Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2020. Том 6. № 2 (22)

Название: 
Исследование реологических свойств и вытеснение высокопарафинистой нефти


Для цитирования: Пульдас Л. А. Исследование реологических свойств и вытеснение высокопарафинистой нефти / Л. А. Пульдас, И. Р. Поточняк, О. А. Кузина, Д. А. Важенин, Б. В. Григорьев // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Том 6. № 2 (22). С. 81-95. DOI: 10.21684/2411-7978-2020-6-2-81-95

Об авторах:

Пульдас Людмила Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, Тюменский индустриальный университет; eLibrary AuthorID, puldasla@tyuiu.ru

Поточняк Игорь Романович, аспирант кафедры прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; i.r.potochnyak@utmn.ru; ORCID: 0000-0002-4263-711X

Кузина Ольга Александровна, ассистент кафедры прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; o.a.kuzina@utmn.ru

Важенин Денис Александрович, ведущий инженер кафедры механики многофазных систем, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; vazhenin_1987@mail.ru

Григорьев Борис Владимирович, кандидат технических наук, заведующий кафедрой прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; b.v.grigorev@utmn.ru

Аннотация:

Одной из актуальных проблем при добыче трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ) нефти является образование асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на объектах нефтяных месторождений, что влечет за собой ряд осложнений при извлечении запасов из недр. В решении задач, связанных с изучением механизма отложения асфальтосмолопарафиновых комплексов на внутрискважинном оборудовании или внутри пласта, ведущую роль играют лабораторные исследования с моделированием объектов и условий, присущих тому или иному месторождению. В частности, возникает необходимость приготовления модельных растворов углеводородов, имитирующих скважинную нефть, содержащую в себе асфальтосмолопарафиновые отложения.

Цель данной работы заключалась в установлении экспериментальным методом зависимости реологических свойств модельных растворов нефти от количества растворенных в ней АСПО и в изучении эффективности вытеснения приготовленного модельного раствора нефти из насыпной модели керна лауринсульфатом натрия.

Новизна работы состоит в сравнении влияния массового содержания АСПО на вязкость и плотность для легкой и тяжелой нефтей и в исследовании эффективности лауринсульфата натрия при вытеснении парафинистой нефти.

Было приготовлено несколько растворов нефти с различным массовым содержанием АСПО в них, после чего определялась температурная зависимость вязкости и плотности каждого из растворов.

По результатам исследования изменения реологических свойств модельных растворов нефти установлено, что наличие асфальтосмолопарафиновых комплексов сильнее влияет на плотность в случае, когда они растворены в легкой нефти. С увеличением массовой концентрации АСПО их влияние на плотность ослабевает как для образца легкой нефти, так и для образца тяжелой нефти.

На вязкость наличие АСПО намного сильнее сказывается в случае, если они растворены в тяжелой нефти, нежели в легкой; существует точка фазового преобразования асфальтосмолопарафиновых комплексов, которую нужно будет учитывать при постановке лабораторных исследований по изучению механизма отложений асфальтенов, смол, парафинов в пласте или на скважинном оборудовании.

Также экспериментальным методом было проведено исследование вытесняющей способности лауринсульфата натрия на насыпной модели керна, насыщенного приготовленным модельным раствором нефти, представляющим собой парафинистую нефть. Установлено, что данный ПАВ имеет большую эффективность нефтевытеснения по сравнению с водой, кроме того, исходя из результата следует то, что коэффициент нефтевытеснения нелинейно зависит от температуры. Так, при вытеснении нефти с растворенными в ней АСПО имеется оптимальная температура, при которой обеспечивается максимальный коэффициент нефтевытеснения.

Список литературы:

  1. Агаев В. Г. Влияние физико-химических свойств асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на парафинизацию скважин / В. Г. Агаев, А. Н. Гребнев // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири». Тюмень, 2009. С. 392.

  2. Григорьев Б. В. Влияние концентрации ПАВ водных растворов и температуры на коэффициент поверхностного натяжения / Б. В. Григорьев, Д. А. Важенин, О. А. Кузина // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2016. Том 2. № 3. С. 35-48. DOI: 10.21684/2411-7978-2016-2-3-35-48

  3. Землянский Е. О. Моделирование процесса образования парафиновых отложений нефти на холодном металлическом стержне / Е. О. Землянский, А. Н. Гребнев, С. В. Гультяев // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири». Тюмень, 2005. Том 1. С. 202-203.

  4. Иванова Л. В. Асфальтосмолопарафиновые отложения в процессах добычи, транспорта и хранения / Л. В. Иванова, Е. А. Буров, В. Н. Кошелев // Нефтегазовое дело. 2011. № 1. С. 268-284.

  5. Кузина О. А. Фильтрация флюидов на насыпном керне водными растворами поверхностно-активных веществ / О. А. Кузина, Д. А. Важенин // Вестник Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2019. Том 75. № 3. С. 16-21.

  6. Нелюбов Д. В. Исследование реологических и низкотемпературных свойств модельных растворов твердых компонентов нефти / Д. В. Нелюбов, Л. П. Семихина, А. А. Федорец // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2015. Том 1. № 2 (2). С. 38-49.

  7. Шандрыгин A. Повышение эффективности паротеплового воздействия на пласты с высоковязкой нефтью / A. Шандрыгин, О. Динариев, Д. Михайлов, М. Нухаев, А. Лутфуллин // Нефтегазовая вертикаль. 2011. № 5. С. 66-67.

  8. Шуткова С. А. Исследование надмолекулярной структуры наночастиц нефтяных асфальтенов / С. А. Шуткова, М. Ю. Доломатов, Р. З. Бахтизин, А. Г. Телин, Д. О. Шуляковская, Б. Р. Харисов, С. В. Дезорцев // Башкирский химический журнал. 2012. Том 19. № 4. С. 220-226.

  9. Mousavi-Dehghani S. A. An analysis of methods for determination of onsets of asphaltene phase separations / S. A. Mousavi-Dehghani, M. R. Riazi, M. Vafaie-Sefti, G. A. Mansoori // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2004. Vol. 42. No. 2-4. Pp. 145-156. DOI: 10.1016/j.petrol.2003.12.007

  10. Yun Lei. Effect of the dispersion degree of asphaltene on wax deposition in crude oil under static conditions / Yun Lei, Shanpeng Han, Jinjun Zhang // Fuel Processing Technology. 2016. Vol. 146. Pp. 20-28. DOI: 10.1016/j.fuproc.2016.02.005