液流空化装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及原油开采领域，是一种液流空化装置、系统及方法。
【背景技术】
[0002]当前油田增油主要采用两种技术，一是水力压裂技术，二是超声空化技术。
[0003]水力压裂是将压裂液注入油层制造一条主干裂缝，以达到改变油流流态的增油技术。20世纪80年代是水力压裂发展史上较为重要的阶段，后逐渐成为油气，特别是低渗透油气勘探开发领域的重要技术手段。水力压裂增产机理:当地面高压栗组将高粘度液体以超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底产生的压力超过井壁附近地应力和岩石抗张强度的压后，即在地层中形成裂缝。随着带支撑剂的液体注入地层中，裂缝逐渐向前延伸形成具有一定长度、宽度和高度的填砂裂缝。该裂缝有较高的导流能力，改变了油气渗流流态。
[0004]然而，水力压裂存在如下缺点:(1)工艺复杂，作业成本高。水力压裂是一项严谨的系统工程，如果对储层地质情况认识不足、选井选层不当、压裂液选择不当、支撑剂选择不当、压裂施工参数设计不合理、施工规模不当、压后排液措施不当都可能导致压裂施工失败或降低增产效果，更有甚者可能对油气田后期的开发调整带来严重影响。储层改造技术也是一项高投入、高风险的技术，单井的作业成本一般在数十万至数百万元之间，深井作业成本甚至千万余元。(2)对油井和地层污染严重。如果压裂液选择不当，引起地层粘土矿物膨胀，原油乳化、机械杂质带入到地层、与地层水不配伍生成沉淀等都可能对地层造成伤害；对于酸压而言，液体也会对储层造成伤害，酸液的缓蚀性能差还会对施工设备和管柱造成严重的腐蚀。压裂作业是一种高压作业，施工用的各种化学剂还会对人的生命财产以及生态环境造成严重威胁。(3)对油井和地层的破坏作用极大。若压裂不当，会造成油井暴性水淹和无功注水的严重后果，或把邻近的含水层或含有气顶的油藏上部压开。另外，不当的排液可能给储层的伤害程度加大，可能导致支撑剂回流，进而对地层和油井造成永久性的破坏。(4)人工主干裂缝的引入加剧了储层的非均质性，这又可能给油气藏的开发带来不利影响。
[0005]超声波采油技术是近几十年发展起来的三次采油技术之一。超声空化解堵增油技术即大功率超声波解堵技术。新型超声波增油系统主要由磁定位系统、特种传输电缆、大功率超声波电信号发射机和超声波电声转换器等组成。它利用地面车载大功率超声波发射机产生的大功率脉冲电振荡信号，通过特种传输电缆，将脉冲电振荡信号传输到油层的压电陶瓷电声转换器上，经电声转换器转换成超声波，射入含油地层中。通过超声波处理生产油井、注水井的近井油层，使油层中流体的物性及流态发生变化，改善井底近井地带的流通条件及渗透性，解除采油井、注水井的堵塞，提高采液量、原油产量和注水量，以达到增产目的。
[0006]然而，超声空化存在如下缺点:(1)超声空化只能用于近井地带的解堵。液体介质产生空化气泡，要求超声波具有一定的强度，超声波功率越大解堵效果越好。然而超声波的衰减速度极快，有研究表明，声强在井壁处衰减为声源处的45%，孔隙介质几何模型半径为1米处的声强衰减至井壁处的10%。因此，超声波产生的空化效果只能作用于近井地带，最大作用半径仅15米，因此作用效果有限。(2)空化区域处在非流动状态，在空化器周边形成的空化区域(或气穴)范围有限，随着静水(外部)压力的升高，在深油井中在静水高压下无法打断液流形成气穴。根据空化数值要求，为使液流产生间隙，必须以极高的速度压送液体，但并不是在所有的情况下都能得到这种极高速，尤其在深井或加长管道中；在很高的外部静水压力下，比如在深井中，利用超声波无法获得空化效应。(3)受处理时间限制，作业效果受限。超声波累计处理时间对解堵效果影响较大，但处理时间超过60分钟后，解堵效果增加并不显著；超声波频率越高传播过程中衰减越大，解堵效果变差。(4)技术配套设备复杂，作业成本高，对作业环境要求比较高。(5)不适用于斜度大于45度的油井。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提出一种用于提高石油采收率的液流空化装置、系统及方法，用于解决【背景技术】中的至少一个技术问题。
[0008]本实用新型第一方面提供一种液流空化装置，包括
[0009]壳体，包括
[0010]顶部壳体；
[0011]与顶部壳体可拆卸连接的腹部壳体；
[0012]与腹部壳体可拆卸连接的底部壳体；
[0013]工质，能自由活动地设置于该腹部壳体中，作用于流经的液流以使其产生空化；
[0014]顶部隔挡，设置于该顶部壳体中，用于阻止该工质从顶部离开该腹部壳体；
[0015]底部隔挡，设置于该底部壳体中，用于阻止该工质从底部离开该腹部壳体。
[0016]在一个具体实施例中，液流空化装置还包括在工质下方、底部隔挡上方的壳体中设置的垫片和垫簧，在对液流空化时随工质一起运动。
[0017]在一个具体实施例中，该工质为多个。
[0018]在一个具体实施例中，该工质的形状为如下之一:球形、柱形、锥形和环形。
[0019]在一个具体实施例中，该多个工质为球形、柱形、锥形和环形工质或其组合。
[0020]在一个具体实施例中，液流空化装置还包括多个隔室，设置于腹部壳体中，彼此沿液流方向隔开，其中各个隔室将多个工质分组容纳在其中。
[0021 ] 在一个具体实施例中，工质为实心的或其上设有液流通过的贯穿孔。
[0022]在一个具体实施例中，液流空化装置还包括引流槽，设置于底部壳体内壁上，用于加速液流流出该液流空化装置。
[0023]在一个具体实施例中，该壳体外壁为圆柱形或多边形。
[0024]在一个具体实施例中，该壳体外壁上设置有用于增强该壳体强度的加固件。
[0025]本实用新型第二方面提供一种液流空化系统，用于采油管路中，其中采油管路包括油管和套管，该液流空化系统包括栗送装置、储液罐、根据本实用新型第一方面的液流空化装置以及用于监控液流作业参数的计量仪表，其中
[0026]该栗送装置用于将储液罐中的循环液经过计量仪表栗送到采油管路中的油管；
[0027]该液流空化装置连接于该油管底端，对应于油层中待处理点的位置；
[0028]栗送装置将循环液经该套管栗回该储液罐中。
[0029]本实用新型的系统可以将液流空化装置作用于产油层，可以提高生产井的产油量及渗透率，也可作用于井底以强化碎岩过程，同时可用来消灭微生物，清除接触面的积层，对金属进行侵蚀性损坏，加速化学反应，分散液体中固相粒子及高分子化合物，乳化不溶解物质，在其它过程中还可用来进行有效的内部质量交换。
[0030]本实用新型的技术可以适用于油田新井投产和老井“复活”，利用液体循环属于纯物理方法，液体中不必添加任何添加剂，没有任何污染，工艺简单易操作，绿色环保，在油层选点作业，保证地层的安全性；安全可靠，同一油井可以反复作业，效果持续期长。另一方面，本实用新型的系统由于采用了液体循环方式，使得作业效果辐射范围扩大，从而克服了超声空化在静水压力大空化效果不佳甚至不能产生空化的缺陷。进一步，本实用新型的系统由于空化装置体积小，可以直接设置于油管的底部，油管能到达之处，其也能到达，所以适用于大斜度井甚至水平井。
【附图说明】
[0031]通过以下参照附图对本实用