Ученые ТюмГУ предложили способ повысить на 20-40% добычу высоковязкой нефти. Согласно словам авторов исследования, это можно реализовать за счет оптимизации процесса циклического воздействия водяного пара на нефтяной пласт. В журнале Journal of Engineering Physics and Thermophysics опубликованы результаты.

В настоящее время, для увеличения добычи нефти и обеспечения энергетической безопасности России необходимо повышать эффективность извлечения углеводородов из подземных пластов – подземной пористой среды, состоящей из горной породы и пустот, заполненных нефтью и водой, рассказали ученые Тюменского государственного университета. В том числе, увеличивать эффективность добычи высоковязкой нефти, которая плохо притекает к скважине и для извлечения которой требуются специальные методы. Например, для снижения вязкости нефти можно применять метод пароциклического воздействия. Он состоит в циклической закачке в пласт горячего пара (закачка пара – выдержка на конденсацию пара для теплообмена с нефтью и пластом – добыча нефти). Определять параметры пароциклического воздействия с учетом движения пара в пласте под землей научились исследователи ТюмГУ.

"Мы установили, что на эффективность пароциклического воздействия и длительность стадий процесса в наибольшей степени влияют толщина пласта, доля пара в закачиваемой пароводяной смеси и расход закачиваемого пара (сколько пара закачиваем в единицу времени)", – сообщил Александр Гильманов сотрудник кафедры моделирования физических процессов и систем Физико-технического института ТюмГУ.

Согласно его словам, это позволяет оптимизировать процесс закачки пара через скважину в пласт и извлекать из него больше нефти, а также определять оптимальную длительность стадий процесса, а именно: сколько времени закачивать пар, сколько времени добывать нефть, сколько времени закрывать скважину для конденсации пара в пласте и обмена теплотой пара с нефтью.

"Такая оптимизация может повысить количество добываемой нефти за год на 20-40%. Результаты работы могут быть использованы для повышения энергетической безопасности России", – добавил Александр Гильманов.

Ученые отмечают, что существующие исследования параметров пароциклического воздействия с использованием гидродинамических симуляторов требуют длительных расчетов, а также задания большого количества параметров, которые не всегда известны.

Специалисты ТюмГУ предложили упрощенный подход к моделированию, который впервые учитывает изменение плотности воды при изменении температуры и давления. Математическое моделирование и решение уравнений с помощью численных методов на компьютере применяли они. В планах исследователей учесть изменение содержания пара в поступающей смеси и связать эту модель с моделью движения пара по скважине.

В рамках программы "Приоритет-2030" проводилась данная работа в 2023 году, результаты ученых продолжают исследование.