Ученые из ПНИПУ улучшили метод добычи высоковязкой нефти
Новая разработка ученых из ПНИПУ позволит снизить материальные затраты на разработку месторождений. 
ПНИПУ
ПНИПУ Пермь, 7 авг - ИА Neftegaz.RU. Ученые из Пермского Политеха (ПНИПУ) провели исследование метода добычи высоковязкой нефти с использованием электрического призабойного нагревателя и разработали модель для определения оптимальной длины этого устройства.
Об этом сообщила пресс-служба ПНИПУ.
В России на сегодняшний день происходит уменьшение запасов легко извлекаемой маловязкой нефти, что приводит к увеличению разработки ископаемого с высокой вязкостью, составляющего около 55% всех запасов в стране.
В связи с этим, процесс добычи становится значительно сложнее.
Электрические центробежные насосы в скважинах не всегда способны выдержать такую нагрузку, возникают ограничения по максимально допустимой вязкости перекачиваемой жидкости.
Новая разработка ученых из ПНИПУ позволит снизить ограничения, повысить эффективность работы насосов и сократить материальные затраты на разработку месторождений.
Статья, содержащая результаты исследования, опубликована в журнале Вычислительная механика сплошных сред в июле 2024 г. в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет 2030.
Для улучшения эффективности извлечения высоковязкой нефти применяется электрический призабойный нагреватель, расположенный в призабойной зоне скважины ниже подвески центробежного насоса.
Он позволяет повысить температуру нефти, что, в свою очередь, снижает ее вязкость.
Это приводит к уменьшению нагрузки на электрический центробежный насос, для которого существует критический максимум вязкости перекачиваемой жидкости.
Ученые разработали трехмерную математическую модель для изучения тепломассопереноса и оценки распределения температуры в скважине.
Источник фото: ПНИПУ
Это позволяет принимать необходимые меры для снижения вязкости нефти и предотвращения отложений.
В настоящее время применяется математическая модель, оценивающая распределение температуры на стенке насосно-компрессорной трубы и определяющая участок возможного отложения асфальтосмолопарафиновых веществ, а также необходимые условия для их предотвращения.
Однако у этой модели есть главный недостаток - невозможность изучить течение нефти через перфорационные отверстия, обеспечивающие гидродинамическое соединение пласта со скважиной.
Эти закономерности процесса изучаются для сохранения эффективности эксплуатации нагревателя.
Ученые ПНИПУ представили новую трехмерную модель исследования тепломассопереноса в скважинах с перфорированными трубами.
Источник фото: ПНИПУ
В ходе исследования выяснилось, что наиболее высокие скорости движения нефти наблюдаются возле перфорированных отверстий около обогревателя и центробежного насоса, тогда как низкая вязкость оказывается в центральной части потока и около устройства.
Результаты расчетов также позволили определить необходимую длину нагревателя для стабильной работы перекачки жидкости при рабочей температуре 122C.
Сравнение различных аппаратов разной мощности и длины показало, что нагрев нефти проводится эффективнее устройством длиной 1 м в сравнении с более длинными.
Исследователи обнаружили, что использование нагревателя с наибольшей мощностью в перфорированной скважине позволяет значительно повысить температуру и снизить вязкость нефти, обеспечивая более эффективную работу электрического центробежного насоса.
Эти открытия позволят оптимизировать процессы в добыче нефти, снизить расходы и ресурсозатраты, что имеет важное значение для отрасли.
Об этом сообщила пресс-служба ПНИПУ.
В России на сегодняшний день происходит уменьшение запасов легко извлекаемой маловязкой нефти, что приводит к увеличению разработки ископаемого с высокой вязкостью, составляющего около 55% всех запасов в стране.
В связи с этим, процесс добычи становится значительно сложнее.
Электрические центробежные насосы в скважинах не всегда способны выдержать такую нагрузку, возникают ограничения по максимально допустимой вязкости перекачиваемой жидкости.
Новая разработка ученых из ПНИПУ позволит снизить ограничения, повысить эффективность работы насосов и сократить материальные затраты на разработку месторождений.
Статья, содержащая результаты исследования, опубликована в журнале Вычислительная механика сплошных сред в июле 2024 г. в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет 2030.
Для улучшения эффективности извлечения высоковязкой нефти применяется электрический призабойный нагреватель, расположенный в призабойной зоне скважины ниже подвески центробежного насоса.
Он позволяет повысить температуру нефти, что, в свою очередь, снижает ее вязкость.
Это приводит к уменьшению нагрузки на электрический центробежный насос, для которого существует критический максимум вязкости перекачиваемой жидкости.
Ученые разработали трехмерную математическую модель для изучения тепломассопереноса и оценки распределения температуры в скважине.
Источник фото: ПНИПУ
Это позволяет принимать необходимые меры для снижения вязкости нефти и предотвращения отложений.
В настоящее время применяется математическая модель, оценивающая распределение температуры на стенке насосно-компрессорной трубы и определяющая участок возможного отложения асфальтосмолопарафиновых веществ, а также необходимые условия для их предотвращения.
Однако у этой модели есть главный недостаток - невозможность изучить течение нефти через перфорационные отверстия, обеспечивающие гидродинамическое соединение пласта со скважиной.
Эти закономерности процесса изучаются для сохранения эффективности эксплуатации нагревателя.
Ученые ПНИПУ представили новую трехмерную модель исследования тепломассопереноса в скважинах с перфорированными трубами.
Источник фото: ПНИПУ
В ходе исследования выяснилось, что наиболее высокие скорости движения нефти наблюдаются возле перфорированных отверстий около обогревателя и центробежного насоса, тогда как низкая вязкость оказывается в центральной части потока и около устройства.
Результаты расчетов также позволили определить необходимую длину нагревателя для стабильной работы перекачки жидкости при рабочей температуре 122C.
Сравнение различных аппаратов разной мощности и длины показало, что нагрев нефти проводится эффективнее устройством длиной 1 м в сравнении с более длинными.
Исследователи обнаружили, что использование нагревателя с наибольшей мощностью в перфорированной скважине позволяет значительно повысить температуру и снизить вязкость нефти, обеспечивая более эффективную работу электрического центробежного насоса.
Эти открытия позволят оптимизировать процессы в добыче нефти, снизить расходы и ресурсозатраты, что имеет важное значение для отрасли.