Оценка глубины гидратообразования в нефтяных скважинах, расположенных в зоне вечной мерзлоты

Об авторах:

Федоров Константин Михайлович, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры моделирования физических процессов и систем, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; k.m.fedorov@utmn.ru, https://orcid.org/0000-0003-0347-3930

Вершинин Владимир Евгеньевич, главный специалист, Тюменский нефтяной научный центр, Тюмень, Россия; доцент, кафедра моделирования физических процессов и систем, Школа естественных наук, Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия; ve_vershinin2@tnnc.rosneft.ru

Хабибуллин Радик Асгарович, главный геолог ОАО «Пайяха» (Красноярский край, г. Дудинка)
Варавва Артём Игоревич, главный специалист, Газпромнефть НТЦ (г. Тюмень); artevar@yandex.ru

Аннотация:

Исследовано влияние скорости движения нефти на условия образования газогидратов в стволе нефтяной скважины при интенсивном охлаждении продукции за счет теплообмена с многолетнемерзлыми породами на примере Пайяхского месторождения. Рассмотрена математическая модель неизотермического движения нефти с растворенным газом в стволе вертикальной скважины. Упрощающим допущением была стационарность температуры пород, окружающих скважину. Для реализации численного расчета параметров потока были применены аналитические зависимости физических свойств нефти от давления и температуры. Оценка условий начала гидратообразования проводилась по методике ВНИИГАЗа. Предложенная в работе методика расчета термобарических условий в стволе скважины реализована в виде численного алгоритма. Результаты численных расчетов давления, температуры, глубины гидратообразования приведены в виде графиков. На основании анализа результатов термогидравлических расчетов движения нефти в стволе скважины определены пограничные режимы безгидратной добычи нефти и возможные глубины начала процесса гидратообразования. Показано, что в зоне прохождения ствола скважины через слои вечной мерзлоты при малых скоростях потока возникают условия, благоприятные для образования газогидратов.

Список литературы:

1. Кэрролл, Дж. Гидраты природного газа. Перевод с англ. М.: Премиум Инжиниринг, 2007. 316 с.

2. Boxall, J. Gas hydrate formation and dissociation from water-in oil emulsions/ J. Boxall, D. Greaves, J. Mulligan// Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates (ICGH 2008). Vancouver, British Columbia, July, 2008. Рp. 215‑234.

3. Sloan, E.D. Clathrate Hydrates of Natural Gases / E.D. Sloan, J.E. Dend, C.Koh/3ed. Taylor & Francis, CRC Press. 2008. Р. 720.

4. Истомин, В.А., Квон, В.Г. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. М.: ИРЦ Газпром, 2004. 160 с.

5. Инструкция по комплексным исследованиям газовых и газоконденсатных скважин

«Р Газпром 086-2010». Ч. 2. М.: Газпром экспо, 2011. 319 с.

6. Брот, Р.А., Куртуков, С.Е. Определение реофизических параметров газонасыщенных нефтей // Нефтегазовое дело. 2005. Вып. 2. С. 25-36.

7. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей / пер. с англ. 3-е изд. /Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. Л.: Химия, 1982. 592 с.

8. Гриценко А.И. Гидродинамика газожидкостных смесей в скважинах и трубопроводах / А.И. Гриценко, О.В. Клапчук, Ю.А. Харченко. М: Недра, 1994. 240 с.

9. Брилл Дж. П. Многофазный поток в скважинах. Перевод с англ. Ю.В. Русских, под ред. М.Н. Кравченко/ Дж. П. Брилл, Х. Мукерджи. М., Ижевск: ИКИ, 2006. 384 с.

10. Губайдуллин, А.А., Мусакаев, Н.Г., Бородин, С.Л. Математическая модель восходящего газожидкостного потока в вертикальной скважине // Вестник Тюменского государственного университета. 2010. № 6. Серия «Физико-математические науки. Информатика». С. 68-75.