Электротермическая технология (ЭТТ)

Электротермические технологии обладают недостижимым для традиционных термических технологий преимуществом – возможностью генерировать в призабойной зоне продуктивного пласта насыщенный пар со степенью сухости 0,8 и более. Это позволяет вносить в пласт равное количество тепловой энергии при нагнетании меньшего объема пара на 15-20% по сравнению с традиционными способами теплового воздействия. Однако, это свойство ЭТТ в настоящем анализе не учитывается, так как приняты равные условия термического воздействия на продуктивный пласт паром со степенью сухости х=0,5, т.е. эффективность ЭТТ несколько занижена.

1. Для генерации 1 тонны пара в ЭПГ в установившемся режиме на глубине 1200 м с давлением 12 МПа со степенью сухости 0,5 затраты электроэнергии составят:

= (1493 - 210) + 0,5∙1190 =1878 МДж, (9)

где , - энтальпия воды на выходе и входе ЭПГ, соответственно,

в МВт·ч –

2. Исходя из поставленной задачи получения сравнительной оценки энергетической эффективности при равных экономических показателях реализации добытой нефти, можно записать:

=0,481 МВт·ч, (10)

где - часовой расход электроэнергии в забойном электропарогенераторе для добычи нефти с ПНФ=1 с учетом сожженной в парогенераторе нефти (из условия равных количеств реализации добытой нефти).

3.Очевидно, что рассматриваемые варианты становятся экономически равноценными по статье «стоимость энергоносителей» при равенстве стоимостей сожженной нефти (7) и затраченной электроэнергии в забойном ЭПГ (10):

, (11)

где - стоимость 1 кВт·ч электроэнергии.

Из (11) при ПНФ = 1 и стоимости 1 т нефти 24000 руб. равна:

руб./кВт·ч

Расчётные значения стоимостипри равных степени сухости пара на забое и количествах реализованной нефти при различных значениях ПНФ и цен на нефть представлены в табл.1.

Таблица 1. Стоимость 1 кВт·ч (руб/ кВт·ч) при условии равенства вносимой в продуктивный пласт удельной тепловой энергии и реализуемой нефти при различных значениях ПНФ и цен на нефть

№ п\п	Стоимость нефти	Паронефтяной фактор (ПНФ; пар/нефть; т/т)
0,5 (т/т)	1,0 (т/т)	2,0 (т/т)	3,0 (т/т)
1.		0,72	1,50	3,26	5,37
		1,08	2,25	4,90	8,05
		1,44	3,00	6,53	10,74
		1,80	3,75	8,16	13,42
		2,16	4,50	9,79	16,11
		2,52	5,25	11,42	18,79
		2,88	6,00	13,06	21,48

4. Годовой расход пара (при ПНФ=1) - 20 7000=140000 т.

5. Годовой расход электроэнергии - 140000 0,481=67340 МВт ×ч

6. Очевидно, что если стоимость 1,0 кВт ч фактически потребляемой электроэнергии С_ф ниже стоимости расчетной (таблица 1) С_эл , то ЭТТ по статье «стоимость энергоносителей» становится менее затратной, чем ТТТ.

Годовой экономический эффект при этом определиться выражением:

(12)

Принимая в рассматриваемом примере С_ф = 3,004руб/кВт×чпри расчетной С_р=3.75 руб/кВт·ч, годовой экономический эффект составит:

(13)

Для остальных соотношений расчётной и фактической стоимостей 1,0 кВт ч при различных ПНФ экономический эффект представлен в таблице 2.

Таблица 2. Экономический эффект от применения электротермической технологии добычи ВВН по сравнению с традиционной в 2015 году по статье «энергоносители»

№ п\п	Стоимость нефти	Экономический эффект, млн.руб
Паронефтяной фактор (ПНФ; пар/нефть; т/т)
0,5 (т/т)	1,0 (т/т)	2,0 (т/т)	3,0 (т/т)
1.		-	-	15,09	156,89
		-	-	124,99	337,70
		-	-	234,89	518,50
		-	47,76	344,79	699,30
		-	98,25	454,69	880,10
		-	148,75	564,58	1060,91
		-	199,24	674,48	1241,71

Из анализа видно (Табл.1), что при ПНФ < 1,0 действующие тарифы на электроэнергию оказываются выше расчетных значений стоимости 1 кВт·ч (руб/кВт·ч) при условии равенства вносимой в продуктивный пласт удельной тепловой энергии и реализуемой нефти. Поэтому экономическая эффективность (Табл.2) обеспечивается при заданных и выше значениях цены на нефть (50 долл/барр) и ПНФ (1,0 т/т), а при ПНФ 2, 3т/т и выше

экономическая эффективность сохраняется при ценах на нефть 20 долл/барр.

Выводы

1. Россия располагает значительной долей мировых запасов тяжелых высоковязких нефтей (9 млрд.тонн), большая часть которых расположена в Северо-западной части страны.

2. Высоковязкие нефти являются ценным сырьем для производства моторного топлива, высококачественных смазочных материалов, а также могут служить сырьевой базой для получения ряда ценных металлов (ванадий, никель, рений, молибден и т.д.).

3. Нефтеотдача пластов с тяжелой нефтью на естественном режиме эксплуатации не более 6-15%. По мнению зарубежных и отечественных специалистов, наиболее эффективными и практически безальтернативными являются термические методы повышения нефтеотдачи пластов с тяжелой нефтью. Объем внедрения термических МПН в РФ не превышает 3% процентов от возможного на месторождениях с запасами около 200 млн. тонн.

4. Из известных термических методов добычи тяжелых нефтей в отечественной практике достаточно широкое распространение получили методы циклического паротеплового воздействия (ПТВ) и метод импульсно-дозированного теплового воздействия (ИДТВ).

5. Эффективность паротеплового воздействия (ПТВ) в значительной степени зависит от качества нагнетаемого в пласт пара и достигает максимума при сухости пара 0,8-1,0.

6. Разрабатываемые забойные электротермические устройства мощностью 1000 кВт и выше обладают относительно малыми металло- и капиталоемкостями, могут применяться малыми нефтяными компаниями для разработки мелких (до 2 млн. тонн) и мельчайших (до 1млн. тонн) месторождений ВВН, для введения во вторичную эксплуатацию фонда простаивающих добычных и борьбы с кольматацией призабойных зон скважин, позволят создать эффективные экологически безопасные и ресурсосберегающие технологии добычи ВВН.

7. Экономическая эффективность применения забойных электротермических комплексов для добычи высоковязкой нефти в условиях низких мировых цен на нефть зависит от значения величины ПНФ и соотношения цен на нефть и электроэнергию при условии равенства вносимой в продуктивный пласт удельной тепловой энергии и реализуемой нефти.