1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

研究背景

我国的稠油资源相当丰富，稠油年产量已经达到了1.2 #215;10⁷t ,成为世界生产稠油最多的国家之一。目前，我们已经在二连盆地、松辽盆地、准格尔盆地、渤海湾盆地、南阳盆地、江汉盆地、苏北盆地、四川盆地、吐哈盆地、珠江口盆地、塔里木盆地等12个大盆地中发现了约有70多个稠油油藏，这为我国石油的稳定生产和国民经济的快速发展做出了极大的贡献 ^[1~4]。然而,稠油较高的粘度直接影响了稠油输送过程中的效益和成本。为了降低稠油在输送管道中的摩阻损失,我们必须采取一定的降粘措施。

如今, 各个油田陆续开展了稠油开采的措施, 比如乳状液输送、掺稀油输送、加热输送等, 这些采油方法不仅工艺繁琐, 成本高, 而且会或多或少的造成地层的伤害^[4~5]。这几年来发展的超声波采油技术是一种物理采油方法, 它不仅能提高原油产量, 而且对油层无损害, 现正逐渐受到人们的重视。

超声波采油是一种新兴的采油技术。超声波采油不但可以大幅度地提升原油的产量, 而且它的应用也非常的广泛,几乎能够运用于采油工艺的全过程,比如声波激励提高渗透率、声波压裂造缝、声波防蜡、声波降粘、声波脱水除盐、声波解堵以及声波乳化破乳等等。此外, 声波法还可以用于开发常规措施无法处理的低渗透油藏、粘土油藏、稠油油藏和致密岩层油藏等不同类型的油藏 ^[6~9]。美国和俄罗斯^[10]在超声波采油技术研究上取得了迅速的发展, 国内也相继开展了声波采油方面的研究工作，而超声波降低原油粘度就是其中的一个很重要的研究方向。

超声波性质

超声波属于机械波，是机械振动在弹性媒质中的传播。从频率范围来说，超声波是指频率超过20000Hz的声波^[11]。因而一般声波的结论同样也能够适用于超声波，但由于超声波的频率要比一般的声波要高得多，波长也短了许多，所以超声波与一般的声波之间同样也存在着许多不同的地方，超声波拥有它本身的特性。

(1)超声波与光波的相似性

超声波同光波非常相似，能够折射，反射和散射，也能够进行聚焦超声波同时也遵循几何光定律。因此，在超声化学中和在光化学中一样，选择不同频率或波长的超声波来促进或激发不同的化学反应，提高化学反应速率，产率和选择性。

(2)超声波的吸收特性

超声波的频率越高其吸收就越强，传播的距离就越短。一般来说，超声波在不同介质中的吸收大小顺序依次是：在固相中吸收最强弱，液相中次之，气相中最强。因而超声波在固相中所能传播的距离最长，液相中次之，气相中则最短。

(3)超声波的功率

超声波有着非常大的功率，这就是为什么超声波能够在众多领域获得广泛应用的原因之一。当超声波作用于某一介质中时，会引起介质分子振动，并且其振动频率和超声波的频率是相同的。介质分子振动的频率决定了其振动的速度，频率越高，振动的速度就越大。介质分子因振动所获得的能量除了与介质分子的振动速度的平方成正比外，还与介质分子的质量有关。因此，超声波的频率越高，介质分子，获得的能量越高。超声波的巨大机械能可以使介质质点产生非常大的加速度。巨大的加速度必然会使分子产生急速运动，导致分子结构遭到破坏，进而发生某些化学反应。这就是运用超声波处理某些溶液以提高化学反应产率或加快化学反应速度的依据所在。

超声波降粘机理

当一定强度的超声波在媒质中传播时，会产生热学、力学、光学、化学和电学等一系列效应。这些效应可归结为超声空化作用，机械振动作用，热作用等3种作用 ^[12~17]。

（1）空化作用

当超声波作用于液体时，液体中的微小气泡核产生振动，当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振荡及崩溃等一系列动力学过程称超声波空化作用。

气泡核崩溃时, 在极短时间内在其周围的极小空间, 局部产生高达10000 ℃的高温, 瞬时的压力可高达几千甚至是几万个大气压, 并产生时速高达400km 左右的射流和强烈的冲击波。

一般来说，原油中含有沥青质和蜡等高分子聚合物。超声波作用于原油时，超声空化作用会产生强烈的冲击波和高速射流，它能够使原油中的长链高分子聚合物的分子键断裂，分子量减小。即超声空化作用能够改变原油的内部结构，使原油的中的部分大分子断裂为小分子，从而使原油的粘度降低，蜡的熔点降低。同时，超声空化作用会在全部产生瞬时的高温高压，从而导致物质的分子键发生断裂，也会对原油产生降粘作用。

（2）机械振动作用

当超声波在弹性介质中传播时, 会使弹性粒子的速度、加速度以及振幅发生巨大的变化。机械振动作用能够使原油中较小分子和惰性较大的大分子链之间的相对运动发生加速,从而增大了它们之间的摩擦力，产生的摩擦力可以打断C-C键，破碎大分子团，使稠油剪切变稀,从而起到降粘作用。

在原油与岩石及管壁的分界处, 由于振动速度存在着巨大差异, 使得它们的分界面之间发生摩擦, 产生局部高温。对于粘度大的原油,吸收系数大, 所造成的原油局部温度的上升是非常大的。

（3）热作用

空化作用在气泡崩溃时释放出大量的热能。频率越高, 吸收效果越好, 边界摩擦也越剧烈;强度越大空化作用越强, 热效应越显著。

超声波的热作用是一种综合效应，它包括以下三个方面的内容，三者的综合作用使原油的温度升高，从而起到降低原油粘度的效果。

一、吸收引起的整体加热：当超声波在原油中传播时，其振动能量不断被媒质吸收转变为热能而使自身温度升高。

二、边界面处的局部加热：由于振动速度存在着巨大的差异，在不同介质分界处，边界摩擦会产生热量，使油体温度升高。

三、超声空化作用引起的局部加热：空化作用在气泡崩溃瞬间，释放出大量的热能，局部温度可达摄氏10000度。

由以上分析可知，超声空化作用、机械振动作用和热作用的综合效应是超声波降低原油粘度的原因。而温度、作用时间、声频率和声强是影响这3种作用的主要因素。因此，我们可以选择适当的声学参数来达到良好的降粘效果。

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