Поверхностно-активные вещества
История развития технологии внедрения поверхностно-активных веществ в ООО «Газпром добыча Краснодар»
История развития газодобывающей промышленности на Кубани во многом определяется особенностями эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений. Большинство из них, «отдав» значимую часть своих запасов потребителю в первые несколько лет эксплуатации, в дальнейшем значительно снижали дебиты скважин по целому ряду причин: снижение пластовой энергии, зашламование призабойной зоны, скопление на забое пластовой воды, препятствующей свободному подъему газа на поверхность. Если первую причину можно нивелировать путем искусственного поддержания пластового давления различными способами, вторую — укреплением призабойной зоны специальными техническими средствами, то третья причина, самая значимая на наш взгляд, требовала решения целого комплекса задач. Ее можно решить физическими и химическими методами удаления пластовой жидкости из скважины.
.jpg "Химический реагент, используемый при изготовлении ТПАВ")
Основное направление этих работ — уменьшение давления, оказываемого на забой скопившейся там жидкости за счет ее вспенивания различными химическими веществами. Здесь надо иметь ввиду, что при реализации должна быть учтена минерализация пластовой жидкости, которая в зависимости от количества и состава растворенных в ней солей может подразделяться на три группы: низкая, средняя и высокая. При этом для каждой группы подбирается свое химическое вещество. Эти вещества получили название поверхностно активных (далее — ПАВ) за счет их способности концентрироваться на поверхности раздела термодинамических фаз и тем самым вызывать снижение поверхностного натяжения. Для жидкостей с малой и средней минерализацией могут быть применимы большинство имеющихся в наличии ПАВ, в то время как для жидкостей с повышенной минерализацией необходим тщательный подбор их состава и концентрации, так как в общем случае возможно их соединение с ионами кальция и магния с образованием нерастворимых соединений, что приводит к ухудшению вспенивающей составляющей ПАВ.
.jpg "Лабораторные испытания ТПАВ")
Над разработками рецептур поверхностно-активных веществ в разные годы трудились сотрудники Общества: М.М. Никитин, В.П. Жиденко, С.С. Малхасьян и многие другие. Исследования, проведенные специалистами «Кубаньгазпром», а в последствии и ООО «Газпром добыча Краснодар» совместно со специалистами и другими научно исследовательскими и производственными предприятиями позволили определить, что применение анионоактивных ПАВ для сильноминерализованной воды становится неэффективным. Это и предопределило общее направление исследований, где наши специалисты смогли добиться существенных результатов. Одними из первых ПАВ, примененных для высокоминерализованной пластовой воды, были «Пенолифт» и «Пенолифт-2», которые показали свою высокую эффективность и в скважинах, где пластовая вода на забое имела в примеси еще и углеводородную составляющую-конденсат. В докторской диссертации приводятся данные о применении ПАВ, полученного в результате окисления гудрона водным раствором аммиака. Это ПАВ, получившее в дальнейшем название сульфам, широко внедрялось в практику добычи и в высокоминерализованной воде и в воде, имеющей значительный процент углеводородной примеси-конденсата.
.jpg "Процесс производства ТПАВ")
Но наука и инженерия не стоят на месте. И вот уже десятки новых ПАВ и их сочетаний разработаны Обществом и внедрены на месторождениях. Ведь отличительная особенность добычной структуры фонда наших скважин состоит в том, что все они отличаются друг от друга и каждая по-своему уникальна. Это различие в минерализации, в содержании (отсутствии) углеводородной составляющей в скважинном продукте, его влияние на коррозионную устойчивость скважинного и устьевого оборудования и многое другое. Поэтому практически для каждого месторождения, а иногда — для каждой скважины в нашем Обществе разработаны поверхностно активные вещества.
.jpg "Контроль продукции")
Следует особо отметить, что в зависимости от пластовых условий эксплуатации скважин и от способа доставки на забой ПАВы подразделяются на твердые и жидкие. Так, за последние годы для удаления пластовой жидкости из скважин газовых и газо-конденсатах месторождений в Обществе разработаны, изготовлены и внедрены следующие твердые многокомпонентные, анионоактивные, неионогенные на основе спиртов и гликолей ПАВы: ТПАВ-07, ТПАВ-04, ТПАВ-С-3, ТПАВ-С, ТПАВ-Л, ТПАВ-ВАС, а также жидкие: ЖПАВ-С, ЖПАВ-НК, ЖПАВ-1 и недавно разработанные, изготовленные и внедренные в производство: «Реагент для удаления пластовой жидкости, содержащей высокоминерализованную пластовую воду, из газовых и газоконденсатных скважин», «Технологическая смесь для удаления пластовой жидкости, содержащей высокоминерализованную пластовую воду и УВК, из газовых и газоконденсатных скважин», «Технологическая смесь для удаления из газовых и газоконденсатных скважин пластовой жидкости, содержащей высокоминерализованную пластовую воду и конденсат газовый».
Высокая эффективность применения ПАВ была оценена руководством «Газпрома» еще в 2005 году, когда Обществом была получена премия в области науки и техники на тему «Высокоэффективные импортозамещающие химические реагенты и ресурсосберегающие технологии эксплуатации скважин месторождений в условиях падающей добычи».
.jpg "Вручение премии \"Газпром\" в области науки и техники, 2005 год")
Технология использования ПАВ нашла свое применение не только на месторождениях Южного региона деятельности, но и с успехом, после проведения в 2015–2016 годах опытно-промысловых испытаний, с 2017 года применяется на месторождениях Северного региона деятельности в : Западно-Соплесском и Вуктыльском НГКМ. За период 2017–2019 годы было произведено и поставлено порядка 1500 стержней ТПАВ.
.jpg "Ввод ТПАВ в скважину")
Использование ПАВ на месторождениях Общества позволило вдохнуть в них новую жизнь, ведь только за 2019 год добыто порядка 224 млн. кубических метров газа, в том числе 10,3 млн. кубических метров газа из месторождений Северного региона деятельности.
Вместе с тем, мы не останавливаемся на достигнутом и та работа, которая ведется на протяжении более чем 20 лет, продолжается и в настоящее время. Совсем недавно Обществом получены новые патенты: «Композиция ПАВ для поддержания стабильной эксплуатации обводняющихся газовых и газоконденсатных скважин в условиях падающей добычи» и «Твердофазный состав, предназначенный для вспенивания и удаления из низкодебитных скважин газовых месторождений пластовой жидкости и защиты внутрискважинного оборудования от коррозии».
Применение уже разработанных ПАВ, внедрение новых рецептур в производство позволит и в дальнейшем обеспечить рациональную разработку месторождений, а также в полном объеме выполнять плановые задания по добыче газа.