液流空化裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及原油開采領(lǐng)域，是一種液流空化裝置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前油田增油主要采用兩種技術(shù)，一是水力壓裂技術(shù)，二是超聲空化技術(shù)。
[0003]水力壓裂是將壓裂液注入油層制造一條主干裂縫，以達到改變油流流態(tài)的增油技術(shù)。20世紀(jì)80年代是水力壓裂發(fā)展史上較為重要的階段，后逐漸成為油氣，特別是低滲透油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段。水力壓裂增產(chǎn)機理:當(dāng)?shù)孛娓邏豪踅M將高粘度液體以超過地層吸收能力的排量注入井中，在井底產(chǎn)生的壓力超過井壁附近地應(yīng)力和巖石抗張強度的壓后，即在地層中形成裂縫。隨著帶支撐劑的液體注入地層中，裂縫逐漸向前延伸形成具有一定長度、寬度和高度的填砂裂縫。該裂縫有較高的導(dǎo)流能力，改變了油氣滲流流態(tài)。
[0004]然而，水力壓裂存在如下缺點:(1)工藝復(fù)雜，作業(yè)成本高。水力壓裂是一項嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)工程，如果對儲層地質(zhì)情況認(rèn)識不足、選井選層不當(dāng)、壓裂液選擇不當(dāng)、支撐劑選擇不當(dāng)、壓裂施工參數(shù)設(shè)計不合理、施工規(guī)模不當(dāng)、壓后排液措施不當(dāng)都可能導(dǎo)致壓裂施工失敗或降低增產(chǎn)效果，更有甚者可能對油氣田后期的開發(fā)調(diào)整帶來嚴(yán)重影響。儲層改造技術(shù)也是一項高投入、高風(fēng)險的技術(shù)，單井的作業(yè)成本一般在數(shù)十萬至數(shù)百萬元之間，深井作業(yè)成本甚至千萬余元。(2)對油井和地層污染嚴(yán)重。如果壓裂液選擇不當(dāng)，引起地層粘土礦物膨脹，原油乳化、機械雜質(zhì)帶入到地層、與地層水不配伍生成沉淀等都可能對地層造成傷害；對于酸壓而言，液體也會對儲層造成傷害，酸液的緩蝕性能差還會對施工設(shè)備和管柱造成嚴(yán)重的腐蝕。壓裂作業(yè)是一種高壓作業(yè)，施工用的各種化學(xué)劑還會對人的生命財產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。(3)對油井和地層的破壞作用極大。若壓裂不當(dāng)，會造成油井暴性水淹和無功注水的嚴(yán)重后果，或把鄰近的含水層或含有氣頂?shù)挠筒厣喜繅洪_。另外，不當(dāng)?shù)呐乓嚎赡芙o儲層的傷害程度加大，可能導(dǎo)致支撐劑回流，進而對地層和油井造成永久性的破壞。(4)人工主干裂縫的引入加劇了儲層的非均質(zhì)性，這又可能給油氣藏的開發(fā)帶來不利影響。
[0005]超聲波采油技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的三次采油技術(shù)之一。超聲空化解堵增油技術(shù)即大功率超聲波解堵技術(shù)。新型超聲波增油系統(tǒng)主要由磁定位系統(tǒng)、特種傳輸電纜、大功率超聲波電信號發(fā)射機和超聲波電聲轉(zhuǎn)換器等組成。它利用地面車載大功率超聲波發(fā)射機產(chǎn)生的大功率脈沖電振蕩信號，通過特種傳輸電纜，將脈沖電振蕩信號傳輸?shù)接蛯拥膲弘娞沾呻娐曓D(zhuǎn)換器上，經(jīng)電聲轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成超聲波，射入含油地層中。通過超聲波處理生產(chǎn)油井、注水井的近井油層，使油層中流體的物性及流態(tài)發(fā)生變化，改善井底近井地帶的流通條件及滲透性，解除采油井、注水井的堵塞，提高采液量、原油產(chǎn)量和注水量，以達到增產(chǎn)目的。
[0006]然而，超聲空化存在如下缺點:(1)超聲空化只能用于近井地帶的解堵。液體介質(zhì)產(chǎn)生空化氣泡，要求超聲波具有一定的強度，超聲波功率越大解堵效果越好。然而超聲波的衰減速度極快，有研究表明，聲強在井壁處衰減為聲源處的45%，孔隙介質(zhì)幾何模型半徑為1米處的聲強衰減至井壁處的10%。因此，超聲波產(chǎn)生的空化效果只能作用于近井地帶，最大作用半徑僅15米，因此作用效果有限。(2)空化區(qū)域處在非流動狀態(tài)，在空化器周邊形成的空化區(qū)域(或氣穴)范圍有限，隨著靜水(外部)壓力的升高，在深油井中在靜水高壓下無法打斷液流形成氣穴。根據(jù)空化數(shù)值要求，為使液流產(chǎn)生間隙，必須以極高的速度壓送液體，但并不是在所有的情況下都能得到這種極高速，尤其在深井或加長管道中；在很高的外部靜水壓力下，比如在深井中，利用超聲波無法獲得空化效應(yīng)。(3)受處理時間限制，作業(yè)效果受限。超聲波累計處理時間對解堵效果影響較大，但處理時間超過60分鐘后，解堵效果增加并不顯著；超聲波頻率越高傳播過程中衰減越大，解堵效果變差。(4)技術(shù)配套設(shè)備復(fù)雜，作業(yè)成本高，對作業(yè)環(huán)境要求比較高。(5)不適用于斜度大于45度的油井。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提出一種用于提高石油采收率的液流空化裝置、系統(tǒng)及方法，用于解決【背景技術(shù)】中的至少一個技術(shù)問題。
[0008]本實用新型第一方面提供一種液流空化裝置，包括
[0009]殼體，包括
[0010]頂部殼體；
[0011]與頂部殼體可拆卸連接的腹部殼體；
[0012]與腹部殼體可拆卸連接的底部殼體；
[0013]工質(zhì)，能自由活動地設(shè)置于該腹部殼體中，作用于流經(jīng)的液流以使其產(chǎn)生空化；
[0014]頂部隔擋，設(shè)置于該頂部殼體中，用于阻止該工質(zhì)從頂部離開該腹部殼體；
[0015]底部隔擋，設(shè)置于該底部殼體中，用于阻止該工質(zhì)從底部離開該腹部殼體。
[0016]在一個具體實施例中，液流空化裝置還包括在工質(zhì)下方、底部隔擋上方的殼體中設(shè)置的墊片和墊簧，在對液流空化時隨工質(zhì)一起運動。
[0017]在一個具體實施例中，該工質(zhì)為多個。
[0018]在一個具體實施例中，該工質(zhì)的形狀為如下之一:球形、柱形、錐形和環(huán)形。
[0019]在一個具體實施例中，該多個工質(zhì)為球形、柱形、錐形和環(huán)形工質(zhì)或其組合。
[0020]在一個具體實施例中，液流空化裝置還包括多個隔室，設(shè)置于腹部殼體中，彼此沿液流方向隔開，其中各個隔室將多個工質(zhì)分組容納在其中。
[0021 ] 在一個具體實施例中，工質(zhì)為實心的或其上設(shè)有液流通過的貫穿孔。
[0022]在一個具體實施例中，液流空化裝置還包括引流槽，設(shè)置于底部殼體內(nèi)壁上，用于加速液流流出該液流空化裝置。
[0023]在一個具體實施例中，該殼體外壁為圓柱形或多邊形。
[0024]在一個具體實施例中，該殼體外壁上設(shè)置有用于增強該殼體強度的加固件。
[0025]本實用新型第二方面提供一種液流空化系統(tǒng)，用于采油管路中，其中采油管路包括油管和套管，該液流空化系統(tǒng)包括栗送裝置、儲液罐、根據(jù)本實用新型第一方面的液流空化裝置以及用于監(jiān)控液流作業(yè)參數(shù)的計量儀表，其中
[0026]該栗送裝置用于將儲液罐中的循環(huán)液經(jīng)過計量儀表栗送到采油管路中的油管；
[0027]該液流空化裝置連接于該油管底端，對應(yīng)于油層中待處理點的位置；
[0028]栗送裝置將循環(huán)液經(jīng)該套管栗回該儲液罐中。
[0029]本實用新型的系統(tǒng)可以將液流空化裝置作用于產(chǎn)油層，可以提高生產(chǎn)井的產(chǎn)油量及滲透率，也可作用于井底以強化碎巖過程，同時可用來消滅微生物，清除接觸面的積層，對金屬進行侵蝕性損壞，加速化學(xué)反應(yīng)，分散液體中固相粒子及高分子化合物，乳化不溶解物質(zhì)，在其它過程中還可用來進行有效的內(nèi)部質(zhì)量交換。
[0030]本實用新型的技術(shù)可以適用于油田新井投產(chǎn)和老井“復(fù)活”，利用液體循環(huán)屬于純物理方法，液體中不必添加任何添加劑，沒有任何污染，工藝簡單易操作，綠色環(huán)保，在油層選點作業(yè)，保證地層的安全性；安全可靠，同一油井可以反復(fù)作業(yè)，效果持續(xù)期長。另一方面，本實用新型的系統(tǒng)由于采用了液體循環(huán)方式，使得作業(yè)效果輻射范圍擴大，從而克服了超聲空化在靜水壓力大空化效果不佳甚至不能產(chǎn)生空化的缺陷。進一步，本實用新型的系統(tǒng)由于空化裝置體積小，可以直接設(shè)置于油管的底部，油管能到達之處，其也能到達，所以適用于大斜度井甚至水平井。
【附圖說明】
[0031]通過以下參照附圖對本實用