Исследование процессов тепло- и массопереноса при электромагнитном воздействии с учетом дегазации нефти

• Автор: Идрисов, Радик Инилевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ С ДИСПЕРСНЫМИ СРЕДАМИ
1.1. Энергетическое взаимодействие высокочастотных электромагнитных полей с дисперсными средами
1.2. Силовое взаимодействие
1.3. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на течение высоковязких жидкостей
1.4. Теоретическое описание интенсификации тепло- и массопереноса в средах под воздействием электромагнитного излучения
1.5. Способы возбуждения электромагнитных волн в скважинах
Выводы к первой главе
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕГАЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЖИДКОСТИ В ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ
2.1. Физические предпосылки дегазации углеводородной жидкости в высокочастотном электромагнитном поле
2.2. Описание экспериментальной установки при высокочастотном электромагнитном воздействии на жидкости
2.3. Разработка методики проведения измерений
2.4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ
2.5. Экспериментальное исследование влияния дегазации на диэлектрические свойства жидкостей
Выводы ко второй главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕГАЗАЦИИ НА КОНВЕКЦИЮ ЖИДКОСТЕЙ В ВЕРТИКАЛЬНОМ ЦИЛИНДРЕ
3.1. Особенности воздействия высокочастотного электромагнитного поля на конвекцию жидкости в вертикальной трубе
3.2. Экспериментальное исследование конвекции жидкостей, возбуждаемой при электронагреве, в вертикальном диэлектрическом цилиндре
3.2.1. Физические предпосылки конвекции жидкостей при электронагреве
3.2.2. Описание экспериментальной установки
3.2.3. Методика и результаты исследований
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЖИДКОСТИ В ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ С УЧЕТОМ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ
4.1. Постановка задачи и основные уравнения
4.2. Конечно-разностная схема решения задачи
4.3. Численные исследования фильтрации высоковязкой нефти при газовы-делении в высокочастотном электромагнитном поле
Выводы к третьей главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Ограниченность запасов традиционных нефтей и высокие темпы их потребления вызывают необходимость вовлечения в разработку месторождений трудноизвлекаемых углеводородов - высоковязких нефтей, битумов, газогидратов и т. д. В пластовых условиях эти вещества, как правило, находятся в нетекучем состоянии и вследствие этого пласт практически непроницаем. Поэтому извлечение их известными в практике нефтегазодобычи способами является малоэффективным. Теоретические, лабораторные и промысловые исследования, проведенные в последние годы, как в нашей стране, так и за рубежом, показали возможность применения для этой цели энергии высокочастотных электромагнитных полей (ВЧ ЭМП).
Технология обработки продуктивного пласта с помощью энергии высокочастотного электромагнитного поля существенно отличается от других известных тем, что скважина служит не только трубой, через которую извлекается на поверхность нефть, но и волноводом или коаксиальной линией, по которой транспортируется энергия ВЧ электромагнитного поля. Между тем, известно, что помимо теплового и силового воздействия ВЧ ЭМП с такими дисперсными системами как продуктивная порода, нефть, нефтяная эмульсия и др., возможно протекание в них различных физико-химических процессов, например, испарение легких фракций нефти и дегазация. Изменения содержания растворенного в нефти газа значительно изменяет ее физикохимические свойства, что в свою очередь влияет на скорость фильтрации и гидравлические характеристики трубопроводов и насосно-компрессорных труб при подъеме нефти на поверхность.
Кроме того, в процессе подготовки, транспорта и переработки нефти важное место занимает ее разгазирование. Добываемые на промыслах углеводородные жидкости (нефть, газовый конденсат) содержат большое количество растворенного в них газа (метан-этановые фракции). Дегазация (стабилизация) этих жидкостей осуществляется с помощью подогрева или само-

электрофизических характеристик исследуемой нефти. В то же время для битумной нефти зависимость (3(1) резко отличается от других нефтей, так как она сильно отличается по своим электрофизическим характеристикам (г, tg8).
На рис. 2.4.2 приведена зависимость скорости газовыделения (отношение объема газа, выделившегося из нефти в единицу времени к начальному •> ->
объему нефти, У,см /(мин)м от времени воздействия поля (1, мин). Как видно из графика, скорость газовыделения в первые минуты была достаточно велика и превышала таковую без ВЧ воздействия в несколько раз. Затем скорость резко убывает и падает до нуля, что обусловлено ограниченным количеством растворенного газа в определенном объеме нефти. Опыт прекращали после того, как дальнейшее воздействие ВЧ поля не давало увеличение газа, то есть кривая У=й(1) стремилась к нулю. Как видно из графиков, процесс снижения газовыделения идет более монотонно, хотя для битумной нефти и рост и снижение газовыделения в обоих случаях происходит резко, который обусловлен малым количеством растворенного в жидкости газа.
Рис. 2.4.2. Зависимость скорости газовыделения от времени воздействия ВЧ поля