Пермские учёные разработали точную модель образования парафиновых отложений в нефтяных скважинах
Учёные Пермского Политеха (ПНИПУ, участник НОЦ «Рациональное недропользование» создали эмпирическую модель образования парафиновых отложений в нефтяных скважинах, которая позволит оптимизировать расходы на очистку скважин и снизить риски аварийных ситуаций.
Вероятность появления парафиновых отложений повышается по мере «старения» месторождения и исчерпания запасов. Повышение обводнённости продукции (большое количество воды), снижение забойного и пластового давления, изменение компонентного состава добываемого сырья и другие факторы способствует более раннему образованию парафиновых отложений.
Нефтяной парафин – это мазеподобная субстанция, состоящая из различных тяжёлых компонентов нефти. Он получается в результате охлаждения чёрного золота под воздействием более холодной окружающей среды в пристенном слое, где возникает температурный градиент.
Доля парафина в нефти может достигать 35%, что влечёт за собой осложнения при добыче сырья. Уже существуют модели по прогнозированию их образования, но они недостаточно эффективны, так как не учитывают множество факторов.
– На основе лабораторных исследований нашей группой учёных разработана новая эмпирическая модель образования парафиновых отложений. В её основу положены результаты экспериментов, обводнённость продукции и технологические расчёты распределения условий образования отложений в нефтедобывающих станциях. Технология позволяет моделировать пространственно-временное распределение органических отложений по длине лифтовой колонны для оценки опасных участков и периодов очистки скважины от образовавшихся отложений. Всё это, в комплексе, даёт возможность значительно улучшить качество борьбы с парафиновыми образованиями, – рассказывает доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ, кандидат технических наук Павел Илюшин.
Лабораторные исследования политехники проводили на установке «Wax Flow Loop». Перед началом испытаний они охлаждали испытательную секцию, а исследуемую нефть нагревали чтобы создать температурный градиент и вызвать образование отложений. Всего в эксперименте участвовали несколько видов сырья. Внутренний диаметр тестового участка составляет 5,5 мм, длина - 1,3 м, толщина стенки - 0,89 мм. В результате учёные изучили значения температуры появления парафина, явления горячего и холодного потока и другие процессы, которые помогут прогнозировать и впоследствии успешно бороться с отложениями.
– Также мы провели опытно-промышленные работы на 10 нефтяных скважинах. Использование данной методики для прогнозирования образования отложений в нефтескважинах в промышленных условиях показало, что она имеет высокую точность и позволяет оптимизировать существующие методы борьбы с парафинообразованиями, выбрать оптимальные методы и предотвратить аварийные ситуации, – говорит инженер Научно-образовательного центра «Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений» ПНИПУ Антон Козлов.
Разработанная учёными ПНИПУ модель образования парафиновых отложений позволит прогнозировать их появление, а также сократить расходы на удаление.
Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда № 21-79-10403. Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Sustainability». Повышение коэффициента извлечения нефти для трудноизвлекаемых запасов - один из приоритетных научно-технологических проректора Пермского НОЦ.
