Ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) разработали инновационный метод, способный существенно повысить эффективность добычи высоковязкой нефти, что может стать значительным прорывом в обеспечении энергетической безопасности России. Результаты их исследования, опубликованные в авторитетном научном журнале Journal of Engineering Physics and Thermophysics, демонстрируют потенциал увеличения добычи этого ценного ресурса на 20-40% за счет оптимизации процесса циклического воздействия водяного пара на нефтяной пласт.
Высоковязкая нефть, залегающая в подземных пластах, представляющих собой пористую среду, состоящую из горной породы и пустот, заполненных нефтью и водой, является сложной для извлечения из-за своей вязкости, препятствующей притоку к скважине. Для преодоления этой проблемы исследователи ТюмГУ предложили усовершенствованный метод пароциклического воздействия, который заключается в циклической закачке горячего пара в пласт с последующей выдержкой для конденсации пара и теплообмена с нефтью и пластом, а затем добычей нефти.
Ключевым достижением ученых стало определение оптимальных параметров пароциклического воздействия с учетом движения пара в пласте под землей. Александр Гильманов, сотрудник кафедры моделирования физических процессов и систем Физико-технического института ТюмГУ, подчеркнул, что на эффективность процесса и длительность его стадий в наибольшей степени влияют толщина пласта, доля пара в закачиваемой пароводяной смеси и расход закачиваемого пара.
Благодаря этим знаниям становится возможным оптимизировать процесс закачки пара через скважину в пласт, что позволяет извлекать больше нефти и определять оптимальную длительность каждой стадии процесса. Такая оптимизация, по словам Гильманова, может привести к впечатляющему увеличению количества добываемой нефти за год на 20-40%, что, несомненно, будет способствовать укреплению энергетической безопасности России.
Отличительной особенностью подхода, предложенного учеными ТюмГУ, является его упрощенность по сравнению с существующими методами, требующими задания большого количества параметров и длительных расчетов. Впервые в своем моделировании исследователи учли изменение плотности воды при изменении температуры и давления, применяя математическое моделирование и решение уравнений с помощью численных методов на компьютере.
В перспективе ученые планируют дальнейшее развитие своей модели, связав ее с моделью движения пара по скважине и учитывая изменение содержания пара в поступающей смеси. Эти усовершенствования могут привести к еще более значительному повышению эффективности добычи высоковязкой нефти, открывая новые горизонты для энергетической отрасли России.
