ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ «АНОМАЛЬНОЙ ВЯЗКОСТИ», ОСЛОЖНЯЮЩИЙ ДОБЫЧУ И ТРАНСПОРТИРОВКУ НЕФТИ

Виктор Иванович Лесин

Аннотация


Тяжелая нефть представляет неньютоновскую жидкость, поэтому восстановление производительности скважин и трубопроводов после остановки движения нефти является не всегда успешным, требует, как правило, использования методов стимуляции течения и фильтрации. Это связано с тем, что за время остановки вязкость неподвижной нефти может резко возрастать, приобретая «аномально» большую величину. Цель работы состояла в установлении физической природы «аномальной» вязкости и разработке методов восстановления производительности скважин и трубопроводов. В работе, на основе фрактальной теории вязкости, установлен механизм возникновения «аномальной» вязкости нефти, связанный с изменением строения коллективных структур коллоидных частиц нефти, имеющих фрактальное строение. Показано, что на основе данных измерения зависимости вязкости от скорости сдвига, полученных на реометрах, можно определять закономерности фильтрации через поровое пространство и течения через капилляры. Продемонстрировано соответствие фрактальной теории вязкости экспериментально наблюдающимся закономерностям фильтрации и течению нефти в капиллярах и трубах большого радиуса.Проведенные исследования показывают важность учета эволюции структуры фрактальных агрегатов в нефти при решении задач, связанных с необходимостью остановки и восстановления движения нефтяного флюида.

Ключевые слова


нефть;вязкость;аномалия;фрактальные агрегаты коллоидных частиц нефти;фильтрация;течение;oil;viscosity;anomaly;fractal aggregates of colloidal oil particles;filtration;flow;

Полный текст:

PDF

Литература


Evdokimov I.N., Eliseev N.Yu. Colloidal Structures of Petroleum Residues Long-Lived in Metastable States // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2005. Vol. 41. Issue 3. P. 230-235. DOI: 10.1007/s10553-005-0055-y.

Лесин В.И., Алексеева Ю.А. Эволюция структуры фрактальных агрегатов нефти под действием напряжения сдвига // Актуальные проблемы нефти и газа. 2018. Вып. 3 (22). URL: http://oilgasjournal.ru/issue_22/lesin.pdf (дата обращения: 17.08.2020). DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-22.art28.

Lesin V.I., Koksharov Yu.A., Khomutov G.B. Viscosity of Liquid Suspensions with Fractal Aggregates: Magnetic Nanoparticles in Petroleum Colloidal Structures // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2011. Vol. 392. Issue 1. P. 88-94. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2011.09.038.

Лесин В.И. Математическая модель вязкости тяжелой нефти, содержащей примеси коллоидных наночастиц оксидов металлов // Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2019. № 2. С. 199-216. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/2_2019/ogbus_2_2019_p199-216.pdf (дата обращения: 18.08.2020). DOI: 10.17122/ogbus-2019-2-199-216.

Roldugin V.I. The Characteristics of Fractal Disperse System // Russian Chemical Review. 2003. Vol. 72. Nо. 11. P. 913-937. DOI: 10.1070/RC2003v072n11ABEH000829.

Sisko A.W. The Flow of Lubricating Greases // Industrial and Engineering Chemistry. 1958. Vol. 50. No. 12. P. 1789-1792.

Лесин В.И., Лесин С.В. Анализ способов снижения вязкости неньютоновской нефти на основе фрактальной теории // Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2019. № 6. С. 212-237. URL: http://ogbus.ru/files/ ogbus/issues/6_2019/ogbus_6_2019_p212-237.pdf (дата обращения: 18.08.2020). DOI: 10.17122/ogbus-2019-6-212-237.

Абитова А.Ж. Реологические особенности некоторых неньютоновских нефтей месторождений Западного Казахстана // Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР. 2011. № 3. С. 48-51. DOI: 10.5510/OGP20110300081.

Khilko S.L., Titov E.V., Fedoseeva A.A., Petrenko A.G., Fedoseev R.A. On the Possibility of Using Two Models of the Viscosity Superanomaly Effect for Analyzing the Flow Curves of Structured Disperse Systems // Colloid Journal. 2006. Vol. 68. No. 1. P. 106-114. DOI: 10.1134/S1061933X06010145.

Гальцев В.Е., Аметов И.М., Дзюбенко Е.М., Кузнецов A.M., Ковалев А.Г., Сальников Д.И. Влияние образования надмолекулярных структур на фильтрацию нефти в пористой среде // Коллоидный журнал. 1995. Т. 57. № 5. С. 660-665.

Galtsev V.E., Ametov I.M., Grinberg O.Y. Asphaltene Association in Crude Oil as Studied by ENDOR // Fuel. 1995. Vol. 74. Issue 5. P. 670-673. DOI: 10.1016/0016-2361(94)00009-G.

Михайлов Н.Н., Туманова Е.С., Зайцев М.В. Степенной закон фильтрации и его следствия для низкопроницаемых коллекторов // Нефтяное хозяйство. 2020. № 4. С. 34-37. DOI: 10.24887/0028-2448-2020-4-34-37.

Сулейманов Б.А. Особенности фильтрации гетерогенных систем. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. 354 с.

Rahmani N.H.G., Dabros T., Masliyah J.H. Fractal Structure of Asphaltene Aggregates // Journal of Colloid and Interface Science. 2005. Vol. 285. P. 599-608. DOI: 10.1016./j.jcis.2004.11.068.

Tao R., Tang H. Reducing Viscosity of Paraffin Based Crude Oil with Electric Field for Oil Production and Transportation // Fuel. 2014. Vol. 118. P. 69-72. DOI: 10.1016/j.fuel.2013.10.056.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2020-5-74-92

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


УФА, УГНТУ, 2020