Сокращение запасов легко добываемой нефти вынуждает использовать более вязкую нефть, что усложняет процесс её добычи. Учёные Пермского Политехнического университета (ПНИПУ) предложили метод, позволяющий снизить вязкость нефти и повысить эффективность её перекачки.
Для повышения температуры нефти в скважинах используются электрические призабойные нагреватели, установленные ниже подвески центробежного насоса. Повышение температуры нефти снижает её вязкость, что уменьшает нагрузку на насосное оборудование. Исследование, проведенное учеными ПНИПУ, позволило разработать трёхмерную математическую модель для анализа процессов тепломассопереноса в скважине, включая участок с перфорированной трубой. Эта модель даёт возможность детально изучить течение нефти и её поведение вблизи нагревателя и насоса.
«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».
- Никита Костарев, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и технологий в электротехнике ПНИПУ
Учёные выяснили, что наибольшая скорость потока достигается вблизи перфорированных отверстий и нагревателя, а наименьшая вязкость наблюдается в центре потока. Тестирование различных нагревателей показало, что использование более коротких и мощных устройств обеспечивает более эффективный нагрев нефти, что значительно снижает её вязкость и облегчает перекачку.
Разработанная модель позволяет точно определить оптимальную длину нагревателя для стабильной работы оборудования и минимизации затрат, что в свою очередь способствует снижению материальных расходов и рациональному использованию ресурсов.
