俄罗斯约55%的石油储量为高粘度油，其开采难度高于低、中粘度石油，因成分中杂质及重质烃浓度不同，成分复杂。高粘度原油开采常用电动离心泵，但原油粘度高会使设备过载，临界粘度值时还会失效，在井底区域安装特殊加热装置降低原油粘度，是保障泵稳定运行的关键。同时，维持所需温度、控制热量分布对防止泵送设备故障和确保流量至关重要。

在此背景下，彼尔姆理工大学的科学家开展了相关研究。该研究在“优先 - 2030”战略学术领导力计划实施框架内进行，论文发表在《计算连续介质力学》期刊上。

为分析带井底加热器油井中石油的热量和质量传递过程，科学家采用数学建模方法，创建了三维计算机模型，涵盖油井、带孔洞的泵 - 压缩机管道及相连圆柱形加热器，模型考虑了油的温度分布、速度、粘度以及加热装置参数。

利用该模型，科学家研究了不同功率(1、1.75、2.25千瓦)和长度(1、3和5米)、温度保持在122°C的加热器(实验发现此类设备最高使用温度为125°C，更高温度或致设备过热失效)。菲律宾国家研究和石油大学(PNRPU)电气工程设计与技术系主任娜塔莉亚·特鲁法诺娃解释，使用一米长装置时，油在管道前两米处加热最剧烈，因其比功率更高，且所有装置温度变化几乎相同，先达最大值后逐渐冷却。

该模型还能确定加热器参数对泵入口处油温的影响。长度1米、功率1千瓦的设备使油温升至39.11°C;长度3米、功率1.75千瓦的设备使油温升至52.39°C;长度5米、功率2.25千瓦的设备使油温升至60.18°C。温度升高，油粘度降低，不过降低效果也取决于泵功率，某些设备1米长加热器无效，3 - 5米长更有效。

PNRPU电气工程设计与技术系研究生Dmitry Pinyagin称，在井底区域使用功率最高(2.25千瓦)的电加热装置，可将油温升高60°C，粘度降低14倍。

彼尔姆理工学院科学家研发的这项技术，能帮助石油开采实践专家确定油井已知段内碳氢化合物流动的温度和性质，通过模型计算加热器所需长度，降低油粘度，确保电动离心泵平稳运行，提高设备耐用性，降低油田开发材料成本。