В Пермском Политехе определили, как уменьшить влияние песка на добычу нефти

4.4

При добыче нефти на внутренних стенках скважин образуются асфальтосмолопарафиновые отложения, которые мешают эффективной работе. Из-за этого оборудование подвергается сильным нагрузкам, которые со временем могут приводить к авариям. Процесс образования отложений просчитывают с помощью моделей, но они не учитывают попадание и влияние твердых частиц, в том числе песчаных. Более 50 процентов нефтедобывающих скважин осложнены попаданием твердых частиц в нефть. Из них 60 процентов составляют проблемы с песком. Частицы песка негативно влияют на образование парафинов, увеличивают их прочность и массу, критично снижают скорость перемещения добываемого продукта. Ученые ПНИПУ изучили воздействие различных фракций песка в нефти на количество выпадающих отложений. Исследование позволит усовершенствовать существующие технологии моделирования образования парафина и продлить срок службы оборудования.

ПНИПУ

# нефтедобыча

# нефть

# парафины

# песок

Растворенные фракции песка в скважине / © dan cristian padure, unsplash

Работа ученых опубликована в сборнике «Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов». Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов разных классов и других химических соединений, а часто и механических примесей (горных пород, песка).

Ее тяжелые компоненты, например, парафины, асфальтены и смолы растворены в нефтесодержащей жидкости под землей. Но во время добычи и транспортировки они охлаждаются, кристаллизируются и оседают на стенках и поверхностях оборудования. Из-за этого сужается поперечное сечение труб, возрастает сопротивление движению жидкости, увеличивается нагрузка на качающие агрегаты, эффективность падает.

Ученые ПНИПУ изучили, как именно разные фракции песка влияют на количество отложений. Исследование проводили на специальной установке, которая моделирует процесс образования парафинов во время движения нефти в трубопроводе и скважине.

«После исследования мы растворили полученные из песка и нефти отложения в толуоле (его применяют для органического синтеза) и проанализировали нерастворенные частицы под микроскопом. В результате составили зависимость интенсивности образования парафинов от концентрации песчаной смеси с равной пропорцией фракций в нефти. По графику сделали вывод, что масса самих отложений незначительно увеличивается при повышении концентрации смеси песка. Этот процесс может быть вызван включением в отложения частиц песчаной смеси, поскольку они заполняют структуру», – рассказывает лаборант-исследователь кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Антон Козлов.

«Чтобы оценить диаметр песчинок, которые оказывают наибольшее влияние на процесс парафиноотложения, мы провели вторую серию опытов. По ее результатам составили зависимость образования парафинов от концентрации определенной фракции песка в нефти. Оказалось, что малые фракции почти не влияют на количество образующихся отложений. При этом добавление частиц диаметрами 0,25-0,05 и 0,5-0,25 с концентрацией более пяти процентов значительно увеличивает интенсивность формирования парафинов», – объясняет кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Павел Илюшин.

Ученые ПНИПУ определили, что частицы песка определенного размера и концентрации в нефти увеличивают интенсивность образования отложений. Полученные зависимости влияния песка в дальнейшем будут использованы для модернизации существующей модели парафинообразования. Это позволит увеличить точность прогнозирования и вычисления образования парафинов. Добыча нефти станет качественнее, а своевременное обслуживание оборудования обеспечит более продолжительный срок использования. Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.