В России около 55% запасов приходится на высоковязкую нефть. Добывать ее сложнее, чем менее вязкую. Это делается с помощью электрических центробежных насосов, которые создают необходимое давление для подъема и перекачивания флюида. При критических значениях вязкости оборудование может оказываться перегруженным и выходить из строя. Чтобы этого не происходило, в процессе нефтедобычи применяют специальные нагреватели: при повышении температуры нефть становится более текучей.
Исследователям удалось экспериментально выяснить, что максимальная температура, при которой могут эксплуатироваться специальные нагревательные устройства, составляет 125°С
Ученые ПНИПУ создали трехмерную компьютерную модель, которая включает скважину, трубу, по которой жидкость поступает в насос, и соединенный с ней нагреватель цилиндрической формы. С ее помощью они изучили нагреватели разной мощности (1; 1,75; 2,25 кВт) и длины (1, 3 и 5 м). В результате исследователи выяснили, что использование устройства электрического нагрева в призабойной зоне скважины с мощностью 2,25 кВт дает возможность до 60°С повысить температуру нефти и в 14 раз снизить ее вязкость.
«Модель позволила определить, как параметры нагревателя влияют на температуру нефти на входе в насос. Так, длина устройства в 1 метр и мощность 1 кВт повышает ее значения до 39,11°С, 3 метра с мощностью 1,75 кВт — до 52,39°С, а 5 метров и 2,25 кВт — до 60,18°С. С увеличением температуры понижается и вязкость нефти. В целом все три нагревателя могут использоваться для ее снижения, но этот фактор также зависит от мощности используемого насоса. Для некоторого оборудования нагреватель в 1 метр не подойдет, а в 3-5 метров будет более эффективен», — отмечается на сайте вуза.
Разработка поможет нефтедобытчикам определять температуру и характер течения углеводородов на заранее известном участке скважины, а также рассчитывать необходимую длину нагревателя, достаточную для снижения вязкости нефти и обеспечения бесперебойной работы электрического центробежного насоса.
Ранее Наука Mail писала о том, как устроены нефтяные платформы.