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俄羅斯科學(xué)院研究原油超聲波降粘技術(shù)

重質(zhì)原油、天然瀝青由于粘度高、流動(dòng)性差，影響了開(kāi)采的成本和效益，給開(kāi)采和管輸帶來(lái)了諸多不便。目前普遍使用的降粘方法有：加熱法、氣體法、化學(xué)法、物理法等，這些方法不但成本高昂，耗能量大，降粘效果也不太明顯。

俄羅斯科學(xué)院研究采用超聲波技術(shù)降低原油粘度。其原理是：在油下或井口位置放置超聲波發(fā)射設(shè)備，對(duì)油品進(jìn)行超聲波流體動(dòng)力處理（UHT），由于聲致毛細(xì)效應(yīng)（毛細(xì)管內(nèi)的液體在聲空化場(chǎng)中不尋常的上升現(xiàn)象，是伴隨空化而出現(xiàn)的沖擊波的結(jié)果），油品可以更大程度的滲入到毛細(xì)管中，超聲波振蕩過(guò)程中能量耗散致使油品溫度升高，周邊壓力增大，加速了乳化破乳，從而降低了原油粘度，增強(qiáng)了原油的流動(dòng)性。

研究表明使用井下測(cè)井儀超聲波處理4小時(shí)后原油粘度降低了16%，原油采收率提高了26.5%，同時(shí)提升了管輸原油溫度；單獨(dú)使用UHT方法可降低原油粘度超過(guò)30%，并且能改變?cè)宛s分組成；如在使用UHT方法的同時(shí)加入化學(xué)試劑，會(huì)引發(fā)協(xié)調(diào)效應(yīng)，降粘率可提高到58%，可有效提高原油采油率，增強(qiáng)管輸能力，達(dá)到長(zhǎng)期降粘效果。為實(shí)現(xiàn)以上方法，俄羅斯科學(xué)研究院設(shè)計(jì)了一根組合電纜（見(jiàn)圖5右下角）纜左邊有3芯導(dǎo)線用于驅(qū)動(dòng)超聲波井下測(cè)井儀，右邊為注射化學(xué)試劑的鋼筋通道。該電纜可永久固定在油井的管道上（布置方式見(jiàn)圖5），可按人為要求驅(qū)動(dòng)超聲波設(shè)備或注射化學(xué)試劑。

圖5 電纜布置方式示意圖

張雪琴 孫冰源 編譯自《Ultrasonics Sonochemistry》2016年10月