АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ВОЛНОВОЙ МЕХАНИКИ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Область применения нелинейной волновой механики в нефтяной отрасли неограниченна. Рассмотрим несколько случаев применения волновой механики в бурении и на установках подготовки нефти.

При эксплуатации нефтяных и газовых месторождений основные проблемы возникают в процессе бурения, в сборе и подготовке скважиной продукции, которые частично решаются внедрением устройств работающих на основе принципов нелинейной волновой механики. Одной из таких проблем является повышение эффективности сепарации нефти в нефтегазосепараторах (НГС), решение которой авторы видят в применении нелинейной волновой механики. Нелинейная волновая механика получила широкое применение в нефтяной промышленности в таких отраслях как: бурение, волновая обработка скважины, волновое воздействие на пласт, приготовление буровых и тампонажных растворов, очистка горизонтальных скважин, газлифтная добыча нефти, повышение надежности трубопроводных систем нефтедобывающего комплекса.[2] Благодаря использованию волновой технологии в процессе бурения уменьшилась глубина проникновения бурового раствора призабойную зону пласта в 3 раза (рис.1). Глинистые частицы бурового раствора образовали на стенки скважины тонкую плотную плёнку защищающую от просачивания других частиц вглубь породы, такое явление называется кольматацией. Оно препятствует прилипанию бурового инструмента к стенкам скважины. А также предотвращает просачивание цементного раствора в призабойную зону пласта при цементировании, что значительно сокращает расход цементного раствора.

Рисунок 1. Схема буровой установки с волновым генератором

Так же было отмечено благотворное влияние волнового генератора на качество бурового раствора, а именно увеличение его гомогенности и продления срока службы. Это стало возможным благодаря изменению режима движения среды посредством воздействия волн различной частоты. Применение данной технологии для приготовления тампонажных растворов позволит увеличить качество цементирования обсадной колонны скважины, а именно повысит прочность на 35% и водонепроницаемость почти в 3 раза.

Описаные результаты были получены в лабораторных условиях при фиксированном химическом составе раствора, однако даже этого может быть достаточно для создания полноценной технологии, позволяющей управлять параметрами тампонажных растворов.[1] Основываясь на теории нелинейной волновой механики Ганиева и Украинского можно сделать вывод что, с помощью данных генераторов можно разделять многофазные жидкости на чередующиеся между собой по плотности слои.

Для увеличения эффективности сепарации нефти предлагается применить генератор, работающий на принципах нелинейной волновой механики.

Рисунок 2 - Модернизированный сепаратор с генератором волн

Рисунок 3 - Схематическое изображение волнового генератора.

Это позволит увеличить коэффициент сепарации, увеличит срок службы центробежных насосов, снизить затраты на подготовку нефти. Еще одним, немало важным плюсом данных генераторов является то, что проходящая через него нефтяная смесь сама будет создавать волны, которые будут способствовать их расслаиванию. Слои будут располагаться в зависимости от своей плотности: первый слои будет воды, как самой тяжелой; второй слой нефти, как менее легкой по сравнению с водой; третий слой газа, как самого легкого. Изучив новые технологии нашедшие применение в некоторых областях нефтяной промышленности, авторами предложена схема усовершенствованного сепаратора с волновым генератором, повышающем эффективность работы. В качестве нового элемента представлен волновой генератор, устанавливаемый на входе в сепаратор. Эффективность от внедрения: отсутствие движущихся деталей, не повредит надежности, за счет слоистого течения повышается коэффициент сепарации, усовершенствование позволит уменьшить количество сепараторов на ДНС.

Список литературы:

1. Волновые технологии в нефтедобывающей отрасли: сайт. – URL:  http://www.imash.ru/wave-mechanics/scientific-achievements-nvm/wave-technology-oil-industry/ (дата обращения 01.09.2016)
2. Энергомаш СП: сайт.-URL:  http://ukravia.narod.ru/mash/flox_1.html (дата обращения 01.09.2016)