Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Разработка математической модели локального нагрева скважинного оборудования с целью получения сверхкритического диоксида углерода внутри скважины
Опубликована: 2023-11-20
Выпуск
Раздел
ТЕХНОЛОГИИ
  • П. Л. Павлова Сибирский федеральный университет (г. Красноярск)

Аннотация

Повышение нефтеотдачи пластов за счет применения третичных способов добычи, в частности закачки диоксида углерода, становится все более актуальной и востребованной. К настоящему времени выполнено значительное количество научно-исследовательских работ по разработке технологии закачки диоксида углерода в нефтяной пласт.
На сегодняшний день существуют три способа применения диоксида углерода для закачки его в пласт с целью увеличения нефтеотдачи: закачка в пласт карбонизированной воды (вода, насыщенная углекислым газом); закачка в пласт непосредственно диоксида углерода в газообразном или жидком состоянии; закачка в пласт углекислого газа в сверхкритическом состоянии.
Можно сказать, что новой, а также одной из перспективных и вместе с тем малоизученных технологий для увеличения нефтеотдачи пласта, в особенности подходящих для месторождений с высоковязкой нефтью, является закачка в пласт диоксида углерода в сверхкритическом состоянии. Отечественные и зарубежные лабораторные экспериментальные исследования показывают, что растворяющая способность диоксида углерода в сверхкритическом состоянии возрастает с увеличением плотности при постоянной температуре, то есть при увеличении давления. Но вместе с тем мало работ посвящено разработке скважинного оборудования для получения сверхкритического диоксида углерода для увеличения нефтеотдачи пласта.
В связи с этим в статье предлагается разработать скважинное оборудование для получения и контроля сверхкритического диоксида углерода внутри скважины. В работе приведено научно-техническое обоснование работы скважинного оборудования для получения сверхкритического диоксида углерода внутри скважины, а также разработана аналитическая математическая модель локального нагрева цилиндрической трубы нагревательным элементом с целью оптимизации параметров конструкции.
Разработанная аналитическая математическая модель позволяет оценить локальный нагрев на поверхности трубы, учитывает мощность нагревательных элементов, коэффициент теплоотдачи среды, теплопроводность материалов и особенности конструкции скважинного оборудования для получения сверхкритического диоксида углерода.

##submission.authorBiography##

П. Л. Павлова, Сибирский федеральный университет (г. Красноярск)

кандидат технических наук, доцент кафедры машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов, Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа, г. Красноярск. Область научных интересов – машины, агрегаты и технологические процессы. Автор 55 научных публикаций.

Литература

1. A Review of CO2-Enhanced Oil Recovery with a Simulated Sensitivity Analysis.
2. CO2-EOR/Sequestration: Current Trends and Future Horizons / Е. Mohammadian, В. Mohamed Jan, А. Azdarpour, Н. Hamidi, N. Hidayati Binti Othman, А. Dollah, R. Azrina Binti Sazali. Enhanced Oil Recovery Processes: New Technologies: in Book. London: IntechOpen, 2019. DOI: 10.5772/intechopen.89540
3. Экспериментальное исследование зависимости коэффициента извлечения нефти от проницаемости пласта в широком диапазоне параметров состояния / Д. Г. Филенко, М. Н. Дадашев, Р. Ф. Джафаров [и др.] // Мониторинг. Наука и технологии. 2018. № 4 (37). С. 57–61.
4. Supercritical Fluid Application in the Oil and Gas Industry: A Comprehensive Review / П. Л. Павлова, А. В. Минаков, П. В. Платонов [и др.] // Sustainability. 2022. № 14 (2). URL: https: //doi.org/10.3390/su14020698
5. Liquid CO2 injection for geological storage in deep saline aquifers / V. Vilarrasa, O. Silva, J. Carrera, S. Olivella // International Journal of Greenhouse Gas Control. 2013. Vol. 14. Pр. 84–96.
6. Павлова П. Л. Анализ зарубежной техники и технологии закачки диоксида углерода в нефтегазоносный пласт: обзорная статья // Нефтегазовое дело. 2021. № 5. С. 58–91.
7. Плохотников К. Э. Вычислительные методы. Теория и практика в среде MATLAB. М.: Горячая линия – Телеком, 2009.
8. Егоров В. И. Применение ЭВМ для решения задач теплопроводности: учебное пособие. СПб.: СПб ГУ ИТМО, 2006. 77 с.
9. Автоматизация решения задачи теплопереноса в древесине стропильных конструкций с нагелем методом Лапласа / С. В. Федосов, В. Г. Котлов, А. Г. Поздеев, Ю. А. Кузнецова // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии». 2021. № 2 (18). С. 53–63.
10. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. С. 292 –321.