Analysis of the Efficiency of Adaptive Pulse System Functioning by the Method of Stochastic Characteristics

Authors

  • V. M. Slidenko National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
  • V. O. But National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
  • A. O. Novykov National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-178-1-72-78

Keywords:

mathematical model, implosion process, impulse, water hammer, adaptive system, implosion chamber, Gaussian distribution, normal distribution, mathematical expectation, variance

Abstract

The article considers the stochastic characteristics that determine the effective range of pressure pulse generation by an adaptive pulse system to influence the bottomhole zone of an oil well from the surface in order to enhance hydrocarbon production.

For the analysis, we used dependencies that describe the processes of implosion and generation of direct water hammer, taking into account the influence of probabilistic parameters based on normal distributions of the volumetric modulus of elasticity and density of the working fluid as random variables.

The studies have established that the geometric and power parameters of the pulse generator are influential for ensuring the functioning of the adaptive pulse system, taking into account the technological parameters of the oil well, and ensuring the rational length of the implosion chamber within 0.25...1.2 m allowed the installation of an implosion pulse generator directly on the tank of the pumping unit.

The method of cleaning the bottomhole zone of a reservoir system in the process of short-term workovers with the installation of all elements of the adaptive pulse system on the surface, which ensures its reliability and ease of maintenance, is substantiated. The stochastic characteristics that affect the amplitude characteristic of the pressure pulse and the probability of its realization in the rational zone are investigated, taking into account the normal distributions of numerical characteristics for random variables — the volumetric modulus of elasticity and the density of the working fluid — reservoir water.

The range of realization of extreme power characteristics of the adaptive pulse system functioning within the standard deviation from the mathematical expectation of the values of the volumetric modulus of elasticity and the density of the working fluid is established

The presented methodology for taking into account the stochastic characteristics of the working medium for the generation of pulse processes can be useful for achieving maximum efficiency of other pulse technologies that affect the bottomhole zone of an oil well and the formation system in the filtration zone. The obtained results are important for improving technological solutions in the field of power equipment and their further implementation in industrial production.

Author Biographies

V. M. Slidenko, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Dr. Sc. (Eng.), Professor of the Chair of Automation of Electrical and Mechatronic Complexes

V. O. But, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Post-Graduate Student of the Chair of Automation of Electrical and Mechatronic Complexes

A. O. Novykov, National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Post-Graduate Student of the Chair of Automation of Electrical and Mechatronic Complexes

References

В. М. Світлицький, С. І. ЯгодовськийЮ, і Г. Р. Галустян, Поточний та капітальний ремонт свердловин. Київ, Україна: Логос, 2001, 344 с.

Р. С. Яремійчук, В. М. Світлицький, і Г. П. Сав’юк, Підвищення продуктивності свердловин під час освоєння та експлуатації родовищ парафінистих нафт. Київ, Україна: Нафтопроєкт, 1993, 226 c.

Л. К. Лістовщик, В. М. Сліденко, і О. П. Лісовол, «Мехатронна система імплозійного впливу на привибійну зону пласта нафтової свердловини,» Енергетика, економіка, технології, екологія, № 4 (46), с. 66-71, 2016.

В. М. Сліденко, Л. К. Лістовщик, і А. В. Сірик, «Статистичні характеристики інжекції рідини струминним насосом в процесі видобутку вуглеводнів,» Збірник наукових праць НГУ, № 73 (25), с. 208-217, 2023. https://doi.org/10.33271/crpnmu/73.208 .

E. Nesvold, and R. B. Bratvold, “Debiasing probabilistic oil production forecasts,” Energy, vol. 258, p. 124744, November, 2022. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124744 .

N. Acharki, A. Bertoncello, and J. Garnier, “Robust prediction interval estimation for Gaussian processes by cross-validation method,” Computational Statistics & Data Analysis, vol. 178, p. 107597, February, 2023. https://doi.org/10.1016/j.csda.2022.107597 .

А. Гриценко, О. Васенко, і А. Карлюк, «Основні положення національної доповіді про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2022 році,» на Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення, ХІХ Міжнародна науково-практична конференція. м. Харків, Україна: УКРНДІЕП, 2023, с. 3-5.

K. Patel, M. Shah, and A. Sircar, “Plasma Pulse Technology: An uprising EOR technique,” Petroleum Research, vol. 3, no. 2, pp. 180-188, 2018. https://doi.org/10.1016/j.ptlrs.2018.05.001 .

F. Wu, et al., “Experimental characterization and mechanism of hydraulic pulsation waves driving microscopic residual oil,” Petroleum Exploration and Development, vol. 49, no. 6, pp.1411-1422, 2022. https://doi.org/10.1016/S1876-3804(23)60359-3 .

R. Maddirala, et al., “Investigating the impact of pulsed plasma-based shockwave technology on the characteristics of Indian crude oil,” Geoenergy Science and Engineering, vol. 233, p. 212531, 2024. https://doi.org/10.1016/j.geoen.2023.212531 .

Я. Я. Якимечко, О. М. Зайцев, І. І. Чудик, Я. М. Фем’як, і О. М. Федик, Удосконалення технології видобування високов’язких нафт струминними насосами з використанням кавітаційних процесів. Дрогобич, Україна: Посвіта, 2022, 140 с.

І. Д. Іванюта, В. І. Рибалка, і І. А. Рудоміно-Дусятська, Елементи теорії ймовірностей та математичної статистики. Київ, Україна: Слово, 2006, 272 с.

В. М. Сліденко, Л. К. Лістовщик, і В. О. Бут, «Адаптивна мехатронна система імпульсно-хвильової дії на гірський масив,» на Електромеханічні та енергетичні системи. Методи моделювання та оптимізації, ХVI Міжнарод. наук.-техн. конф. молодих учених і спеціалістів. Кременчук, Україна, 2018, с. 27-28.

Downloads

Abstract views: 17

Published

2025-02-27

How to Cite

[1]
V. M. . Slidenko, V. O. But, and A. O. . Novykov, “Analysis of the Efficiency of Adaptive Pulse System Functioning by the Method of Stochastic Characteristics”, Вісник ВПІ, no. 1, pp. 72–78, Feb. 2025.

Issue

Section

ENERGY GENERATION, ELECTRIC ENGINEERING AND ELECTROMECHANICS

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.