Основу российской экономики составляют природные ресурсы, которые обеспечивают отраслевое развитие страны. Но чтобы углеводороды поднимались из недр без перебоев, скважины должны работать непрерывно, а породы вокруг них — свободно пропускать жидкость. На деле все сложнее: почти треть скважин в стране ежегодно простаивает из-за парафиновых пробок, перекрывающих путь нефти к поверхности.
Парафины — воскообразные вещества, которые выпадают из нефти при перепадах давления и температуры. Они оседают на стенках и «цементируют» породы, снижая производительность скважин в два-три раза. Если не очищать систему, добыча замедляется; если останавливать — теряются тонны нефти и миллионы рублей. Сейчас скважины очищают химическими реагентами или прогревом. Но оба метода требуют остановки оборудования, затрат и нередко разрушают саму породу.
Инженеры Пермского Политеха предложили очистку ультразвуком, когда волны высокой частоты действуют как акустическая метла: разбивают парафиновые отложения, не повреждая породу и не прерывая поток нефти. Чтобы доказать работоспособность метода, команда создала установку, воссоздающую реальные условия — давление 6,9 мегапаскаля и глубину около 2 км.
В экспериментах использовали шесть образцов пород, пропитанных нефтью с парафинами. Частоты колебаний варьировались от 17 до 120 килогерц. Лучшими оказались низкие частоты — 17, 20 и 28 кГц: они создавали резонанс, разрушали пробки и повышали проницаемость породы в 1,1−1,6 раза. Более высокие частоты лишь слегка «встряхивали» материал, не давая нужного эффекта.
Установка позволила точно рассчитать энергию и длительность воздействия, при которых нефть течет легче, без лишнего давления. Технология работает непрерывно, не требует реагентов и не нарушает структуру пласта. В результате скважина сохраняет производительность, а добыча становится стабильнее.
По расчетам разработчиков, внедрение ультразвуковой очистки способно повысить эффективность малодебитных скважин на 50−70% и продлить жизнь месторождений.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ИИ повысил точность прогноза разливов нефти на 25%.
