ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ З ПЛАСТОВИХ ФЛЮЇЇДІВ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2023-1(39)-16-23Анотація
Актуалізується увага на необхідності та можливостях реалізації процесу декарбонізації в нафтогазовидобувній сфері, яка впродовж 250 років функціонування на Україні стала як джерелом основного енергозабезпечення держави, так і проблемою серйозних викидів парникових газів та атмосферного забруднення. Акцентовано увагу на тому, що через старіння нафтогазової інфраструктури і безперервність процесів відновлення вуглеводнів у надрах виникають загрози викидів забруднюючих речових в атмосферу, що вимагає пошуку дієвих рішень, які могли б запобігати цій проблемі і бути ефективними в сфері енергетичної ге-нерації. Відповідно до актуальності проблеми сформульовано мету наукової публікації та задачі дослідження, які полягають у створенні лабораторної установки для термобаричних досліджень; фізичному моделюванні процесу з відтворенням відповідних термобаричних умов та використанням різноскладових пластових флюїдів; виборі оптимальних параметрів процесу при оцінюванні можливих ризиків на різних стадіях його реалізації. Для реалізації задач дослідження авторами окреслено алгоритм лабораторної практичної реалізації процесу термобаричного перетворення водонафтових флюїдів у створеній дослідницькій установці, яка дозволяє наближено моделювати умови внутрішньопластового горіння. Для оцінки досліджуваної газової суміші було проведено серію аналізів відомих газів та їхніх відносних сумішей. При цьому було використано газові ємності з метаном, киснем, сумішшю аргону та водню, кисню та азоту, а також синтезовані хімічним способом в лабораторних умовах чадний газ та водень. При фіксованій температурі та тиску впродовж певного часу відбувалося спостереження за проходженням хімічної реакції, після чого отриману газову суміш було проаналізовано з застосуванням кількох підходів – хроматографічного, хімічного, кріогенного. На основі фізичного моделювання процесу внутрішньопластового горіння підібраних компо-зицій водонафтових сумішей з різними концентраціями води і нафти (20-70 % за об’ємом) під дією відпові-дних термобаричних умов (тиск 2-4 МПа і температура 360 та 500 °С) впродовж 50-60 хв проведення ко-жного із дослідів, було виявлено прямі ознаки присутності водню, що підтверджує припущення щодо можливості його отримання. Для визначення кількісних показників отримання водню з водонафтових сумішей під час внутрішньопластового горіння необхідно вдосконалити конструкцію дослідної установки та провести додаткові дослідження зі встановлення оптимальних параметрів процесу при оцінюванні можливих ризиків на різних стадіях його реалізації.
Ключові слова: експеримент, водонафтова суміш, водень, термобаричні умови.
Посилання
Adegbesan K.O. Kinetic Study of Low Temperature Oxidation of Athabasca Bitumen: Ph.D. Thesis. Alberta: The University of Calga-ry, 1982.
Alberta Chamber of Resources. Oil Sand Technology Road Map. Edmonton, 2004.
Belgrave J.D.M., Moore R.G., Ursenbach M.G., Bennion D.W. A Comprehensive Ap-proach to In-Situ Combustion Modeling, SPE Advanced Technology Series, 1990. Vol. 1, No. 1. P. 98-107.
Babushok V.I., Dakdancha A.N. Global Kinetic Parameters for High-Temperature Gas-Phase Reactions. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 1993, Vol. 29, P. 464-489.
Canadian Hydrogen Association. Hydro-gen Systems, 2004.
Davis B.E., Jennings J.W. State-of-the-Art Summary for Underground Coal Gasifica-tion, Journal of Petroleum Technology, 15-21, January 1984.
Energy Resources Conservation Board. Alberta’s Energy Reserves 2007 and Sup-ply/Demand Outlook 2008-2017. ST98-2008.
Fogler H.S. Elements of Chemical Reac-tion Engineering, Prentice Hall International Se-ries in the Physical and Chemical Engineering Sciences, 4th Edition, 2006.
Guntermann K., Gudenau H.W., Mohtadi M. Mathematical Modeling of the In Situ Coal Gasification Process, Eighth Underground Coal Conversion Symposium, August 1982, P. 297-306.
Hallam R.J., Hajdo L.E., Donnelly J.K., Baron R.P. Thermal Recovery of Bitumen at Wolf Lake, SPE Reservoir Engineering, May 1989, P. 178-186. URL: http://onepetro.org/SPEEURO/proceedings-pdf/09EURO/All-09EURO/SPE-122028-MS/1787188/spe-122028-ms.pdf
Hayashitani M., Bennion D.W., Don-nelly J.K., Moore R.G. Thermal Cracking of Athabasca Bitumen, The Future of Heavy Crude and Tar Sands: Second International Unitar Conference. Venezuela, 1977, P. 233-247.
Hayashitani M. Thermal Cracking of Athabasca Bitumen, Ph.D. Thesis. Alberta: The University of Calgary, 1978.
Hyne J.B., Greidanus J.W., Tyrer J.D., Verona D., Rizek C., Clark P.D., Clark R.A., Koo J. Aquathermolysis of Heavy Oils. The Fu-ture of Heavy Crude and Tar Sands: Second International Unitar Conference. Venezuela, 1977. P. 404-411.
Martin W.L., Alexander J.D., Dew J.N. Process Variables of In Situ Combustion. Petro-leum Transactions, AIME, SPE 914-G, 1958,
Vol. 213. P. 28-35.
Moore R.G., Laureshen C.J., Mehta S.A., Ursenbach M.G. Observations and Design Considerations for In Situ Combustion Projects. Journal of Canadian Petroleum Technology, 1999, Vol. 38, No. 13, P. 1-9.
National Research Council and Nation-al Academy of Engineering. The Hydrogen Economy. Washington, D.C.: The National Academies Press, 2004.
Rostrup-Nielsen J.R. Production of Synthesis Gas. Catalysis Today, 1993, Vol. 18, P. 305-324.
Scholz W.H. Processes for Industrial Production of Hydrogen and Associated Envi-ronmental Effects. Gas Separation & Purifica-tion, 1993, Vol. 7, No. 3, P. 131-139.
Yang X., Gates I.D. Combustion Kinet-ics of Athabasca Bitumen from 1D Tube Exper-iments. Natural Resources Research, 2009. URL: http://onepetro.org/SPEEURO/pro.
SPE 122028 Potential for Hydrogen Generation during In-Situ Combustion of Bitumen by Punitkumar Ramanlal Kapadia, Michael Kallos, Leskiw Chris, and Ian Donald Gates, SPE, University of Calgary.
WO2017136924 – In-situ process to produce hydrogen from underground hydrocarbon reservoirs.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Нафтогазова енергетика
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-sa/4.0/88x31.png)
TЦя робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.