|
|
 |
|
|
 |
Исследование ученых Пермского Политеха ускорит добычу нефти с повышенной вязкостью
Запасы лёгкой нефти уменьшаются и приходится работать с более вязкой, повышающей нагрузку на оборудование (55 % запасов в России). Учёные Пермского Политеха создали модель для определения оптимальной длины нагревателя, чтобы повысить эффективность добычи такой нефти и снизить затраты на разработку месторождений.
Сегодня все сильнее сокращается запас легко добываемой маловязкой нефти. Вместо нее начинают извлекать ископаемое с высокой вязкостью (около 55% всех запасов в России), но процесс становится гораздо сложнее. Электрические центробежные насосы в скважине не всегда выдерживают подобную нагрузку, поэтому существуют ограничения по максимально допустимой вязкости перекачиваемой жидкости. Ученые Пермского Политеха проанализировали метод добычи «тяжелой» нефти при помощи электрического призабойного нагрева и разработали модель расчета оптимальной длины нагревателя. Это поможет снизить ограничения, повысить эффективность работы насоса и уменьшить материальные затраты при разработке месторождений.
Статья опубликована в журнале «Вычислительная механика сплошных сред» в июле 2024 года. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Для улучшения эффективности извлечения нефти с высокой вязкостью используется электрический призабойный нагреватель – устройство, которое расположено в призабойной зоне скважины ниже подвески центробежного насоса. Он позволяет повысить температуру нефти и тем самым снизить ее вязкость. За счет этого уменьшается нагрузка на электрический центробежный насос, для которого существует критический максимум вязкости перекачиваемой жидкости. Нарушение предела приведет к поломке оборудования и прекращению нефтедобычи.
Ученые ПНИПУ разработали трехмерную математическую модель для изучения процессов тепломассопереноса (перемещение тепла и нефти) в скважине. Это позволяет оценить распределение температуры в скважине и предпринять необходимые меры для снижения вязкости и отсутствия отложений. Чтобы сохранить эффективность эксплуатации нагревателя необходимо изучать закономерности этого процесса.
Сейчас применяют матмодель, которая позволяет оценить распределение температуры на стенке насосно-компрессорной трубы, определить участок возможного отложения асфальтосмолопарафиновых веществ и необходимые условия для предотвращения их образования. Но ее главный недостаток – невозможно изучить течение нефти через перфорационные отверстия, которые обеспечивают гидродинамическое соединение пласта со скважиной.
Модель ученых Пермского Политеха, в отличие от предшествующих, трехмерна и содержит область с перфорированной трубой. Политехники определили, что наибольшей скорости нефть достигает вблизи перфорированных отверстий около нагревателя и центробежного насоса, а наименьшей вязкости – в центре потока и рядом с устройством.
Расчеты позволили вычислить необходимую длину нагревателя, которой будет достаточно для обеспечения стабильной перекачки жидкости. Политехники сравнили несколько аппаратов разной мощности и длины. При этом поддерживалась одинаковая рабочая (допустимая) для них температура – 122°С. Изменение температуры показало, что нагрев нефти устройством длиной в 1 м протекает быстрее на участке от 0 до 2 м, поскольку удельная мощность (количество энергии по отношению к массе или объёму) у этого нагревателя выше, чем у 3- или 5-метрового.
– Мы выяснили, что использование в перфорированной скважине нагревателя с наибольшей мощностью позволяет повысить температуру нефти на входе в электрический центробежный насос до 60°С, а значение вязкости снизить до 0.7 Па•с. Это более чем в 14 раз ниже начальной вязкости нефти. Наша модель позволила детально описать характер течения и теплообмен на участке скважины с низкой производительностью и высоковязкой нефтью, – комментирует Никита Костарев, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и технологий в электротехнике ПНИПУ.
Ученые Пермского Политеха разработали модель исследования тепломассопереноса, включающую область с перфорационными отверстиями. Она более точна и эффективна за счет изучения показателей нефти на входе в скважину, а также применима в расчетах необходимой длины нагревателя, которой будет достаточно для снижения вязкости нефти и обеспечения бесперебойной работы электрического центробежного насоса. Это значительно снизит материальные затраты и ограничит чрезмерное потребление ресурсов.
Контактное лицо: Полина Слюсарь (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 03:06, 06.08.2024
Количество просмотров: 458
Страна: Россия
| Разработка ученых Пермского Политеха позволит легче управлять двигателями насосов, станков, генераторов, ПНИПУ, 14:39, 28.03.2025, Россия |
202 |
| Синхронные двигатели незаменимы в промышленности. Их традиционное управление требует датчиков, уязвимых к вибрациям, помехам и высоким температурам, что приводит к неточным показаниям или поломкам. Ученые ПНИПУ предложили метод бездатчикового управления, который обеспечивает широкий диапазон скоростей, а статистические ошибки не превышают 1%. |
 |
| Взгляд из космоса: ученые Пермского Политеха рассказали, как работают спутники, ПНИПУ, 19:54, 27.03.2025, Россия |
114 |
| Эксперты Пермского Политеха рассказали о том, сколько их на орбите, в чем их преимущество перед наземными системами, как космические аппараты расширяют наши знания о Вселенной и дарят нам бесперебойный доступ в интернет, как человечество собирается справляться с растущей угрозой космического мусора и создается ли в России аналог «Starlink». |
|
| Ученые Пермского Политеха выяснили, как морозы влияют на свойства дорожных материалов, ПНИПУ, 19:42, 27.03.2025, Россия |
86 |
| Геосинтетики более 30 лет применяют в дорожном строительстве для повышения прочности и снижения затрат. Однако на морозе их свойства могут ухудшаться. Ученые Пермского Политеха выяснили, что после циклов заморозки и оттаивания многие геосинтетические материалы не теряют, а усиливают прочность (111,8–174,4% от исходной), повышая морозостойкость. |
 |
| Ученые Пермского Политеха выяснили, как уменьшить токсичные выбросы авиационных двигателей, ПНИПУ, 17:00, 19.03.2025, Россия |
130 |
| Газотурбинные двигатели работают от сжигания топлива, которое нужно хорошо смешать с воздухом. В этом помогает подогрев, особенно важный для смесей с меньшим количеством топлива. Но в процессе выделяются токсичные газы. Ученые ПНИПУ выяснили, что, если подогревать топливо перед камерой сгорания двигателя, то выбросы угарного газа снизятся на 24%. |
 |
| Молодой ученый Алтайского ГАУ отмечен грамотой Президента России, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 12:35, 16.03.2025, Россия |
254 |
| На заседании коллегии управления по молодежной политике и реализации программ общественного развития Алтайского края состоялось награждение организаторов Всемирного фестиваля молодежи 2024 года, среди которых оказался магистрант Алтайского государственного аграрного университета Иван Лопатин |
|
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
