Электротехнические комплексы на основе скважинных электротермических устройств для теплового воздействия на пласты высоковязкой нефти

• Автор: Батаев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

д Содержание

Глава 1 Современное состояние техники и технологий добычи ВВН

1.1 Мировые запасы нефтей

1.2 Характеристика месторождений тяжелых нефтей в России

1.3 Термические методы добычи ВВН

1.4 Отечественный опыт применения термических методов добычи

1.5 Зарубежный опыт применения термических методов

^ 1.6 Термогидродинамическое воздействие на призабойную зону скважинЗО

1.7 Термоэнергетическая техника (парогенераторы)

1.8 Кабельные линии для электропитания погружных систем

1.9 Выводы по главе

1.10 Цели и задачи исследования
Глава 2 Анализ электрических и тепловых процессов в скважинных электродных нагревателях
2.1 Анализ нагревателей с докритическими параметрами рабочей жидкости
2.1.1 Конструктивная и расчётная схемы СЭН
2.1.2 Тепловые и электрические параметры СЭН
2.1.3 Методика определения основных параметров и алгоритм программы расчёта на ЭВМ теплового потока СЭН
2.1.4 Примерный расчёт определения основных параметров СЭН для условий Усинского месторождения
2.2 Анализ нагревателей с закритическими параметрами рабочей жидкости
2.2.1 Методика определения параметров СЭН со сверхкритическими
параметрами рабочей жидкости
2.3 Анализ режимов теплового воздействия на продуктивные пласты ВВН
с помощью скважинных электродных нагревателей

2.3.2 Термогидродинамическое воздействие на призабойную зону

2.4 Выводы по главе
Глава 3 Анализ электрических и тепловых процессов в скважинных электропарогенераторах
3.1 Конструктивная и расчётная схемы ЭПГ
3.2 Анализ электрических и тепловых процессов в ЭПГ
3.3 Методика определения основных параметров ЭПГ
3.4 Расчёт параметров ЭПГ для условий Усинского месторождения
3.5 Выводы по главе
Глава 4 Лабораторные экспериментальные исследования

Глава 5 Электротехнические комплексы на основе скважинных электротермических устройств
5.1. Структурная схема электротермического добычного участка
5.2. Гидродинамические параметры комплексов на основе СЭН и ЭПГ
5.3. Управление режимами работы комплексов
5.4. Сравнительная технико-экономическая оценка эффективности электротермических комплексов
5.5 Выводы по главе
Заключение и основные выводы
Список литературы
Приложение
Приложение

В настоящее время особую важность приобретает рациональное освоение широко распространенных залежей тяжелых высоковязких нефтей (ВВН), разведанные запасы которых достигают 700 млрд.т. Крупнейшие из них находятся в Канаде -300 млрд.т., в Венесуэле -200 млрд.т., в США -25 млрд.т., в Российской Федерации -9 млрд.т.
В Северо-Западном регионе РФ доля разведанных запасов тяжёлых нефтей составляет более 50 %. На естественном режиме эксплуатации скважин нефтеотдача составляет 6-15%. Безальтернативными методами повышения нефтеотдачи пластов отечественными и зарубежными специалистами признаны термические воздействия на продуктивные пласты ВВН.
К недостаткам современных термических методов добычи ВВН можно отнести высокие материало- и капиталоёмкость теплоэнергетического оборудования, потери теплоты в распределительной трубопроводной системе и в скважине, а также снижение эффективности процесса из-за сжигания части добытой нефти или газа в парогенераторах и значительное ухудшение экологической обстановки в районах нефтедобычи. Охват месторождений методами термического воздействия на пласт составляет не более 6%.
Одним из перспективных направлений развития термических методов добычи является разработка забойных теплогенераторов. В Санкт-Петербургском государственном горном институте разработаны и запатентованы в РФ электротермические комплексы мощностью более 1000 кВт для термического воздействия на пласты ВВН, которые экспонировались на международных выставках в Брюсселе, Париже, Дюссельдорфе, Сеуле в 2001-2005 г.г. и отмечены Золотыми и Серебряными медалями. Анализу структуры этих комплексов и процессов, протекающих в них, посвящена настоящая работа.
Широкое применение скважинного электротермического оборудования в регионах с высокой электровооруженностью позволит снизить стоимость

Глава
Анализ электрических и тепловых процессов в скважинных электродных
нагревателях
Физическим свойством воды являтеся наличие на кривой состояния «вода-пар» критической температуры, при превышении которой теряется граница между жидкой и газообразной фазой воды. Поэтому, в виду этой особенности, анализ процессов в скважинных нагревателях разделён на до критические параметры раборчей жидкости и закритические. [13, 66]
Основным режимом СЭН является длительный режим (10-20 суток) работы с тепловым потоком, обеспечивающим кипение пластовой жидкости при давлении нагнетания теплоносителя в пласт в режимах:
- без подачи воды с поверхности (нагрев пластовой жидкости);
- с подачей воды с поверхности в режиме энергетически эквивалентном нагнетанию пара заданных параметров (например при работе СЭН с электрической и тепловой мощностями 1МВт при подаче воды с поверхности с часовым расходом 1,47 тонны, что эквивалентно нагнетанию 1,47 тонны пара сухостью 0,8);
- импульсно-дозированное (ИДТВ) и термогидродинамического теплового воздействия на призабойную зону скважины;
Так как длительность периода выхода в рабочий режим незначительна, то в дальнейшем рассматриваются установившиеся режимы работы СЭН.
2.1 Анализ нагревателей с докритическими параметрами рабочей
жидкости
2.1.1 Конструктивная и расчётная схемы СЭН
Наибольшей простотой и надежностью обладают электродные жидкостные нагреватели, которые достаточно широко применяются в промышленных электрокотлах (паровых и водогрейных).