Более 40% запасов нефти в России относятся к трудноизвлекаемым. Ученые из НИЯУ МИФИ предложили новый способ увеличения добычи для таких месторождений — экономичный и не наносящий вреда экологии. Нагрев обсадной трубы скважины высокочастотным электрическим током приводит к плавлению накопившихся в ней парафино-смолистых отложений.
Обычно для добычи трудноизвлекаемых углеводородов приходится воздействовать на пласт с помощью химических реагентов, нагретого пара, акустических волн и др. Специалисты из МИФИ предложили нестандартное решение проблемы. В проходящую внутри скважины обсадную трубу помещают спиральную катушку из медного провода. После этого через катушку пропускают ток высокой частоты, переменное магнитное поле которого возбуждает в трубе сильный ток, который нагревает ее небольшой участок до температуры 120-150 градусов Цельсия. При этом отложения на ее внутренних стенках отваливаются. Насосы откачивают их вместе с нефтью. Затем катушка перемещается на 15 см выше или ниже, нагревает другой участок и т.д.
— Отдачу скважин с высоковязкой нефтью можно увеличить без использования дорогих и экологически опасных методов,
— уверен соавтор разработки, профессор отделения лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Алексей Пономаренко.
По его словам, популярный сегодня у нефтяников метод увеличения отдачи месторождения — частично разобрать скважину и опустить в нее оборудование для прогрева пласта на всю его толщину — связан с огромными энергозатратами. Другой способ — с помощью специального реагента вызвать химическую реакцию с выделением большого количества тепла. Здесь энергозатраты меньше, но экологические последствия очень неприятны. Третий вариант — счищать отложения с внутренней поверхности трубы с помощью дистанционно управляемых скребков — связан с огромными трудозатратами. К тому же в этом случае внутри перфорационных отверстий (сквозь них нефть из пласта «продавливается» внутрь обсадной трубы) всё равно остаются отложения. Эти затвердевшие тяжелые компоненты нефти затрудняют добычу.
— Преимущество нашего метода в том, что тепловая обработка трубы происходит без прерывания работы скважины. Своевременно удаляя отложения, мы не допускаем их накопления и снижения вследствие этого пропускной способности перфорационных отверстий, — пояснил Алексей Пономаренко.
По словам ученого, применение технологии позволит отечественным нефтяникам сэкономить миллионы рублей.
— Если сегодня нефтяная скважина засоряется, ее эксплуатацию зачастую приостанавливают «до лучших времен», — отметил профессор МИФИ.
Испытания макета высокочастотного генератора с индукционным нагревателем прошли в лаборатории НИЯУ МИФИ. Сегодня ученые разрабатывают для него высокопрочный корпус и оптимизируют схему генератора. Гидростатическое давление в обсадной трубе на глубине 2 км может достигать 200 атмосфер. Поэтому оболочка погружного аппарата по прочности должна быть сравнимой с корпусом подводной лодки.
Завлабораторией трудноизвлекаемых запасов углеводородов Института проблем нефти и газа РАН Наталья Скибицкая считает, что разработанная в МИФИ технология эффективнее применения скребков.
— Действительно, проблема есть. Асфальтосмолопарафины при добыче тяжелой нефти забивают перфорационные отверстия и трубы, снижают дебет скважины. Время от времени добычу останавливают и чистят скважину скребком или растворителями. Предложенный способ — это, конечно, не революция, но инновация, — заявила Наталья Скибицкая.
Доцент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений РГУ нефти и газа имени Губкина Алексей Деньгаев опасается, что установка нового оборудования внутри скважины может увеличить аварийность. Непонятно, как повлияет на уже имеющиеся контрольно-измерительные приборы дополнительный источник питания, считает эксперт.
Технология была разработана согласно гранту Российского научного фонда.
— Сегодня РНФ финансирует более десяти проектов, темы которых связаны с нефтью и нефтедобычей, — рассказали представители фонда.
Результаты работы получили положительную оценку экспертного совета РНФ, о чем свидетельствует недавно принятое решение о продолжении исследований по гранту.