Альтернативные методы теплового повышения нефтеотдачи: обзор
- Авторы: Каиргельдина Л.К.1, Сарсенбекулы Б.1
-
Учреждения:
- Казахстанско-Британский Технический Университет
- Выпуск: Том 6, № 1 (2024)
- Страницы: 50-63
- Раздел: Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
- URL: https://journals.rcsi.science/2707-4226/article/view/254086
- DOI: https://doi.org/10.54859/kjogi108692
- ID: 254086
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Добыча нефти из месторождений с трудноизвлекаемыми запасами всегда остается вызовом для нефтегазовой отрасли в основном из-за одного особого фактора – высокой вязкости нефти, что подразумевает низкую мобильность нефти в пористой среде. С течением времени традиционные методы повышения нефтеотдачи становятся менее эффективными из-за уменьшения запасов легкодоступной нефти и усложнения геологических условий разработки месторождений. В связи с этим применение инновационных методов повышения нефтеотдачи становится более актуальной задачей. В последние десятилетия исследования в этой области показали значительный прогресс, внедрялись различные методы для снижения вязкости нефти. Одним из наиболее эффективных и активно развивающихся подходов в этой области являются термические методы повышения нефтеотдачи. Они основаны на закачке тепловой энергии в пласт с целью снижения вязкости нефти и, следовательно, повышения мобильности, что, в свою очередь, значительно облегчит вытеснение нефти из породы на поверхность.
Несмотря на определенные успехи, достигнутые в использовании различных способов повышения нефтеотдачи при добыче тяжелой нефти, проблема поиска альтернативных методов остается актуальной.
В данной статье представлен обзор альтернативных методов повышения нефтеотдачи, к которым относятся принцип действия электромагнитного нагревания пласта, влияние и эффективность радиоволн и микроволновых частот на пласт и свойства нефти, ультразвуковое воздействие, преимущества и недостатки альтернативных методов, сравнение их с традиционными методами, анализ производительности месторождений, на которых использовались альтернативные методы повышения нефтеотдачи.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Лея Кайрбековна Каиргельдина
Казахстанско-Британский Технический Университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: k.leya424@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-9189-0124
Казахстан, Алматы
Бауыржан Сарсенбекулы
Казахстанско-Британский Технический Университет
Email: b.sarsenbekuly@kbtu.kz
ORCID iD: 0000-0002-8145-0542
PhD
Казахстан, АлматыСписок литературы
- Janzen R., Davis M., Kumar A. An assessment of opportunities for cogenerating electricity to reduce greenhouse gas emissions in the oil sands // Energy Conversion and Management. 2020. Vol. 211. doi: 10.1016/j.enconman.2020.112755.
- Rezk M.Y., Allam N.K. Impact of nanotechnology on enhanced oil recovery: a mini-review // Industrial & engineering chemistry research. 2019. Vol 58, N 36. P. 16287–16295. doi: 10.1021/acs.iecr.9b03693.
- Dong X., Liu H., Chen Z., et al. Enhanced oil recovery techniques for heavy oil and oilsands reservoirs after steam injection // Applied energy. 2019. Vol. 239. P. 1190–1211. doi: 10.1016/j.apenergy.2019.01.244.
- Rehman M.M., Meribout M. Conventional versus electrical enhanced oil recovery: a review // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2012. Vol. 2, N 4. P. 169–179. doi: 10.1007/s13202-012-0035-9.
- Akhmetov R.T, Mukhametshin V.V., Kuleshova L.S. Simulation of the absolute permeability based on the capillary pressure curves using the dumbbell model // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1333, N 3. P. 1–8. doi: 10.1088/1742–6596/1333/3/032001.
- Бикбулатова Г.И., Галеев А.С., Болтнева Ю.А., и др. Оптимизация процесса закачки фиксированных объемов жидкости в два направления // Известия Томского политехнического универси- тета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Том 330, № 1. С. 134–144. doi: 10.18799/24131830/2019/1/57.
- Galiullina I.F., Kadyrov R.R. Technical and economic background for siting production of well-killing liquid at oil fields // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. 194(8). doi: 10.1088/1755-1315/194/8/082013.
- Filimonov O.V., Galiullina I.F. Area of reservoir heating during steam cyclic treatment of oil wells // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. 194(8). doi: 10.1088/1755-1315/194/8/082010.
- Abernethy E. Production increase of heavy oils by electromagnetic heating // Journal of Canadian Petroleum Technology. 1976. Vol. 15, N 03. doi: 10.2118/76-03-12.
- Kasevich R.S., Price S.L., Albertson A. Numerical modelling of radio frequency heating process for enhanced oil production // SPE Western Regional Meeting; Июнь 25–27, 1997; Лонг-Бич, Калифорния. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEWRM/proceedings-abstract/97WRM/All-97WRM/SPE-38311-MS/188693?redirectedFrom=PDF. Дата обращения 10.07.2023.
- Islam M.R., Wadadar S.S., Bansal A. Enhanced oil recovery of Ugnu tar sands of Alaska using electromagnetic heating with horizontal wells // International Arctic Technology Conference; Май 29–31, 1991; Анкоридж, Аляска. Режим доступа: https://onepetro.org/speiatc/proceedings-abstract/91IATC/All-91IATC/SPE-22177-MS/52767. Дата обращения 10.07.2023.
- Ferri R.P., Uthe M.T. Hydrocarbon Remediation Using Microwaves // SPE/EPA/DOE Exploration and Production Environmental Conference; Ферваль 26–28, 2001; Сан-Антонио, Техас. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEHSSE/proceedings-abstract/01EPEC/All-01EPEC/SPE-66519-MS/134691. Дата обращения 15.07.2023.
- Sahni A., Kumar M., Knapp R.B. Electromagnetic Heating Methods for Heavy Oil Reservoirs // 2000 Society of Petroleum Engineers SPE/AAPG Western Regional Meeting; Июнь 19–23, 2000; Лонг-Бич, Калифорния. Режим доступа: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc719772/m2/1/high_res_d/790586.pdf. Дата обращения 15.07.2023.
- Fanchi J.R. Feasibility of reservoir heating by electromagnetic irradiation // SPE Annual Technical Conference and Exhibition; Сентябрь 23–26, 1990; Новый Орлеан, Луизиана. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/90SPE/All-90SPE/SPE-20483-MS/67836. Дата обращения 15.07.2023.
- Das S. Electro-magnetic heating in viscous oil reservoir // International Thermal Operations and Heavy Oil Symposium; Октябрь 20–23, 2008; Калгари, Альберта, Канада. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEITOHOS/proceedings-abstract/08ITOHOS/All-08ITOHOS/SPE-117693-MS/145905?redirectedFrom=PDF. Дата обращения 15.07.2023.
- Carrizales M.A., Lake L.W., Johns R.T. Production improvement of heavy oil recovery by using electromagnetic heating // SPE Annual Technical Conference and Exhibition held; Сентябрь 21–24, 2008; Денвер, Колорадо. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/08ATCE/All-08ATCE/SPE-115723-MS/144877. Дата обращения 15.07.2023.
- Ovalles C., Fonseca A., Lara A., et al. Opportunities of downhole dielectric heating in venezuela: Three case studies involving medium, heavy and extra-heavy crude oil reservoirs // SPE International Thermal Operations and Heavy Oil Symposium and International Horizontal Well Technology Conference; Ноябрь 4–7, 2002; Калгари, Альберта, Канада. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEITOHOS/proceedings-abstract/02ITOHOS/All-02ITOHOS/SPE-78980-MS/136634. Дата обращения 15.07.2023.
- Sarathi P.S., Olsen D.K. Practical aspects of steam injection processes: a handbook for independent operators. Bartlesville : National Inst. for Petroleum and Energy Research, 1992. 425 p.
- Hascakir B. Introduction to thermal Enhanced Oil Recovery (EOR) special issue // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017. Vol. 154. P. 438–441. doi: 10.1016/j.petrol.2017.05.026.
- Butler R.M., Stephens D.J. The gravity drainage of steam-heated heavy oil to parallel horizontal wells // Journal of Canadian Petroleum Technology. 1981. Vol. 20, N 02. P. 90–96. doi: 10.2118/81-02-07.
- Hernandez O.E., Farouq Ali S.M. Oil Recovery From Athabasca Tar Sand By Miscible – Thermal Methods // Annual Technical Meeting; Май 15–18, 1972; Calgary, Alberta. Режим доступа: https://onepetro.org/PETSOCATM/proceedings-abstract/72ATM/All-72ATM/PETSOC-7249/5371. Дата обращения 28.07.2023.
- Farouq Ali S.F., Abad B. Bitumen recovery from oil sands, using solvents in conjunction with steam // Journal of Canadian Petroleum Technology. 1976. Vol. 15, N 03. doi: 10.2118/76-03-11.
- Hascakir B. How to select the right solvent for solvent-aided steam injection processes // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2016. Vol. 146. P. 746–751. doi: 10.1016/j.petrol.2016.07.038.
- Turta A.T., Chattopadhyay S.K., Bhattacharya R.N., et al. Current status of the commercial in situ combustion projects and new approaches to apply ISC // J Can Pet Technol. 2007. Vol. 46, N 11. doi: 10.2118/07-11-GE.
- Burger J.G. Chemical aspects of in-situ combustion-heat of combustion and kinetics // Society of Petroleum Engineers Journal. 1972. Vol. 12, N 05. P. 410–422. doi: 10.2118/3599-PA.
- Vishnumolakala N., Zhang J., Ismail N.B. A Comprehensive Review of Enhanced Oil Recovery Projects in Canada and Recommendations for Planning Successful Future EOR projects // SPE Canada Heavy Oil Conference; Сентябрь, 28 – Октябрь 2, 2020. Режим доступа: https://onepetro.org/SPECHOC/proceedings-abstract/20CHOC/4-20CHOC/D041S009R001/448335. Дата обращения 02.08.2023.
- Hascakir B., Babadagli T., Akin S. Field-scale analysis of heavy-oil recovery by electrical heating // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. 2010. Vol 13, N 01. P. 131–142. doi: 10.2118/117669-PA.
- Hascakir B., Babadagli T., Akin S. Experimental and numerical modeling of heavy-oil recovery by electrical heating // Energy & Fuels. 2008. Vol. 22. P. 3976–3985. doi: 10.2118/117669-MS.
- Patent USA №4219 361/ 26.08.80. Sutton W.H., Johnson W.E. Method of improving the susceptibility of a material to microwave energy heating.
- Liu C., Sheen D. Analysis and control of the thermal runaway of ceramic slab under microwave heating // Science in China Series E: Technological Sciences. 2008. Vol. 51. P. 2233–2241. doi: 10.1007/s11431-008-0221-7.
- Wu X. Experimental and theoretical Study of Microwave Heating of thermal Runaway Materials : dissertation. Blacksburg, Virginia : Polytechnic institute and state university, 2002.
- Leiser K.S., Di Fiore R.R., Cozzi A.D., Clark D.E. Microwave Heating Rates of Silicon Carbide/Alumina Cement Susceptors // Proceedings of the 21st Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures – B: Ceramic Engineering and Science Proceedings. 2008. Vol. 18, N 4. P. 551–556. doi: 10.1002/9780470294444.ch65.
- Peraser V., Patil S.L., Khataniar S., et al. Evaluation of Electromagnetic Heating for Heavy Oil Recovery from Alaskan Reservoirs // SPE Western Regional Meeting; Март 21–23, 2012; Бейкерфилд, Калифорния. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEWRM/proceedings-abstract/12WRM/All-12WRM/SPE-154123-MS/157976. Дата обращения 17.08.2023.
- Гиббс Дж.В. Термодинамические работы. Пер. с англ. под ред. В.К. Семенченко. М.–Л. : Гостехиздат, 1950. 492 с.
- Месторождения нефти и газа Казахстана / под редакцией Абдуллина А.А. и др. Алматы: Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды, 1999. 323 с.
- Hasanvand M.Z., Golparvar A. A critical review of improved oil recovery by electromagnetic heating // Petroleum Science and Technology. 2014. Vol. 32, N 6. P. 631–637. doi: 10.1080/10916466.2011.592896.
- Wang Z., Xu Y., Gu Y. Lithium niobate ultrasonic transducer design for Enhanced Oil Recovery // Ultrasonics Sonochemistry. 2015. Vol. 27. P. 171–177. doi:org/10.1016/j.ultsonch.2015.05.017.
- Hamidi H., Mohammandian E., Junin R., et al. A technique for evaluating the oil/heavy-oil viscosity changes under ultrasound in a simulated porous medium // Ultrasonics. 2014. Vol. 54, N 2. P. 655–662. doi:org/10.1016/j.ultras.2013.09.006.
- Palaev A.G., Shammazov I.A., Dzhemilev E.R. Research of the impact of ultrasonic and thermal effects on oil to reduce its viscosity // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1679, N 5. doi: 10.1088/1742-6596/1679/5/052073.
- Ершов М.А., Муллакаев М.С., Баранов Д.А. Снижение вязкости нефти с применением ультразвуковой обработки и химических реагентов // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2011. № 4. С. 22–26.
- Муллакаев М.С., Салтыков Ю.А., Салтыков А.А., Муллакаев Р.М. Ультразвуковые технологии восстановления продуктивности низкодебитных скважин // Neftegaz.RU. 2020. №2.
- Agi A., Junin R., Chong A.S. Intermittent ultrasonic wave to improve oil recovery // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018. Vol. 166. P. 577–591. doi: 10.1016/j.petrol.2018.03.097.
- Sivakumar P., Krishna S., Hari S., Vij R.K. Electromagnetic heating, an eco-friendly method to enhance heavy oil production: a review of recent advancements // Environmental Technology & Innovation. 2020. Vol. 20. doi: 10.1016/j.eti.2020.101100.
- Singh R., Bahga S.S., Gupta A. Electric field induced droplet deformation and breakup in confined shear flows // Physical Review Fluids. 2019. Vol. 4, N 3. doi: 10.1103/PhysRevFluids.4.033701.
- Sahni A., Kumar M., Knapp R.B. Electromagnetic heating methods for heavy oil reservoirs // SPE/AAPG Western Regional Meeting; Июнь 19–22, 2000; Лонг-Бич, Калифорния. Режим доступа: https://onepetro.org/SPEWRM/proceedings-abstract/00WRM/All-00WRM/SPE-62550-MS/131783. Дата обращения: 03.10.2023.
Дополнительные файлы
