从而提高采收率。其中主要利用微波的加热效应来开采稠油或高凝油或低渗油藏的方法称为微波加热采油技术，主要利用微波裂解效应来开采稠油或高凝油或低渗油藏的方法称为微波汽化采油技术。微波在油田开发中的应用，目前仍处于研究的起步阶段，有一系列
15、的技术问题还需要进一步研究解决。研究及应用状况 24磁技术在油田开发中的研究时间相对较长，无论在理论研究或室内实验方面，在国内外都有大量研究的文章发表，研究所涉及的内容也比较多，诸如对磁防蜡、磁防垢、磁增注以及对钻井液、完井液等的影响及作用等。而且这些技术都不同程度的在生产实践得到应用，效果也有不同程度的体现。但也还存在许多问题等待进一步完善和解决。关于电场处理油层技术方面，基本处在研究的起步阶段，只是在理论和室内实验做了一些研究工作，距实际应用还相差较大距离，有待于进一步加强更深入的研究。唯有低频电脉冲解堵技术不仅在理论研究和室内试验研究已有一定深度，而且已经成功在数个油田得到现场应用，取得
16、良好效果。目前多数应用实例是在注水井近井地带的处理。相对来说油井应用较少。这也说明国内研究与国外同类技术相比还存在一定差距，主要是仪器功率和性能方面适应性不够广。 在油井加热领域，除注蒸汽之外，目前应用较广的仍然是电加热技术。而电磁波或微波加热技术仍处在起步阶段。有一系列技术问题需要解决。如大功率微波装置的研制，提高微波穿透深度的方法、作用机理和技术经济性等。由于微波具有作用速度快、时间短、效率高等显著优点，在现有研究工作的基础上，继续对微波采油机理及工艺技术开展研究具有重要的现实意义 展望物理法采油技术已经形成了声波与超声波采油技术、高能气体压裂技术、机械振动与人工地震采油技术，水力振荡与高压水射流解堵技术、低频电脉冲解堵技术、磁场、电磁场、微波等其他物理场采油技术等几个系列的新技术从研究深度和应用情况来看，不同系列的技术仍存在一定差异，有些系列的技术理论研究有一定深度，现场应用也达到相当的程度，如高能气体、声波与高压水射流解堵技术等，而有些系列则仍处于室内研究阶段或现场应用实例较少，如电磁场和微波场采油技术。但从整体研究水平和室内研究结果分
