Методика ученых Пермского Политеха поможет в борьбе с отложениями в нефтяных скважинах

В настоящее время наиболее распространенной на территории Российской Федерации проблемой при добыче и транспортировке нефти является образование асфальтосмолопарафиновых отложений – АСПО. В основном это явление наблюдается в призабойной зоне пласта, на холодной поверхности лифтовой колонны, линейных трубопроводов и резервуаров. При росте объема отложений значительно снижается гидравлический радиус, что повышает давление в добывающей скважине и может привести к аварийным ситуациям. Одним из перспективных методов борьбы с АСПО является нанесение на поверхности лифтовой колонны и линейных нефтепроводов гладких покрытий, выполненных из эпоксидных полимеров. Ученые Пермского Политеха впервые разработали методику оценки технологической эффективности применения эпоксидных покрытий. Исследователи установили, что их внедрение способствует увеличению температуры внутренней поверхности лифтовой колонны, что в свою очередь дополнительно снижает интенсивность образования органических отложений. Разработка ученых позволяет не только тестировать, но и создавать отечественные марки эпоксидных покрытий для их комплексного исследования.

Исследование опубликовано в журнале «Fluid Dynamics & Materials Processing», 2022. Работа выполнена в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».

Высокая шероховатость поверхности лифтовой колонны может привести к повышению прилипания органических отложений. Перспективным методом с точки зрения предупреждения образования АСПО является применение гладких внутренних покрытий. Их технологическая эффективность, помимо низкой шероховатости, обусловлена так же низкой интенсивностью сцепления отложений и теплоизолирующими свойствами.

Разработанная пермскими учеными методика состоит из ряда лабораторных исследований и моделирования процесса внедрения эпоксидного покрытия на целевую скважину. Оценка технологической эффективности проводилась с использованием лабораторной установки «Холодный стержень».

Отличительной чертой установки является способ крепления охлаждаемых металлических стержней, которые имитируют внутреннюю стенку трубопровода, к корпусу установки, а именно резьбовое соединение. Благодаря этой особенности стало возможным изготовление «сменного» стержня с нанесенным на его поверхность гладким покрытием, – рассказывает лаборант-исследователь Научно-образовательного центра «Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений» ГНФ ПНИПУ Антон Козлов.

Для оценки эффективности использования гладкого покрытия на целевой скважине ученые провели моделирование изменения теплового режима работы в сравнении с колонной насосно-компрессорной трубы без покрытия. Оценка теплоизоляционных свойств показала, что покрытия обладают достаточно низким коэффициентом теплопроводности, что позволяет использовать их в качестве теплоизоляционного материала.

С помощью разработанной методики мы установили, что внедрение эпоксидных покрытий является эффективной технологией, способной снизить интенсивность отложений АСПО, шероховатость внутренней поверхности лифтовой колонны и защитить насосно-компрессорные трубы от агрессивных сред, – рассказывает начальник сектора «Эксплуатация и нефтедобыча» Научно-образовательного центра «Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений» ГНФ ПНИПУ Кирилл Вяткин.

Методика ученых Пермского Политеха будет интересна предприятиям, которые производят гладкие покрытия, так как позволяет более обоснованно выбирать их состав для целевой скважины.

Для справки:

Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель – формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % – региональные университеты.