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热作用和反向流动作用

来源: | 发布日期:2023-05-22

热作用

油体流动时的阻力主要由油体间的摩擦表现出的黏性引起的。黏度越小,浓度越低,油体中分子碰撞机会越小,油体流动的阻力越小。因此,提高油气渗流速度的主要措施之一是提高油体温度,降低黏度。超声波的热作用是一种综合效应,有吸收引起的整体加热、边界面处的局部加热和形成激波时波前处的局部加热等。


主要表现在以下三个方面。

①超声波在传播介质内部的吸收,使得声能转化为热能。

②在不同介质的分界面处,边界摩擦使油体温度升高。

③空化作用在气泡崩溃瞬间释放出大量的热能,局部温度可达摄氏上千度。


频率越高,吸收效果越好,边界摩擦越激烈;强度越大,空化作用越强,热效应越显著。因此,只有施加高频、高强度的超声波才能取得明显的效果。

 

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反向流动作用

超声波传递方向具有与油层液体流动方向相反的特性。室内研究结果证明了这样一个机理,即在井底油层中建立的声场,无论是强声场还是弱声场都可以对地层产生振动作用。在振动作用下,原油的分子不断地进行排列组合,大分子部分弱共价键及氢键破裂,使其通过多孔介质的能力大大提高。地层中声波产生的振动也使石油沿着反射波的路线向井底的声源方向流动,向井孔聚集,使油井增产。试验发现,加上方向相反的声场后,渗流速度提高30%。这证明在井底油层部位放置的大功率声源促进了孔隙中的原油迎着声波辐射方向朝井底声源流动。与渗流方向相反的井底辐射声波可以促进地层中原油的渗流和聚集。如果将声波发生器下入井下,由于振动作用和空化作用,使媒质的细小颗粒做机械振动,同时由于声波具有比电磁波更强的穿透性,因此,它很容易进入电磁波无法穿透的地层和地层中的油和水。不管是脉动的冲击波还是连续的振动波,都会明显地改变流体的物性和流态,当声波作用于饱和的油水层时,流体在近井的孔隙结构中做周期性的相对运动。这样运动越靠近井内孔眼声源越强烈,导致流体加速向声源流动。另外,由于强烈的振动,使地层中的一部分固体颗粒发生分化作用,从而使地层缝隙扩大,破坏了微粒的桥堵作用,疏通了堵塞渠道,使地层渗透率提高,减少了流动阻力。


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