Одним из наиболее частых осложнений при добыче и транспортировке нефти является образование органических отложений. На территории Пермского края подобное явление встречается на каждой второй скважине. Самый распространенный и эффективный способ решения этой проблемы — использование химических реагентов. Основным принципом их действия является снижение температуры насыщения нефти парафинами и предотвращение образования органических отложений. Ученые Пермского Политеха предложили методику определения эффективности работы реагентов на современной установке «WaxFlowLoop». Разработка поможет увеличить технологическую и экономическую эффективность добычи нефти, сократить расходы на обслуживание и снизить риск аварий на нефтяных скважинах. Также разработка ученых позволит сохранить в составе нефти ценные компоненты — высокомолекулярные соединения, которые используются для получения продуктов нефтехимии.
Результаты исследования пермские ученые опубликовали в журнале Inventions (2022). Метод уже внедрен на предприятии нефтедобычи ООО «Лукойл-Пермь». Разработка выполнена в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
— На территории России порядка 25% залежей нефти характеризуются высоким содержанием парафиновых углеводородов. Образование отложений на внутренней поверхности лифтовой колонны — распространенное осложнение при добыче нефти. Формирование органических отложений приводит к росту давления в лифтовой колонне, увеличению нагрузки на нефтепромысловое оборудование и возникновению аварий. Эта проблема актуальна как для множества месторождений по всему миру, так и для месторождений Пермского края, — рассказывает начальник сектора «Эксплуатация и нефтедобыча» научно-образовательного центра геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений ПНИПУ Кирилл Вяткин.
Определение эффективности работы химических реагентов — «сдерживателей» парафиноотложения — чаще всего проходит в лабораторных условиях. Наиболее распространенные методы исследования обладают существенными недостатками, из-за которых лабораторные показатели отличаются от реальных промысловых данных. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха провели исследования на современном лабораторном стенде «WaxFlowLoop». Из сформированной базы данных ученые смогли оценить толщину органических отложений в каждый момент времени. Далее политехники разработали ряд методов, которые могут определить интенсивность образования отложений на установке. Ученые провели эксперименты на четырех видах нефти. Для каждой из них проводились опыты в отсутствии и присутствии реагента с дозировкой 200 г/т. В сравнении данных лабораторных исследований и промысловой информации наиболее эффективным способом оценки стал метод интегрирования. С его помощью изменение толщины отложений учитывается в каждый момент времени, что позволяет получить более достоверный результат. Другие методы либо не учитывают все данные исследования, либо усредняют их. Аналогов разработки в настоящее время нет.
— Для применения метода интегрирования данные лабораторных исследований обрабатываются, и по ним строится график зависимости толщины органических отложений от времени. Метод заключается в определении площади под кривой и в сравнении полученных результатов с исследованиями, которые проведены без применения химических реагентов. При сравнении полученных площадей можно определить эффективность снижения скорости образования органических отложений, — поясняет ученый.
Разработка может быть использована для более корректного подбора марки химических реагентов и их дозировки. Это, в свою очередь, позволит увеличить эффективность эксплуатации добывающего фонда.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.