电脉冲增产技术.docx
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电脉冲增产技术
电脉冲增产技术-高聚能电爆震
电爆震发展状况
电爆震技术是采用电脉冲产生水锤效应作用于油层的一种纯物理方法。
国际发展状况：
美国于上世纪70年代便开展了电脉冲采油技术的研究，但未见有产品报道。
前苏联于1975年开展电脉冲采油技术工作,并取得较好的应用效果,某些油田还将该技术作为修井过程的常规手段。
俄罗斯和乌克兰均有产品出售（国内也有引进）,其最大储能<1.5kJ
国内发展状况：
主要有井下储能式和陆地储能式两种。
井下储能式能量和功率偏小，陆地储能式设备复杂、庞大，不方便携带。
中科院电工所从1986年开始进行电脉冲采油技术的研究工作。
地矿部物化探所,清华大学,西安交通大学、河南油田等也相继开展过类似的研究工作,并取得了较好的试验效果。
⏹.各单位的样机仅仅有进行过不多于20口油井实验的报道。
⏹.未见到各单位产品的中等规模作业（单台设备150口油井以上的作业量）的报道。
⏹.尚未发现设备在大量作业中的问题。
⏹.产品在参数选取上尚不够先进，基本上参照了俄、乌两国的设备参数，适用作业油井的范围小。
⏹.河南油田进行了大量的基础性研究。
◆.进口俄、乌两国的设备在使用上有不配套的问题。
◆.进口设备的耗材供应和设备维护困难。
◆.进口设备至少在技术服务上跟不上。
◆.使用进口俄、乌两国的设备也未见大量作业的报道。
◆.进口设备的指标和参数并不先进。
电爆震的组成和工作原理
◆地面电源控制柜
◆.高压直流电源
◆.高聚能电容器
◆.能量控制开关
◆.能量转换开关
整套设备分为地面部分和井下部分。
高压直流电源、高聚能电容器、能量控制开关和能量转换开关组装成井下部分。
电缆车送井下部分到油层位置并连接地面电源控制柜
☐.地面电源控制柜将井场220V工频电源经整流再逆变成
600V、1000HZ中频电源。
☐.由射孔电缆车将中频电源送给井下中频升压变压器
☐.高压硅堆将中频变压器的输出再整流成30kV直流高压。
☐.直流高压经厄流圈给高聚能电容器充电。
☐.待高聚能电容器充电到能量控制开关的工作阈值时，能量
控制开关导通，传递电容器中的储能给能量转换开关。
☐.能量转换开关将电容器中电能转换成液体中的机械能（冲
击波能量）
电爆震的技术基础
◆高聚能电爆震的技术基础是脉冲功率技术
◆.脉冲功率技术是在瞬间获得高功率的一门专项技术
◆.脉冲功率技术是当代高新技术的基础学科之一
◆.脉冲功率技术主要应用于国防高科技领域
◆.通过不同的物理原理可以将高功率电脉冲转换为电子束
能、激光能量、微波能量、热能、等离子体能量
◆.电爆震将高功率电能转换为机械能作用于油层
电爆震的技术原理－液电效应
☐在高压强电场作用下，液体中的电极会发射电子，
电离电极附近的液体分子。
☐.电极发射的电子和液体中被电离出的电子被电极间
强电场加速电离出更多的电子。
☐.在液体分子被电离的区域形成等离子体通道。
☐.随着电离区域的扩展，在电极间形成放电通道，液体被击穿。
电爆震的作用机理
脉冲放电功率可达MW量级，产生的冲击波速度达1000～4000m/s
冲击波产生的压力
冲击波是一个包含许多频率的宽带脉冲波，其能量密度很高，高频部分形成陡峭的波阵面
陡峭的波阵面与近井地带的油层相互作用后，衰减为“二次脉冲”低频声波，向介质发射新的应力波
冲击波在油层岩石和流体上产生的加速度高达约3000倍的重力加速度。
在放电通道周围，放电电流激起上万高斯的瞬变磁场，变化的磁场在油层导电流体中建立电场和电流，强电磁场对油层介质产生强生强烈的极化作用。
对油层岩石的的造缝作用
对于油层岩石，由于长期的地质力学作用和成井时的射孔、压裂作用，存在着断层、裂缝、层理和微裂隙，是非连续介质。
在冲击声波的作用下，岩石及液体这些非连续介质各自的质点以大于重力加速度3000多倍的加速度作激烈的振动。
在高加速冲击条件下，材料的断裂强度和疲劳强度都远小于静态，当冲击力超过岩石的疲劳强度时，就会造成新的微裂缝或宏观裂缝。
对油层岩石的的造缝作用
在岩石中产生的裂缝随冲击波的速度高速向前扩展，直到冲击力的强度与岩石的疲劳强度平衡为止。
对油层岩石的的造缝作用
在岩石中产生的裂缝随冲击波的速度高速向前扩展，直到冲击力的强度与岩石的疲劳强度平衡为止。
在此剪切力作用下会产生如下效果：
岩石颗粒表面的粘土胶结物被振动脱落。
孔喉充填桥状粘土微粒会松动或迁移，从而解除孔喉道堵塞，扩大孔喉半径和孔隙的连通性。
改变固液界面动态，克服岩层颗粒对原油的吸附亲和力，使油膜从颗粒表面脱落。
改变孔隙中油、水、气界面的动态，克服毛细管的束缚滞留效应，使油珠、油柱状分散的剩余原油重新分布、聚集和利于排出。
反复转换的压力波与应力波能够改造油层原有裂缝，可能产生新的裂缝。
冲击波在油层介质不同位置上压差的方向和大小交替变化，使液体由滞留区向排液活动区流动。
降低油水界面的张力。
提高地层渗透率作用（电磁场和声场的共同作用）
流体饱和多孔介质中液、固相分界面存在着偶电层，只有在压力超过地层表面静电场所造成的阻力时，液体的运动才能发生。
外加电场或弹性波场，可以改变地层表面电场的分布,减少阻力。
多孔介质的孔隙形状和大小各异，流体流动有死区，外加弹性波常可以减小死区和附面层厚度，使渗流速度提高，渗流量增加。
电磁脉冲的控水增油作用
瞬间变化的放电电流所产生的强电磁脉冲使油、水的分子强烈极化甚至电离，使原油分子的平均动能增加，从而达到稀释作用，有利于原油的流动。
由于水分子是极性分子，在强电磁场作用下，水分子会根据电位梯度和压力梯度所产生的电流随流体运动方向运动，从而起到控水作用。
清除地层污染作用
弹性冲击波在饱和多孔介质中传播时会使多孔介质时而被压缩，时而被扩张，造成孔道直径大小变化，引起毛管力的变化，可使固态颗粒逐步通过孔道排出。
空化作用可以破碎声场中的固态物质、多孔岩石表面的泥饼、振动松动后的堵赛物和其它固结物。
这些物质粉碎后被抽吸、推挤到井筒，达到疏通油流（水流）通道，改善油（水）层近井地带的渗透性。
电爆震的作用结果
造缝机理实验[1]
实验材料选择人造岩芯和天然岩芯：
将0.3875mm和1.1625mm的石英砂用环氧树脂和无水乙醇以及乙二胺胶结，加力200kN，60℃下烘干制成圆柱形岩心天然岩芯采用石英砂岩电容器储能169J每分钟作用6次，共作用20次
造缝机理实验
部分岩芯在约30次的作用后产生明显裂纹或炸裂用3.0MPa压力将密度为1.25×103kg/m3的泥浆经15h压入人造岩芯后20#机油通过该岩芯是的渗透率降低了49%，再经电脉冲作用后渗透率恢复66.7%。
提高渗透率实验
常压下对两块被污染的岩石处理的结果如表
提高渗透率实验
电脉冲作用下岩心渗透率的变化情况
不同压力下对被污染岩石处理的结果如表
电爆震作业范围
适用油井
电爆震技术适用于油水井除垢、降粘、解堵、增渗、增产、增注、改善油藏开采效果、提高原油采收率。
适用油藏地质条件
在处理变形具有脆性破坏特性的致密岩石效果较好，如灰质白云岩、粉砂岩；变形具有不可逆特性的岩石——砂岩的效果稍差；
对于纵向具有非均质性质的地层，井下放电处理效果最好的是低渗透、致密性地层。
因此，该技术主要适用于产量递减比较快、油藏动用程度差、油井供液能力低、裂缝连通性差、注水水窜严重、水驱油效率低及原油乳化物堵塞严重的区块。
选井原则
电爆震技术对地层的处理具有选择性，可优先改造对注水效果不明显的油层部位，达到增油降水的目的。
在放电处理石灰岩或灰质白云岩时，若与酸化工艺配合进行，在酸的作用下，在岩石内形成通道，进而改善地层的渗透性。
（1）地层胶结好，油层受到污染堵塞，孔隙度小于30%，渗透率大于0.001μm2，含油饱和度大于10%，原油粘度小于10000mPa·s。
（2）油井具有一定的地层能量。
油井静压高于区块平均静压，静压上升而产量不增加，或者与相同条件的邻井相比产量明显偏低。
（一般初期具有一定产能，但产量下降较快的地层效果较好）。
（3）试井解释表明油层有污染。
如因结垢、结蜡造成
堵塞，以及在钻井或其它作业中污染造成减产的
油水井。
（4）对注水井，一般选择不吸水或吸水能力下降的井。
（5）对水、酸有敏感性的油气层。
（6）油层以砾岩、砂砾岩、砂岩、石灰岩为主。
（7）井内液面离油层顶部高度不大于500m，液面
低于20米时应在套管内灌水补充液柱高度。
（8）油层温度小于100℃。
电爆震施工工序
（1）起出井下所有油管、油杆。
（2）下通井规，热洗，刮蜡等，以保证下井仪器通行无阻
（如需要）。
（3）探砂面，冲砂至人工井底（如需要），磁定位测定射孔段。
（4）连接电缆车与电爆震解堵仪器。
（5）将仪器送至井下欲处理的射孔段最下端。
（仪器下放速
度控制在50m／min以下，当仪器进入目的层段时，放慢
仪器，下放速度约为10m／min。
）
（6）放电作业由最下层开始，每30～50cm为一个处理段，自下
而上逐级处理，每段放电20～50次。
（7）处理完毕起出井下仪器，上提速度控制在80m／min以下。
（8）下洗井管柱彻底洗井，排出振松击碎的堵塞物，将井筒内
杂质清洗干净。
（9）按要求下生产管柱，完井。
对于储层胶结疏松，出砂严重，固井质量差，套管严重变形，斜井以及含油饱和度低、距油水边界近的井不宜采用该技术。
电爆震与其它采油技术的比较
◆酸化
◆.微生物
◆.各种物理方法
超声波
水力振动
人工地震
二次压裂
高能气体压裂
与化学方法的比较：
◆.电爆震属于物理方法，与化学方法最大的区别是不会对地层产生任何污染。
◆.电爆震产生的能量是油层中液体向远井地带传送，不需要其它介质。
◆.酸化解堵后的堵塞物是要依靠地层能量排除。
◆.电爆震解堵后的堵塞物依靠自己的作用就能排出。
与微生物采油方法的比较：
◆.微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏
条件下易于遭到破坏。
◆.微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造成沉淀的危险。
◆.原油的某些物性对微生物有毒性
◆.理论上还有争议，试验结果还不能做出明确的解释
◆.国内常用MEOR适用的油层条件还有:
渗透率≥30×10-3μm2;
地层水矿化度≤150000mg/L;原油黏度≤4000mPa·s。
与超声波的比较：
◆.作业工序基本相同。
◆.占用井场时间短
◆
.超声波的传输距离小
吸收衰减系数
散射衰减系数
20kHz超声波向地层渗入的有效深度不超过3cm
电爆震释放能量有爆炸的特征，具有陡峭的压力脉冲前沿，能量密度最高。
与水力振荡的比较：
◆.同为声波技术，但电爆震在近井地带的强度和能量
密度高得多。
◆.水力振荡造不了新缝。
◆.水力振荡的功率小
◆.水力振荡的频率低，传输距离远
与高能气体压裂的比较：
◆高能气体压裂的能量高，能量可控度差。
◆.高能气体压裂能量释放相对较慢，能量密
度小。
◆.爆炸物对油层可能对油层构成污染
◆.有可能损坏岩层骨架。
与二次压裂的比较：
◆.电爆震替代不了压裂，但比同层的二次压裂有优势。
◆.压裂是静压，基本上沿原裂缝伸展，造新缝的可能小。
◆.电爆震产生的冲击波是各项同性，可能造成新裂缝
与人工地震的比较：
◆人工地震设备大、耗能多。
◆.从地面将地震波传到油层，方向性差，能量利用效率低。
◆.电爆震本身就是一个人工震源，直接放到油层，且与油
层平行的震源，能量利用效率高。
WXEB电爆震的特点
指标和参数选取
电容器储能
放电周期
电能转换
与陆地储能式电爆震的比较：
陆地储能式电爆震设备庞大，电路复杂，不利于施工。
.陆地储能式电爆震能量转换效率低。
.陆地储能式电爆震能耗高、耗散的能量对设备本身造
成严重的伤害。
.陆地储能式电爆震电容量大，放电回路电感大，放电
回路的电阻大。
放电周期长，功率小。
.设备安全性低。
与俄、乌两国的电爆震比较：
☐技术规范与配套设备更结合国内情况。
☐.技术服务更及时、便利。
☐.损耗部件和配件容易获得。
☐.俄乌产电爆震的放电电压额定2.5kV，储能电容量
510μF，在其它条件相同时，功率要小许多倍。
与国内其它电爆震的比较：
☐设备长期应用中的问题已解决，与油田配套设备的
兼容性高。
☐.单台设备已经经过200口井的考验，技术成熟度高。
☐
.采用了正确的高聚能方式，储能密度高。
☐.放电功率比其它设备高4～8倍。
☐.产生的冲击波峰值压力更高。
在延长油田的应用：
1.蓝天1、2、3井
作业前三口井总产量约0.9T，作业后，两口井增产接近100%，一口井增产到6T。
2.靖边1252井，
对主力油层进行过二次压裂，并开发第二油层，应用KCl洗井，三种措施作业结果均降产。
电爆震作业后增产50%以上
3.安塞168井
1998.5年成井，初产1T，仅射孔后产量0.3T，初次压裂后1T，二次压裂后无效果。
作业前产量0.5T，作业后1.0T
延长七里村油矿延55-2,作业前产量0.4T，作业后产量～1T
延长七里村油矿延55-7,作业前产量0.2T，作业后产量～1T
电爆震作用无效井分析
也有不少电爆震处理无效井，主要原因有油井自身缺乏能量、施工工艺不符合要求、选井不合理、注水井减产、欠注、非近井堵塞等原因。
电爆震副作用分析
◆油层套管中材料钢级最低的是H-40，其抗内压额定值在
15MPa以上，抗挤压强度额定值在10MPa以上.
◆.5kJ电爆震对套管产生的冲击波强度折合成静压6.602MPa。
◆.对电爆震作用后的套管进行磁粉探伤检验，未发现套管壁
有损伤痕迹
◆.电爆震不但没有造成井壁损伤，反而清除了井壁上的垢
物，对固井质量也未造成破坏，不会破坏水泥环及引起窜
槽现象。
结论
1.电爆震能够使油井增产，注水井增注。
2.电爆震的作用能够使油井稳产。
3.电爆震对油井没有副作用。
4.电爆震还应用于原油脱水、破乳、油管
清砂等石油领域。
超声波采油技术
一、超声波采油机理
近年来，超声波技术在采油过程中的应用范围不断扩大，主要有超声波驱油超声波防垢、超声波除垢、超声波防蜡、超声波降粘冷输等项内容。
可使油井增产、水井增注，提高原油采收率，延长油井设备的使用寿命，缩短停井时间，提高有效采油时率。
特别是在油田开发中晚期，声波采油用于二、三次采油，提高最终采收率是很有前途的方法之一。
因此，受到采油工程技术人员的普遍重视。
很多油田开始应用这项技术井在超声波采油机理的研究方面取得了一些重要的成果。
在油、水井井筒周围，在开发生产过程中受到各种污染，从钻井到完井直至采油、注水。
各种增产措施不断实施，如射孔、酸化、压裂、检系、防砂、事故处理时，使油、水井受到外来固相侵入、水敏性损害、酸敏损害、碱敏损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞等损害，造成油气、水层的渗流空间的改变，有效渗透率降低。
比如，试油过程中由于污染造成孔隙喉道堵塞，而且在长期采油过程中，该区是一个压力及温度的拐点，因此，也成为许多矿物质及原油中某些组分的相交点，由溶解变为析出，往往产生一些沉淀结垢，使孔隙喉道变窄或堵塞；液体中携带的团相颗粒在喉道变窄的情况下更易形成堵塞，使产量下降。
超声波处理油层，是将大功率超声波换能器下放到油层位置，在机械、空化、热、声流等功能作用下，使堵塞物疏松脱落，随液体排出油井。
超声波是机械彼的一种，它具有波动的一般特性，即具有振动及传送能量的性质。
媒质内存在声场时，媒质颗粒可作机械振动。
超声波应用于采油领域，振动是关键因素，对油层能产生一定的物理作用。
超声波对流体和地层的作用主要有以下几种。
（一）机械振动作用
超声波是弹性介质中机械振动的传播者。
在传播过程中，弹性粒子的振幅、速度发生显著变化，从而产生搅拌、松动、边界摩擦、分散、疲劳损坏、微裂隙、去气、声流成雾、解聚、冲击破碎及热作用等。
（1）机械振动可以破坏堵塞颗粒与储层岩石之间的凝聚力。
由于不同介质的声阻抗不同，所以，在超声波的机械作用下，不同声阻抗介质的声反射、振动速度的不同以及弹性介质的波动，都会破坏堵塞颗粒与岩石之间的凝聚力。
在超声波的破坏作用下，堵塞颗粒与储层岩石发生剥落，使“粘着”的颗粒脱离，起到解堵的作用。
流体都有粘滞性，并存在着不同的流体层。
在近壁处从速度为零的壁面到速度分布均匀的液体层，称之为附面层。
如果把岩石中的孔隙看做笔直的毛细管，从油藏物理学中的毛管渗透定律可知，附面层的存在对储层毛管孔隙的有效半径影响很大，随着附面层的形成，毛管流动孔径变小，渗流量降低，机械振动作用破坏附面层，产生松动作用。
超声波使介质作激烈的机械振动，在地层中传播吮作用距离相对较远，并随距离的增加能量逐渐衰减。
对近井地带可使孔隙或孔隙喉道内附着的较强的堵塞物疏松脱落。
对于地层深部可使附着力较弱的堵塞物脱落。
脱落的堵塞物随其后的排液排出地层，起到疏通泄油通道，提高产量的作用。
（2）机械振动使毛细管孔径发生变化，降低孔隙内表面张力，导致毛细管的胀缩。
在未受声波振动前，岩柱压力（外压）和油藏压力（内压）及岩层骨架所承受的压力（外压与内压的压差）处于平衡状态。
在超声波的作用下，平衡受到破坏，声压的变化导致毛细管内外压差的变化。
由于超声波的周期性作用，毛细管孔径随压差发生周期性的胀大和缩小。
毛细管胀大时，使得近井地带的原油进入孔隙，毛细管缩小时，孔隙体积变小，有利于把油挤入井内。
这种现象从下面的定量分析中看的更清楚。
（3）机械振动产生的冲击压力使地层岩石产生微裂缝。
因为声波具有振动和传递能量的物理性质，当声波在井下作用于油层后，储油层及其中的流体会随声波一起振动。
由于油、水及岩石的密度不同，水声特性阻抗不同，所以各自产生的振动加速度也不同。
岩石表面对超声波产生反射，背向声源的发散波与面向声源的会聚波在岩石中形成一个压力稀疏区，两种不同方向的波产生相反方向的应力，致使两种相态物质界面产生相对移动。
振动达到一定强度，就会有撕裂的趋势，迫使原油与岩层的亲和力减弱，使原油脱离岩体。
当振动超过岩石的强度极限时，在岩面抗裂强度较小处，产生疲劳微裂缝，而不破坏整个岩层的结构，从而改变了泄油剖面，两种作用使原油顺利流入井筒。
（4）边界摩擦对流体产生局部加热作用。
边界摩擦的局部加热作用是超声波热效应的来源之一。
在流体与固体的分界面处，由于振动速度的巨大差异，使超声波的能量通过传热和粒滞的机构而大大地转换成热量。
边界摩擦化发生在局部，并且较激烈，往往会产生局部高温。
对于粘度较大的原油，吸收系数大，所造成的局部温升是十分可观的。
（5）降低原油粘度，提高渗流速度。
原油是一种含蜡质、胶质、沥青质等多种高分子化合物的流体。
在高频、高强度的超声波作用下，机械振动使大分子具有较大的加速度，形成分子间的相对运动。
由于分子的惯性，使得分子链断裂，大分子被粉碎，尤其在空化状态下，这种解聚作用更为明显。
对于原油中的高分子化合物，解聚作用使其充分地被粉碎，降低原油粘度。
当然，这需要在高声强和长时间的作用下才能发生。
振动产生的高温也可以降粘。
超声波在传播介质内部的吸收，不同介质的分界面处、边界处的摩擦作用和空化作用在气泡崩溃期间会释放出大量的热。
如果声场强度高，则井筒内有大量的能量转变为热能。
热作用的结果可以提高原油的温度，降低原油的粘度。
粘度越低，流体中分子之间的相互作用力就越小，流体流动阻力就越小，有利于提高原油在地层中的流动速度，有利于提高水驱效率和采收率。
前苏联通过室内试验观察到：
原油在声强为8～100kw／m2，频率为20Hz～4．5MHz的声场中，粘度下降20％～30％。
下降后的粘度是否回升恢复，取决于被处理原油的物性、声处理所使用的强度及时间。
当处理声强不能使被处理原油达到空化状态或者仅能达到弱空化状态，则下降粘度只能保持五六个小时。
含蜡越高，含胶质、沥青质越多的原油经过声处理后，其粘度下降变化越大。
当声处理强度大于100kw／m2时，被处理的原油可达到强烈空化状态，下降后的原油粘度不再逆转。
华北油田做了原油超声波处理降粘的室内试验。
给出了任丘原油加超声波处理与不加超声波处理的粘温曲线对比。
试验过程如下：
取509冻油样两份，一份用JC－3型超声波处理机，加150W的声功率处理1～3分钟，超声迅速溶化了冻凝原油井升温至80℃。
然后自然冷却降温。
用NCG－2型超声粘度计测量各温度测点下对应的粘度，并将各点连成曲线。
另一份冻样用热水溶化并使油液升温至80℃，也用同样的方法测出它的粘温曲线。
从粘温曲线上可以看出，经超声处理过的原油，各温度下的粘度下降了25％～30％。
（二）空化作用
超声波的空化是由流体中的正弦声波所产生的声波张力在流体中形成充气或充气空穴的过程。
也就是指在超声波作用下，液体中空泡成长和崩溃的过程，以及伴随发生的一系列声压变化现象。
声波在液体媒质中传播时，气泡发生响应，使原有的或新生的小气泡产生共振现象。
液体各部分时而受压，时而受拉。
在声波周期的扩张阶段，在声压足够大时，声场中的拉力使气泡膨大；在声波周期压缩阶段，使气泡缩小，突然剧烈爆破，大的气泡经过一次破灭后，分裂成新的小气泡，再重复此过程。
这种微小气泡（或空腔）迅速形成和崩溃，会伴有激波产生，对周围产生声波作用。
理论研究表明，在空腔崩溃的局部空间，可以产生高压过105MPa和高温达104℃。
还可以引起一系列的次级作用，如发光、发声、电离、化学反应等。
空化作用在流体高压时受到抑制，但由于溶解气的存在和流体内颗粒污染却能促进空化现象的发生。
（1）空化作用引起声压变化，消除气阻。
几乎所有的液体在常温常压状态下都含有溶解气或气泡形成的气体。
原油在地层压力条件下溶解了更多的碳氢气体。
在交错复杂的油层孔隙中，这些气体以气核形式存在于孔隙中，由于液体中很难存在稳定的气泡，所以，这些气核一般附着在岩石表面上。
计算气核在毛细管孔道中所受毛管力可知，大量存在的气核对油体流动具有很大的阻碍作用，称为气阻。
当气核的本征频率与声频相近而发生共振时，气核发生强烈振动。
大量气核在声场中迅速结合，形成大的气泡，不断扩大的气泡迅速脱离毛细管孔道而达到疏通的目的。
同时，在空化作用下，气核在拉伸周期内膨胀而具有一定的速度，并靠着惯性达到最大半径再快速地缩小，直至崩溃，从而消除流阻。
由于油体压强较大，气核半径较小，消除气阻需要高强度、高频率的超声波。
（2）空化作用在气核崩溃时形成激波，大振幅振动在媒质中传播时形成的锯齿形技为周期性激波。
在波面处造成很大的压强梯度，因而能产生局部高强高压等一系列特殊效应。
空化崩溃（尤其在低频下）在理想情况下，液体中最大压强可达上万兆帕。
气泡内的气体由于泡热压缩，温度也可达数千度（℃），崩溃时产生的激波对周围产生强烈的冲击力，大大地加强了超声波的机械作用。
在地层裂缝或固体表面发生重复空化爆发，这些爆发所引起的瞬时高压将粘附在地层表面的粒子炸掉。
由于交替的和横向的液体流动，粒子迅速地被从表面带走。
同时，在小空间的孔隙内，激波的产生能扩大岩石的孔隙半径，增强微裂隙作用。
崩溃间产生的局部高温是由声能转化而来的，对于提高油层温度，增加流动性具有很好的效果。
由于空化作用需在较强的声压下才能形成，故近井地带作用明显。
（3）主化作用可以减小原油的相对分子质量。
声波作用于原油，会使原油分子结构在剧烈的振荡作用下，周期性地排列组合
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