Статья поступила в редакцию 30.04.15. Ред. per. № 2255
The article has entered in publishing office 30.04.15. Ed. reg. No. 2255
УДК 621.311.26
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ПАРА ДЛЯ НЕФТЕДОБЫЧИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ РАЙОНА БАЧАКЕРО В ВЕНЕСУЭЛЕ
1 1 12 12 В. А. Кузнецова , Р.В. Пугачев , М.Е. Росендо Чакон', А. С. Лопес Сааб'
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 национальны« вооруженных сил Венесуэла 02101, Маракай, ул. Маракай-Марияра тел.: +58(243)554-64-21; e-mail: ingresopregrado@unefa.edu. ve
doi: 10.15518/isjaee. 2015.10-11.013 Заключение совета рецензентов: 06.05.15 Заключение совета экспертов: 20.05.15 Принято к публикации: 03.06.15
В статье рассматривается возможность использования технологий, основанных на солнечной энергии, для обеспечения требований теплового метода повышения нефтеотдачи пластов на основе пара (П-ПНП) и описывается методика определения параметров солнечной тепловой установки с параболоцилиндрическими концентраторами только с дневным нагнетанием пара. Для исследования типового месторождения, где применяется метод непрерывного нагнетания пара, в соответствии с солнечной радиацией, характерной для района Бачакеро республики Венесуэла, был выбран тип и ориентация ПЦ концентратора, тип и температура рабочей жидкости, рассчитано общее число ПЦ концентраторов.
Ключевые слова: повышение нефтеотдачи пластов (ПНП), солнечная тепловая установка, параболоцилиндрический концентратор, Венесуэла.
DETERMINATION OF PARAMETERS OF STEAM PRODUCTION SYSTEMS FOR OIL PRODUCTION USING SOLAR ENERGY FOR BACHAKERO'S REGION
IN VENEZUELA
1 1 12 12 V.A. Кuznеtsоvа , R. V. Pugachev , M.E. Rosendo Chacon' , A.C. Lopez Saab '
'National Research University «Moscow Power Engineering Institute» 14 Krasnokazarmennaya Str., 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 Str., Maracay, 02101 Venezuela ph: +58(243)554-64-21; e-mail: ingresopregrado@unefa.edu.ve
Referred 6 May 2015 Received in revised form 20 May 2015 Accepted 3 June 2015
The article discusses the possibility of the use of solar energy technologies meeting the requirements of Steam Based Enhanced Oil Recovery and describes the methods of obtaining parameters of solar steam plant with parabolic trough concentrator considering day steam injection. In order to study standard oil deposit where is used continuous steam injection method in accordance with the solar radiation characteristic for the Bachaquero region of the Republic of Venezuela, the type and orientation of parabolic trough collector, the type and temperature of the working fluid were chosen, the total number of parabolic trough concentrators was calculated.
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.
1
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.
M, V(J7
- С -
с о
Милица Елена Роеендо Чакон Militza E. Rosendo Chacon
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.
-О
N
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
Венесуэла обладает огромными запасами нефтяных ресурсов, при этом 70 % составляет тяжелая нефть, что приводит к необходимости использования методов повышения нефтеотдачи пластов (ПНП). Пар - отличный проводник тепла и часто используется в тепловых ПНП проектах. Основная цель тепловой нефтедобычи - сократить вязкость пластовой нефти в месторождении и ускорить нефтедобычу. В основном это достигается увеличением температуры сырья при нагревании.
Для того чтобы определить термические параметры пара, необходимые для теплового метода повышения нефтеотдачи пластов (температура, давление, качество и количество), нужно учесть основные характеристики нефтяного месторождения: давление, глубина, пористость и неоднородность коллекторов; структура грунта, подвижность нефти и другие.
При увеличении глубины залегания нефти требуется повысить давление нагнетаемого пара и производительность парогенератора. В случае неглубокого месторождения эффективность нагнетания пара увеличивается за счет меньших потерь тепла и более низкого уровня требуемого давления пара.
С целью экономии органического топлива для получения пара можно вместо парового генератора использовать солнечную энергию, устанавливая параболоцилиндрические концентраторы (ПЦ концентраторы), где жидкость нагревается и образуется насыщенный пар.
По определенным для данного месторождения объему и параметрам нагнетаемого пара определяется количество ПЦ концентраторов. При этом только часть потока солнечной энергии перейдет в тепловую энергию, передаваемую жидкости. Часть энергии теряется из-за оптических характеристик концентратора, часть - в связи с тем, что угол падения 9 не равен 0, часть рассеивается при нагревании теплоносителя.
В целом для определения количества ПЦ концентраторов необходимо вычислить объем и параметры нагнетаемого пара, массовый расход и скорость движения жидкости в ПЦ концентраторе, общее количество и схему соединения ПЦ концентратора; рассчитать потери энергии в ПЦ концентраторе и температуру на выходе ПЦ концентратора.
Обзор технических характеристик
В этой статье рассматриваются технологии, основанные на солнечной энергии, и их возможность обеспечивать требования теплового метода повышения нефтеотдачи пластов на основе пара (П-ПНП).
Существует много причин считать, что пар, произведенный с помощью солнечной тепловой установки, является альтернативой постоянному паро-нагнетанию, и что короткие перерывы подачи пара
не окажут большого влияния на процесс нефтедобычи ПНП [1]. Поэтому циклическое использование солнечной энергии, позволяющее получить определенный объем пара, так же эффективно, как и непрерывное нагнетание.
Для проектирования солнечной тепловой установки, заменяющей парогенератор мощностью 50 МВЩ/ч было выбрано типичное месторождение, где используется метод непрерывного нагнетания пара в соответствии с солнечной радиацией, характерной для местности Бачакеро (Венесуэла). Пар производится при 80 % качества, 70 Бар и 285 °С.
Солнечная тепловая установка была рассчитана на обеспечение суммарной энергии 1 200 Вй]/сутки при максимальном и среднем приходе солнечной радиации, равном суммарному количеству пара, который вырабатывается парогенератором при постоянном нагнетании.
Таким образом, пар должен вырабатываться при максимальных уровнях в течение дня, когда солнечная энергия максимальна для восполнения отсутствия подачи пара в ночное время.
Исследование предполагает наличие современных парогенераторов и системы распределения пара, к которым может быть подключена солнечная тепловая установка.
Параметры, необходимые для проектных значений ПЦ концентратора
Для производства необходимого количества пара с помощью имеющейся солнечной энергии разрабатываются солнечные паровые установки. Эффективность работы ПЦ концентратора зависит от следующих факторов:
- дата (месяц и день) и время расчетной точки;
- прямое солнечное излучение и температура воздуха для выбранных даты и времени;
- географическое положение установки (широта и долгота);
- ориентация ПЦ концентратора;
- тепловая мощность, поступающая от солнечного поля;
- входная/выходная температура жидкости (теплоносителя);
- тип теплоносителя;
- тип ПЦ концентратора;
- угол падения прямого солнечного излучения на ПЦ концентратор.
Ресурсы солнечной энергии в районе Бачакеро
В качестве примера рассчитываются параметры поля ПЦ концентраторов для месторождения нефти в районе Бачакеро республики Венесуэла.
Бачакеро расположен в северо-западн
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.