|
|
 |
|
|
 |
Ученые Пермского Политеха повысили эффективность нефтедобычи
Из-за большого количества парафиновых отложений в оборудовании уменьшается текучесть нефти, что негативно сказывается на эффективности нефтедобыче.
Разработка нефтяных месторождений осложняется асфальто-смоло-парафиновыми отложениями, которые осаждаются на стенках оборудования и затрудняют процесс добычи. Из-за большого количества отложений уменьшается текучесть нефти, что негативно сказывается на эффективности ее добыче. Для борьбы с ними используют теплоноситель, который закачивается в скважину для ее прогрева. При высокой температуре парафин не образуется, и обеспечивается беспроблемная эксплуатация скважины. На данный момент перспективен способ промывки скважины через полые штанги глубинного насоса – полые стержни, через которые закачивают горячую нефть или воду. Однако у технологии отсутствуют все необходимые расчеты, которые приведут к ее качественному и результативному применению. Ученые Пермского Политеха доработали данный метод с помощью математического моделирования. Это позволит получить точные параметры промывки при любых вводных данных и составить технологический процесс для любого месторождения, где наблюдается осложнение работы скважин из-за парафиновых отложений.
Статья с результатами опубликована в сборнике «Advances in Automation IV», 2023 год.
Эффективность борьбы с парафиновыми отложениями зависит от региона, технологических параметров добычи и выбранного метода оценки теплового эффекта. Существуют разные подходы избавления от парафина, например, использование греющего кабеля или электромагнитного излучения. Политехники же рассматривали метод обработки горячим теплоносителем через полые штанги, расположенные в насосно-компрессорной трубе. У данной технологии есть важное преимущество – в окружающую среду снижаются тепловые потери, при этом повышается плотность теплового потока в зоне удаления парафина.
Для оптимальной работы технологии важно производить все необходимые расчеты для оценки теплового эффекта, определять температуру и расход теплоносителя, проводить оценку влияния технологических характеристик работы скважины на эффективность промывки. Данные задачи ученые решили, разработав математическую модель. В итоге ученые определили, как распределяется и изменяется температура и скорость движения теплоносителя (нефть, вода) на внутренней стенке насосно-компрессорной трубы и полой штанги при промывке.
Закачиваемая жидкость движется через полые штанги, затем выходит из пропускной муфты (элемент для фильтрации жидкости), смешивается с потоком добываемой нефти и поднимается вверх вдоль насосно-компрессорной трубы. Далее из-за большой площади трубного пространства скорость потока теплоносителя снижается, и жидкость постепенно остывает.
Для оптимального прогрева скважины на внутреннюю поверхность полых штанг наносится теплоизоляционный слой. Чтобы оценить его эффективность ученые разработали две математические модели скважины с теплоизоляционным слоем на внутренней поверхности и без него.
– Наличие теплоизоляционного слоя на внутренней поверхности полых штанг существенно влияет на распределение температуры на стенке скважины. При наличии теплоизоляционного слоя температура на уровне муфты (1200 м) достигает 56 ℃, увеличившись на 36 ℃ по сравнению со случаем без теплоизоляции. Это обусловлено тем, что теплоноситель имеет более высокую температуру при выходе из муфты равную 63 ℃. В то время как, двигаясь по штангам без дополнительного слоя, теплоноситель успевает охладиться до 20,7 ℃ на уровне муфты, – рассказывает аспирант кафедры «Конструирование и технологии в электротехнике» ПНИПУ Евгений Гольцов.
В рамках исследования политехники реализовали различные режимы промывки – нефтью и водой для конкретной скважины с рассматриваемой проблемой. Для расчета теплового состояния использовались уже известные параметры и ее теплофизические характеристики. Выяснено, что при промывке горячей нефтью в течение 5 часов с расходом 150 м3/сут и температурой 120 ℃ происходит полное удаление отложений. Промывка же скважины водой при температуре 90 ℃ в течение 5 часов с тем же расходом, что и в случае с нефтью, не дало приемлемых результатов. Поскольку температура на стенке трубы не превышает 58 ℃, полного удаления парафина происходить не будет на всей глубине.
Исследователи отмечают, что для полного удаления отложений со стенок полых штанг и насосно-компрессорной трубы необходимо в качестве теплоносителя использовать нефть, подаваемую с расходом 150 м3/сут и нагретую до 150 ℃.
Ученые ПНИПУ изучили, как эффективность тепловой обработки нефтяной скважины теплоносителем через полые штанги зависит от параметров подачи теплоносителя. Получили оценку влияния расхода и температуры нефти и воды на распределение температуры в столбе скважины. Разработанная модель ученых позволяет оптимально оценить перспективность метода промывки. Полученные расчеты можно будет применять на любых нефтяных месторождениях, где наблюдается проблема с парафиновыми отложениями.
Контактное лицо: Ксения Старкова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 21:57, 22.10.2023
Количество просмотров: 291
Страна: Россия
| От фотона до молекулы: ученые Пермского Политеха рассказали об ультрафиолетовых лучах и солнцезащитном креме, ПНИПУ, 21:57, 05.05.2026, Россия |
26 |
| Лето приближается, и солнце с каждым днем становится активнее. Многие любят теплую погоду, но далеко не все задумываются, что солнечное излучение может быть действительно опасным. Ученые Пермского Политеха разбирают, как ультрафиолет проникает в кожу, почему мы краснеем и обгораем, а также – что на самом деле происходит внутри солнцезащитного крема. |
|
| Ученые Пермского Политеха рассказали, какие канцерогены образуются в шашлыке и как минимизировать их содержание, ПНИПУ, 21:45, 05.05.2026, Россия |
15 |
| Приближаются майские праздники, сопровождающиеся приготовлением мяса на мангале. Но хрустящая корочка — это не просто вкус, а смесь канцерогенов. Ученые ПНИПУ рассказали, кому шашлык противопоказан, какое мясо выбирать, чтобы снизить риск, и какой уголь использовать безопаснее. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал, как правильно перенести рассаду в теплицы и открытый грунт, ПНИПУ, 21:36, 05.05.2026, Россия |
19 |
| Приближается новый дачный сезон, а, значит, пора готовить рассаду к перемещению в огород. Ученый ПНИПУ рассказал, когда это делать, зачем ее закаливать и сокращать полив, какие удобрения внести в почву в теплице и открытом грунте, на каком расстоянии располагать культуры и как ухаживать за ними после посадки. |
|
| Ученые Пермского Политеха нашли способ повысить отказоустойчивость электроники, ПНИПУ, 21:13, 05.05.2026, Россия |
21 |
| Цифровые устройства и системы сегодня применяются во многих отраслях: например, в авиации и энергетике. Сбои в их работе могут привести к авариям и угрозе безопасности людей. Ученые Пермского Политеха разработали новый метод резервирования, который повышает вероятность безотказной работы электроники более чем на 25%. |
|
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
