Разработка ученых Пермского Политеха поможет добывать нефть с минимальными энергозатратами — Naked Science
19 июля
ПНИПУ

Разработка ученых Пермского Политеха поможет добывать нефть с минимальными энергозатратами

4.4

Запасы «легкой» нефти в мире сокращаются, и все больше скважин требуют дополнительных технологий для добычи трудноизвлекаемых запасов черного золота. Один из таких способов – использование греющего кабеля для борьбы с парафиновыми отложениями. Ученые Пермского Политеха создали математическую модель и основанный на ней алгоритм управления, которые позволят производить этот процесс с минимальными энергозатратами. Разработка поможет определить наиболее эффективные условия добычи и сэкономить средства предприятия.

Разработка ученых Пермского Политеха поможет добывать нефть с минимальными энергозатратами / ©Getty images

Результаты исследования ученые опубликовали в статье и уже запатентовали разработку. Исследователи реализуют проект при поддержке фонда РФФИ и Министерства образования и науки Пермского края.  «Греющий кабель применяют для борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями в скважине. Для этого поток нефтяной жидкости нагревают выше температуры кристаллизации парафина. Мы предложили выявлять распределение температуры в нефтяной скважине с помощью численного моделирования.

Этот метод позволит более точно оценить длину участка возможного отложения парафинов, влияние работы кабеля на температуру в нефтяной скважине, подобрать оборудование и режим его работы для борьбы с отложениями», – рассказывает ассистент кафедры «Конструирование и технологии в электротехнике» Пермского Политеха Никита Костарев.

Сетка конечных элементов геометрического пространства нефтяной скважины / ©Пресс-служба ПНИПУ

По словам ученых, отложения составляют большую часть фонда «осложненных» скважин всех нефтедобывающих компаний. Основной недостаток использования греющего кабеля – высокое энергопотребление. Это связано с несовершенством аналитических методов, которые не позволяют точно спрогнозировать температуру в скважине. В результате при добыче нефти расходуется больше ресурсов, чем необходимо.

Температурное поле скважины в поперечном сечении при нагреве / ©Пресс-служба ПНИПУ

«Наша математическая модель позволит оценить эффективность метода на этапе разработки месторождения. Предприятия смогут более рационально использовать оборудование, снизить затраты на электроэнергию и ремонт скважин. Разработка позволит сэкономить на электроэнергии 200-300 тысяч рублей в год с одной скважины», – поясняет ученый.

Распределение температуры в скважине с греющим кабелем (ОК – обсадная колонна, НКТ – насосно-компрессорная труба) / ©Пресс-служба ПНИПУ

По словам исследователей, другие методы прогнозирования помогают вычислить среднюю температуру токопроводящей жилы кабеля или измерить температуру на устье скважины. Но они не позволяют получить полную картину теплового состояния скважины. В отличие от аналогов, разработка исследователей из Пермского Политеха сможет оценить температуру в скважине без дорогостоящей телеметрии.

Температурное поле скважины в продольном сечении при нагреве / ©Пресс-служба ПНИПУ

Сейчас с помощью программы можно моделировать температурные процессы, подбирать необходимые характеристики оборудования и режим его работы. Ученые уже внедрили рациональные режимы нагрева на двух скважинах Пермского края. Разработка проходит опытно‑промышленные испытания и используется в работе одного из предприятий региона. Эффект от внедрения составил 287 МВт*ч экономии электроэнергии в год для двух скважин.

Результатом работы исследователей станет устройство, с помощью которого предприятия будут управлять работой греющего кабеля с максимальной энергоэффективностью. Представить его разработчики планируют уже в следующем году.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Вчера, 17:42
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

8 часов назад
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

Вчера, 18:00
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: