Описание воспламенения и низкотемпературного окисления нефти в пласте в рамках радикально-цепного механизма
УДК: 622.276.42.001
DOI: 10.33285/0207-2351-2023-6(654)-50-58
Авторы:
УШАКОВА АЛЕКСАНДРА СЕРГЕЕВНА
1,2
1 НПО "Нефтегазтехнология", Уфа, Россия
2 ИНЕОС РАН, Москва, Россия
Ключевые слова: внутрипластовое горение, закачка воздуха, методы увеличения нефтеотдачи, окисление нефти, свободные радикалы, цепные реакции, гидропероксиды
Аннотация:
В статье представлено теоретическое исследование начальных стадий низкотемпературного окисления нефти. Рассмотрена последовательность химических реакций, включая короткоживущие гидропероксиды и свободные радикалы. По результатам экспериментальных наблюдений определены наиболее важные реакции, которые управляют ранними стадиями процесса окисления нефти в пласте. Система дифференциальных уравнений решается относительно концентрации гидропероксидов аналитически в случае избытка кислорода и топлива, считая, что начальные концентрации компонентов мало меняются на рассматриваемом временном интервале. Рассмотрена временная зависимость образования и разложения гидропероксидов, поглощения нефти и кислорода. Получены характерные зависимости концентрации гидропероксидов от времени, описывающие самовозгорание нефти в пласте и низкотемпературное окисление. Приведенные результаты хорошо согласуются с экспериментальными зависимостями, полученными в многочисленных исследованиях по окислению нефти.
Список литературы:
1. Манрик Э., Алворадо В. Методы увеличения нефтеотдачи пластов. Планирование и стратегии применения. – М.: ООО "Премиум Инжиниринг", 2011. – 244 с.
2. Surguchev L., Manrique E., Alvarado V. Improved Oil Recovery: Status And Opportunities // 18th World Petroleum Congress, 25–29 September, Johannesburg, South Africa, 2005. – WPC-18-0886.
3. Case History and Appraisal of the West Buffalo Red River Unit High-Pressure Air-Injection Project / V.K. Kumar, D. Gutierrez, R.G. Moore, S.A. Mehta // SPE-107715 presented at Hydrocarbon Economics and Evaluation Symposium, Dallas, 1–3 April 2018. – DOI: 10.2118/107715-MS
4. Реми Х.Дж. Внутрипластовое горение // Добыча углеводородов на поздней стадии разработки месторождений: дискуссионный симпозиум, 13–19 июня 1971. – C. 30.
5. Ушакова А.С. Основные принципы выбора объектов для применения закачки воздуха // Наука и техника в газовой промышленности. – 2017. – № 2. – С. 17–26.
6. Ушакова А.С. Цепной и тепловой механизмы воспламенения нефти при закачке воздуха // Нефт. хоз-во. – 2016. –
№ 3. – С. 90–94.
7. Ушакова А.С., Зацепин В.В., Модель реакций окисления нефти с учетом радикально-цепного механизма // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2018. – № 12. – С. 50–53. – DOI: 10.30713//0132-2222-2018-12-50-53
8. Heavy, Medium and Light Crude Oils In-situ Combustion: Low Temperature Oxidation in Terms of Chain Reactions Approach / A.S. Ushakova, V.V. Zatsepin, M.A. Khekhal [et al.]
// Energy&Fuels. – 2022. – Vol. 36(14). – P. 771–772.
9. Freitag N.P. Chemical Reaction Mechanisms That Govern Oxidation Rates During In-Situ Combustion and High-Pressure Air Injection. – SPE-170162. – 2014.
10. Denisov Е.Т. Handbook of antioxidants. – BocaRaton: CRC Press, 1995. – 175 p.
11. Эмануэль Н.М., Денисов Е.Т., Майзус З.К. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе. – М.: Наука, 1965. – 376 c.
12. Фомин В.М. Радикально-цепное окисление органических соединений и его торможение ингибиторами фенольного типа. – Нижний Новгород: ННГУ, 2010. – 37 с.
13. Денисов Е.Т., Азатян В.В. Ингибирование цепных реакций. – Черноголовка, 1997. – 266 с.
14. The ABCs of In-Situ-Combustion Simulations: From Laboratory Experiments to Field Scale / D. Gutierrez, R.G. Moore, M.G. Ursenbach, S.A. Mehta // SPE-148754. – 2012.
15. Sarathi P.S. In-situ combustion handbook – principles and practices. – BDM Petroleum Technologies, 1999.
16. Low temperature Oxidation Kinetic Parameters for In-situ Combustion Numerical Simulation / K.O. Adegbesan, J.K. Donnelly, R.G. Moore, D.W. Bennion // SPE. – 1987.
17. An Expanded Compositional Model for Low Temperature Oxidation of Athabasca Bitumen / J.P. Millour, R.G. Moore, D.W. Bennion [et al.] // J. Cnd. Pet. Tech. – 1987.
Назад в номер