Фото iStock
Исследователи из Пермского политеха измерили диаметр песчинок, которые попадают в нефть из горных пород, и определили, как это влияет на ее добычу. Смоделировать процесс им помогла установка «Холодный стержень».
Твердые частицы горных пород попадают в более чем половину нефтедобывающих скважин. 60% объема таких частиц — это песок. Он усиливает негативное влияние парафинов, смол и асфальтенов, которые кристаллизуются и откладываются на стенках скважины, сокращая приток углеводородов, и на стенках оборудования, мешая его работе. Из-за песка отложения становятся прочнее и тяжелее.
Специалисты изучили воздействие разных фракций песка в нефти на количество отложений в скважине. Исследование проводили на специальной установке «Холодный стержень» — она моделирует процесс формирования отложений в трубопроводе или скважине. Установка представляет собой стержень, который опускается в нефть и охлаждает ее, в результате чего на нем оседают отложения.
Политехники растворили полученные из песка и нефти отложения в толуоле и посмотрели под микроскопом, как ведут себя нерастворенные твердые частицы. Выяснилось, что если добавлять в нефть различные фракции песка в равных пропорциях, воздействие на интенсивность образования отложений это почти не оказывает. Влияние есть, если различные фракции песка распределены в смеси в неравных долях.
Чтобы оценить диаметр песчинок, которые оказывают наибольшее влияние на образование отложений, провели вторую серию опытов. Оказалось, что мелкий песок практически не влияет на количество отложений. При этом добавление крупных частиц песка диаметром более 0,05 миллиметра с концентрацией свыше 5% значительно увеличивают интенсивность формирования отложений и их твердость.
Открытые политехниками зависимости между размерами песчинок и процессом образования отложений позволят увеличить эффективность добычи нефти и срок службы оборудования. Расчеты ученых уже применяют на предприятиях «Лукойла».