Метод ученых ПНИПУ дает точный прогноз гидратообразования при добыче нефти
Методику прогнозирования времени гидратообразования в нефтяных скважинах при постоянной и периодической работе электроцентробежных насосов разработали специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 26 июля сообщает пресс-служба вуза.
В процессе добычи нефти в скважинах могут образовываться гидраты — отложения соединений воды с углеводородами, которые при значительном их росте могут закупоривать оборудование скважины, снижая скорость потока или даже полностью останавливая процесс.
В этом случае осуществлять добычу нефти становится сложно и экономически невыгодно. Однако, как установили исследователи ПНИПУ, можно предотвратить или замедлить процесс образования гидратов, изменяя технологические параметры процесса добычи, влияющие на гидратообразование в скважине.
Гидратами при добыче нефти называют неустойчивые соединения воды с углеводородами. Они при повышении температуры или понижении давления разлагаются на газ и воду.
Возникают такие гидраты в скважинах при высоком давлении и низкой температуре, создавая серьезные проблемы, закупоривая насосно-компрессорные трубы и оборудование.
Тепловые методы и использование химических добавок в качестве ингибиторов гидратообразования могут препятствовать образованию гидратов. Наиболее часто в качестве ингибиторов применяют термодинамические — метанол и гликоли, но и пластовая вода, содержащая электролиты, также оказывает ингибирующее действие.
Для исследования процессов гидратообразования ученые Пермского Политеха выбрали месторождение, где проблема образования гидратов встала наиболее остро, — было установлено, что каждая третья скважина Вынгаяхинского месторождения в Ямало-Ненецком автономном округе подвержена процессам гидратообразования из-за физико-химических и термобарических особенностей процесса нефтедобычи.
Чтобы определить вероятный интервал отложения гидратов, политехники замерили температуру и давление в разных точках по стволу скважин и установили характер зависимости возникновения отложений от этих показателей с учетом состава попутного нефтяного газа и пластовой воды.
В результате они построили кривые зависимости давления от температуры, позволяющие установить термобарические условия начала процесса гидратообразования и с помощью созданной ими методологии спрогнозировали глубину отложений для 22 скважин. По результатам тестирования, проведенного на нескольких скважинах, сходимость результатов оказалась порядка 90%.
Доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Александр Лекомцев рассказал о проделанной исследователями работе:
«В ходе анализа мы выявили параметры, влияющие на интенсивность гидратообразования: высокий газовый фактор, давление на приеме электроцентробежных насосов ниже давления насыщения и высокая обводненность нефти. Предложенная методика расчета позволяет спрогнозировать глубину начала отложения с точностью до 90%».
Пермские ученые выяснили, что к усилению гидратообразования приводят: наличие в попутном нефтяном газе углеводородов выше CH₄, малая концентрация азота и низкая минерализация пластовых вод.
Результаты проведенного исследования политехники представили в статье «Прогнозирование глубины образования гидратов при эксплуатации нефтяных скважин электроцентробежными насосами с учетом режима их работы, состава нефтяного газа и пластовой воды», опубликованной в журнале «Нефтяное хозяйство» № 8 за 2023 год.
Описанный политехниками подход может быть применен для оценки и прогнозирования глубины гидратообразования, что позволит нефтедобытчикам скорректировать технологический процесс работы скважины с целью уменьшения негативного влияния гидратов на объем добычи и работу оборудования.
