«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Обоснование конструкции статических смесителей для утилизации углекислого газа на месторождениях Кубы

УДК: 622.27
DOI: -

Авторы:

¹ Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия

Ключевые слова: статический смеситель, утилизация, углекислый газ, нефтяные месторождения, Куба, закачка в пласт, добыча нефти

Аннотация:

Статья посвящена разработке статических смесителей для утилизации углекислого газа (CO2) на нефтяных месторождениях Кубы, где выбросы CO2 достигают 26,4 млн т в год, в основном из-за добычи нефти. Для снижения выбросов и повышения нефтеотдачи предлагается технология смешения CO2 с водой и закачки в пласт, что улучшает свойства нефти и увеличивает коэффициент вытеснения. В работе рассматриваются конструкции статических смесителей, которые обеспечивают однородное смешение углекислого газа с водой перед закачкой в пласт. Статические смесители не требуют механических приводов и обеспечивают высокую эффективность смешивания за счет гидродинамического процесса. Моделирование с использованием ANSYS показало, что оптимальной конструкцией является смеситель с тремя смесительными пластинами с отверстиями диаметром 22 мм, который демонстрирует лучшие показатели по однородности смеси и минимальному перепаду давления. Установлены оптимальные режимы работы смесителей: для водоводов низкого давления (1 МПа) – 60 % воды и 40 % CO2, для водоводов высокого давления (10 МПа) – 80 % воды и 20 % CO2.

Список литературы:

1. Иванов С.И. Опыт и проблемы освоения Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения, перспективы развития газохимии на Оренбургском газохимическом комплексе // Передовые Технологии Автоматизации. ПТА-2015: XV Междунар. специализир. выст., М., 6–8 окт. 2015 г. – С. 2–9.
2. Пат. 2458005 Рос. Федерация, МПК C01B 31/20, B01D 53/14. Способ утилизации диоксида углерода / М.В. Вишнецкая, М.С. Иванова, М.Я. Мельников, С.В. Мещеряков; патентообладатель РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. – № 2010150286/05; заявл. 09.12.2010; опубл. 10.08.2012, Бюл. № 22.
3. Пат. 2771380 Рос. Федерация, МПК B01D 53/62, C25B 1/00. Устройство для утилизации углекислого газа / С.С. Беднаржевский. – № 2021126105; заявл. 05.09.2021; опубл. 04.05.2022, Бюл. № 13.
4. El efecto invernadero y sus consecuencias. Investigar el calentamiento global. – Esero Spain, 2019. – 28 p.
5. Guerra-Martinez F. Cambio climático, calentamiento global y efecto invernadero, ¿cuál es cuál? // Ciencia. – 2021. – Vol. 72, Nú. 2. – P. 48–55.
6. Badii Zabeh M.H., Palacios E. El efecto invernadero y el calentamiento global // Elemento esencial para el desarrollo. – 2008. – Vol. XIV, Nú. 6. – P. 7–14.
7. Фарахов Т.М., Лаптев А.Г. Оценка эффективности статических смесителей насадочного типа // Вестн. Казан. гос. энергет. ун-та. – 2010. – № 4(7). – С. 20–24.
8. Алексеев К.А. Гидродинамика потока в статических смесителях насадочного типа: дис. … канд. техн. наук: 05.17.08. – Казань, 2016. – 170 с.
9. Static Mixers in the Process Industries – A Review / R.K. Thakur, Ch. Vial, K.D.P. Nigam [et al.] // Chemical Engineering Research and Design. – 2003. – Vol. 81, Issue 7. – P. 787–826. – DOI: 10.1205/026387603322302968
10. Пат. 2773509 Рос. Федерация, МПК B01D 53/62, C25B 1/00. Способ для утилизации углекислого газа / С.С. Беднаржевский. – № 2021129910; заявл. 14.10.2021; опубл. 06.06.2022, Бюл. № 16.
11. Ansys fluent theory Guide: Release 15.0. – Canonsburg, PA, USA: ANSYS Inc., 2013. – P. 724–746.
12. Lecjaks Z. Pressure drop and homogenization efficiency in a motionless mixer // Engineering and Chemical Communications. – 1982. – Vol. 16, Issue 1-6. – P. 325–334. – DOI: 10.1080/00986448208911104
13. Pioro I.L., Duffey R.B. Literature Survey of Heat Transfer and Hydraulic Resistance of Water, Carbon Dioxide, Helium and Other Fluids at Supercritical and Near-Critical Pressures. – Atomic Energy of Canada Limited, 2003. – 190 p.
14. Жиров Г.М. Оценка эффективности применения газовых методов увеличения нефтеотдачи пласта (на примере углекислого газа) // Проблемы геологии и освоения недр: тр. XXIII Междунар. симп. им. акад. М.А. Усова студентов и молодых учёных, посвящ. 120-летию со дня рождения акад. К.И. Сатпаева, 120-летию со дня рождения проф. К.В. Радугина, Томск, 08–12 апр. 2019 г. – Томск: Нац. исслед. Томский политехн. ун-т, 2019. – С. 100–102.
15. Закачка углекислого газа в ачимовские пласты по технологии реинжекции на примере пластов Ач3-4 Ново-Уренгойского участка Уренгойского месторождения / А.С. Русанов, А.В. Стрекалов, А.С. Романов [и др.] // Изв. вузов. Нефть и газ. – 2024. – № 5(167). – С. 80–103. – DOI: 10.31660/0445-0108-2024-5-80-103
16. Kemp J. U.S. bets on producing oil with captured CO2. – URL: https://www.reuters.com/article/idUSL6E8IUGHM/
17. Skalmeraas O. Sleipner carbon capture and storage project. – URL: https://www.ice.org.uk/areas-of-interest/energy/sleipner-carbon-capture-and-storage-project
18. О применении закачки диоксида углерода как метода добычи на месторождении Шэнгли (Китай) / Х. Тчаро, Ван Цзяньин, Чжан Сюй, Ба Синьюй // Вестн. Евразийской науки. – 2024. – Т. 16, № 2. – P. 69. – URL: https://esj.today/PDF/90NZVN224.pdf (дата обращения 20.02.2025).
19. Барабанов А.А., Шайдаков В.В. Идентификация потоков углеводородных жидкостей // Нефтепромысловая химия: материалы V Междунар. науч.-практ. конф. (XIII Всерос. науч.-практ. конф.), М., 28 июня 2018 г. – М.: Издат. центр РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2018. – С. 106–109.