CN101057058B - 用于激励传质过程以增强井采收率的电声方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于提高含有油、气体和/或水的井的生产能力的电声装置和有关方法。电声装置产生激励井内的传质过程的发生的振动。通过能够在多孔介质中建立较高流动性区域、促进移动性以及在井眼中开采所需的流体并降低地层损坏的声能，通过纵波和横波所产生的在多孔介质中产生的最终声流发展到超过水、普通油和重油所特有的特征频率临界值。井下电声装置被浸没到放置在井的生产区内为止，并且包括发电机、一个或多个电声换能器以及一个或多个波导系统(声导装置)，所述波导系统包括提供弹性振动至处理下的介质的传输的管式辐射器。

Description

用于激励传质过程以增强井采收率的电声方法和装置

技术领域

本发明涉及石油工业，尤其是用于提高含油的井的生产能力的电声系统及相关方法，本发明包括在井的开采区中施加机械波。

背景技术

由于各种原因，油井的生产率日益下降。这种下降的两个主要原因涉及：与原油的渗透性有关的降低，因此而使原油的流性降低；以及由于固体(粘土、胶体、盐)的堆积，降低了孔隙的绝对渗透性和相互连通性，因此井的井眼区内的储层(reservoir)的孔隙逐渐堵塞。与上述原因相关的问题为：与要开采的流体一起流动的精细矿物颗粒造成孔隙堵塞、无机壳的沉淀、石蜡与沥青质的倾析、粘土水合、泥浆固体的侵入及泥浆过滤、以及由于盐水的注入造成完井液和固体的侵入。上述的每个原因都可以导致渗透性的下降或限制井眼周围的区域中的流动。

井(图1)基本上是与一层水泥19和外壳10排成一行的生产层(production formation)，其中所述外壳依次保持以同轴方式放置在其内的一系列生产管11。井连接储油器，该储油器具有可使产生于地层12中的流体流经井的内层中的射孔(perforation)14和/或孔13的适当的渗透性，从而在地层12中提供路线。管道11为产生于地层内的流体18提供出口。典型地有许多在外部从边界井径向延伸的射孔14。射孔14在通过地层12的内层上被均匀隔开。理想地是仅将射孔设置在地层12内，使得射孔的数量取决于地层12的厚度。很常见的是在地层12中每往深处一米具有九至十二个射孔。另一方面，射孔14在每个纵向上延伸，使得具有可以以0°方位角径向延伸的射孔14，而另外的射孔14每隔90°进行设置，以绕着方位角限定四组射孔14。

地层12的流体流经射孔14进入边界井内。优选地，井由某些密封机 构进行堵塞，例如，在射孔14的水平面下方放置封隔器(packer)15或桥塞。封隔器15与限定隔室16的生产管11相连，其中从地层12产生的流体流入所述隔室内、填充隔室16并达到液面17。积聚的流体18从地层12中流出，并且可以伴随有可变量的天然气。总而言之，内层的隔室积聚油、一些水、天然气和沙子以及固体残渣。通常情况下，沙子沉入隔室16的底部。如果地层12的压力减小，则从地层12产生的流体可以改变相位，从而允许更轻的分子蒸发。另一方面，井也可以产生很重的分子。

一段时间后，穿过从地层12内延伸出的射孔14的路径可能被“精细物”或残渣堵塞。这对连接地层12内的流体的孔隙的尺寸进行了限定，允许所述流体从地层12中流出、穿过裂缝或裂沟或所连接的孔隙，直到流体到达用于收集的隔室16中的孔隙空间为止。在该流动期间，来自地层12的非常小的固体颗粒(通常被称为“精细物”)可能流动，但也可能趋向于沉淀。尽管“精细物”有时可以保持分散状态，而所述精细物也可以聚集并因此而阻塞孔隙中的空间，从而降低流体的生产率。这可以成为自己进行供给的问题并导致生产流程的减少。越来越多的“精细物”本身可以沉积在射孔14内并将所述射孔堵塞，甚至趋向于防止最小流量。

即使具有最好的生产方法和最有利的开采条件，典型地，最初存在于储层内的原油仍然还有20％以上残留在储层中。

对油井和气井进行周期性的激励使用三种普通类型的处理方式：酸化、压裂以及通过溶剂和热量进行的处理。酸化涉及到HCl和HF混合酸的使用，其中将所述混合酸注入生产区(岩石)。酸用来溶解岩石的反应成分(碳酸盐、粘土矿物以及较少程度的硅酸盐)，并因此而提高所述岩石的渗透性。通常添加添加剂(例如，反应延缓剂和溶剂)以增强酸作用时的性能。尽管酸化处理是用于激励油井及气井的通用处理方法，但所述酸化处理明显地具有某些缺点，即，化学品的高额成本及相关的废物处理成本。酸通常与原油不相溶，并且可能在井内产生浓稠的含油残物。酸被耗尽后所形成的沉淀物通常可以比所溶解的矿物质更有害。活性酸的渗透深度通常小于5英尺。

水力压裂是另一种常用于油井及气井的激励的技术。在此过程中，强大的液压用于在地层内产生垂直裂缝。裂缝可以被填充聚合物塞或用酸进 行处理(在碳酸盐和软岩石中)，以在井内产生使石油和天然气流出的导渠。该工艺极其昂贵(约比酸处理贵大约5至10倍)。在一些情况下，裂缝可以延伸至具有水的区域中，增加了所产生的水量(不受欢迎的)。这种处理会延伸至井外数百英尺处，并且更普遍地用于具有低渗透性的岩石中。将聚合物塞成功放置于所有裂缝内的能力通常受到限制，而诸如裂缝封闭和塞子(支撑剂)压碎等问题可以严重降低水力压裂的生产率。

成熟油井中最普遍的一个问题是井内及周围的石蜡和沥青质的沉淀。蒸气或热油注入井内以熔化并溶解油内的石蜡，使一切均流向表面。有机溶剂(例如，二甲苯)经常被用于去除沥青质，沥青质的熔点很高且不溶于烷烃。特别是在处理每日生产低于10桶的油的边际井时，蒸气和溶剂特别昂贵(溶剂比蒸气更贵)。应该注意的是，仅在德克萨斯州就有多于100,000的这种井，在美国的其它州内可能更多。

使用蒸气和溶剂的主要局限在于没有溶解石蜡和沥青质或将其保留在悬浮液中所需的机械搅拌。

在R.D.Challacombe的美国专利第3,721,297号中，提出一种用于通过压力脉冲清洁井的工具，藉此使一系列的爆炸模块和气体发生器以在一个序列中一个点火引发下一个点火的方式相互链接。

爆炸产生可清洁井的冲击波。该方法有明显的缺点，例如，通过炸药来破坏高压油井及气井的潜在危险。由于处理期间额外的火险和控制的缺乏而导致该方法难以实施。

H.T.Sawyer的美国专利第3,648,769号中描述了一种产生“低音速范围内的正弦振动”的液压控制隔膜。产生的波为低强度且不会指向或聚集于岩石面上。因此，大多数能量沿着钻孔传播。

E.D.Riggs等人的美国专利第4,343,356号描述了一种用来处理地面钻井(surface borehole)的设备。应用高电压会引起产生将微小物质从井壁上清除的电压电弧(voltage arc)。该设备的困难之一是即使已根本完成任何清洁也不能持续引导电弧的事实。另外，安全问题仍然未解决(电和火的问题)。

另一种液压/机械振荡器由A.G.Bodine(美国专利第4,280,557号)提出。产生于细长的弹性管中的液压脉冲用于清洁井的内壁。该系统也遭 受低强度和受限导向。

最后，一种从油井中去除石蜡的方法由J.W.Mac Manus等人(美国专利第4,538,682号)提出。该方法基于通过向井内引进加热元件在井内建立温度梯度。

众所周知，油、气体和水井在一段时间的运行后变得阻塞且流体排出量降低，使得井的再生就变得十分必要了。用于再生井的机械、化学和传统技术如下：

密集冲洗

强烈抽吸

空气处理

使用盐酸或与其它化学品相化合的其它酸溶解沉淀物。

高水压用软管冲洗

注入CO2

使用炸药产生压震

这些方法使用有害的化学品，或以可以给井的结构带来危险的高动力进行工作。

在特定频率和动力的超声波场存在与固体和流体的暴露有关的很多效应。尤其是在流体的外壳中可能产生空化气泡，所述空化气泡在于从溶于液体中的气体或从最后相变产生气泡。其它相关现象为液体的脱气以及固体表面的表面清洁。

为了提高油井的原油产量已开发出超声技术。名为“Method andSystem for Ultrasonic Oil Recovery”的Arthur Kuris的美国专利第3,990,512号公布一种方法和系统，所述方法和系统通过施加注入高压流体时引起的振动所产生的超声波开采油，其目的是使储层破裂以产生新的排水渠。

Maki，Jr.等人的美国专利第5,595,243号提出了一种声学装置，其中一组压电陶瓷式换能器用作辐射器。该装置在制造和使用方面都有难度，这是因为所述装置需要大量的压电陶瓷式辐射器进行异步操作。

两者都属于Vladimir Abramov等人的名为“Device for TransferringUltrasonic Energy into a Liquid or Pasty Medium”的美国专利第 5,994,818号与名为“Device for Transmitting Ultrasonic Energy to aLiquid or pasty Medium”的美国专利第6,429,575号提出一种设备，所述设备包括在1至100kHz的范围内运转以传输超声波能量的交流发电机、和发出纵波的压电陶瓷或磁致伸缩式换能器，其中连接到波导系统(或声导装置(sonotrode))的管状共振器进而转换和所辐射的液体和浆状介质接触的横向振荡。然而，这些专利被设计用于至少与油井中所存在的射孔的尺寸和几何形状相比为极大尺寸的容器中。如果需要提高油井的生产能力，则这回表现出尺寸和传输模式上的局限性。

Julie C.Slaughfier等人的名为“Ultrasonic Downhole radiator andMethod for Using Same”的美国专利第6,230,799号提出一种使用Terfenol-D合金制成的超声波换能器的装置，其中所述超声波换能器置于井底，并且由置于地面的超声发电机(ultrasound generator)馈电。换能器在该装置的轴线上的设置可产生横向发射。该发明通过与注入井内的碱性溶液发生反应时的乳化作用造成降低井内所含有的碳氢化合物的粘度。该装置将地面强加的流体循环(surface forced fluid circulation)视为冷却系统以保证辐射的持续性。

Dennos C.Wegener等人的名为“Heavy Oil Viscosity Reductionand Production”的美国专利第6,279,653号提出了一种通过施加换能器所产生的超声波来生产重油(API度低于20)的方法和装置，其中所述换能器由Terfenol合金制成、连接在传统的抽出泵上并由放置在地面的发电机馈电。该发明也考虑到存在碱性溶液，如氢氧化钠(NaOH)水溶液，用以在较小密度和粘度的储层中与原油产生乳化液，从而使原油更易通过泵开采。在此，在轴向位置放置换能器以产生纵向的超声发射。换能器连接在作为该装置的波道(声导)装置的邻接杆(adjoining rod)上。

Robert J.Meyer等人的名为“Method for Improving Oil RecoveryUsing an Ultrasound Technique”的美国专利第6,405,796号提出一种用于使用超声波技术提高油的开采的方法。提出的方法包括通过超声波辐射使凝聚块分裂，其中所述超声波辐射造成在预定的频率范围内操作，以在不同条件下激励流体和固体。原油开采的主要机构基于储层内的这些部件的相对运动。

上述所有发明都通过换能器使用超声波的应用，其中所述换能器由发电机在外部馈电，其传输电缆的长度通常超过2km。这产生传输信号中发生损失的缺点，从而意味着必须产生得足够强以使井内的换能器具有适当机能，这是因为在该深度处的高频率电流的振幅降低至原始值的10％。

由于换能器必须以高功率体系进行工作，因此需要空气或水冷却系统，从而在将所述换能器放置到井内时出现很大难度，意味着超声波强度必须不大于0.5-0.6W/cm2。这不足以达到理想中的数量，这是因为在油或岩石内的声学效果的临界值为0.8至1W/cm2。

属于Andrey A.Pechkov的名为“Method for Acoustic Stimulation ofBottom-hole zone for producing formation”的俄罗斯专利第2,026,969号、属于Andrey A.Pechkov等人的名为“Device for Acoustic Stimulation ofBottom-hole zone of producing formation”的俄罗斯专利第2,026,970号、Andrey A.Pechkov等人的名为“Acoustic Flow Stimulation Method andApparatus”的美国专利第5,184,678号公开了用于激励从生产井内生产流体的方法和装置。这些装置组合为创新元件，发电机与换能器一起在井底处形成一体。这些换能器进行非连续性的运转，使所述换能器不需要外部的冷却系统就可工作。

对固体材料的适当激励要求声振动从换能器传输到储层岩石的效率，所述效率进而由井内不同的声阻抗(岩石、水、壁部和油，以及其中其它物体)确定。众所周知，液体-固体界面的反射系数很高，从而意味着通过钢管的波数将不会最充分地作用于连通井与储层的孔口的空隙。

发明内容

本发明的一个主要目的是开发一种在井眼区域中提供流体的高流动度的高效声学法。

另一个目的是提供一种井下(down hole)声学装置，所述声学装置产生极高能量的机械波，所述机械波能够去除井眼内部及周围的精细物、有机物、表层和有机沉积物。

一个额外目的是为油、气体及水井提供一种井下声学装置，无需注入化学品激励所述井。

另一个目的是提供一种不具有与在处理之后返回井内的流体相关的环境处理成本的井下声学装置。

提供一种井下声学装置，所述井下声学装置可以在管内运行而无需移走或拉动所述管子。在某些实施例中，管子可以为任何直径，典型的直径约为42mm。在某些实施例中，管子的直径为42mm。

最后，理想的是提供一种井下声学装置，所述井下声学装置可以在任何类型的完孔(下套管井(cased hole)/射孔、砾石充填、滤网/衬管等)内运转。

附图说明

图1是根据在此披露的教示的示范性辐射装置；

图2是说明根据本披露内容的示范性方法的图表；

图3是贯穿示范性声学单元的纵截面图；

图4是在此披露的示范性声学单元的第二形态的较详细图表；

图5是示范性声学单元的第三形态的图表；

图6是贯穿示范性辐射装置的第四形态的截面图；以及

图6a是沿着A-A线的图6的横截面。

具体实施方式

根据本发明，以提高油、气体和/或水井的井眼区的渗透性为目的，披露了一种方法和装置，所述方法和装置用于：通过机械振动激励所述井眼区，目的是促进开采区剪切振动的形成，这是由沿井的轴线所产生的机械振动发生相位移所造成的；由于纵波与横波的重叠交替获得张力和压力；以及以这种方式激励井内传质过程(mass transference process)的出现。

这可用图2中的图表加以说明，其中在辐射器(46)中传播的纵向振动的振荡速率矢量V^R _I(45)沿辐射器的轴线传导，同时纵向振动的振动位移的振幅分布ξ^R _mI(47)也沿着辐射器传播。取而代之，由于泊松效应，辐射器(46)内产生径向振动，所述径向振动具有带有ξ^R _nV(48)的位移振幅的特征分布。

通过辐射器(46)的辐射面(49)的径向振动传输至井眼区(50)内。纵向振动的速度矢量V^Z _I(51)在井眼区(50)内沿垂直于辐射器的轴线的方向传播。图表52显示了径向振动的位移振幅ξ^Z _mI(501)的特征径向分布，其中所述径向振动在井眼区(50)内传播并从以与λ₁/4(其中λ为辐射器材料中的纵波波长)相等的距离进行定位的辐射器的点辐射。

在介质中传播的径向振动的相位移导致井眼区内出现剪切振动，所述剪切振动的振荡速率矢量V^Z _S(53)沿辐射器的轴线传导。图表54显示了剪切振动的位移振幅ξ^Z _mS的特征分布。

结果，由于具有速度(U_f)和特征波长λ₁/4的纵波和横波重叠，在井眼区(50)内产生声流(acoustic flow)(55)。

产生的声场的操作频率至少与公式1所定义的特征频率相对应。

$f=F_A\frac{\mathrm{\η\φ}}{2\mathrm{\πk\δ}}$ 公式1

其中φ与k为地层(即，从其开始开采的井眼区(50))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。

表1提供使用公式1时所得到的特征频率，振幅系数为0.1，假设 

和k为储集岩特性。假定水、普通油和重油的粘度分别为0.5mPa、1.0mPa和10mPa。

表1.特征频率的值

以上章节所描述的方法已付诸实施，特别地，在图3中所示的装置中实现，其中所述装置位于井内。

转向图3，电-声装置(20)用铠装电缆(22)放低到井内，其中所述电-声装置包括封闭外壳(200)，优选是圆柱形且被称为下井仪(sonde)，所述铠装电缆优选由电线组成，并且其中为铠装电缆(22)提供一个或多个电导体(21)，铠装电缆也可被称为测井电缆。

封闭外壳(200)由可传输振动的材料构成。封闭外壳(200)具有两个区段，上部外壳(23)和下部外壳(201)。下部外壳(201)在其最远端具有两个内部空穴，第一空穴(25)和补偿室(compensationchamber)(302)。第一空穴(25)通过小孔(26)与外部连通。从井眼区开采的流体(18)可以流经这些小孔(26)进入第一空穴(25)。该流体(18)一旦注满第一空穴(25)就可补偿具有装置(20)的井眼区中的压力。补偿室(302)充满冷却液体(29)，所述冷却液体作用于可膨胀的一组波纹管(27)，进而可膨胀至下部外壳(201)的补偿区(28)内。

在补偿室(302)上方有称作“激励室”的第二室(301)，所述第二室被放置于下部外壳(201)的激励区(34)内。激励区(34)具有增强声能至地层(12)的传输水平的孔(35)。

第二室和补偿室(301和302)形成安放波导或声导装置(61)的大隔室(30)。声导装置(61)具有角状部(horn)(32)、辐射器(31)和半球形端部(33)。所述辐射器(31)具有外径为D₀的管状几何形状，所述声导装置的较近端部(靠近铠装电缆(22))具有放置在激励室(301)内的角状体(32)的形状，而所述声导装置的较远端部具有放置在补偿室(302)内的内径为D₀/2的半球形状。两个隔室都用周边轮缘(44)密封，所述周边凸缘进而支撑辐射器(31)的半球形端部(33)。辐射器的管状部分的几何尺寸(外径“D₀”，长度“L”，壁厚“δ”)由电声换能器(36)的自然谐振频率范围内的纵向和径向振动的谐振参数下的工作状况所决定。

为了实施先前在讨论图2关于井眼区中的纵波与横波形成重叠时提到过的上述原理，声导装置(61)的管状件(辐射器31)的长度“L”不小于辐射器材料中的纵向波长度λ的一半，即，L≥λ/2。

角状部(32)焊接到换能器(36)上，优选地应该为用线圈(37)环绕的电声换能器，例如，磁致伸缩或压电陶瓷式换能器。

为了优化冷却系统，换能器(36)被构造为两部分(图2中没有显示)。

线圈(37)与电导体(38)充分连接，其中所述电导体从放置于上部外壳(23)内的单独隔室(40)中的电源(39)延伸出来。电源(39)通过铠装电缆(22)中的导体(21)从井的表面馈电。电源(39)和换能器(36)由存放于容纳其的隔室(40和42)内的液体(41)进行冷却。

为了提高供给到井眼区的声功率，在如图4所示的装置(20)上至少增加与第一换能器(36)同相运行的第二换能器(56)，优选为电声换能器。用共用的馈电导体(38)将电源(39)连接到两个换能器(36和56)上。

在这种情况下，声导装置(61)具有两个角状部(32和57)和辐射器(31)。辐射器(31)呈具有精加工成半波角形(32和57)的两个端部的管状。

图5显示了对用于在井眼区内形成纵波和横波的特定原理进行发展的另一形态，其中装置(20)包含2个或2n(其中n为整数)个振动系统(58和59)，各对振动系统的电声换能器同相运行，并且每对振动系统与相邻的前一个振动系统反相运行。

使用共用的馈电导体(38)将电源(39)连接到每个振动系统(58和59)的换能器上。

构造该系统的其它元件类似于先前在图3中所说明的元件。

为了提高声导装置(61)的运行效率，根据图6或图6a修改所述声导装置的构造。

如图6和图6a中例示，声导装置(61)具有圆柱形壳体(60)，其中设计/设置有一个或多个纵向沟槽(62)。在一个实施例中，纵向沟槽(62)的数量从2到9进行变化。这些沟槽(62)的长度为电声装置所传输的波的波长λ的一半的倍数，而所述沟槽的宽度可以在约0.3D₀至约1.5D₀的范围内变化，在特定的实施例中，所述宽度范围为0.3D₀至1.5D₀。

Claims (23)

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：

$f=F_A\frac{\mathrm{\η\φ}}{2\mathrm{\πk\δ}},$

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：

$f=F_A\frac{\mathrm{\η\φ}}{2\mathrm{\πk\δ}},$

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

10.根据权利要求5所述的电声装置，其中所述声导装置包括具有至少两个沟槽的圆柱形壳体。

11.根据权利要求10所述的电声装置，其中所述沟槽与所述声导装置的纵轴平行，并且具有为所述电声装置所产生的波长的一半的倍数的长度，所述沟槽的宽度在约为0.3D₀至1.5D₀的范围内。

12.根据权利要求11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。

13.根据权利要求11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。

14.根据权利要求6或7所述的电声装置，其中所述电声装置包含两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。

15.根据权利要求14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。

16.一种用于提高含有油、气体和/或水的井的生产能力的方法，包括步骤：

(a)给具有井眼区的井引入电声装置；

(b)激活所述电声装置，其中所述激活步骤将机械振动引入所述井眼区；

(c)由于沿所述井的轴线所产生的机械振动的相位移在所述井眼区中产生剪切振动；

(d)通过多孔介质中的纵波与横波的重叠，通过邻近所述井和在所述井内辐射多孔介质在所述井内建立交替的张力和压力，从而激励所述井内的传质过程的发生；

(e)在所述多孔介质中提供最终的声场和声流，其中所述声场的位移频率至少为与要辐射的所述多孔介质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：

$f=F_A\frac{\mathrm{\η\φ}}{2\mathrm{\πk\δ}},$

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；以及

(f)从所述井中开采所需的流体。

17.根据权利要求16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，因此产生的所述声场促使在所述多孔介质中形成更高流动性区域。

18.根据权利要求16所述的方法，其中纵波与横波的所述重叠符合提供速度为U_f、波长为λ/4的声流，并且其中所述λ为辐射器材料中的纵波波长。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括计算要辐射的所述多孔介质的所述特征频率的步骤。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述电声装置包括声导装置，所述声导装置的辐射面沿所述井的轴线设置，所述声导装置具有角状部、辐射器和半球形端部，所述辐射器的长度为所产生的振动的特征波长的一半或更长。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述电声装置包括至少两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。

22.根据权利要求20所述的方法，进一步包括提供2n个振动系统的步骤，其中n为大于零的正整数，其中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。

23.根据权利要求20、21或22所述的方法，其中所述声导装置包括多个纵向沟槽，所述沟槽被设置成使所述沟槽沿所述声导装置的圆柱形壳体的周边均匀分隔开。

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