С целью рационального недропользования и сбережения исчерпаемых природных ресурсов важно повышать эффективности добычи нефти и использовать каждую скважину до конца. Вместе с тем качество процесса зависит от множества факторов: условий использования скважин, которые определяют выбор оборудования, свойств углеводорода и т.д. В интересах отрасли совершенствовать добычу без изменения налаженной системы путем оптимизации действующего оборудования. Ученые ПНИПУ предложили новую технологию увеличения выработки. Она основана на возвращении энергии, которая выделяется при закачке воды для выталкивания нефти. По результатам испытаний объем дополнительной добычи по новой технологии может составить 3,48 тонны в сутки (прирост более 5%).
Исследование опубликовано в сборнике II Международной научно-практической конференции «Прорывные технологии в разведке, разработке и добыче углеводородных ресурсов» за 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Сегодня существуют разные методы повышения добычи нефти. Однако все они связаны в большей степени с совершенствованием оборудования, поэтому несут за собой большие траты. Пермские политехники предложили новый способ увеличения эффективности выработки, который позволяет избежать этой проблемы.
Заводнение – это типичный технологический процесс, смысл которого заключается в закачке в нефтеносный пласт воды с целью поддержания внутрипластового давления и выталкивания нефти к забою скважины. Системы, выполняющие эту работу, сохраняют в себе энергетический потенциал за счет высокого давления в системе трубопроводов. Этот запас ученые ПНИПУ впервые предложили использовать повторно методом рекуперации – когда происходит возвращение энергии для ее повторного использования. Преимущества предложенной технологии – отсутствие существенных затрат и использование действующей инфраструктуры скважины.
Политехники разработали схему применения технологии, провели лабораторные исследования для предотвращения осложнений при реализации, а также выполнили численное моделирование на программном обеспечении.
Технология реализуется так: на территории месторождения устанавливается поверхностная эжекционно-рекуперативная система с соплом (в ней происходит смешение воды и нефти и возвращение энергии). Активной средой выступает жидкость из системы поддержания пластового давления, а пассивной – получаемая водно-нефтяная эмульсия с нефтепровода установки. Это позволяет снизить давление добывающих скважин, увеличивает надежность работы погружного оборудования и уменьшает количество его отказов.
Чтобы доказать эффективность предложенного метода, политехники провели численное моделирование системы. По его результатам составили таблицу эффективного применения технологии. Она показывает количество воды в нефти (обводненность) на выходе из аппарата, которая зависит от начального значения этого же показателя в скважине. В ходе моделирования ученые выяснили, что эффективность технологии возрастает с увеличением диаметра сопла эжекционно-рекуперативной системы. Оптимальный вариант – с диаметром 4 мм при давлении на входе активной среды 8-11 МПа.
Далее ученые ПНИПУ подобрали нефтяную скважину, на которой провели опыты. Практические испытания разработанной технологии выполнялись на трех режимах работы (различались по давлению воды на входе в насос, по ее расходу, соотношению фаз и диаметру сопла-эжектора).
Тестирование при диаметре сопла 4 мм и давлении активной среды 8 МПа показало, что при расходе активной фазы 69,6 м3/сутки система позволяет снизить давление на 0,3 МПа при закрытых затрубных задвижках и на 0,1 МПа при открытых.
– В результате полученных данных можно отметить, что при снижении давления на установку на 0,3 МПа возможно получить дополнительный дебит нефти в размере 3,48 тонны в сутки. Поэтому разработанную технологию можно считать эффективной. Согласно полученным результатам мы выявили, что предложенная система способна снизить линейные давления на скважинах при корректном подборе условий работы, – поясняет доцент кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Александр Лекомцев.
Ученые Пермского Политеха разработали систему, которая повышает эффективность добычи нефти на 5%. При реализации на месторождении она способна увеличить объемы добываемой продукции, не требуя при этом дополнительных затрат на замену оборудования.
Источник информации и фото: пресс-служба ПНИПУ
