Ученые из Пермского научно-исследовательского политехнического университета создали математическую модель, которая позволяет предсказывать образование гидратов — соединений воды с углеводородами — на нефтяных скважинах. Разработка повысит эффективность добычи сырья с помощью электроцентробежных насосов.
Гидраты — неустойчивые соединения воды с углеводородами, которые могут возникать на скважинах при высоком давлении и низкой температуре. Гидраты закупоривают насосно-компрессорные трубы и оборудование, осложняя тем самым процесс нефтедобычи. Для решения этой проблемы используются ингибиторы — вещества, подавляющие или задерживающие процесс гидратообразования, в качестве которых используются растворители — метанол и гликоли. При этом повысить эффективность использования ингибиторов можно за счет методики, которая бы позволила предсказывать образование гидратов на нефтяных скважинах.
Для разработки такой методики ученые Пермского политеха выбрали месторождение, на котором каждая третья скважина подвержена процессам гидратообразования. Чтобы спрогнозировать интервал отложения гидратов, политехники определили температуру и давление в разных точках по стволу скважины, а затем выявили зависимость возникновения отложений от этих показателей с учетом состава попутного нефтяного газа и пластовой воды. По результатам расчета ученые построили кривые зависимости давления от температуры, позволяющие установить термобарические условия, при которых начинается процесс гидратообразования. Новая методика позволила спрогнозировать глубину отложения на 22 скважинах.
«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 %», — цитирует Пермский политех доцента кафедры нефтегазовых технологий Александра Лекомцева.
Авторы исследования установили, что малая концентрация азота и низкая минерализация пластовых вод серьезно увеличивают риск образования гидратов. Этот вывод позволит минимизировать операционные издержки при эксплуатации нефтяных скважин.
