Скважинная добыча полезных ископаемых — сложный технологический процесс, который требует грамотного подбора и качественной отладки оборудования. И даже при соблюдении всех мер предосторожности в ходе добычи жидких ископаемых — таких как нефть — возникают осложнения. К примеру, на территории Пермского края в 70% случаев осложнения вызваны образованием парафиновых отложений, затрудняющих процесс добычи «черного золота», а иногда приводящих к аварийным ситуациям на нефтедобывающих скважинах. Расчеты ученых Пермского Политеха помогут избежать подобных проблем в будущем.
Исследование опубликовано в журнале «Results in Engineering» (№14, 2022г).
В процессе добычи нефти на многих месторождениях возникает проблема образования парафиновых отложений, что напрямую влияет на состав жидкой нефти и состояние трубопроводов. Среди современных технологий предотвращения парафиновых отложений можно назвать «Холодный поток». Этот метод предполагает умышленное охлаждение нефти до температуры, препятствующей образованию парафиновых отложений на поверхностях нефтедобывающего оборудования, но для его эффективного применения необходимо оценить изменение вязкости нефти в разных температурных условиях.
Ученые провели ряд лабораторных исследований, смоделировав движение нефти в трубах на специальной экспериментальной установке. С помощью проведенных замеров им удалось определить динамику вязкости нефти при образовании парафиновых отложений. Результаты исследования позволят проводить более точные технологические расчеты при скважинной нефтедобыче.
— Когда температура нефти превышает температуру начала кристаллизации отложений, ее вязкость постепенно падает за счет выделения из нефти тяжелых компонентов и их оседании на стенках экспериментальной установки, а это приводит к росту давления в трубах. При температуре 25°C полученные значения вязкости в начале и конце исследования аналогичны, а вот при температуре ниже 20 °C свойства нефти ухудшаются, — объяснил начальник сектора научно-образовательного центра геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений горно-нефтяного факультета, ассистент кафедры нефтегазовых технологий Пермского Политеха Кирилл Вяткин.
Таким образом, ученые призывают предприятия нефтяной отрасли учитывать изменение вязкости нефти при образовании отложений в процессе ее добычи и транспортировки. Они доказали, что образование органических отложений способно значительным образом изменять вязкость «черного золота», что оказывает влияние на параметры течения нефти. Если учитывать полученные результаты при добыче и транспортировке сырья, удастся применять технологии нефтедобычи более эффективно.