Обоснование режимов трубопроводного транспорта битуминозной нефти тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат наук Закиров Айдар Ильдусович

• Закиров Айдар Ильдусович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Закиров Айдар Ильдусович

Введение

Глава 1 Теория и практика трубопроводного транспорта битуминозных нефтей с применением разбавителя

1.1 Краткий обзор классификации тяжелых нефтей и их место в общей структуре запасов

1.2 Ашальчинское нефтяное месторождение

1.3 Анализ современной теории и практики трубопроводного транспорта высоковязких нефтей в смеси с разбавителем с применением технологии предварительного подогрева

1.4 Анализ современных методов теплового расчета трубопроводов, работающих в неизотермическом режиме

1.5 Анализ методов гидравлического расчета трубопроводов

1.6 Реологические свойства битуминозных нефтей

1.7 Анализ зависимостей, используемых для расчета вязкостей нефтяных смесей

1.8 Анализ зарубежного опыта расчета вязкостей нефтяных смесей

1.9 Постановка задач исследований

Глава 2 Экспериментальные исследования реологических моделей смеси битуминозной нефти Ашальчинского месторождения и разбавителя

2.1 Планирование эксперимента, выбор оборудования

2.2 Экспериментальные исследования реологических свойств нефтяной смеси и статистическая обработка результатов

2.3 Вывод и обоснование формул для прогнозирования реологических свойств нефтяной смеси

2.4 Выводы по главе

Глава 3 Разработка алгоритма выбора рациональных параметров транспортирования битуминозной нефти в смеси с разбавителем

3.1 Критерии оптимальности при трубопроводном транспорте битуминозной нефти совместно с разбавителем и постановка оптимизационной задачи

3.2 Моделирование нефтеперекачивающей станции с учетом пересчета характеристик центробежных насосов

3.3 Алгоритм выбора рациональных параметров транспортирования битуминозной нефти в смеси с разбавителем

3.4 Выводы по главе

Глава 4 Рекомендации по выбору рациональных режимов трубопроводного транспорта в случае перекачки битуминозной нефти в смеси с разбавителем

4.1 Технико-экономическое обоснование выполненных исследований на примере расчета участка действующей трубопроводной системы

4.2 Рекомендации по прокладке линейной части на пересечении с водными преградами

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Введение

Актуальность темы исследований

В соответствии с «Энергетической стратегией России на период до 2030 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р) [119], одной из основных задач нефтяного комплекса является ресурсо- и энергосбережение, сокращение потерь на всех стадиях технологического процесса при транспортировке нефти. При решении этой стратегической задачи необходимо учитывать тенденцию к увеличению доли трудноизвлекаемых запасов (сверхвязкая нефть, природный битум и др.) в структуре минерально-сырьевой базы нефтяного комплекса, а также удорожание добычи и транспортировки углеводородов.

На территории Республики Татарстан «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» дополнена «Стратегией развития топливно-энергетического комплекса Республики Татарстан на период до 2030 года» [85], в которой особое место отведено проблемам разработки Ашальчинского месторождения. Трудности разработки Ашальчинского месторождения связаны с осложнениями, возникающими при добыче и транспортировке сверхвязких нефтей (СВН) и природных битумов (ПБ). Прогнозный вариант развития проекта освоения залежей СВН ОАО «Татнефть» на Ашальчинском месторождении показывает, что объемы добычи СВН и ПБ будут неуклонно расти и к 2030 году достигнут значения 3940 тыс. тонн. В связи с увеличением объема добычи СВН и ПБ возникает острая потребность обеспечить надежный и энергоэффективный процесс их транспорта по трубопроводной системе.

Одной из перспективных технологий трубопроводного транспорта битуминозной нефти Ашальчинского месторождения, является технология перекачки с разбавителем. Исследование и совершенствование технологии трубопроводного транспорта битуминозной нефти Ашальчинского месторождения в смеси с разбавителем представляет собой актуальную научно-техническую задачу.

Цель диссертационной работы является повышение эффективности трубопроводного транспорта битуминозной нефти в случае применения технологии перекачки с разбавителем.

Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие основные задачи исследования:

1. Выполнить анализ современной теории и практики трубопроводного транспорта битуминозных нефтей с применением разбавителя.

2. Провести комплексные экспериментальные исследования реологических моделей смеси битуминозной нефти Ашальчинского месторождения и разбавителя.

3. Теоретически обосновать формулы для прогнозирования реологических свойств нефтяной смеси на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований.

4. Разработать и теоретически обосновать алгоритм выбора рациональных параметров транспортирования битуминозной нефти в смеси с разбавителем, основанный на результатах исследования реологии транспортируемой смеси.

5. Провести сравнительный технико-экономический анализ технологии перекачки битуминозной нефти Ашальчинского месторождения совместно с разбавителем и существующей технологии транспорта.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование режимов трубопроводного транспорта битуминозной нефти»

Идея работы

Исследование реологических свойств битуминозной нефти в смеси с разбавителем позволит определить параметры режимов транспортирования (начальная температура подогрева, концентрация разбавителя) с учетом минимизации затрат на перекачку и подогрев.

В ходе решения поставленных основных задач исследования была достигнута научная новизна работы.

Научная новизна работы:

1. Исследованы реологические модели смеси битуминозной нефти Ашальчинского месторождения и разбавителя в широком диапазоне температур и концентраций разбавителя.

2. Получены уравнения зависимостей реологических параметров исследуемой смеси от её температуры и концентрации разбавителя.

3. Предложено уравнение для определения коэффициента динамической вязкости бинарных нефтяных смесей.

4. Предложен алгоритм выбора рациональных параметров транспортирования битуминозной нефти в смеси с разбавителем, в котором учтены сложные реологические свойства транспортируемого продукта.

Защищаемые научные положения:

1. С увеличением температуры и концентрации разбавителя реологические модели смеси битуминозной нефти и разбавителя изменяются в следующей последовательности: «модель Карро» - «модель Эллиса» - «модель Оствальда-де Вааля» - «модель ньютоновской жидкости». Вязкость бинарных нефтяных смесей в области ньютоновской жидкости следует определять по модифицированному уравнению Аррениуса.

2. Использование установленного двумерного поля реологических моделей позволяет выбрать температуру перекачки и концентрацию разбавителя, при которых перекачка нефти осуществляется с минимальными затратами на перекачку и подогрев.

Методика исследований

При решении поставленных задач были использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования включали в себя научный анализ и обобщение современной теории и практики трубопроводного транспорта битуминозных нефтей с применением разбавителя, математическое моделирование трубопроводной системы с учетом сложных реологических параметров перекачиваемого продукта. Экспериментальные исследования включали проведение опытов в соответствии с разработанным планом экспериментальных исследований, обработку полученных результатов методами математической статистики в современных программных комплексах.

Достоверность научных положений подтверждена достаточной сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований.

Практическая ценность работы:

1. Получено двумерное поле реологических моделей, позволяющее прогнозировать свойства нефтяных смесей битуминозной нефти Ашальчинского месторождения с разбавителем в широких диапазонах температур и концентраций как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации объекта.

2. Даны рекомендации по прокладке линейной части трубопроводов на пересечении с водными преградами и разработан способ укладки подводного трубопровода (Патент на изобретение №2 2560129, изобретение зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 21 июля 2015 г.).

Соответствие диссертации паспорту специальности

Область исследования, связанная с обоснованием технологии транспортирования битуминозной нефти в смеси с разбавителем, соответствует паспорту специальности 25.00.19 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ, а именно: пункту 1 «Напряженное состояние и взаимодействие с окружающей средой трубопроводов, резервуаров и оборудования при различных условиях эксплуатации с целью разработки научных основ и методов прочностного, гидравлического и теплового расчетов нефтегазопроводов и газонефтехранилищ»; пункту 2 «Разработка и оптимизация методов проектирования, сооружения и эксплуатации сухопутных и морских нефтегазопроводов, нефтебаз и газонефтехранилищ с целью усовершенствования технологических процессов с учетом требований промышленной экологии»; пункту 3 «Разработка научных основ и усовершенствование технологии трубопроводного транспорта газа, нефти и нефтепродуктов, гидро- и пневмоконтейнерного транспорта».

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

1. IX Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт - 2013, Уфа, 2013 г.

2. Международной молодежной конференции «Наукоемкие технологии в решении проблем нефтегазового комплекса», Уфа, 2014 г.

3. Межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы геологии, разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов», Ухта, 2015 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано восемь научных работ, две из которых в изданиях, входящих в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Личный вклад соискателя

Выполнен анализ современной теории и практики трубопроводного транспорта битуминозных нефтей с применением разбавителя. Проведены экспериментальные исследования реологических моделей смеси битуминозной нефти Ашальчинского месторождения и разбавителя. Получены формулы для прогнозирования реологических свойств нефтяной смеси на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований. Разработан алгоритм выбора рациональных параметров транспортирования битуминозной нефти в смеси с разбавителем, учитывающий сложные реологические свойства транспортируемого продукта.

Реализация результатов работы

Результаты исследований, представленные в настоящей работе, могут быть применены на предприятиях нефтяной отрасли, осуществляющих трубопроводный транспорт битуминозных нефтей по технологии «горячей» перекачки с разбавителем.

Научные и практические результаты работы могут быть использованы в учебном процессе «Национального минерально-сырьевого университета «Горный» при изучении дисциплины «Проектирование и эксплуатация нефтегазопроводов» студентами обучающихся по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело».

Объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, изложена на 170 страницах текста, содержит 49 рисунков, 34 таблицы, список использованных источников из 140 наименования, 4 приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении изложена основная суть исследования, обоснована актуальность диссертационной работы, поставлена цель, сформулирована идея, поставлены основные задачи работы, выдвинуты защищаемые положения, а также выявлена научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен научный анализ теории и практики перекачки высоковязкой нефти в смеси с разбавителем с использованием технологии предварительного подогрева.

Исследованиями проблем трубопроводного транспорта высоковязких, тяжелых нефтей в разное время занимались следующие авторы: В.И. Черникин,

B.С. Яблонский, П.И. Тугунов, Л.С. Абрамзон, В.М. Агапкин, А.К. Галлямов, А.А. Коршак, Н.А. Гаррис, В.И. Марон, В.Е. Губин, Б.Л. Кривошеин, А.Х. Мирзаджанзаде, В.Ф. Новоселов, В.А Юфин, В.Т. Федоров, П.В. Федоров,

C.Н. Челинцев, К.Ю. Штукатуров, А.Ф. Юкин и др. Среди классических работ, посвященных трубопроводному транспорту высоковязких нефтей, с использованием технологии перекачки с разбавителем, в первую очередь следует выделить работы П.И. Тугунова, А.А. Коршака, Л.С. Абрамзона, Р.Г. Исхакова, Р.А. Алиева, В.Е. Губина. Среди современных работ, можно выделить работы А.А. Родина [81] и С.Д. Касима [54], в которых под руководством В.И. Марона решены многие задачи оптимизации перекачки высоковязкой нефти с разбавителем с применением технологии предварительного подогрева.

Проанализирована классификация битуминозных нефтей, определено их место в общей структуре запасов, описаны их свойства и основные проблемы, сопряженные с процессом их транспортирования.

Особое внимание в работе уделено Ашальчинскому нефтяному месторождению, поскольку на его долю приходится значительная часть запасов битуминозной нефти в Республике Татарстан. Проведен подробный анализ имеющихся данных по свойствам добываемой нефти. Среди работ, принятых в качестве источников данных по свойствам добываемой на Ашальчинском месторождении битуминозной нефти следует выделить работы Р.С. Хисамова [105-112], С.Н. Судыкина [86 - 87] и Ш.Г. Рахимовой [78]. Отдельно рассмотрены исследования, которые посвящены возможности применения разного рода разбавителей при добыче битуминозной нефти. Выявлено что, несмотря на большой накопленный опыт исследований, некоторым вопросам трубопроводного транспорта битуминозной нефти Ашальчинского месторождения в смеси с разбавителем уделено недостаточное внимание.

Достижение основной цели диссертационной работы, а именно повышения эффективности трубопроводного транспорта битуминозной нефти, неразрывно связано с решением задач в области теплового и гидравлического расчета трубопроводной системы. В первой главе рассмотрены и проанализированы основные методики теплового и гидравлического расчета трубопроводов, транспортирующих нефти, обладающие повышенной вязкостью. Установлено, что существующие на сегодняшний день методики нуждаются в уточнении.

Поскольку решающую роль в процессе транспорта битуминозных нефтей играют их сложные реологические свойства, произведен подробный анализ реологических моделей неньютоновских жидкостей. В ходе анализа было установлено, что применяемый на данный момент алгоритм выбора реологической модели содержит ряд допущений (ограниченное количество реологических моделей, вариативность в назначении коэффициентов модели и т.д.). Предложены пути их устранения. В этой связи предлагается дополнить стандартный перечень реологических моделей моделью Карро (Carreau model) и моделью Эллиса (Ellis fluid model).

Исследованы зависимости для определения коэффициента динамической вязкости бинарных нефтяных смесей. Отдельно рассмотрен зарубежный опыт расчета параметров смеси битуминозной нефти с разбавителем (в основном, по данным исследований на основе экспериментальных данных полученных с месторождений Канады, провинция Альберта).

На основе проведенного анализа сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе описаны экспериментальные исследования реологических свойств смесей битуминозной нефти Ашальчинского месторождения и разбавителя. В качестве разбавителя принята маловязкая карбоновая нефть. Целью экспериментальных исследований являлось нахождение зависимостей параметров реологических моделей от определяющих факторов: концентрации разбавителя и температуры смеси. Экспериментальные исследования проводились в Центре инженерных изысканий («Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»), на ротационном реометре «Kinexus ultra +» и выполнялись в несколько следующих этапов:

1. планирование эксперимента и выбор оборудования;

2. исследование реологических параметров;

3. обработка полученных результатов методами математической статистики в специализированных программных продуктах.

Принцип действия ротационного реометра «Kinexus ultra +» заключается в приложении к испытуемому образцу регулируемой деформации сдвига с целью измерения свойств текучести. Поскольку точные измерения и контроль температуры являются основным требованием практически всех реологических измерений, в составе реометра Kinexus были использованы сменные кассетные твёрдотельные термоэлектрические модули Пельтье.

Основными реологическими зависимостями, определяемыми при помощи реометра «Kinexus ultra +», являются: зависимости образцов «напряжение сдвига т, Па - скорость сдвига у, с-1», при различных температурах и «коэф. динамической вязкости ¡, Па с - температура T, °С». Температура образцов нефти

в ходе испытаний изменялась в пределах от 5 до 60 °С. Концентрация разбавителя изменялась в пределах от 0 до 100 %. Широкие пределы изменения концентрации разбавителя обусловлены исследовательским характером работы. Характеристики течения нефтяных смесей исследованы в условиях дискретного повышения скорости сдвига от 0 до 300 с-1. Диапазоны изменения температуры и скорости сдвига приняты исходя из эксплуатационных условий действующей трубопроводной системы.

В ходе проведенных исследований была установлена иерархия реологических моделей для рассматриваемой нефтяной системы: от простейшей однопараметрической модели Ньютона до модели Карро, включающей в себя 4 независимых параметра. Предложенные модели с высокой степенью точности и качественно верно описывают реологические свойства нефтяной смеси. С увеличением температуры и концентрации разбавителя реологические модели смеси битуминозной нефти и разбавителя изменяются в следующей последовательности: «модель Карро» - «модель Эллиса» - «модель Оствальда-де Вааля» - «модель ньютоновской жидкости». Были выявлены общие закономерности изменения параметров реологических моделей.

С целью получения уравнения, пригодного для определения реологических свойств бинарной нефтяной смеси в зависимости от температуры смеси и концентрация разбавителя, были отдельно рассмотрены результаты экспериментов в области ньютоновских моделей. Качество полученных зависимостей было проверено методами математической статистики. Доказано, что вязкость бинарных нефтяных смесей в области ньютоновской жидкости следует определять по модифицированному уравнению Аррениуса.

В третьей главе разработан обобщенный алгоритм расчета режимов трубопроводной системы, по которой транспортируется битуминозная нефть в смеси с разбавителем. В разработанном алгоритме учтена возможность проявления неньютоновских свойств нефтяной смеси при пониженной температуре транспортирования или низкой концентрации разбавителя, посредством использования специальных формул для коэффициента

гидравлического сопротивления при течении неньютоновских жидкостей (формула Мецнера-Рида и формула Ирвина), а также с применением программных комплексов по вычислительной гидродинамике (например, COMSOL Multiphysics 5.2). В области ньютоновского течения использовано модифицированное уравнение Аррениуса, полученное во второй главе. Другой отличительной особенностью алгоритма является расчет режимных параметров при различных расходах транспортируемого продукта. Большинство оптимизационных алгоритмов, получивших широкое распространение на сегодняшний день, предполагают, что массовый расход «горячей» перекачки с применением разбавителя является фиксированной величиной, в то время как при перекачке нефти центробежными насосами расход перекачки есть переменная величина и уместнее пользоваться понятием «динамической характеристики», предложенным и обоснованным П.И. Тугуновым и Н.А. Гаррис. При расчетах учитываются технологические ограничения (по температуре начального подогрева нефтяной смеси, по расходу смеси, по концентрации разбавителя), а также учитывается влияние изменения основных параметров перекачки на режим работы основного технологического оборудования.

С учетом приведенных выше отличительных особенностей, с использованием алгоритма расчета режимных параметров трубопроводного транспорта, найдена совокупность рабочих состояний системы, так называемая «линия рабочих режимов».

Каждой точке на линии рабочих режимов соответствует совокупность параметров, характеризующих процесс перекачки. Минимизацию целевой функции относительно выбранного критерия оптимальности следует производить по линии рабочих режимов. В качестве целевых функций предлагается использовать: функцию суммарных эксплуатационных затрат на перекачку и подогрев (для случая Q = const) и функцию в виде разницы прибыли от перекачки заданного объема нефти и суммарных эксплуатационных затрат на перекачку и подогрев (для случая Q Ф const).

В четвертой главе произведено технико-экономическое обоснование предложенного метода выбора рациональных режимов трубопроводного транспорта на примере участка действующей трубопроводной системы. В качестве такого участка был выбран участок трубопроводной системы НГДУ «Нурлатнефть» между ДНС-5 «Чумачка» и Миннибаевским центральным пунктом сбора (МЦПС). На дожимную насосную станцию «Чумачка» поступает нефть из различных групп месторождений, имеющая разнообразные реологические свойства. В общем потоке происходит смешение маловязких компонентов (вр ~ 67,7 %) с битуминозной нефтью. На участке применяется технология предварительного подогрева. Протяженность участка составляет 37,8 км, таким образом, данный участок является одним из наиболее протяженных линейных участков в рассматриваемой трубопроводной системе. В виду относительно большой длины линейной части, изменения тепловых и гидравлических режимов трубопроводного транспорта более существенны, чем на других участках.

Для установившегося в трубопроводной системе расхода перекачки найдено оптимальное значение температуры начального подогрева. В случае реализации оптимального режима эксплуатации найденное решение позволит обеспечить экономию средств в размере 4,57 млн. руб./год.

Для «горячих» трубопроводов предъявляются повышенные требования к обеспечению качества строительства и ремонта линейной части. Данная проблема комплексная, для нее характерно влияние большого количества разного рода факторов. Ошибки при строительстве и ремонте линейной части могут вызывать в дальнейшем развитие аварийных ситуаций или снижать эффективность эксплуатации системы. Особенно важно обеспечить выполнение нормативных требований по монтажу линейной части на ответственных участках пересечения трассы трубопровода с естественными и искусственными препятствиями.

С целью повышения качества нового строительства, реконструкции и капитального ремонта, линейной части нефтепроводов на участках пересечения

с водными преградами, а также повышения надежности их эксплуатации, сотрудниками ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», при участии автора диссертационной работы, в 2015 г. разработан способ укладки подводного трубопровода (Патент на изобретение № 2560129, изобретение зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 21 июля 2015 г. [75]).

Техническим результатом изобретения является упрощение способа укладки подводного трубопровода и исключение возможности его загрязнения.

Глава 1 Теория и практика трубопроводного транспорта битуминозных

нефтей с применением разбавителя

1.1 Краткий обзор классификации тяжелых нефтей и их место в общей

структуре запасов

Российская Федерация обладает значительным минерально-сырьевым потенциалом, который имеет стратегическое значение для развития экономики и обеспечения энергетической безопасности страны. Ключевое место в минерально-сырьевой базе занимают ресурсы нефти. В настоящее время начальные запасы нефти уже выработаны более чем на 50 %, в европейской части - на 65 %, в том числе в Урало-Поволжье - более чем на 70 %. Степень выработанности запасов крупных активно осваиваемых месторождений приближается к 60 % [119]. Постоянно увеличивается доля трудноизвлекаемых запасов (сверхвязкая нефть (СВН), природный битум (ПБ) и др.), составляющая для основных нефтедобывающих компаний от 30 до 65 % [119]. Вовлечение в процессы добычи и транспортирования сверхвязкой нефти может служить резервом дальнейшего развития нефтяной отрасли. В связи с увеличением объема добычи СВН и ПБ и их стратегической ролью, возникает острая потребность обеспечить надежный и энергоэффективный процесс их транспорта по трубопроводной системе.

Прежде чем приступить непосредственно к рассмотрению основных особенностей современного состояния теории и практики транспортирования битуминозных нефтей, важно определить что подразумевается под термином «битуминозная нефть», поскольку существуют различные подходы к классификации типов нефти. Ряд классификаций предполагают отнесение нефти к тому или иному типу на основе большого количества характеристик (коэффициент динамической вязкости, плотность, содержание парафина и асфальтенов, содержание примесей), некоторые из упрощенных классификаций дифференцируют нефти по двум основным параметрам: коэффициенту динамической вязкости и плотности.

В работе [112] приведено сравнение различных существующих классификаций тяжелых нефтей и битумов (Таблица 1.1). Сокращения, принятые в таблице 1.1: ТН - тяжелая нефть; ТВН - тяжелая высоковязкая нефть; ТСВН -тяжелая сверхвязкая нефть; ПБ - природный битум; СВН - сверхвязкая нефть; СВНТ - сверхтяжелая нефть.

Таблица 1.1 - Обзор существующих классификаций тяжелых нефтей и битумов

по данным работы [112]

Тип нефти Плотность, кг/м3 Вязкость, мПах

1 2 3 4

Временная инструкция ГКЗ при бывшем СМ СССР (1985 г.) [29] Природные нефтяные битумы: мальты, асфальты 965-1000 1000-1100

XI Международная конференция по тяжелым нефтям и битумам (1982 г.) Обычная нефть До 904,0 менее 10000

Промежуточная нефть 904-934

Тяжелая нефть класса I 934-966

Тяжелая нефть класса II 960-1000

Сверхтяжелая нефть свыше 1000

Битумы более 10000

XII Нефтяной мировой конгресс (1987 г.) При T=15 оС Легкая нефть менее 870,3

Средняя нефть 870,3-920,0

ТН 920,0-1000

СВТН более 1000 менее 10000

ПБ более 1000 свыше 10000

Международная конференция по проблемам комплексного освоения ПБ и высоковязких нефтей (Хьюстон, 1995 г.) Мальта, ТН ПБ 970-1030 более 1030

ГОСТ 51858-2002 «Нефть. Общие ТУ» ТН Битуминозная нефть 870,1-895 более 895

Государственный баланс запасов полезных ископаемых РФ. Нефть (при T=20 ^ ТН более 900

Продолжение таблицы 1.1

1 2 3 4

Шкала СВН до 900,0 более 200

налогообложения

Минфина РФ

Практика операторов в Канаде (John R. Ethenington. Ian MeDonald, 2004 г.) В ТН битум менее 50000 более 50000

пл. услов.

И.Г. Шаргородский, 2008 г. ТН ТВН более 900 более 900 30-200

ТСВН более 900 более 200 до 50000

ПБ более 1000 более 50000

Важно отметить, что при разработке классификаций следует учитывать сложившуюся практику в области налогового стимулирования добычи тяжелых нефтей и природных битумов, поскольку она является важных фактором принятия решений для нефтедобывающих компаний. Это обуславливается тем, что добыча битуминозной нефти зачастую на первых этапах разработки месторождения является убыточной: капитальные затраты и текущие эксплуатационные затраты в несколько раз превышают затраты при разработке месторождений традиционных углеводородов. Важно также отметить тот факт, что продукция таких месторождений должна проходить многоступенчатую подготовку (в том числе, с этапом выработки т.н. синтетической нефти).

Авторами работы [112] предложена классификация, учитывающая основные положения XII Нефтяного мирового конгресса (Хьюстон, 1987 г.), а также сложившуюся отечественную практику (Рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Схема классификации нефти ТатНИПИнефть Так, например, в соответствии с классификацией, представленной на рисунке 1.1, нефть Ашальчинского месторождения (вязкость при пластовой температуре Т = 8 °С достигает значений до 30000 мПах, плотность до 990 кг/м3) относится к «битуминозной нефти». Таким образом, далее в диссертационной работе под термином «битуминозная нефть» принято понимать нефть, имеющую вязкость в пластовых условиях свыше 10000 мПат и плотность менее 1000 кг/м3.

Французский институт нефти оценивает запасы тяжелых нефтей следующим образом: общее количество запасов тяжелой нефти составляет порядка 4,7 трлн. баррелей нефтяного эквивалента, из них подлежат извлечению лишь 1 трлн. баррелей [36]. Несмотря на это обстоятельство, доля потенциально извлекаемых тяжелых нефтей сопоставима с общими мировыми ресурсами традиционной нефти.

Среди стран, добывающих тяжелую нефть, лидерами являются Канада (522,5 млрд. тонн, в основном месторождения приурочены территориально к провинции Альберта), Венесуэла (177,9 млрд. тонн, нефтяной пояс Ориноко), Российская Федерация. Стратегическая роль этих запасов велика, поэтому важной является задача обеспечения соответствующих технологий добычи, транспорта и переработки подобного рода нефтей. Мировой опыт разработки

месторождений тяжелых битуминозных нефтей показывает тенденцию переноса процессов переработки непосредственно на промысел [33]. Впервые такой инновационный подход был применен в США и Канаде [60]. В результате переработки битуминозной нефти на промысле получают синтетическую нефть, которая в дальнейшем используется для создания смеси с битуминозной нефтью, которая является пригодной для транспорта и сдачи в магистральную трубопроводную систему. В случае наличия на месторождении запасов маловязкой нефти, решается вопрос о целесообразности совместного транспорта битуминозной нефти совместно с маловязким компонентом. Вовлечение битуминозных песков в добычу, транспорт и переработку, в определенный момент позволило Канаде выйти на второй место в мире после Саудовской Аравии по разведанным извлекаемым запасам углеводородов [70, 82]. Занять лидирующую позицию Канаде позволило развитие таких высокотехнологических способов добычи нефти как «CHOPS» (добыча нефти вместе с песком за счет разрушения слабосцементированного коллектора), «VAPEX» (закачка растворителя в пласт в режиме парогравитационного дренажа), «SAGD» (парогравитационный дренаж) [78].

По данным работы [66], в 71-ом месторождении с тяжелой и битуминозной нефтью содержится около 82 % всех мировых запасов нефти.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Закиров Айдар Ильдусович, 2016 год

Список литературы

1. Абдулхаеров, Р.М. Первые результаты опытных работ по созданию техник и технологии эксплуатации битумных месторождений горизонтальными скважинами / Р.М. Абдулхаеров, Р.М. Ахунов, В.Ф. Кондрашкин, Р.З. Гареев, З.А. Янгузарова, Ю.В. Волков // «Нефть Татарстана». - 2000. - № 2. - с. 61 - 67.

2. Абрамазон, Л.С. Рациональная перекачка вязких и застывающих нефтей совместно с разбавителем / Л.С. Абрамзон, Р.Г. Исхаков, П.И. Тугунов // Тематические научно-технические обзоры. - М.: ВНИИОЭНГ. 1977. - 55 с.

3. Абрамзон, Л.С. Экспериментальное исследование теплоотдачи и гидравлики на «горячем» промышленном нефтепроводе. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов / Л.С. Абрамзон, М. А. Галлямов, Е.П. Михновский. - М.: ВНИИОЭНГ. 1968. - № 3. - с. 125 - 130.

4. Абрамзон, Л.С. Методика расчета «горячих» трубопроводов при установившемся режиме перекачки высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов / Л.С. Абрамзон, В.А. Белозеров. - М.: ВНИИОЭГ, 1970. - 56 с.

5. Абрамзон, Л.С. Оптимальные параметры работы горячих трубопроводов / Л.С. Абрамзон // Нефтяное хозяйство. - 1979. - № 2. - с. 53 -54.

6. Абрамзон, Л.С. Повышение эффективности трубопроводного транспорта вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов: дис. ... д-ра технич. наук: 05.15.13 / Абрамзон Леонид Семенович. - Уфа, 1984. - 251 с.

7. Абрамзон, Л.С. Трубопроводный транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей / Л.С. Абрамзон, В.Е. Губин, В.Н. Дегтярев, В.Н. Степанюгин. - М.: ВНИИОЭНГ, 1968. - 93 с.

8. Абузова, Ф.Ф. Конвективный тепломассообмен в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности: учебное пособие / Ф.Ф. Абузова. - Уфа: Уфимский нефтяной институт, 1991. - 72 с.

9. Агапкин, В.М. Тепловой и гидравлический расчеты трубопроводов для нефти и нефтепродуктов / В.М. Агапкин, Б.Л. Кривошеин, В.А. Юфин. - М.:

Недра, 1981. - 256 с.

10. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

11. Айзенштейн, М.Д. Центробежные насосы для нефтяной промышленности / М.Д. Айзенштейн. - М.: Гостоптехиздат, 1957. - 363 с.

12. Акишев, И.М. Некоторые особенности строения скопления битумов в шешминском горизонте уфимского яруса Татарской АССР / И.М. Акишев, П.А. Шалин // ТатНИПИнефть. - 1974. - № 26. - с. 13 - 117.

13. Акишев, И.М. Строение битумных залежей Мордово-Кармальского и Ашальчинского месторождений / И.М. Акишев // ТатНИПИнефть. 1976. - № 34. - с. 15 - 18.

14. Акишев, Э.М. Перспективы опытно-промышленной разработки залежей битумов / Э.М. Акишев, Р.Н. Дияшев, У.П. Куванышев, З.А. Янгузарова // «Нефтяное хозяйство». 1981. - № 9. - с. 52 - 53.

15. Алиев, Р.А. Разработка технологии трубопроводного транспорта аномального и нестабильного углеводородного сырья: дис. ... д-ра. техн. наук: 05.15.13 / Алиев Рустам Аббасович - М., 1989. - 326 с.

16. Алиев, Р.А. Сооружение и ремонт газонефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз: Учебник для вузов / Р.А. Алиев, И.В. Березина, Л.Г. Телегин. - М.: Недра, 1987. - 271 с.

17. Алиев, Р.А. Трубопроводный транспорт нефти и газа / В.А. Алиев. -М.: Недра, 1988. - 368 с.

18. Альтшуль, А.Д. Гидравлические сопротивления / А.Д. Альтшуль. -М.: Недра, 1982. - 224 с.

19. Антонова, Е.О. Теплообмен при трубопроводном транспорте нефти и газа / Е.О. Антонова, Г.В. Бахмат, И.А. Иванов, О.А. Степанов. - СПб.: ООО «Недра», 1999. - 228 с.

20. Аристов, Б.В. Опыт эксплуатации скважин Ашальчинского месторождения проблемы и перспективы / Б.В. Аристов, Р.Р. Ямалиев // «Нефтегазовая Вертикаль». - 2014. - № 17 - 18. - с. 52 - 56.

21. Багаманшин, Р.Т. Оценка режима перекачки высоковязкой нефти по нефтепроводу Азат - Тимошкино - Кутема НГДУ «Нурлатнефть» / Р.Т. Багаманшин, С.Н. Судыкин // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть. -М.: Нефтяное хозяйство. - 2014. - № 82. - с. 328 - 331.

22. Басниев, К.С. Нефтегазовая гидромеханика: Учебное пособие для вузов / К.С. Басниев, Н.М. Дмитриев, Г.Д. Розенберг. - Москва-Ижевск: институт компьютерных исследований, 2005. - 544 с.

23. Белоусов, В.Д. Трубопроводный транспорт нефти и газа /

B.Д. Белоусов, Э.М. Блейхер, А.Г. Немудров. - М.: Недра, 1978. - 407 с.

24. Быков, Л.И. Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов: Учебное пособие / Л.И. Быков, Ф.М. Мустафин,

C.К. Рафиков, А.М. Нечваль, А.Е. Лаврентьев. - СПб: Недра, 2006. - 824 с.

25. Бэтчелор, Дж.К. Введение в динамику жидкости / Дж.К. Бэтчелор. -Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004. - 768 с.

26. Вайншток, С.М. Трубопроводный транспорт нефти: в 2 т. / С.М. Вайншток, Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков. - М.: Недра, 2002. - 1 т. - 407 с.

27. Веревкин, К.И. Реологические свойства газонасыщенных битумов и водобитумных эмульсий / К.И. Веревкин, А.Х. Фаткуллин, З.Г. Сайфуллин // ТатНИПИнефть. 1977. - выпуск № 36. - с. 129 - 132.

28. Винарский, М.С. Планирование эксперимента в технологических исследованиях / М.С. Винарский, М.В. Лурье. - Киев: Техника, 1975. - 168 с.

29. Временная инструкция по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов природных нефтяных битумов. - М., ГКЗ, 1985. - 24 с.

30. Вязунов, М.Е. Определение полного коэффициента теплопередачи по результатам эксплуатации магистрального трубопровода / М.Е. Вязунов, Л.А. Дымшищ // Нефтяное хозяйство. - 1976. - № 12. - с. 59 - 60.

31. Гаррис Н.А. Построение динамической характеристики магистрального трубопровода (модель вязкопластичной жидкости) [Электронный ресурс] / Н.А. Гаррис, Ю.О. Гаррис, А.А. Глушков // Нефтегазовое

дело. - 2004. - № 1. - Режим доступа: http://www.ogbus.ru/authors/ Garris/Garris_4.pdf.

32. Гаррис, Н.А. Определение оптимальных режимов работы недогруженных неизотермических трубопроводов / Н.А. Гаррис, А.Н. Филатова // Проблемы ресурсосбережения в народном хозяйстве: Сборник науч. статей, вып. 1: Башкирская энциклопедия. - 2000. - с. 156 - 158.

33. Гаррис, Н.А. Проблемы транспортирования тяжелых нефтей / Н.А. Гаррис, О.Ю. Полетаева, Р.Ю. Латыпов // Научно-информационный сборник. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. -2013. - № 3. - с. 3 - 5.

34. Гаррис, Н.А. Расчет эксплуатационных режимов магистральных неизотермических нефтепродуктопроводов с применением динамических характеристик [Электронный ресурс] / Н.А. Гаррис, Ю.О. Гаррис // Нефтегазовое дело. - 2003. - № 2. - Режим доступа: http://www.ogbus.ru/authors/ Garris/Garris_3 .pdf.

35. Гаррис, Н.А. Эксплуатация нефтепродуктопроводов в различных температурных режимах и загрузках при условии сохранности экологической среды: дис. ... д-ра технич. наук: 25.00.19 / Гаррис Нина Александровна. - Уфа, 1998. - 382 с.

36. Гарушев, А.Р. О ключевой роли высоковязких нефтей и битумов как источников углеводородов в будущем / А.Р. Гарушев // Технологии нефти и газа. - 2010. - №1. - с. 31 - 34.

37. Губин, В.Е. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов / В.Е. Губин, В.В. Губин. - М.: Недра, 1982. - 296 с.

38. Гуссамов, И.И. Компонентный и углеводородный составы битуминозной нефти Ашальчинского месторождения / И.И. Гуссамов, С.М. Петров, Д.А. Ибрагимова, Г.П. Каюкова, Н.Ю. Башкирцева // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. т. 17. - №10. - с. 207 - 211.

39. Гухман, А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена / А.А. Гухман. - М.: Высшая школа, 1973. - 328 с.

40. Дерцакян, А.К. Справочник по проектированию магистральных трубопроводов / А.К. Дерцакян, М.Н. Шпотаковский, В.Г. Вояков. - Л.: Недра, 1977. - 519 с.

41. Дячук, Р.П. Теплопередача трубопровода в массиве: автореф. дис. ... канд. технич. наук: 05.14.05 / Дячук Ростислав Петрович. - Томск, 1982. - 16 с.

42. Ефремов, Р.А. Реологические характеристики смесей карбоновых и высоковязких битуминозных нефтей Республики Татарстан / Р.А. Ефремов, А.Ю. Копылов, Р.А. Абдрахманов, А.М. Мазгаров, О.А. Саитова // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - №3. - с. 205 - 208.

43. Закиров, А.И. Исследование реологических моделей смеси битуминозной и маловязкой нефтей Ашальчинского месторождения /

A.К. Николаев, А.И. Закиров, В.В. Пшенин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во «Горная книга», 2015. - №11. - с. 353 -360.

44. Закиров, А.И. Исследование реологических свойств битуминозной нефти Ашальчинского месторождения / А.И. Закиров, А.И. Каримов,

B.В. Пшенин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во «Горная книга», 2015. - № 10. - с. 382 - 390.

45. Закиров А.И. Тепловой режим трубопроводного транспорта битуминозной нефти в смеси с маловязким разбавителем / В.В. Пшенин, А.И. Закиров, В.И. Климко, А.К. Николаев // Деловой журнал Neftegaz.RU. - М.: Изд-во: «Общество с ограниченной ответственностью Информационное агентство Нефтегаз.РУ интернэшнл», 2016. - № 1 - 2. - с. 56-58.

46. Зарипов, А.Т. Технико-экономическая оценка методов добычи природных битумов для условий месторождений Республики Татарстан / А.Т. Зарипов, С.И. Ибатуллина, Л.И. Мотина, Р.С. Хисамов // Нефтяное хозяйство. - 2006. - № 3. - с. 64 - 66.

47. Зарипов, А.Т. Влияние градиента температуры на эффективность разработки месторождения сверхвязких нефтей горизонтальными скважинами на примере залежи сверхвязких нефтей Ашальчинского месторождения /

А.Т. Зарипов, Л.Р. Зарипова // Инновационные технологии в геологии и разработке углеводородов. Перспективы создания подземных хранилищ газа в Республике Татарстан. Казанская геологическая школа и её роль в развитии геологической науки в России: материалы конф., Казань, 9-11 сент. 2009 г. -Казань: Репер, 2009. - с. 123 - 125.

48. Зарипов, А.Т. Перспективы разработки месторождений природных битумов Республики Татарстан с применением горизонтальных технологий /

A.Т. Зарипов // Материалы научной конференции «Нетрадиционные коллекторы нефти, газа и природных битумов. Проблемы их освоения». - Казань: Изд-во Казанск. ун-та. 2005. - с. 103 - 105.

49. Ибатуллин, Р.Р. Проектирование и результаты внедрения технологии термокапиллярно-гравитационного дренирования на Ашальчинском месторождении СВН / Р.Р. Ибатуллин, В.М. Валовский, Г.Р. Абдулмазитов, А.Т. Зарипов // Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами: тезисы докладов VII научно-практичкой конференции, 25 - 27 сентября 2007 г. - Геленджик, 2007. - с. 31 - 32.

50. Ибатуллин, Р.Р. Развитие методов разработки залежей сверхвязкой нефти / Р.Р. Ибатуллин // Международная конференция «Нефть. Газ. Нефтехимия». Казань, 2012.

51. Ибрагимов, Н.Г. Оптимизация работы скважин при парогравитационном воздействии на пласт на Ашальчинском месторождении сверхвязкой нефти / Н.Г. Ибрагимов, Э.П. Васильев, М.И. Амерханов,

B.В. Шестернин, Р.Р. Ахмадуллин // Нефтяное хозяйство. - 2013. - № 7. - с. 34 -35.

52. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. - М.-Л.: Издательство АНСССР, 1946. - 185 с.

53. Исхаков, Р.Г. Увеличение пропускной способности нефтепроводов с помощью разбавителей / Р.Г. Исхаков, П.И. Тугунов, Л.С. Абрамзон, Ш.Н. Ахатов. - М.: ВНИИОЭНГ, 1976. - 72 с.

54. Касим, С.Д. Исследование «горячей» перекачки высоковязких нефтей

с применением углеводородных разбавителей: дис. ... канд. технич. наук: 25.00.19 / Касим Саад Джаббар. - Москва, 2005. - 174 с.

55. Каюкова, Г.П. Температурно-вязкостные характеристики сверхтяжелой нефти Ашальчинского месторождения / Г.П. Каюкова, Г.В. Романов, И.М. Абдрафикова, С.М. Петров // Нефтяное хозяйство. - 2013. -№ 9. - с. 44 - 46.

56. Колпаков, Л.Г. Центробежные насосы магистральных нефтепроводов / Л.Г. Колпаков. - М.: Недра, 1985. - 184 с.

57. Коршак, А.А. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов: Учебник для вузов / А.А. Коршак, А.М. Нечваль. - СПб: Недра, 2008. - 488 с.

58. Коршак, А.А. Специальные методы перекачки / А.А. Коршак. - Уфа: ООО «Дизайн-ПолиграфСервис», 2001. - 208 с.

59. Кривошеин, Б.Л. Теплообмен в цилиндрическом канале, расположенном в полуограниченном массиве / Б.Л. Кривошеин, В.Н. Новаковский. - ИФЖ. - 1974. - т. 27. - № 5. - с. 23 - 29.

60. Курочкин, А.К. Экспериментальный поиск перспективной технологии глубокой переработки ашальчинской сверхвязкой нефти / А.К. Курочкин, Р.Р. Хазеев // Сфера. Нефть и газ. - 2015. - № 2. - с. 52 - 71.

61. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / С.С. Кутателадзе. -М.: Атомиздат, 1979. - 415 с.

62. Лейбензон, Л.С. Собрание трудов / Л.С. Лейбензон. - М.: АН СССР, 1955. - т. 3. - 679 с.

63. Липаев, А.А. Разработка месторождений тяжелых нефтей и природных битумов / А.А. Липаев // Институт компьютерных исследований. -М.: Ижевск, 2013. - 484 с.

64. Лурье, М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: Учебное пособие / М.В. Лурье. - М.: ФГУП Изд. «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 336 с.

65. Лыков, А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. - М.:

Издательство «Высшая школа», 1967. - 600 с.

66. Марон, В.И. Гидродинамика и однофазных и многофазных потоков в трубопроводе: учебное пособие / В.И. Марон. - М.: МАКС Пресс, 2009. - 344 с.

67. Мирзаджанзаде, А.Х. Гидродинамика трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов / А.Х. Мирзаджанзаде, А.К. Галлямов, В.И. Марон, В.А. Юфин. - М.: Недра, 1984. - 287 с.

68. Мирзаджанзаде, А.Х. Особенности эксплуатации месторождений аномальных нефтей. / А.Х. Мирзаджанзаде, А.Г. Ковалёв Ю.В. Зайцев // М.: Недра, 1972.

69. Мирзаджанзаде, А.Х. Этюды о моделировании сложных систем нефтедобычи. Нелинейность, неравновесность, неоднородность / А.Х. Мирзаджанзаде, М.М. Хасанов, Р.Н. Бахтизин. - Уфа: Гилем, 1999. - 464 с.

70. Мотина, Л.И. Эффективность налогового стимулирования разработки нефтяных месторождений / Л.И. Мотина, Р.С. Хисамов. - Казань: Центр инновац. технологий, 2014.

71. Мусин, К.М. Подходы по определению параметров сверхвязкой тяжёлой нефти / К.М. Мусин, А.А. Гибадуллин, И.И. Амерханов // Методические подходы по определению параметров сверхвязких тяжелых нефтей. Сборник научных трудов ТатНИПИнефть. - 2012. - № LXXX. - с. 56 - 65.

72. Муслимов, Р.Х. Опыт применения тепловых методов разработки на нефяных месторождений Татарстана. / Р.Х. Муслимов, М.М. Мусин, К.М. Мусин // Казань: Изд-во «Отечество», 2000. - с. 225.

73. Новоселов, В.Ф. Технологический расчёт нефтепроводов: Учебное пособие / В.Ф. Новоселов, Е.М. Муфтахов. - Уфа: УГНТУ, 1996. - 43 с.

74. Окунев, А.Г. Новый подход к расчету вязкости жидких смесей углеводородов на основе модифицированного уравнения Аррениуса / А.Г. Окунев, Е.В. Пархомчук, А.И. Лысиков, В.С. Деревщиков // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». -2012. - № 9. - с. 179 - 181.

75. Пат. 2560129 Российская Федерация, МПК F16L1/16. Способ укладки

подводного трубопровода / Ю.Д. Тарасов, А.К. Николаев, А.И. Закиров; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» -№ 2014123086/06; заявл. 05.06.2014; опубл. 20.08.2015, Бюл. № 23. - 6 с.: ил.

76. Петрухина, Н.Н. Регулирование превращений компонентов высоковязких нефтей при их подготовке к транспорту и переработке: дис. ... канд. технич. наук: 05.17.07 / Петрухина Наталья Николаевна. - М., 2014. - 125 с.

77. Протодъяконов, М.М. Методика рационального планирования экспериментов / М.М. Протодъяконов, Р.И. Тедер. - М.: Наука, 1970. - 204 с.

78. Рахимова, Ш.Г. Исследование применения теплового воздействия совместно с углеводородными растворителями для разработки залежей тяжелых нефтей: дис. ... канд. технич. наук: 25.00.17 / Рахимова Шаура Газимьянова. -Бугульма, 2009. - 121 с.

79. РД 39-0147103-342-89 «Методика оценки эксплуатационных параметров насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций». Уфа, ИПТЭР, 1999. - 73 с.

80. РД 75.180.00-КТН-198-09 «Унифицированные технологические расчеты объектов магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов». Гипротрубопровод, 2009. - 207 с.

81. Родин, А.А. Оптимизация транспорта высоковязких нефтей с подогревом и применением углеводородных разбавителей: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.19 / Родин Артём Александрович. - М., 2009. - 125 с.

82. Романов, А.Г. Обзор современного состояния технологий добычи тяжелых нефтей и битумов в Канаде / А.Г. Романов, Даглас Дж. Карстед, Даг Хо.

83. Самарский, А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. - М.: Наука, Физматлит, 1997. - 320 с.

84. Сахабутдинов, Р.З. Методы подготовки сверхвязких нефтей месторождений ОАО «Татнефть» / Р.З. Сахабутдинов, Т.Ф. Космачёва, С.Н. Судыкин, И.Х. Исмагилов, Ф.Р. Губайдулин // Нефтяное хозяйство. - 2008.

- № 7. - с. 86 - 89.

85. Стратегия развития топливно-энергетического комплекса Республики Татарстан на период до 2030 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gossov.tatarstan.ru/fs/site_documents_struc/04zak1.pdf.

86. Судыкин, С.Н. Концепция сбора, подготовки и транспорта сверхвязких нефтей в ОАО «Татнефть» / Н.С. Судыкин, Р.З. Сахабутдинов, Ф.Р. Губайдулин, И.Х. Исмагилов, А.Н. Судыкин // Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 7.- с. 61 - 64.

87. Судыкин, С.Н. Совершенствование технологий обезвоживания тяжёлых нефтей пермской системы республики татарстан: дис. ... канд. технич. наук: 25.00.17 / Судыкин Сергей Николаевич. - Бугульма, 2011. - 175 с.

88. Сыртланов, Р.Ш. Определение температуры подогрева и концентрации разбавителя при «Горячей» перекачке / Р.Ш. Сыртланов, Л.С. Абрамзон, П.И. Тугунов // Нефть и газ. - 1976. - № 6. - с. 73 - 76.

89. Сыртланов, Р.Ш. Потери напора при горячей перекачке высоковязких нефтей совместно с растворителем / Р.Ш. Сыртланов, Л.С. Абрамзон, П.И. Тугунов // Нефтяное хозяйство. - 1974. - № 8. - с. 54.

90. Тахаутдинов, Ш.Ф. Создание и промышленное внедрение комплекса технологий разработки месторождений сверхвязких нефтей. / Ш.Ф. Тахаутдинов, Р.К. Сабиров, Н.Г. Ибрагимов, Р.С. Хисамов, Р.Р. Ибатуллин, А.Т. Зарипов // Казань: Изд-во «Фен» АН РТ, 2011. - с. 189.

91. Тахаутдинов, Ш.Ф. Геологические и технологические особенности разработки залежи сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения / Ш.Ф. Тахаутдинов, Р.С. Хисамов, Р.Р. Ибатуллин А.Т. Зарипов, И.Ф. Гадельшина // Нефтяное хозяйство. - 2009. - № 7. - с. 34 - 37.

92. Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. - М.: Наука, 1977. - 736 с.

93. Трапезников, С.Ю. Обоснование температурных режимов работы надземных «горячих» нефтепроводов (на примере трубопровода ЦПС «Южно-Шапкинское» - Харьяга): дис. ... канд. технич. наук: 25.00.19 / Трапезников Сергей Юрьевич. - СПб, 2011. - 125 с.

94. Тугунов, П.И. Неустановившийся режим работы «горячих» трубопроводов / П.И. Тугунов: дис. ... д-ра техн. наук: 316 / Тугунов Павел Иванович. - Уфа, 1970. - 490 с.

95. Тугунов, П.И. Применение динамических характеристик для расчетов эксплуатационных режимов неизотермических трубопроводов / П.И. Тугунов, Н.А. Гаррис // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1985. - 60 с.

96. Тугунов, П.И. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов: Учебное пособие для вузов / П.И. Тугунов, В.Ф. Новоселов, А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. - 658 с.

97. Тугунов, П.И. Транспорт и хранение нефти и газа / П.И. Тугунов, В.Ф. Новоселов, Ф.Ф. Абузова. - М.: Недра, 1975. - 248 с.

98. Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен / Пер. с англ. З.П. Шульмана; Под. ред. А.В. Лыкова. - М.: «МИР», 1964. - 216 с.

99. Федоров, В.Т. Повышение функциональной надежности неизотермического нефтепровода на основе управления теплогидравлическими параметрами: дис. ... канд. технич. наук: 25.00.19 / Федоров Владимир Тимофеевич. - Уфа, 2006. - 156 с.

100. Федоров, В.Т. Разработка методики расчета оптимальных планов работы магистральных нефтепроводов: сборник научных трудов. Материалы 7-ой Научно-технической конференции Ухтинского государственного технического университета / В.Т. Федоров, Е.Л. Полубоярцев, Ю.М. Фирсова, Е.М. Ступина. - Ухта. - 2006. - с. 10 - 12.

101. Федоров, В.Т. Разработка программного модуля по расчету оптимальных планов работы магистральных нефтепроводов: Сборник научных трудов. Материалы 7-ой Научно-технической конференции Ухтинского государственного технического университета / В.Т. Федоров, Е.Л. Полубоярцев, Ю.М. Фирсова, Е.М. Ступина. - Ухта. - 2006. - с. 18 - 19.

102. Федоров, П.В. Совершенствование методов планирования

технологических режимов и контроля процесса транспортировки нефти по магистральным нефтепроводам: дис. ... канд. технич. наук: 25.00.19 / Федоров Павел Владимирович. - Ухта, 2011. - 130 с.

103. Фройштетер, Г.Б. Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах / Г.Б. Фройштетер, С.Ю. Данилевич, Н.В. Радионова. - Киев: Наукова думка, 1990. - 216 с.

104. Хаммадиев, Ф.М. Исследование строения залежей и гидродинамических параметров пластов на Мордово-Кармальском и Ашальчинском месторождениях битумов. / Ф.М. Хаммадиев, А.Х. Фаткуллин // ТатНИПИнефти. 1976. - выпуск № 34. - с. 187 - 202.

105. Хисамов, Р.С. Анализ формирования паровой камеры на опытном участке залежи сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения / Р.С. Хисамов, А.Т. Зарипов, Л.Р. Зарипова // Нефтяное хозяйство. - 2010. - №7.

- с. 44 - 47.

106. Хисамов, Р.С. Геологические и технологические особенности разработки залежей высоковязких и сверхвязких нефтей. / Р.С. Хисамов, А.С. Султанов, Р.Г. Абдулмазитов, А.Т. Зарипов // Казань: Изд-во «Фен» АН РТ, 2010. - с. 335.

107. Хисамов, Р.С. Перспективы освоения альтернативных источников углеводородного сырья в Республике Татарстан / Р.С. Хисамов, А.Т. Зарипов, С.И. Ибатуллина, И.Ф. Гадельшина // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть.

- М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2009. - с. 58 - 67.

108. Хисамов, Р.С. Совершенствование системы разработки месторождений СВН на примере залежи М. -Кармальского поднятия. / Р.С. Хисамов, А.Т. Зарипов, Р.И. Филин, С.И. Ибатуллина, И.Ф. Галимов // Научно-техническая ярмарка идей и предложений группы компаний «Татнефть», посвященная 60 - летию ОАО «Татнефть». Номинаций: геология и разработка нефтяных месторождений ТатНИПИнефть, Бугульма, 2010. - с. 6 -14.

109. Хисамов, Р.С Проблемы приращения ресурсной базы

углеводородного сырья ОАО «Татнефть» / Р.С. Хисамов, В.Г. Базаревская, А.В. Новикова, З.Р. Ибрагимова, А.М. Тимирова, О.В. Преснякова // Нефтяное хозяйство. - 2014. - №7. - с. 6 - 7.

110. Хисамов, Р.С. Изменение свойств и состава сверхвязких нефтей при реализации технологии парогравитационного воздействия в процессе разработки Ашальчинского месторождения / Р.С. Хисамов, М.И. Амерханов, Ю.В. Ханипова // Нефтяное хозяйство. 2015. - № 9. - с. 78 - 81.

111. Хисамов, Р.С. Первые результаты опытно-промышленных работ по паротепловому воздействию на Ашальчинском месторождении / Р.С. Хисамов,

A.И. Фролов, Р.Р. Ибатуллин, Р.Г. Абдулмазитов, А.Т. Зарипов // Нефтяное хозяйство. 2008. - № 7. - с. 47 - 49.

112. Хисамов, Р.С. Обобщение результатов лабораторных и опытно-промышленных работ по извлечению сверхвязкой нефти из пласта / Р.С. Хисамов, М.М. Мусин, К.М. Мусин, И.Н. Файзуллин, А.Т. Зарипов. -Казань: «Фэн» Академии наук РТ, 2013. - 213 с.

113. Челинцев, С.Н. Повышение эффективности трубопроводного транспорта высокозастывающих нефтей в сложных природно-климатических условиях: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.19 / Челинцев Сергей Николаевич. -Москва, 2002. - 273 с.

114. Черникин, В.И. Перекачка вязких и застывающих нефтей /

B.И. Черникин. - М.: Гостоптехиздат, 1958. - 163 с.

115. Черняев, В.Д. Трубопроводный транспорт нефти в сложных условиях эксплуатации / В.Д. Черняев, А.К. Галлямов, А.Ф. Юкин, П.М. Бондаренко. - М.: Недра, 1990. - 232 с.

116. Шаммазов, А.М. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций / А.М. Шаммазов, В.Н. Александров, А.И. Гольянов. -М.: Недра, 2003. - 404 с.

117. Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии / Пер. с англ. И.А. Лавыгина; Под. ред. В.Г. Куличихина. - М.: КолосС, 2003. - 312 с.

118. Штукатуров, К.Ю. Экономико-математическое моделирование

выбора технологических режимов трубопровода: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 05.13.18 / Штукатуров Константин Юрьевич. - Уфа, 2004. - 154.

119. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://minenergo.gov.ru/node/1026.

120. Юкин, А.Ф. Управление тепловыми режимами транспорта вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.19 / Юкин Аркадий Федорович. - Уфа, 2004. - 324 с.

121. Яблонский, В.С. Проектирование нефтегазопроводов / В.С. Яблонский, В.Д. Белоусов. - М.: Гостоптехиздат, 1959. - 292 с.

122. Al-Maamari, R.S. Experimental and Modeling Investigations of the Viscosity of Crude Oil Binary Blends: New Models Based on the Genetic Algorithm Method / R.S. Al-Maamari, G. Vakili-Nezhaad, M. Vatani // The Journal of Engineering Research (TJER). - 2015. - vol. 11. - No. 1. 81 - 91 p.

123. Briceno, M.I. Heavy Crude Oil Pipeline Transportation - University of Los Andes Laboratory FIRP. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/mabel/HeavyCrudeTransport.pdf.

124. Frauenfeld, T.W.J. PVT and viscosity measurements for Lloydminster-Aberfeldy and Cold Lake blended oil systems / T.W.J. Frauenfeld, G. Kissel, S. Zhou. SPE International Thermal Operations and Heavy Oil Symposium and International Horizontal Well Technology Conference. Calgary, AB, Canada. - 2002. 13 p.

125. Han Shan-peng. Approaches to predict viscosities of crude oil blends / Han Shan-peng, Jiang Wen-xue, Zhang Jin-jun // Journal of Central South University of Technology. - 2007. vol. 14. - No. 1. 466 - 470 p.

126. Irvine, T.F. A generalized blasius equation for power law fluids / T.F. Irvine // Chemical Engineering Communications. - 1988. - vol. 65. 39 p.

127. Khan, M.A.B. Viscosity models for gas-free Athabasca bitumen / M.A.B. Khan, A.K. Mehrotra, W.Y. Svrcek // The Journal of Canadian Petroleum Technology. - 1984. - vol. 23. - No. 3. 47 - 53 p.

128. Mehrotra, A. K. Corresponding states method for calculating bitumen viscosity / A.K. Mehrotra, W.Y. Svrcek // The Journal of Canadian Petroleum

Technology. - 1987. - September - October. 60 - 66 p.

129. Mehrotra, A. Viscosity of Cold Lake Bitumen and Its Fractions / Anil K.Mehrotra, Robert R. Eastick and Wlliam Y.Svrcek // The Canadian Journal of Chemical Engineering. - 1989. - vol. 67. - No. 6. 1004 - 1009 p.

130. Metzner, A.B. Flow of non-Newtonian fluids - correlation of the laminar, transition, and turbulent-flow regions / A.B. Metzner, J.C. Reed // AIChE Journal. -1955. - vol. 1. - No. 4. - p. 434 - 440.

131. Metzner, A.B. Turbulent flow of Non-Newtonian Systems / A.B. Metzner, D.W. Dodge, AIChE Journal. - 1959. - vol. 5. - No. 2. - p. 189 - 204.

132. Miadonye A. A Correlation for viscosity and solvent mass fraction of Bitumen-diluent mixtures / A. Miadonye, N. Latour and V.R. Puttagunta // Petroleum Science and Technology. - 2000. - vol. 18. - No. 1&2. - p. 1 - 14.

133. Miadonye, A. Modelling the viscosity-temperature relationship of Alberta bitumen / A. Miadonye, B. Singh, V.R. Puttagunta // Petroleum Science and Technology. - 1994. - vol. 12. - No. 2. - p. 335 - 350.

134. Miadonye, A. Viscosity estimation for bitumen-dilluent mixtures / A. Miadonye, B. Singh, V.R. Puttagunta // Fuel Science and Technology International. - 1995. - vol. 13. - No. 6. - p. 681 - 698.

135. Puttagunta, V.R. Correlation of Bitumen Viscosity with Temperature and Pressure / V.R. Puttagunta, B. Singh, A. Miadonye // The Canadian Journal of Chemical Engineering. - 1993. - vol. 71. - No. 3. 447 - 450 p.

136. Ryan, N.W. Transition from laminar to turbulent flow in pipes / N.W. Ryan, M.M. Johnson // AIChE Journal. - 1959. - vol. 5. - No. 4. 433 - 435 p.

137. Shanese, C. Transporting Alberta Oil Sands Products: Defining the Issues and Assessing the Risks - NOAA Technical Memorandum NOS OR&R 44. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://crrc.unh.edu/sites/crrc.unh.edu/files/media/noaa_ oil_sands_report_09.2013.pdf.

138. Shepelyuk, O. Viscosity changing of bituminous, particularty light oil and their mixtures in dependence of temperature / O. Shepelyuk, V. Kolos, A. Pokataeva // Научная дискуссия: Инновации в современном мире, Сборник статей по

материалам 38 международной заочной научно-практической конференции №6, 2015. - с. 12 - 16.

139. Shu, W.R. A Viscosity Correlation for Mixtures of Heavy Oil, Bitumen, and Petroleum Fractions / W.R. Shu // Society of Petroleum Engineers of Journal. -1984. - No. 6. 277 - 282 p.

140. Zhang, C. A Simple Correlation for the Viscosity of Heavy Oils From Liaohe Basin, NE China Text / C. Zhang, H. Zhao, M. Hu, Q. Xiao, J. Li, C. Cai // Journal of Canadian Petroleum Technology. - 2007. - vol. 46. - No. 4. 8 - 11 p.

В таблицах А.1 - А. 5 приведены результаты определения реологических характеристик разбавителя, битуминозной нефти, а также их смесей при различных объемных концентрациях вр разбавителя в диапазоне температур от 5 до 60 °С, в пределах скорости сдвига от 0 до 300 с-1. В таблице А.6 приведены результаты определения реологических характеристик смеси битуминозной нефти и разбавителя фактически транспортируемой по участку трубопроводной системы ДНС-5 «Чумачка» - МЦПС (концентрация маловязкого компонента составляет вр ~ 67,7 %).

Таблица А.1 - Результаты определения реологических характеристик разбавителя в диапазоне температур от 5 до

60 °С, в пределах скорости сдвига от 0 до 300 с-1

Т = 5 °С Т = 10 °С Т = 20 °С Т = 30 °С Т = 40 °С Т = 60 °С

у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па

0,100 0,024 0,100 0,034 0,100 0,012 0,100 0,007 0,100 0,005 0,100 0,003

0,159 0,045 0,159 0,050 0,159 0,018 0,159 0,010 0,159 0,007 0,159 0,004

0,251 0,081 0,251 0,076 0,251 0,027 0,251 0,016 0,251 0,011 0,251 0,005

0,398 0,135 0,398 0,118 0,398 0,042 0,398 0,025 0,398 0,017 0,398 0,008

0,631 0,219 0,631 0,154 0,631 0,065 0,631 0,039 0,631 0,027 0,631 0,013

1,000 0,300 1,000 0,231 1,000 0,102 1,000 0,061 1,000 0,042 1,000 0,021

1,585 0,473 1,585 0,345 1,585 0,159 1,585 0,096 1,585 0,066 1,585 0,032

2,512 0,748 2,512 0,535 2,512 0,250 2,512 0,152 2,512 0,104 2,512 0,051

3,981 1,182 3,981 0,841 3,981 0,394 3,981 0,240 3,981 0,164 3,981 0,080

6,310 1,877 6,310 1,328 6,310 0,621 6,310 0,379 6,310 0,259 6,310 0,126

10,000 2,979 10,000 2,097 10,000 0,980 10,000 0,599 10,000 0,409 10,000 0,200

15,850 4,722 15,850 3,314 15,850 1,548 15,850 0,949 15,850 0,648 15,850 0,317

25,120 7,479 25,120 5,236 25,120 2,447 25,120 1,503 25,120 1,026 25,120 0,503

39,810 11,840 39,810 8,277 39,810 3,870 39,810 2,382 39,810 1,626 39,810 0,798

63,100 18,720 63,100 13,090 63,100 6,121 63,100 3,777 63,100 2,580 63,100 1,271

100,000 29,650 100,000 20,730 100,000 9,698 100,000 5,999 100,000 4,098 100,000 2,032

158,500 46,970 158,500 32,850 158,500 15,420 158,500 9,548 158,500 6,530 158,500 3,253

251,200 74,440 251,200 52,260 251,200 24,590 251,200 15,240 251,200 10,450 251,200 5,250

300,000 89,080 300,000 62,530 300,000 29,470 300,000 18,300 300,000 12,570 300,000 6,344

Таблица А. 2 - Результаты определения реологических характеристик смеси битуминозной нефти и разбавителя в

^ ^ ™ °Р тл ^ТГТЛТ^Г, П ттъ ЪПП ~-1 т^.т.т,™п.т.г„ Л — О/

Т = 5 °С Т = 10 °С Т = 20 °С Т = 30 °С Т = 40 °С Т = 60 °С

у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па

0,100 0,080 0,100 0,065 0,100 0,029 0,100 0,015 0,100 0,009 0,100 0,004

0,139 0,122 0,139 0,090 0,139 0,040 0,139 0,020 0,159 0,014 0,159 0,006

0,193 0,180 0,193 0,125 0,193 0,055 0,193 0,028 0,251 0,021 0,251 0,010

0,268 0,256 0,268 0,173 0,268 0,075 0,268 0,038 0,398 0,034 0,398 0,015

0,373 0,361 0,373 0,240 0,373 0,104 0,373 0,053 0,631 0,053 0,631 0,024

0,518 0,508 0,518 0,333 0,518 0,144 0,518 0,073 1,000 0,084 1,000 0,038

0,720 0,712 0,720 0,462 0,720 0,200 0,720 0,102 1,585 0,133 1,585 0,059

1,000 0,993 1,000 0,640 1,000 0,278 1,000 0,142 2,512 0,211 2,512 0,093

1,390 1,385 1,390 0,887 1,390 0,385 1,390 0,196 3,981 0,335 3,981 0,148

1,931 1,923 1,931 1,231 1,931 0,534 1,931 0,273 6,310 0,531 6,310 0,234

2,684 2,672 2,683 1,705 2,683 0,742 2,683 0,379 10,000 0,842 10,000 0,372

3,727 3,706 3,728 2,361 3,728 1,028 3,728 0,527 15,850 1,335 15,850 0,589

5,180 5,141 5,179 3,271 5,180 1,428 5,180 0,732 25,120 2,118 25,120 0,935

7,196 7,128 7,197 4,536 7,197 1,982 7,197 1,017 39,810 3,360 39,810 1,484

10,000 9,879 10,000 6,291 10,000 2,751 10,000 1,413 63,100 5,326 63,100 2,355

13,900 13,700 13,900 8,728 13,900 3,818 13,900 1,963 100,000 8,439 100,000 3,739

19,310 18,990 19,310 12,110 19,310 5,300 19,310 2,728 158,500 13,390 158,500 5,937

26,830 26,330 26,830 16,820 26,830 7,357 26,830 3,790 251,200 21,340 251,200 9,484

37,280 36,510 37,280 23,350 37,280 10,220 37,280 5,267 300,000 25,590 300,000 11,410

51,800 50,620 51,800 32,420 51,800 14,190 51,800 7,322

71,970 70,140 71,970 45,020 71,970 19,710 71,970 10,180

100,000 97,060 100,000 62,520 100,000 27,410 100,000 14,140

139,000 134,100 139,000 86,770 139,000 38,090 139,000 19,660

193,100 185,000 193,100 120,300 193,100 52,970 193,100 27,370

268,300 254,900 268,300 166,600 268,300 73,770 268,300 38,180

300,000 283,500 300,000 186,100 300,000 82,660 300,000 42,830

7

Таблица А. 3 - Результаты диапазоне температур от 5 до 60

определения реологических характеристик смеси битуминозной нефти и разбавителя в °С, в пределах скорости сдвига от 0 до 300 с-1, концентрация др = 50 %

Т = 5 °С Т = 10 °С Т = 20 °С Т = 30 °С Т = 40 °С Т = 60 °С

у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па

0,100 0,128 0,100 0,111 0,100 0,053 0,100 0,022 0,100 0,011 0,100 0,005

0,159 0,220 0,159 0,172 0,159 0,077 0,159 0,034 0,159 0,018 0,159 0,008

0,251 0,362 0,251 0,266 0,251 0,115 0,251 0,055 0,251 0,029 0,251 0,012

0,398 0,590 0,398 0,415 0,398 0,180 0,398 0,086 0,398 0,047 0,398 0,019

0,631 0,954 0,631 0,651 0,631 0,281 0,631 0,136 0,631 0,075 0,631 0,030

1,000 1,533 1,000 1,021 1,000 0,440 1,000 0,214 1,000 0,118 1,000 0,048

1,585 2,454 1,585 1,607 1,585 0,692 1,585 0,339 1,585 0,187 1,585 0,075

2,512 3,916 2,512 2,529 2,512 1,087 2,512 0,535 2,512 0,297 2,512 0,119

3,982 6,234 3,981 3,985 3,981 1,709 3,981 0,846 3,981 0,472 3,981 0,188

6,309 9,905 6,310 6,282 6,310 2,691 6,310 1,338 6,310 0,748 6,310 0,298

10,000 15,720 10,000 9,917 10,000 4,240 10,000 2,116 10,000 1,186 10,000 0,472

15,850 24,910 15,850 15,670 15,850 6,688 15,850 3,347 15,850 1,880 15,850 0,748

25,120 39,440 25,120 24,770 25,120 10,550 25,120 5,295 25,120 2,980 25,120 1,186

39,810 62,460 39,810 39,180 39,810 16,670 39,810 8,381 39,810 4,726 39,810 1,880

63,090 98,780 63,090 61,910 63,100 26,360 63,100 13,270 63,100 7,495 63,100 2,979

100,000 155,700 100,000 97,970 100,000 41,700 100,000 21,020 100,000 11,890 100,000 4,722

158,500 244,600 158,500 154,600 158,500 66,000 158,500 33,350 158,500 18,880 158,500 7,497

251,200 382,400 251,200 243,700 251,200 104,600 251,200 52,990 251,200 30,070 251,200 11,950

300,000 451,500 300,000 289,400 300,000 124,800 300,000 63,400 300,000 36,000 300,000 14,320

оо

Таблица А. 4 - Результаты определения реологических характеристик смеси битуминозной нефти и разбавителя в

-1

Т = 5 °С Т = 10 °С Т = 20 °С Т = 30 °С Т = 40 °С Т = 60 °С

у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па

0,101 0,428 0,101 0,346 0,100 0,130 0,100 0,055 0,100 0,027 0,100 0,009

0,139 0,675 0,139 0,477 0,139 0,179 0,139 0,076 0,139 0,038 0,139 0,013

0,192 1,016 0,193 0,660 0,193 0,247 0,193 0,104 0,193 0,053 0,193 0,017

0,266 1,482 0,269 0,916 0,268 0,341 0,268 0,145 0,268 0,073 0,268 0,024

0,370 2,127 0,373 1,270 0,373 0,472 0,373 0,200 0,373 0,101 0,373 0,033

0,515 3,017 0,519 1,764 0,518 0,652 0,518 0,277 0,518 0,139 0,518 0,046

0,716 4,248 0,721 2,447 0,720 0,903 0,720 0,385 0,720 0,193 0,720 0,064

0,995 5,945 1,001 3,399 1,000 1,253 1,000 0,535 1,000 0,268 1,000 0,089

1,384 8,301 1,391 4,720 1,389 1,738 1,390 0,742 1,390 0,372 1,390 0,123

1,922 11,540 1,933 6,561 1,931 2,411 1,931 1,030 1,931 0,517 1,931 0,171

2,672 16,060 2,686 9,114 2,683 3,346 2,683 1,431 2,683 0,718 2,683 0,237

3,714 22,260 3,732 12,670 3,728 4,643 3,728 1,989 3,728 0,997 3,728 0,329

5,150 30,800 5,188 17,610 5,179 6,441 5,180 2,763 5,180 1,386 5,180 0,458

7,155 42,640 7,205 24,470 7,198 8,943 7,197 3,838 7,197 1,925 7,197 0,636

9,937 59,020 10,010 34,020 10,000 12,420 10,000 5,331 10,000 2,674 10,000 0,884

13,800 81,780 13,910 47,260 13,890 17,260 13,900 7,404 13,900 3,715 13,900 1,228

19,180 113,400 19,330 65,690 19,310 23,970 19,310 10,290 19,310 5,159 19,310 1,706

26,650 157,400 26,860 91,260 26,830 33,310 26,830 14,290 26,830 7,166 26,830 2,370

37,020 218,200 37,320 126,800 37,270 46,290 37,280 19,860 37,280 9,955 37,280 3,291

51,420 301,700 51,850 175,900 51,790 64,330 51,800 27,600 51,800 13,830 51,800 4,571

71,430 416,400 72,050 244,000 71,970 89,360 71,970 38,360 71,970 19,220 71,970 6,356

99,160 572,200 100,100 337,400 99,990 124,100 100,000 53,320 100,000 26,730 100,000 8,843

137,700 776,200 139,100 464,200 138,900 172,100 139,000 74,150 139,000 37,200 139,000 12,310

191,300 1037,000 193,300 633,200 193,100 238,400 193,100 103,200 193,100 51,850 193,100 17,170

266,600 1352,000 268,600 847,100 268,200 329,200 268,300 143,800 268,300 72,330 268,300 24,000

300,000 1444,000 300,000 920,900 300,000 365,800 300,000 160,800 300,000 81,080 300,000 26,960

Таблица А. 5 - Результаты определения реологических характеристик битуминозной нефти в диапазоне температур

от 5 до 60 °С, в пределах скорости сдвига от 0 до 300 с-1

Т = 5 °С Т = 10 °С Т = 20 °С Т = 30 °С Т = 40 °С Т = 60 °С

у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па

0,100 1,045 0,100 0,913 0,100 0,288 0,100 0,111 0,100 0,051 0,100 0,014

0,159 1,960 0,159 1,384 0,159 0,451 0,159 0,174 0,159 0,080 0,159 0,023

0,251 3,347 0,251 2,197 0,251 0,707 0,251 0,274 0,251 0,126 0,251 0,035

0,398 5,676 0,398 3,470 0,398 1,113 0,398 0,432 0,398 0,199 0,398 0,056

0,631 9,547 0,631 5,483 0,631 1,754 0,631 0,681 0,631 0,314 0,631 0,089

1,000 15,830 1,000 8,670 1,000 2,771 1,000 1,078 1,000 0,495 1,000 0,140

1,585 25,860 1,585 13,740 1,585 4,378 1,585 1,705 1,585 0,784 1,585 0,221

2,512 41,910 2,512 21,780 2,512 6,926 2,512 2,697 2,512 1,241 2,512 0,349

3,981 67,340 3,981 34,470 3,981 10,970 3,981 4,269 3,981 1,962 3,981 0,553

6,310 107,500 6,310 54,630 6,310 17,370 6,310 6,756 6,310 3,106 6,310 0,875

10,000 170,800 10,000 86,620 10,000 27,530 10,000 10,700 10,000 4,917 10,000 1,386

15,850 270,300 15,850 137,300 15,850 43,630 15,850 16,950 15,850 7,784 15,850 2,197

25,120 426,400 25,120 217,500 25,120 69,160 25,120 26,860 25,120 12,330 25,120 3,482

39,810 664,900 39,810 344,100 39,810 109,600 39,810 42,580 39,810 19,550 39,810 5,519

63,100 1015,000 63,100 543,000 63,100 173,400 63,100 67,500 63,100 31,000 63,100 8,744

100,000 1492,000 100,000 847,300 100,000 273,800 100,000 106,900 100,000 49,140 100,000 13,860

158,500 2014,000 158,500 1287,000 158,500 429,800 158,500 169,200 158,500 77,900 158,500 21,990

251,200 2756,000 251,200 1830,000 251,200 663,100 251,200 266,900 251,200 123,600 251,200 34,970

300,000 3162,000 300,000 1961,000 300,000 770,100 300,000 317,200 300,000 147,600 300,000 41,850

Таблица А. 6 - Результаты определения реологических характеристик смеси битуминозной нефти и разбавителя в диапазоне температур от 5 до 60 °С, в пределах скорости сдвига от 0 до 300 с-1, фактически транспортируемой по участку трубопроводной системы ДНС-5 «Чумачка» - МЦПС (концентрация маловязкого компонента составляет др ~ 67,7 %)

Т = 5 °С Т = 10 °С Т = 20 °С Т = 30 °С Т = 40 °С Т = 60 °С

у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па у', рад/с т, Па

0,100 0,080 0,100 0,069 0,100 0,025 0,100 0,012 0,100 0,008 0,100 0,004

0,159 0,153 0,159 0,108 0,159 0,039 0,159 0,020 0,159 0,012 0,159 0,005

0,251 0,275 0,251 0,169 0,251 0,061 0,251 0,031 0,251 0,020 0,251 0,009

0,398 0,467 0,398 0,265 0,398 0,096 0,398 0,048 0,398 0,031 0,398 0,014

0,631 0,752 0,631 0,416 0,631 0,150 0,631 0,077 0,631 0,050 0,631 0,021

1,000 1,180 1,000 0,656 1,000 0,236 1,000 0,121 1,000 0,079 1,000 0,034

1,585 1,835 1,585 1,033 1,585 0,370 1,585 0,192 1,585 0,125 1,585 0,054

2,511 2,832 2,512 1,627 2,512 0,583 2,512 0,305 2,512 0,199 2,512 0,085

3,981 4,373 3,982 2,567 3,981 0,919 3,981 0,484 3,981 0,317 3,981 0,135

6,309 6,756 6,310 4,040 6,310 1,450 6,310 0,767 6,310 0,504 6,310 0,214

9,999 10,450 10,000 6,356 10,000 2,287 10,000 1,215 10,000 0,800 10,000 0,340

15,850 16,210 15,850 9,999 15,850 3,609 15,850 1,924 15,850 1,269 15,850 0,540

25,120 25,120 25,120 15,730 25,120 5,696 25,120 3,047 25,120 2,013 25,120 0,857

39,810 38,970 39,810 24,740 39,810 8,996 39,810 4,827 39,810 3,192 39,810 1,365

63,090 60,430 63,100 38,890 63,100 14,210 63,100 7,647 63,100 5,061 63,100 2,184

100,000 93,360 100,000 61,010 100,000 22,460 100,000 12,120 100,000 8,031 100,000 3,515

158,500 143,400 158,500 95,050 158,500 35,570 158,500 19,240 158,500 12,760 158,500 5,615

251,200 220,500 251,200 148,500 251,200 56,490 251,200 30,650 251,200 20,340 251,200 9,002

300,000 259,800 300,000 176,500 300,000 67,550 300,000 36,720 300,000 24,380 300,000 10,840

На рисунках Б.1 - Б.5 приведены результаты экспериментальных исследований по определению зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига. Температура образцов нефти в ходе испытаний изменялась в пределах от 5 до 60 °С. Характеристики течения нефтяной смеси исследованы в условиях дискретного повышения скорости сдвига от 0 до 300 с-1. Участки линейной зависимости соответствуют течению ньютоновской жидкости. В соответствии с алгоритмом, представленным в Главах 1, 2 были определены коэффициенты динамической вязкости для областей параметров, в которых жидкость проявляет ньютоновские свойства. Результаты определения коэффициента динамической вязкости представлены в таблице 2.7.

На рисунке Б.1 приведено графическое представление зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига для вр = 100 % в интервале температур от 5 до 60 °С.

100 150

Скорость сдвига, 1/с

Рисунок Б.1 - Графическое представление зависимости напряжения сдвига от

На рисунке Б.2 приведено графическое представление зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига для вр = 75 % в интервале температур от 5 до 60 °С.

300

О 50 100 150 200 250 300

Скорость сдвига, 1/с

Рисунок Б.2 - Графическое представление зависимости напряжения сдвига от

скорости сдвига: вр = 75 % На рисунке Б.3 приведено графическое представление зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига для вр = 100 % в интервале температур от 5 до 60 °С.

500

О 50 100 150 200 250 300

Скорость сдвига, 1/с

Рисунок Б.3 - Графическое представление зависимости напряжения сдвига от

На рисунке Б.4 приведено графическое представление зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига для вр = 25 % в интервале температур от 5 до 60 °С.

Скорость сдвига, 1/с

Рисунок Б.4 - Графическое представление зависимости напряжения сдвига от

скорости сдвига: 9р = 25 % На рисунке Б.5 приведено графическое представление зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига для вр = 0 % в интервале температур от 5 до 60 °С.

Рисунок Б.5 - Графическое представление зависимости напряжения сдвига от

Для того чтобы определить вид функции х¥(0р, T ), необходимо выполнить

анализ остатков относительно уравнения Аррениуса. В таблице В.1 приведены экспериментальные значения коэффициента динамической вязкости, значения, подсчитанные по уравнению Аррениуса, соответствующая разница между ними и относительная погрешность.

Таблица В.1 - Сравнение экспериментальных данных по коэффициенту динамической вязкости нефтяной смеси с результатами, полученными исходя из уравнения Аррениуса

64

ч

<и

H

s

m

ce Л

ю a

р s X s

« ч

S <u

a a р H S 4 о

В 4

<D

a

X

о

«

о

s

о <и

5

о «

о X

s

<и X

а

6

С S <и H

« s X S H n О

<SJ о

V m « со o3

к « l—j

со m S

2 3 « о ¡sf о (U S

X и

M r о <u

св ET о

H S «

w Я о

Я

«d X «

S S H

р 4

<u G (U

о m

« о

О «

«

о и о <и F

s S ce X X

4

-é

m

о «

«

5 E 2

F m

то

X СП