Оценка параметров внутрискважинного реактора для добычи высоковязкой нефти

Проблема добычи высоковязкой нефти становится все более актуальной из-за истощения традиционных запасов углеводородов. В этой работе оценивается влияние различных параметров внутрискважинного реактора, который играет важную роль в технологии добычи высоковязкой нефти. Особое внимание уделяется длине цилиндрического нагревателя, плотности теплового потока, скорости фильтрации и радиусу нагревателя. В результате получена формула для расчета оптимальной длины нагревателя, зависящая от определенных параметров реактора.

Цель. Исследовать и определить ключевые параметры, такие как длина цилиндрического нагревателя, скорость фильтрации, радиус цилиндрического нагревателя. Получить формулу, которая позволит точно рассчитать оптимальную длину цилиндрического нагревателя.

Методы. Исследование теоретических аспектов, основанное на физических законах, которые описывают процессы теплообмена, а также на теплофизических свойствах высоковязкой нефти. Сравнение различных параметров цилиндрического нагревателя для определения оптимальной длины.

Результаты. В процессе исследований были установлены соотношения между величиной x, м, для возможности создания реактора с наилучшими характеристиками при различных значениях плотности теплового потока, скорости фильтрации, радиуса цилиндрического нагревателя.

Заключение. Исследования показали, что длина цилиндрического нагревателя в реакторе зависит от радиуса нагревателя, линейной плотности теплового потока и скорости фильтрации. При значениях плотности теплового потока 1000 Дж/(м²·с), 1250 Дж/(м²·с), 1500 Дж/(м²·с) длина цилиндрического нагревателя при различных значениях потери плотности теплового потока принимает значения в диапазоне от 0,94 м до 2 м; при постоянных потерях плотности теплового потока – от 0,66 м до 3,3 м; Обнаружено, что при увеличении теплового потока длина цилиндрического нагревателя уменьшается в 2 раза, а при увеличении скорости фильтрации – увеличивается в 1,2 раза. При разных значениях радиуса цилиндрического нагревателя его длина остаётся неизменной, так как разница в длине незначительна.

1. Шагеев А.Ф., Милютина В.А., Андрияшин В.В., и др. Способ добычи высоковязкой нефти с внутрискважинной тепловой активацией бинарного раствора. Патент РФ на изобретение №2812385 C1. 05.06.2023. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=60787114. Ссылка активна на 12 февраля 2025.

2. Асвинов Р.В. Повышение эффективности добычи нефти механизированным способом // Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления: материалы XIX Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. 2019. С. 423-426.

3. Брюховецкий О.С., Секисов А.Г., Керимов В.Ю., и др. Способ разработки нефтяных месторождений. Патент РФ на изобретение №2753318 C1 20.10.2020. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=46478286. Ссылка активна на 12 февраля 2025.

4. Гатауллин Р.Н. Интенсификация добычи нефти методами волнового воздействия на продуктивные пласты // Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР. 2020. №2. С. 78-90.

5. Wang Z., Fang, R., Guo, H. Advances in ultrasonic production units for enhanced oil recovery in China // Ultrasonics Sonochemistry. 2020. Vol. 60. pp. 104791.

6. Huanquan S., Wang H., Cao X., et al. Innovations and applications of the thermal recovery techniques for heavy oil // Energy Geoscience. 2024. Vol. 5, N4. pp. 100332.

7. Ali I., Gubanov S.I., Ovchinnikov K.A., et al. A dual-well system and thermal-gas-chemical formation treatment: Combined methods for high-viscosity oil production // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2020. Vol. 194. pp. 107554.

8. Franco C., Franco C., Salinas L., et al. First field application of functionalized nanoparticlesbased nanofluids in thermal enhanced oil recovery: From laboratory experiments to cyclic steam stimulation process // Fuel. 2025. Vol. 382. pp. 133736.

9. Мамедова Е.В. Перспективы применения газовых методов с целью повышения коэффициента извлечения нефти // Рассохинские чтения: Материалы международной конференции, 01–02 февраля 2024 г. Ухта: Ухтинский государственный технический университет, 2024. С. 183- 186.

10. Tang Y., Wang H., Ge Q., et al. Experimental study of combined thermal flooding in improving heavy oil flowability // Energy Geoscience. 2025. Vol. 6, N1. pp. 100363.

11. Winanda D.F., Adisasmito S. Addition of surfactants to Low Salinity Waterflooding in microfluidics system to increase oil recovery // Petroleum Research. 2022. Vol. 7. N4. pp. 486-494.

12. Bossinov D., Ramazanova G., Turalina D. Comparison of measured and calculated highviscosity crude oil temperature values in a pipeline during continuous pumping and shutdown modes // International Journal of Thermofluids. 2024. Vol. 24. pp. 100950.

13. Shagapov V.S., Tazetdinova Y.A., Gizzatullina A.A. On the theory of extraction of highviscosity oil from the stratum under thermal action // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2019. Vol. 92. pp. 1415–1422.

14. Zhang Z., et al. Comparative analysis of wellbore electrical heating, low-frequency heating, and steam injection for in-situ conversion in continental shale oil reservoirs // Case Studies in Thermal Engineering. 2024. Vol. 64. pp. 105512.

15. Якимов Н.Д., Шагеев А.Ф., Дмитриев А.В., Бадретдинова Г.Р. Особенности расчета температурного поля в кольцевом пористом слое при бесконечном нагреве // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2023. Т. 25. №6. С. 54-66.

16. Якимов Н.Д., Шагеев А.Ф., Дмитриев А.В., Мутугуллина И.А. Температурное поле в цилиндрическом пористом слое при «бесконечном» нагреве с оттоком теплоты // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2024. Т. 26. №3. С. 146-155.