Исследование процессов тепломассопереноса в нефтяной скважине с~призабойным нагревателем различной длины
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2024.17.2.13Ключевые слова:
нефтяная скважина, тепломассоперенос, призабойный нагреватель, высоковязкая нефтьАннотация
Рассматривается трехмерная математическая модель процесса тепломассопереноса в нефтяной скважине с призабойным источником тепла. Исследован вертикальный участок с устройством электрического нагрева в скважине с высоковязкой и парафинистой нефтью. Призабойный нагреватель представляет собой монолитный цилиндр, расположенный в нижней части насосно-компрессорной трубы. Труба имеет перфорационные отверстия, через которые пластовый флюид попадает в нее из затрубного пространства. Локальный нагреватель позволяет повысить в призабойной области температуру поступающего флюида, и тем самым снижается вязкость нефти и нагрузка на электрический центробежный насос, для которого определена критическая величина вязкости перекачиваемой жидкости. Реализация используемой модели тепломассопереноса осуществлена методом конечных объемов, входящим в программно-инженерный комплекс ANSYS. Геометрия конечных объемов и образуемая ими сетка - аналог непрерывной расчетной области, созданы препроцессором MESH. Конечные объемы состоят из полиэдрических элементов. С помощью модели получены поля температуры, скорости и вязкости во всем объеме анализируемого участка. Приведены зависимости от продольной координаты трубы средней по сечению температуры и зависимости от мощности нагревателя средней температуры на входе в электрический центробежный насос. Определено значение вязкости при максимально допустимой температуре нагрева, а также величина мощности нагревателя, достаточная для обеспечения бесперебойной перекачки нефтяного флюида. Полученные результаты могут способствовать существенному повышению эффективности работы электрического центробежного насоса, увеличению продолжительности межремонтного периода и снижению материальных затрат при разработке месторождений.
Скачивания
Библиографические ссылки
Рощин П.В., Зиновьев А.М., Рязанов А.А., Соболева Е.И., Никитин А.В., Мурзаханов А.Р. Повышениеэффективности добычи высоковязкой нефти с использованием реагентов-растворителей: лабораторные испытания и внедрение на производстве // Вестник евразийской науки. 2021. Т. 13, № 2. 15.
Ященко И.Г., Полищук Ю.М. Закономерности территориального размещения и физико-химические свойства нефтей с высоким содержанием асфальтенов и смол // Геология нефти и газа. 2022. № 1. C. 95–108. DOI: 10.31087/0016-7894-2022-1-95-108.
Гилаев Г.Г., Афанасьев И.С., Павлов В.А., Саляев В.В., Стрельцов Ф.С., Хамитов И.Г. Начало нового этапа в освоении месторождений высоковязких нефтей и природных битумов в России // Нефтяное хозяйство. 2011. № 6. C. 6–9.
Башкирцева Н.Ю. Высоковязкие нефти и природные нефти // Вестник Казанcкого технологического университета. 2014. № 19. C. 296–299.
Шандрыгин А.Н., Нухаев М.Т., Тертычный В.В. Разработка залежей тяжелой нефти и природного битума методом парогравитационного дренажа (SAGD) // Нефтяное хозяйство. 2006. № 7. C. 92–96.
Халикова Д.А., Петров С.М., Башкирцева Н.Ю. Обзор перспективных технологий переработки тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов // Вестник Казанского технологического университета. 2013. № 3. C. 217–221.
Хамидоллаев Д.Т., Садакбаева Д.Б. Методы перекачки высоковязких нефтей // International Scientific Review. 2015. № 2. C. 30–32.
Конесев С.Г., Хакимьянов М.И., Хлюпин П.А., Кондратьев Э.Ю. Современные технологии добычи высоковязких нефтей // Электротехнические системы и комплексы. 2013. № 21. C. 301–307.
Стрункин С.И., Григорьев А.В., Хузин Л.И. Применение установок прогрева призабойной зоны пласта УППЗ-30 на объектах ПАО «Оренбургнефть» // Инженерная практика. 2015. № 12. 1098.
Du M.-J., Wang Y.-L., Temuer C.-L. Reproducing kernel method for numerical simulation of downhole temperature distribution // Applied Mathematics and Computation. 2017. No. 297. P. 19–30. DOI: 10.1016/j.amc.2016.10.036.
Tarom N., Hossain M.M. Using ANSYS to Realize a Semi-Analytical Method for Predicting Temperature Profile in Injection/Production Well // World Academy of Science, Engineering and Technology. 2012. Vol. 72. P. 1006–1015. URL: https://espace.curtin.edu.au/handle/20.500.11937/32520.
Купцов С.М. Температурное поле эксплуатационной скважины // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина. 2009. № 4. C. 62–68.
Филиппов А.И., Михайлов П.Н., Ахметова О.В. Температурное поле в действующей скважине // Сибирский журнал индустриальной математики. 2004. Т. 7, № 1. C. 135–144.
Харламов С.Н., Терещенко Р.Е. Теплообмен при ламинарном течении нефти и нефтепродуктов с аномальной реологией в трубопроводах большой протяженности // Вестник Российской академии естественных наук. Западно-Сибирское отделение. 2013. № 15. C. 96–100.
Ананьев Д.В., Халитова Г.Р. Интенсификация теплопереноса при ламинарном течении высокопарафинистой нефти в круглой трубе // Труды Академэнерго. 2014. № 2. C. 7–16.
Труфанова Н.М., Костарев Н.А. Исследование процесса тепломассопереноса в нефтяной скважине // Научно-технический вестник Поволжья. 2015. № 4. C. 126–129.
Костарев Н.А., Труфанова Н.М. Исследование процессов тепломассопереноса в нефтяной скважине с учетом процесса парафинообразования // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы Всерос. науч.-техн. конф., Пермь, 23 мая 2017. Т. 2. Пермь: ПНИПУ, 2017. C. 136–142.
Ковригин Л.А., Кухарчук И.Б. Конвективный теплообмен в межтрубном пространстве нефтяной скважины с греющим кабелем // Вестник ПГТУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2012. № 6. C. 43–47.
Пинягин Д.С., Костарев Н.А., Труфанова Н.М. Анализ процессов тепломассопереноса в нефтяной скважине при использовании призабойных нагревателей // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2019. № 30. C. 211–226. DOI: 10.15593/2224-9397/2019.2.13.
Пинягин Д.С., Труфанова Н.М., Костарев Н.А. Численное исследование тепловых процессов в скважине с призабойным нагревателем // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2020. № 36. C. 48–62. DOI: 10.15593/2224-9397/2020.4.03.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 1970 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.