 |
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: 303
Страна: Россия
| Защищает не только от ультрафиолета, но и от радиации: ученые ПНИПУ поделились фактами о пигменте меланине, которых вы точно не знали, ПНИПУ, 22:21, 15.06.2026, Россия |
31 |
| 13 июня — Международный день распространения информации об альбинизме. Недостаток меланина, определяющего цвет кожи, волос и глаз, вызывает это заболевание. Ученые Пермского Политеха рассказали о его роли в печени, легких и мозге, защите от радиации, продуктах для повышения уровня, лучшем ночном зрении альбиносов, появлении веснушек и антивирусной роли нарушения пигментации. |
|
| Последствия теплового удара могут остаться с человеком на всю жизнь: ученые ПНИПУ рассказали все, что важно знать об этом состоянии, ПНИПУ, 22:20, 15.06.2026, Россия |
21 |
| Наступило лето, но вместе с ним пришли солнце и жара, опасные для здоровья. Ученые ПНИПУ рассказали, когда они приводят к тепловому удару, что происходит в этот момент в организме, в чем опасно состояние, кто уязвим, какие симптомы нельзя игнорировать, когда вызывать скорую и как правильно охлаждать себя и окружающих. |
|
| Ученые Пермского Политеха создали новый метод диагностики болей в пояснице, ПНИПУ, 21:37, 15.06.2026, Россия |
13 |
| Боль в пояснице — одна из причин потери трудоспособности, но её источник не всегда очевиден. Врачи используют КТ, но это не дает точных критериев, из-за чего проблемы с суставами легко спутать с грыжей. Ученые ПНИПУ разработали метод диагностики, который позволяет выявить патологическое смещение более точно. |
|
| Ученые Пермского Политеха рассказали о тайной жизни гроз: от стеклянных копий в песке до молний, бьющих в космос, ПНИПУ, 21:31, 15.06.2026, Россия |
18 |
| Лето традиционно приносит с собой грозы, но даже привычные разряды между облаками и землей хранят множество секретов. Ученые ПНИПУ рассказали, что такое эльфы и джеты, почему после удара намагничиваются ножи, где найти окаменевшие молнии и правда ли, что Земля – это огромный генератор электричества. |
|
|
|
