超聲波在油田上防垢除垢的使用

1、在石油開采中，提高中后期油井的產(chǎn)量及油田采收率，一直是采油工程中的重 要課題之一。在油井開采過程中，常常會因各種原因在油井中形成一些堵塞物，阻礙原油流入井筒中，降低原油的滲透率.提高原油的滲透率，可采用各種 物理!化學的方法.其中物理方法有聲波技術!磁學技術!電磁場技術等.⒉超聲波采油技術則是近幾十年發(fā)展起來的三次采油技術之一，通過聲波處理生產(chǎn)油井!注 水井及近井油層，使油層中流體的物性及流態(tài)發(fā)生變化，改善井底近井油層的流通條件及滲透性

2、，解除采油井!注水井的堵塞及油井防垢!除垢!防蠟，提高采液量!原油產(chǎn)量和注水量，降低原油的粘度，提高原油!水在多孔巖石中的滲透 率。 超聲波防垢器主要是利用超聲波強聲場處理流體，使流體中成垢物質在超聲場作用下，其物理形態(tài)和化學性能發(fā)生一系列變化，使之分散、粉碎、松散、松脫而不易附著管壁形成積垢。超聲波的防垢機理主要表現(xiàn)在：一、“空化”效應 一、“空化”效應 超 聲波的輻射能對被處理液體介質直接產(chǎn)生大量的空穴和氣泡，也就是把液體拉裂而形成

3、無數(shù)極微小的局部空穴，當這些空穴和氣泡破裂或互相擠壓時，產(chǎn)生一定范圍 的強大的壓力峰，這一強壓力峰能使成垢物質粉碎懸浮于液體介質中，并使已生成的垢層破碎使其易于脫落。根據(jù)理論和實踐測算，用 20KHz、50W/cm2 的超聲波對 1cm3 液體輻射時，其發(fā)生空化事件的氣泡數(shù)為 5×104/s， 局部增壓峰值可達數(shù)百甚至上千大氣壓。二、“活化”效應 二、“活化”效應超聲波在液體介質中通過空化作用，可以使水分子裂解為 H·

4、;自由基和 HO·自由基，甚至 H+和 OH-等。而 OH 與成垢物質離子可形成諸如 CaOH 、MgOH 等的配合物，從而增加水的溶解能力，使其溶垢能力相對提高。也就是說，超聲波能提高流動液體和成垢物質的活性，增大被水分子包裹著的成垢物質微晶核的釋放，破壞垢類生成和在管壁沉積的條件，使成垢物質在液體中形成分散沉 積體而不在管壁上形成硬垢。 三、“剪切”效應 三、“剪切”效應水分子裂解產(chǎn)生的活性 H 自由基的壽命比較長，它進入

5、管道后將產(chǎn)生還原作 用，可以使生成的積垢剝落下來。而且因超聲波輻射在垢層和管壁上，加熱管上的吸收和傳播速度不同，產(chǎn)生速度差，形成垢層與管壁界面上的相對剪切 力，從而導致垢層產(chǎn)生疲勞而松脫。 四、“抑制”效應 四、“抑制”效應通 過超聲波的作用，改變了液體主體的物理化學性質，縮短了成垢物質的成核 誘導期，刺激了微小晶核的生成。新生成的這些微小晶核，由于體積小、質量輕、比表面 積大，懸浮于液體中，生成比壁面大得多的界面，有很強的爭奪水 中離

6、子的能力，能抑制離子在壁面處的成核和長大，讓既定結構的晶粒長大，因此減少了粘附于換 熱面上成垢離子的數(shù)量，從而也就減小了積垢的沉積速 率。實驗研究表明，當液體的過飽和系數(shù)一定時，在同一超聲波參數(shù)下，超聲 波作用時間越長，則成垢物質的 成核誘導期越短。 此外，超聲波輻射壓力、聲學毛細管現(xiàn)象、科努瓦諾夫效應和聲流對積垢生成也有直接的防除效應。 五、超聲波防垢的應用 五、超聲波防垢的應用功率超聲是利用振動形式的能量使物質的一些物理，化學和生物