PROBLEMS OF OIL-AND-GAS COMPLEXES
ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕГАЗОВОЙ И УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
PROBLEMS OF OIL, GAS, AND COAL INDUSTRY
Статья поступила в редакцию 30.04.15. Ред. per. № 2254
The article has entered in publishing office 30.04.15. Ed. reg. No. 2254
УДК 621.311.26
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛОВОЙ УСТАНОВКИ С ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ В ВЕНЕСУЭЛЕ
1 1 12 12 В. А. Кузнецова , Р.В. Пугачев , М.Е. Росендо Чакон 9, A.C. Лопес Сааб 9
1ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» РФ 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14 тел.: 8(495)362-72-51; e-mail: nvie@fee.mpei.ac.ru 2 Национальный экспериментальный политехнический университет национальных вооруженных сил Венесуэла 02101, Маракай, ул. Маракай - Марияра тел.: +58(243)554-64-21; e-mail: ingresopregrado@unefa.edu.ve
doi: 10.15518/isjaee.2015.10-11.012 Заключение совета рецензентов: 06.05.15 Заключение совета экспертов: 20.05.15 Принято к публикации: 03.06.15
В работе изложена инновационная технология повышения нефтеотдачи пластов (ПНП) на основе солнечной тепловой установки. Авторы останавливаются на проблеме замены обычного парогенератора, работающего на органическом топливе, солнечным полем параболоцилиндрических концентраторов (ПЦ концентраторов). Рассматривается влияние неравномерности закачки пара на общую эффективность нефтедобычи, связанную с циклическим характером прихода солнечной энергии. Анализируются оптические и тепловые потери в ПЦ концентраторе. Цель статьи - показать возможность использования значительного потенциала солнечной энергии Венесуэлы для получения пара на основе солнечной тепловой установки с ПЦ концентраторами.
Ключевые слова: повышение нефтеотдачи пластов (ПНП), солнечная тепловая установка, параболоцилиндрический концентратор, Венесуэла.
USE OF SOLAR THERMAL PLANT WITH PARABOLIC TROUGH
CONCENTRATORS FOR THE PURPOSE OF THE ENHANCED OIL RECOVERY PROCESS IN VENEZUELA
1 1 12 12 V.A. Kuznetsova , R. V. Pugachev , M.E. Rosendo Chacon 9 ,A.C. Lopez Saab 9
National Research University «Moscow Power Engineering Institute» 14 Krasnokazarmennaya St., Moscow, 111250 Russian Federation ph: +7(495)362-72-51, e-mail: nvie@fee.mpei.ac.ru 2Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional Vieja Maracay - Mariara St., Maracay, 02101 Venezuela ph: +58(243)554-64-21; e-mail: ingresopregrado@unefa.edu.ve
# ISJAEE "Hr 118
Referred 6 May 2015 Received in revised form 20 May 2015 Accepted 3 June 2015
This article expounds an innovative technology for enhanced oil recovery (EOR) based on solar thermal plant. First of all the authors dwell on the problem of the replacement of conventional steam generators operating with fossil fuels by the solar field of parabolic trough concentrators. Then they discuss the impact of intermittent steam injection on overall efficiency of oil production, related to the cyclical nature of the incoming solar energy. Next they analyze the optical and thermal losses in parabolic trough concentrator. The purpose of this article is to show the possibility of using the vast potential of solar energy in Venezuela in order to produce steam with parabolic trough concentrator solar plant.
Keywords: enhanced oil recovery (EOR), solar steam plant, parabolic trough concentrator, Venezuela.
Валентина Андреевна
Кузнецова Valentina А. Kuznetsova
Сведения об авторе: старший преподаватель кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: НИУ Московский Энергетический институт (1972).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная и ветровая энергетика, гидроэнергетика.
Публикации: более 60.
Information about the author:
senior lecturer of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: NRU Moscow Power Engineering Institute (1972).
Research area: renewable energy, solar and wind energy, hydropower. Publications: more than 60.
M,
лУЛ - С -
с о
Роман Викторович Пугачев Roman V. Pugachev
Сведения об авторе: доцент кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: НИУ Московский Энергетический институт (1999).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии.
Публикации: 40.
Information about the author:
professor of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: NRU Moscow Power Engineering Institute (1999).
Research area: renewable energy. Publications: 40.
-О
N
Сведения об авторе: аспирантка кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: Экспериментальный
политехнический национальный университет национальных вооруженных сил, Венесуэла (2009).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика.
Публикации: 5.
Information about the author:
postgraduate student of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional (2009).
Research area: renewable energy, solar energy.
Publications: 5.
Милица Елена Росендо Чакон Militza E. Rosendo Chacon
Сведения об авторе: аспирант кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии» НИУ МЭИ.
Образование: Экспериментальный
политехнический национальный университет национальных вооруженных сил, Венесуэла (2009).
Область научных интересов: возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика.
Публикации: 5.
Information about the author:
postgraduate student of the "Hydropower and Renewable Energy" department.
Education: Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional (2009).
Research area: renewable energy, solar energy.
Publications: 5.
Андрее C. Лопес Сааб Andres C. Lopez Saab
Введение
Мировые ресурсы нетрадиционной нефти, такие как тяжелая, сверхтяжелая нефть и битум составляют значительную часть мирового объема добычи. Однако высоковязкая природа данных ресурсов означает, что только малая их часть может быть извлечена с помощью недорогих и простых первичных и вторичных методов нефтедобычи. Большие объемы добычи требуют сложных и затратных третичных методов, известных как повышение нефтеотдачи пластов (ПНП). При этом для реализации процесса ПНП требуется сжигать органическое топливо для выработки пара, что наносит вред окружающей среде, поэтому в настоящее время возобновляемые виды энергии используют не только для того, чтобы в будущем, возможно, заменить ими производство сырой нефти, но и для добычи ископаемого топлива более безопасным и эффективным способом. Инновационный пример - солнечная тепловая установка с параболоцилиндрическими концентраторами (ПЦ концентраторами).
Нетрадиционные ресурсы нефти
Венесуэла обладает огромными запасами нефтяных ресурсов, при этом 70 % составляет тяжелая нефть. По данным ОПЕК, Венесуэла к концу 2010 г заняла первое место по разведанным запасам. Они составляют 297,6 млнбарр (около 20 % мировых запасов) [1]. Другая оценка ресурсов тяжелой нефти Венесуэлы предоставлена Геологической службой США (ШОБ, 2009) [2], согласно которой нефтеносный пояс Ориноко содержит объем от 380 до 652 млрд баррелей технически извлекаемой тяжелой нефти.
Характеристики венесуэльской нефти (тяжелая, сверхтяжелая и нефтеносные пески) приводят к необходимости применять тепловые методы повышения нефтеотдачи пластов (ПНП).
Самая большая зона залегания тяжелой нефти на территории Венесуэлы показана на рисунке 1 [3].
Рис. 1. Нефтеносные пески Ориноко Fig. 1. Orinoco Belt
Повышение нефтеотдачи пластов
Термин «повышение нефтеотдачи пластов» подразумевает введение жидкостей, которые снижают
вязкость и улучшают текучесть нефти. Накачиваемые в нефтяной пласт жидкости могут состоять из компонентов, которые способны смешиваться с нефтью (обычно это углекислый газ, пар, воздух или
кислород, полимерный раствор, гели, щелочные растворы и т.д.). ПНП относится к таким технологиям и стратегиям, которые используются нефтяными компаниями для максимального увеличения добычи нефти из существующих пластов.
Выбор подходящей для применения жидкости или технологии в конкретном нефтяном месторождении зависит от глубины скважины [4], свойств содержащейся в ней нефти и экономических возможностей месторождения (рис. 2).
вязкость нефти (еантипуаз, сП)
10
100
1.000
10,000
100,000
2,000
4.000
Л
т уф
я и н
я -
ч 8,000 я
з
я
н и
»о
Ч 10,000
1-Н
12.000
закачка пара закачка газа закачка полимеров подача ПАВ закачка СО?
закачка азота
Рис. 2. Выбор технологии ПНП на основе глубины залегания и вязкости нефти Fig. 2. Enhanced Oil Recovery technology selection due to oil deposit deepness and oil viscosity
Закачка пара для разжижения нефти или полимеров для загущения воды и увеличения нефтеотдачи больше подходит для нефтяных месторождений с высокой вязкостью. И наоборот, углекислый и другие газы, которые способны смешиваться с нефтью и уменьшать остаточную нефтенасыщенность в месторождении, лучше подходят для маловязких месторождений с большой глубиной, давлением и температурой.
Из доступных сегодня методов ПНП добыча вязкой нефти остается неразрывно связанной с тепловыми методами ПНП на основе пара (далее П-ПНП). П-ПНП представляет собой введение больших объемов пара в месторождение с целью уменьшения вязкости нефти и улучшения ее подвижности, и, следовательно, увеличения производства нефти.
Методы ПНП активно применяются в США, Венесуэле, Индонезии, Омане, Канаде и Китае.
Тепловые ПНП. Тепловые методы ПНП используются преимущественно в месторождениях тяжелой, сверхтяжелой нефти и в нефтеносных песках.
Основная цель тепловой нефтедобычи - сократить вязкость пластовой нефти в месторождении и ускорить нефтедобычу. В основном этого можно достичь, повысив температуру сырья при нагрева-
нии. Горячая вода и пар - отличные проводники тепла, но пар больше используется в тепловых ПНП-проектах.
Для нагревания нефти используется метод подачи пара под высоким давлением в толщу пород, что способствует уменьшению ее вязкости. Т
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.