НОЦ РАЦИОНАЛЬНОЕ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ

Ученые горно-нефтяного факультета Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали новую технологию для замедления образования парафиновых отложений на нефтяном оборудовании. Ее внедрение позволит снизить количество парафинов до 50%, что облегчит добычу, транспортировку и хранение нефти, а также продлит срок службы оборудования.

На сегодняшний день для борьбы с парафином в нефти используют два способа – удаление накопившихся отложений и предупреждение их образования. Удаление отложений происходит за счет регулярной механической и химической очистки. Недостатки такого способа – необходимость постоянного обслуживания и возможность закупоривания системы, а также высокая стоимость реагентов.

Предупреждение появления отложений решает проблему на ранней стадии. К нему и относится технология «холодный поток». Но для ее эффективного применения важно учитывать факторы, влияющие на процесс: состав нефти, ее температура, скорость потока и другие.

С помощью уникальной установки, которых в России на сегодняшний день всего несколько штук, ученые ПНИПУ выяснили, как образуются парафиновые отложения в скважине во время «холодного потока». В этой установке нефть цирку­лирует при заданных значениях температур, давления и массового расхода. Сначала она попадает в сырьевую емкость, где нагревает­ся с помощью теплоносителя – тосола. Затем за счет подачи газообразного азота до­стигается необходимое давление, и насос перекачивает жидкость в тестовую секцию. Она состоит из внутреннего контура, по которому движется нефть, и внешнего, где перемещается теплоноситель. Тосол, охлаждая стенки тестовой секции до заданной температуры, создает температурный переход между нефтью и внутренней поверхностью. Так образуются парафины.

При помощи манометра отслеживается перепад давления на входе и выходе в тестовую секцию. На основе полученных данных рассчитывается толщина парафина. После выхода из тестовой секции нефть проходит фильтрацию, затем снова попадает в сырье­вую емкость и процесс повторяется.

Антон Козлов, инженер Научно-образовательного центра геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений горно-нефтяного факультета ПНИПУ:

– В ходе исследования мы последовательно снижали температуры стенки, а температуру нефти на входе поддерживали постоянной – выше, чем ту, при которой начинается кристаллизация парафи­на. Образование отложений отслеживали по мере увеличения перепада давления. При этом точность приборов позволяет фиксировать его изменение на 2-3 Па, что дает минимальную погрешность при расчете толщины отложений.

В результате были получены графики образования отложений, и исследователи пришли к выводу, что температура начала кристаллизации парафинов – примерно 24°С, а из-за низкой скорости потока нефть доль­ше охлаждается в тестовой секции, поэтому наблюдается стремительное парафинообразование.

Политехники выяснили, что охлаждение нефти ниже температуры начала кристаллизации парафинов значительно снижает интенсивность образования отложений. Оценка изменения свойств нефти в зависимости от ее температуры показа­ла, что при охлаждении с 40°С до 20°С вязкость нефти увеличивается вдвое. Этот фактор ученые советуют учитывать при проектировании применения технологии «холодный поток».

Павел Илюшин, доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ, директор АНО «Пермский научно-образовательный центр мирового уровня «Рациональное недропользование»:

– Поскольку нефть неминуемо остывает при транспортировке в подземном трубопроводе, на­меренное охлаждение потока имеет большие перспективы в борьбе с парафиновыми отложениями. Наши исследования направлены на то, чтобы показать важность корректного проведения испыта­ний в рамках каждой отдельно взятой нефти перед примене­нием технологии «холодный поток.

Напомним, ПНИПУ является участником Пермского НОЦ, одно из основных направлений деятельности которого – «Углеводороды». Вуз при этом активно задействован в реализации ряда технологических проектов, в том числе «Технологии повышения коэффициента извлечения нефти для трудноизвлекаемых запасов».