Добывать нефть с минимальными энергозатратами позволит математическая модель и основанный на ней алгоритм управления, который создали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (Пермский Политех). Разработка поможет сэкономить средства предприятия.
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. Греющий кабель используют 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 конструирования и технологии в электротехнике Пермского Политеха Никита Костарев.
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. Математическая модель ученых Пермского Политеха 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 тыс. рублей в год с одной скважины.
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.
Исследователи реализуют проект при поддержке фонда РФФИ и Министерства образования и науки Пермского края.
Напоминаем, что в рамках Года науки и технологий июль посвящен теме «Связанность территорий и освоение пространства».