Теоретичні та методологічні основи інтенсифікації хіміко-технологічних процесів видобування та переробки вуглеводневих енергоносіїв

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена створенню теоретичних та методологічних основ інтенсифікації хіміко-технологічних процесів для удосконалення існуючих та розробки нових ефективних хімічних технологій і обладнання видобутку та переробки вугле-водневих енергоносіїв. За допомогою використання системного аналізу процесів енергоперетворення встановлено, що лімітуючі стадії хіміко-технологічних (дифузійних, теплових, гідромеханічних, масообмінних та хімічних) процесів в технологіях видобутку та переробки вуглеводнів можна подолати, використовуючи метод об'єктно-орієнтованої активації. Доведено, що запропонований метод водневої активації процесу дифузії разом з використанням методів хімічної та механохімічної активації дозволяють суттєво збільшувати проникність ущільнених колекторів продуктивних пластів, а разом з термобарохімічною обробкою здійснювати гідрокрекінг асфальтосмолистопарафінових відкладень безпосередньо в привибійній зоні пласта. На цьому підгрунті створено технологію комплексного водневого та термобарохімічного впливу на продуктивні горизонти свердловин, ефективність якої підтверджено дослідно-промисловими впровадженнями на нафтових та газових свердловинах, в тому числі при видобутку метану вугільних родовищ. Теоретично обґрунтовано і розроблено принципово нову методологію гідро-кавітаційної активації вуглеводневовмісних емульсій і суспензій, що дає змогу завдяки інтенсифікації в них фізико-хімічних і тепломасообмінних процесів отримувати та ефективно спалювати композиційні палива з заданими енергетичними й екологічними характеристиками.Dissertation to obtain Academic Degree of Doctor of Engineering by the specialty 05.17.08 – Processes & Equipment of Chemical Technology. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The Dissertation deals with creating theoretical and methodological basis of i chemical technological processes ntensification in order to improve the current and develop new efficient technology and equipment for hydrocarbon energy carriers' production and refining. System analysis of the energy transformation processes proved that the limiting stages of chemical technological (diffusive, thermal, hydro-mechanical, mass-exchanging and chemical) processes in hydrocarbons production and refining could be hurdled with the help of object oriented activation. It has also been proved that the proposed water activation method for the diffusion process together with chemical and mechanical-chemical activation provide for considerable increase of permeability of pay section compacted reservoirs. Together with thermo-baro-chemical processing the method ensures hydro-cracking of asphalt-resin-paraffin depositions directly in the bottom-hole formation zone. This foundation was used to create technology for integrated water and thermo-baro-chemical impact on wells' pay horizons, the efficiency of which was proved by experimental and industrial implementations at oil and gas wells including also methane production from coal fields. Principally new methodology for hydro-cavitational activation of hydrocarbon- containing emulsions and suspensions was theoretically substantiated and developed. It provides for obtaining composite fuels with the assigned energy and environmental characteristics due to intensification of physical, chemical and heat-mass-exchange processes.