Новая технология повысит эффективность низкодебитных скважин на 70%.
(23 октября 2025 10:34 , ИА "Девон" ) Ученые Пермского Политеха разработали ультразвуковую технологию, которая позволяет очищать нефтяные скважины от парафиновых отложений без остановки добычи и применения химических реагентов. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения ПНИПУ.
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 на парафин в нефти.
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. Отобранный материал имеет сложную структуру пор, подходящую для изучения процессов засорения и очистки.
Основой исследования стала фильтрационная установка для изучения фильтрации флюидов, твердых частиц и примесей. К ней ученые добавили камеру с ультразвуковым излучателем. Он закрепляется 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 использовались излучатели Ланжевена. Это 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», — рассказал доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ, кандидат технических наук Евгений РЯБОКОНЬ.
Ученые взяли шесть близких по свойствам образцов породы. Они 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». Они 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, — отмечает Евгений Рябоконь. - В результате экспериментов с ультразвуком нефть начинает течь легче, а для ее прокачки требуется гораздо меньше давления. Это создает основу для дальнейшего применения технологии в восстановлении производительности скважин».
Разработанная технология позволит повысить эффективность работы низкодебитных скважин на 50-70%. Это станет возможным за счет восстановления проницаемости с меньшими затратами без использования химических реагентов и без остановки скважины. Благодаря этому повысится нефтеотдача пластов, заявляют в Пермском политехническом университете.
В России ежегодно более трети 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.
При движении из пласта к скважине нефть попадает в зону с более низким давлением и, зачастую, температурой. Из-за этого выпадают твердые компоненты из нефти. Особенно остро эта проблема проявляется на зрелых месторождениях, где концентрация кристаллизующихся в жидкости парафинов с годами эксплуатации только растет.
Образование осадков ведет к снижению производительности скважинного оборудования и 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.
Для борьбы с загрязнением используют химические реагенты, создающие дополнительные каналы фильтрации. Однако вместе с осадками, они растворяют и саму горную породу. В свою очередь, 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.
В 2021 году ИА «Девон»писало, что группа ученых Пермского национального исследовательского политехнического университета получила трехлетний грант Российского научного фонда (РНФ). В ходе работы ученые намеревались создать физико-математическую модель образования асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на нефтепромысловом оборудовании.Кроме того, в 202 году в ПНИПУ разработали оптимальный моющий состав для удаления АСПО из нефтяных скважин.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |