Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые доказали эффективность ультразвука при добыче нефти
Основу российской экономики составляют природные ресурсы, которые обеспечивают отраслевое развитие страны. Ключевыми условиями эффективной добычи углеводородов являются непрерывная работа скважин и хорошие фильтрационно-емкостные свойства горной породы околоскважинной зоны пласта. Однако из-за перепадов давления и температуры вещества, которые содержатся в нефти, засоряют горные породы, что снижает дебит скважины. При этом традиционные технологии удаления парафинов требуют остановки работы скважин и затрат на реагенты. Ученые Пермского Политеха разработали ультразвуковую технологию, которая позволяет очищать нефтяные скважины от парафиновых отложений без остановки добычи и применения химических реагентов. Уникальность метода заключается в точном подборе резонансных частот, которые эффективно разрушают пробки, не повреждая саму породу. Практическая польза — повышение эффективности работы низкодебитных скважин на 50-70%.
Нефтедобывающая отрасль регулярно сталкивается с технологическими проблемами некоторые из которых требуют полной остановки производства. В России ежегодно более 28% нефтяных скважин периодически простаивают из-за необходимости их очистки от отложений и осадков.
Причина кроется в физико-химических свойствах нефти. Это не однородная жидкость, а сложная смесь, содержащая воскообразные вещества (парафины). При движении из пласта к скважине нефть попадает в зону с более низким давлением и, зачастую, температурой, что провоцирует выпадение твердых компонентов из нефти. Особенно остро эта проблема проявляется на зрелых месторождениях, где концентрация кристаллизующихся в жидкости парафинов с годами эксплуатации только растет. Образование осадков ведет как к снижению производительности скважинного оборудования, так и к ухудшению фильтрационных свойств горной породы околоскважинной зоны пласта. В среднем парафиновые пробки в таких случаях снижают дебит в 2-3 раза и могут полностью блокировать приток нефти.
На данный момент для борьбы с загрязнением используют химические реагенты, создающие дополнительные каналы фильтрации. Однако вместе с осадками, они растворяют и саму горную породу, а термическая обработка требует больших энергозатрат и дополнительного оборудования на устье скважины. Также эти методы решения проблемы предполагают остановку добычи, что означает потерю доходов от недополученной нефти.
Ученые Пермского Политеха обосновали эффективность технологии ультразвуковой очистки. Для этого они создали экспериментальную установку и подобрали оптимальные параметры воздействия — частоту, мощность и продолжительность обработки, — которые позволили быстро разрушать отложения, не создавая новых трещин и не останавливая добычу. Идея использовать акустические колебания для получения полезных ископаемых не нова, однако предыдущие исследования проводились на неорганических загрязнениях (соли, буровые растворы, полимеры). Пермские ученые провели эксперименты на реальных пробах нефти и горных породах с месторождения , чтобы изучить воздействие ультразвука именно на парафин в нефти. Статья опубликована в журнале Geoenergy Science and Engineering.
Для проверки эффективности технологии, специальная лабораторная установка имитирует приток жидкости из пласта и может направлять колебания на образцы. Для анализа ученые взяли пробы, расположенные на глубине двух километров на действующем месторождении, где отобранный материал имел сложную структуру пор, подходящую для изучения процессов засорения и очистки.
Основой исследования стала фильтрационная установка AFS-300 — стенд, предназначенный для изучения фильтрации флюидов, твердых частиц и примесей. К ней ученые добавили специальную камеру с ультразвуковым излучателем, который закреплялся на выходе из кернодержателя (устройства, где размещается образец породы). Эта конструкция точно имитирует реальные условия: приток нефти из пласта в скважину, когда акустические колебания направляются навстречу жидкости.
— Для создания ультразвуковых волн мы использовали излучатели Ланжевена (приборы, преобразующие электрический сигнал в механические вибрации). Образец породы находился под давлением 6,9 МПа, что соответствовало реальным условиям на глубине. Проницаемость (способность пропускать через себя жидкости и газы) определялась по закону Дарси: мы измеряли разницу показателей на входе и выходе при постоянной работе фильтрационной установки, — рассказывает Евгений Рябоконь, доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Ученые взяли шесть близких по свойствам образцов породы и проверяли, как на фильтрацию в них влияют разные колебания (от 17 до 120 кГц), чтобы найти оптимальные данные. Под каждый образец использовалась своя частота, но схема воздействия была одинаковой. Каждый тест длился до двух часов и включал несколько циклов «обработка-пауза», которые помогали оценить мгновенный эффект от ультразвука, а также продолжительность его воздействия после отключения излучателя.
Для очищения породы наиболее результативными оказались частоты 17, 20 и 28 кГц: они повысили проницаемость породы в 1,1-1,6 раза за счет мощных колебаний и явления резонанса. Частоты в 40-120 кГц производили лишь мелкую вибрацию, которая была не способна разбить парафиновые пробки.
— Собранная нами установка позволяет рассчитать необходимую энергию для обработки околоскважинной зоны пласта и определить уровень «безопасного» воздействия на нее. В результате экспериментов с ультразвуком нефть начинает течь легче, а для ее прокачки требуется гораздо меньше давления. Такой подход создает основу для дальнейшего применения технологии в восстановлении производительности скважин, — отмечает Евгений.
Разработанная технология на практике позволяет повысить эффективность работы низкодебитных скважин на 50-70% за счет восстановления проницаемости с меньшими затратами без использования химических реагентов и без остановки скважины, что положительно скажется на сроке эксплуатации месторождений и повысит итоговую нефтеотдачу.
Telegram 
Дзен 
VK За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ветер на спутнике Сатурна Титане способен поднимать огромные волны, даже если он очень слабый. Эти волны формируют берега, переносят осадки, перемешивают жидкости и даже влияют на климат луны. Изучая их, планетологи могут понять, как устроены потенциально обитаемые миры за пределами Земли.
Ученые впервые подробно изучили состав самых дальних колец Урана. Выяснилось, что одно из них похоже на ледяное облако пыли, а другое богато органикой. Открытие помогает восстановить историю столкновений спутников и показывает, как именно формируются пылевые системы вокруг планет.
За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ученые продолжают исследовать фундаментальные частицы на неделимость. На этот раз на БАК исследовали кварки и не нашли у них признаков составной частицы.
Что, если развитые цивилизации во Вселенной не исчезают навсегда, а периодически «выключаются», переживая циклы коллапсов и восстановлений? Модель, разработанная авторами нового исследования, показывает, что такая прерывистая жизнь может объяснить космическую тишину — и переосмыслить будущее Земли.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно