Use of thermal and magnetic devices for prevention of asphaltene, resin, and wax deposits on oil equipment surfaces

Purpose. To substantiate the advantages of using a multi-level externally insulated complex of magneto-thermal dewaxing which is located in the oil well and improves production of the formation fluid with high content of asphaltene, resin, and wax deposits (ARWD) by heating and magnetization at certain intervals. Methods. Experiments proved that the use of a magnetothermal dewaxing device enables (during round-the-clock operation of the well) to double the time between overhauls of the oil wells equipped with sucker-rod pumping units. Findings. The paper provides an analytical model for calculating the power consumption parameters of the developed multi-level magnetothermal dewaxing complex and the level of the magnetic moment of the formation fluid flow elements in the tubing string pulling unit equipped with this complex. The design of the magnetothermal dewaxing device, as the main constructive link of the multi-level complex of magnetothermal dewaxing, and the material for the manufacture of external insulating casings of such complex elements are described. The design of a multi-level complex of magnetothermal dewaxing and its elements integrated into the tubing string pulling unit and equipped with external insulating casings, is presented. The analytical model for calculating operational parameters of multilevel dewaxing complex equipped with insulating casings is substantiated. Originality. The developed designs of magnetothermal dewaxing devices will allow to use them together with the operation of deep-pumping equipment and in the case of a flowing oil well. Practical implications. Introduction of a multi-level magnetothermal dewaxing complex on the basis of magnetothermal activators makes it possible to reduce the shortage of such equipment on the markets of oil and gas producing countries.Мета. Обґрунтування переваг використання багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації, який розміщується в нафтовидобувній свердловині та поліпшує видобуток пластового флюїду з великим вмістом асфальтосмолопарафінистих відкладень (АСПВ), шляхом підігрівання й намагнічування у визначених інтервалах і оснащеного зовнішніми ізолюючими кожухами. Методика. Аналіз досліджень впливу багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації на пластовий флюїд з високим вмістом асфальтенів, смол і парафінів. Досліджено зміни фізико-хімічних властивостей нафти при застосуванні магнітотеплових депарафінізаторів, які направлені на збільшення міжочисного (міжремонтного) періоду свердловин за рахунок дії направленого магнітного поля та теплової енергії. Методичною основою здійснених досліджень є аналіз і розгляд використаної літератури, а також позитивний виробничий досвід усунення АСПВ під час видобутку вуглеводнів з підвищеним вмістом АСПВ із використанням інженерного аналізу й оцінки отриманих результатів. Результати. Встановлено, що використання багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації дає можливість підвищити ефективність запобігання АСПВ під час видобутку високов’язкої нафти та її транспортуванні трубопроводами. Встановлено, що для зменшення інтенсивності АСПВ трубні магнітотеплові депарафінізатори можливо використовувати як у режимі увімкнених підігрівачів, так і в режимі намагнічування без теплової підготовки пластового флюїду. Виявлено, що застосування магнітного пристрою дозволило збільшити середній міжремонтний період свердловин, ускладнених утворенням емульсій і АСПВ, у середньому в 2 рази. Наукова новизна. Виявлено, що в процесі встановлення у свердловину багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації, виконаного на основі магнітотеплових активаторів, змінює фізико-хімічні властивості нафти, які дозволяють запобігати АСПВ навіть після потрапляння флюїду до маніфольду. Практична значимість. Результати впровадження багаторівневого комплексу магнітотеплової депарафінізації, виконаного на основі магнітотеплових активаторів, дають можливість зменшити дефіцит подібного устаткування на ринках нафтогазовидобувних країн.Цель. Обоснование преимуществ использования многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации, который размещается в нефтедобывающей скважине и улучшает добычу пластового флюида с большим содержанием асфальтосмолопарафинистих отложений (АСПО), путем подогрева и намагничивания в определенных интервалах и оснащенного внешними изолирующими кожухами. Методика. Анализ исследований влияния многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации на пластовый флюид с высоким содержанием асфальтенов, смол и парафинов. Исследованы изменения физико-химических свойств нефти при применении магнитотепловых депарафинизаторов, которые направлены на увеличение межочистного (межремонтного) периода скважин за счет действия направленного магнитного поля и тепловой энергии. Методической основой осуществленных исследований является анализ и рассмотрение использованной литературы, а также положительный производственный опыт устранения АСПО при добыче углеводородов с повышенным содержанием АСПО с использованием инженерного анализа и оценки полученных результатов. Результаты. Установлено, что использование многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации позволяет повысить эффективность предотвращения АСПО при добыче высоковязкой нефти и ее транспортировке по трубопроводам. Установлено, что для уменьшения интенсивности АСПО трубные магнитотепловые депарафинизаторы можно использовать как в режиме включенных подогревателей, так и в режиме намагничивания без тепловой подготовки пластового флюида. Выявлено, что применение магнитного устройства позволило увеличить средний межремонтный период скважин, осложненных образованием эмульсий и АСПО, в среднем в 2 раза. Научная новизна. Выявлено, что в процессе установки в скважину многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации, выполненного на основе магнитотепловых активаторов, меняет физико-химические свойства нефти, которые позволяют предотвращать АСПО даже после попадания флюида в манифольд. Практическая значимость. Результаты внедрения многоуровневого комплекса магнитотепловой депарафинизации, выполненного на основе магнитотепловых активаторов, дают возможность уменьшить дефицит подобного оборудования на рынках нефтегазодобывающих стран.The present study would have been impossible without support from Poltava National Technical Yuri Kondratyuk University administration. We express our sincere gratitude to Rector Volodymyr Onyshchenko for the opportunity to conduct tests in modern Laboratory of Oil and Gas Technologies

An explicit solution for a multimarginal mass transportation problem

We construct an explicit solution for the multimarginal transportation problem on the unit cube $[0,1]^3$ with the cost function $xyz$ and one-dimensional uniform projections. We show that the primal problem is concentrated on a set with non-constant local dimension and admits many solutions, whereas the solution to the corresponding dual problem is unique (up to addition of constants).Comment: 31 pages, 4 figures. The paper was completely rewritten. Heuristic considerations to find a solution of the primal problem added. Algorithm to find the primal problem solution numerically added (arbitrary marginals). The construction was generalized for a C(ln x + ln y + ln z), C is convex. Measure on the triangle was found with the support singular with respect to the Lebesgue measur

Nonlinear Model of Delamination in Laminated Composites

  &nbsp

Avoidability of formulas with two variables

In combinatorics on words, a word $w$ over an alphabet $\Sigma$ is said to avoid a pattern $p$ over an alphabet $\Delta$ of variables if there is no factor $f$ of $w$ such that $f=h(p)$ where $h:\Delta^*\to\Sigma^*$ is a non-erasing morphism. A pattern $p$ is said to be $k$-avoidable if there exists an infinite word over a $k$-letter alphabet that avoids $p$. We consider the patterns such that at most two variables appear at least twice, or equivalently, the formulas with at most two variables. For each such formula, we determine whether it is $2$-avoidable, and if it is $2$-avoidable, we determine whether it is avoided by exponentially many binary words

The Muskat problem at the microscopic level for a single capillary

We consider the evolution of the free boundary separating two immiscible viscous fluids with different constant densities. The motion is described by the Stokes equations driven by the input pressure and gravity force. For flows in a bounded domain Ω⊂R², we prove existence and uniqueness of classical solutions and make an emphasis on the study of properties of the moving boundary separating the two fluidsyesBelgorod State National Research Universit

Evolution of transcriptional networks in yeast: Alternative teams of transcriptional factors for different species

Background: The diversity in eukaryotic life reflects a diversity in regulatory pathways. Nocedal and Johnson argue that the rewiring of gene regulatory networks is a major force for the diversity of life, that changes in regulation can create new species. Results: We have created a method (based on our new "ping-pong algorithm) for detecting more complicated rewirings, where several transcription factors can substitute for one or more transcription factors in the regulation of a family of co-regulated genes. An example is illustrative. A rewiring has been reported by Hogues et al. that RAP1 in Saccharomyces cerevisiae substitutes for TBF1/CBF1 in Candida albicans for ribosomal RP genes. There one transcription factor substitutes for another on some collection of genes. Such a substitution is referred to as a "rewiring". We agree with this finding of rewiring as far as it goes but the situation is more complicated. Many transcription factors can regulate a gene and our algorithm finds that in this example a "team" (or collection) of three transcription factors including RAP1 substitutes for TBF1 for 19 genes. The switch occurs for a branch of the phylogenetic tree containing 10 species (including Saccharomyces cerevisiae), while the remaining 13 species (Candida albicans) are regulated by TBF1. Conclusions: To gain insight into more general evolutionary mechanisms, we have created a mathematical algorithm that finds such general switching events and we prove that it converges. Of course any such computational discovery should be validated in the biological tests. For each branch of the phylogenetic tree and each gene module, our algorithm finds a sub-group of co-regulated genes and a team of transcription factors that substitutes for another team of transcription factors. In most cases the signal will be small but in some cases we find a strong signal of switching. We report our findings for 23 Ascomycota fungi species. © 2016 The Author(s)