[发明专利]用于激励传质过程以增强井采收率的电声方法和装置

权利要求书

1.一种激励传质过程发生的方法，其中所述传质过程提高含有油、气体和/或水的井的生产能力，所述方法包括步骤：

(a)将机械振动引入井的井眼区，以便由于沿着所述井的轴线所产生的机械振动的相位移而在所述井眼区中产生剪切振动；以及

(b)通过辐射在所述井的附近或内部的多孔介质中纵波与横波的重叠在所述井中交替获得张力和压力，从而激励所述井内传质过程的发生；

其中纵波和横波的所述重叠在所述井眼区中提供速度为U_f、波长为λ/4的声流，其中所述λ为辐射器材料中的纵波波长，其中提供所述声流的声场的位移频率至少为与对要辐射的所述多孔介质计算出来的特征频率相对应的数值，并且其中所述特征频率由以下公式限定：

f=FAηφ2πkδ,]]>

其中φ和k为地层的孔隙度和渗透率，δ和η为井眼区内的孔隙流体的密度和动力粘度，F_A为流体关于多孔介质的相对位移的振幅系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中由于产生的惯性力比被辐射的所述多孔介质的粘性力大，因此产生的声场促使在多孔介质中形成更高流动性区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述声流促进消除所述井眼区中的地层损坏。

4.一种电声装置，所述电声装置用来通过将机械波引入含有油、气体和/或水的井的井眼区内来激励传质过程，所述传质过程可提高所述井的生产能力，所述电声装置包括：

声导装置，所述声导装置具有角状部、辐射器和半球形端部，并且所述声导装置的辐射面沿井的轴线设置，并且所述辐射器具有与产生的振动的特征波长的一半相等或更长的长度，由于沿所述井的轴线所产生的机械振动的相位移，所述声导装置在所述井眼区中产生剪切振动，并且由于产生的纵波与横波重叠而交替获得张力和压力，从而在含有油、气体和/或水的井内建立最终的传质过程，其中纵波和横波的所述重叠符合提供具有速度U_f和波长λ/4的声流，并且其中所述λ为所述辐射器材料中的纵波波长；

其中所述辐射器具有管状几何形状，所述管状几何形状的尺寸由所述电声装置中所包含的电声换能器的自然谐振频率的纵向和径向振动的谐振参数下的运行状况所决定，其中所述自然谐振频率至少为与对被所述电声装置辐射的介质所计算出来的特征频率相对应的数值，并且其中所述特征频率由以下公式限定：

f=FAηφ2πkδ,]]>

其中φ和k为地层的孔隙度和渗透率，δ和η为井眼区内的孔隙流体的密度和动力粘度，F_A为流体关于多孔介质的相对位移的振幅系数。

5.根据权利要求4所述的电声装置，其中所述管状几何形状具有外径D₀，并且所述半球形端部具有内径D₀/2。

6.根据权利要求4所述的电声装置，其中所述电声换能器为磁致伸缩式电声换能器。

7.根据权利要求4所述的电声装置，其中所述电声换能器为压电式电声换能器。

8.根据权利要求4所述的电声装置，其中所述电声装置包含2个或更多个电声换能器，所述电声换能器形成同相运行的振动系统。

9.根据权利要求8所述的电声装置，包括2n个振动系统，其中n为大于零的正整数，当所述振动系统集合成连续对时，每对振动系统的电声换能器同相运行，而每下一对振动系统关于相邻的振动系统反相运行。说明书，具体实施方法括号