В настоящее время добыча нефти часто осложняется образованием парафиновых отложений на стенках скважины. Эти отложения приводят к уменьшению гидравлического радиуса нефтедобывающих труб, что влечет за собой увеличение давления в системе, выход из строя насоса и другого промыслового оборудования. Ученые Пермского Политеха предложили для борьбы с парафином использовать методику повышения эффективности применения ингибиторов — химических реагентов. Технология поможет не только снизить затраты на обслуживание нефтяных скважин, но снизить риски возникновения аварий.
Исследование опубликовано в журнале «Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering» 2023 года. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках реализации программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
Сегодня борьба с отложениями парафина ведется методами предотвращения их образования или удаления образовавшихся отложений. Это термические методы, которые включают в себя промывку скважин горячей водой, паром или нефтью. Химические методы — растворителей для удаления отложений и ингибиторов для снижения скорости их формирования, биологические методы — добавление в нефть различных бактерий, которые превращают тяжелые компоненты нефти в более простые соединения, и механические методы — использование скребков для среза парафина с внутренних стенок труб. Предложенный политехниками метод, предотвращающий органические отложения, заключается в повышении эффективности применения ингибиторов.
— Ингибиторы — это химические вещества, которые используются для снижения интенсивности образования органических отложений. Во время эксперимента на лабораторной установке "Холодный палец", нами были использованы ингибирующие составы различных производителей. Аппарат состоит из охлаждаемого стального стержня, соединенного с термостатом и колбой с исследуемой нефтью, помещенной в водяную баню. На подготовительном этапе исследования в нефть производится дозирование исследуемых реагентов. В ходе эксперимента определялась интенсивность осаждения парафина на охлажденном стержне, погруженном в нефть. Температура нефти и стержня остается фиксированной на протяжении всего эксперимента, — сообщил инженер сектора «Эксплуатация и нефтедобыча» научно-образовательного центра «Геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений» кафедры нефтегазовых технологий Антон Козлов.
— Исследование показало, что на эффективность добычи нефти влияет не только правильный выбор марки и дозировки ингибитора, но и способ его подачи и, что самое главное - температура. Дозирование ингибитора на месторождениях с низкой пластовой температурой должно осуществляться исключительно на вход погружного насоса для достижения наибольшей эффективности предотвращения образования парафиновых отложений, — рассказывает начальник сектора «Эксплуатация и нефтедобыча» научно-образовательного центра «Геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений» горно-нефтяного факультета, аспирант кафедры нефтегазовых технологий Пермского Политеха Кирилл Вяткин.
По словам ученых, выполненные исследования позволят повысить эффективность применяемых химических реагентов для предупреждения образования органических отложений.
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.