Трудноизвлекаемые запасы, нетрадиционные источники углеводородного сырья
| Статья № 35_2022 | дата поступления в редакцию 30.09.2022 подписано в печать 14.10.2022 |
| 18 с. | Портнягин А.С., Калачева Л.П., Иванова И.К. |
| Изучение процессов образования гидратов природного газа в системах «пластовая вода - пористая среда - раствор полимера» по данным дифференциального термического анализа | |
| Представлены результаты исследований термодинамических и кинетических характеристик процессов образования гидратов природного газа в системах «пластовая вода - пористая среда - раствор полимера». В экспериментах использовались коммерчески доступные образцы полимеров: полиакриламид, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы и полиэтиленгликоль. Моделью пластовой воды послужил раствор хлорида кальция с концентрацией 400 г/л, а в качестве пористой среды применялся кварцевый монодисперсный песок. Показано, что раствор хлорида кальция оказывает значительное влияние на процессы образования гидратов природного газа. Установлено, что во всех исследованных системах, кроме моделей, содержащих раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, между величиной степени переохлаждения этих систем и концентрацией раствора хлорида кальция существует прямая зависимость. Расчет кинетических параметров гидратообразования в рассмотренных системах показал, что степень превращения воды в гидрат и скорость гидратообразования значительно снижаются даже при небольших концентрациях хлорида кальция. Ключевые слова: гидраты природного газа, растворы полимеров, пористая среда, раствор хлорида кальция. |
|
| ссылка на статью обязательна | Портнягин А.С., Калачева Л.П., Иванова И.К. Изучение процессов образования гидратов природного газа в системах «пластовая вода - пористая среда - раствор полимера» по данным дифференциального термического анализа // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2022. - Т.17. - №4. - http://www.ngtp.ru/rub/2022/35_2022.html |
| цифровой идентификатор статьи DOI | https://doi.org/10.17353/2070-5379/35_2022 |
Литература
Аковецкий В.Г., Афанасьев А.В., Иванова Л.А.Геоинформационная среда газогидратных залежей в задачах оценки геоэкологических рисков нефтегазового комплекса // Геофизика. - 2021. - № 4. - С. 11-21.
Генеральная схема развития нефтяной отрасли Российской Федерации на период до 2020 года: Приказ Министерства энергетики РФ от 6 июня 2011 года №212 // Министерство Энергетики Российской Федерации. - https://policy.asiapacificenergy.org/sites/default/files/General%20Scheme%20for%20the%20Development%20of%20Gas%20Industry%20until%202030%20%28RU%29.pdf
Дзубаев С.К., Утегалиев С.А., Газизов А.Ш., Газизов А.А. Повышение нефтеотдачи пластов, насыщенных высокоминерализованными пластовыми водами // Вестник УдГУ. - 2005. - № 11. - С. 197-210.
Запорожец Е.П., Шостак Н.А. Теоретические аспекты кинетики газовых гидратов // Записки Горного института. - 2014. - Т. 210. - С. 11-20.
Истомин В.А., Федулов Д.М., Минаков И.И., Квон В.Г., Буракова С.В. Предупреждение гидратообразования в призабойной зоне пласта при высокой минерализации остаточной воды в коллекторе // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2013. - № 4(15). - С. 15-21.
Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. - Москва: Недра, 1992. - 236 с.
Колотушенко Л.Д., Малинин А.В., Рудаковская С.Ю. Изучение продуктивных отложений вендского терригенного комплекса на юго-западе Якутии ядерно-магнитными методами // Каротажник. - 2014. - № 2(236). - С. 18-34.
Манаков А.Ю., Пеньков Н.В., Родионова Т.В., Нестеров А.Н., Фесенко Е.Е. Кинетика процессов образования и диссоциации газовых гидратов // Успехи химии. - 2017. - Т. 86. - №9. - С. 845-869. DOI: https://doi.org/10.1070/RCR4720
Медведев В.И., Гущин П.А., Якушев В.С., Семенов А.П. Исследование влияния степени переохлаждения при образовании гидратов метан-пропановой газовой смеси на равновесные условия их разложения // Химия и технология топлив и масел. - 2015. - №5(591). - С. 30-36.
Портнягин А.С., Федорова А.Ф., Шиц Е.Ю., Шилова Ю.Э. Изучение свойств полимерных растворов и эффективности вытеснения ими нефти в специфических условиях месторождений Юго-Западной Якутии // Наука и образование. - 2013. - № 2(70). - С. 46-50.
Сафронов А.Ф. Геология нефти и газа. - Якутск: Якутский филиал Изд-ва СО РАН, 2000. - 166 с.
Слюсарев Н.И. Технология и техника повышения нефтеотдачи пластов // Учебное пособие. - Санкт-Петербург: Изд-во СПГИ, 2003. - 78 с.
Тома А., Саюк Б., Абиров Ж., Мазбаев Е. Полимерное заводнение для увеличения нефтеотдачи на месторождениях легкой и тяжелой нефти // Территория «НЕФТЕГАЗ». - 2017. - № 7(8). - С. 58-67.
Троицкий В.М., Григорьев Б. А., Рассохин С.Г., Соколов А.Ф., Ковалев А.Л., Корчажкина И.Ю., Фомин Е.Л., Мизин А.В., Ваньков В.П. Применение методов физического и математического моделирования для оценки эффективности использования технологии водогазового воздействия на Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2018. - № 5(37). - С. 140-155.
Федорова А.Ф., Портнягин А.С. Особенности взаимодействия высокоминерализованной пластовой воды Иреляхского ГНМ с растворами полимеров // Вода: химия и экология. - 2011. - № 12(42). - С. 94-97.
Федорова А.Ф., Портнягин А.С. Оценка эффективности применения полимерного заводнения на нефтяных месторождениях Юго-Западной Якутии // Технические науки - от теории к практике. - 2013. - № 17(1). - С. 97-101.
Филимонова И.В., Эдер Л.В., Немов В.Ю., Проворная И.В. Прогноз добычи нефти в регионах Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия) // Бурение и нефть. - 2019. - № 7(8). - С. 9-19.
Чувилин Е.М., Гурьева О.М. Экспериментальное изучение образования гидратов СО2 в поровом пространстве промерзающих и мерзлых пород // Криосфера Земли. - 2009. - Т. XIII. - № 3. - С. 70-79.
Чувилин Е.М., Перлова Е.В., Махонина Н.А., Якушев В.С. Фазовые переходы воды в газонасыщенных грунтах // Геология и геофизика. - 2002. - Т. 43. - №7. - С. 685-693.
Шиц Е.Ю., Федорова А.Ф., Портнягин А.С. Экспериментальное определение влияния закачки раствора ППД на коллекторские свойства продуктивных горизонтов Иреляхского ГНМ // Наука и образование. - 2006. - № 1. - С. 44-48.
Шостак Н.А., Запорожец Е.П. Определение эффективности химических реагентов для предупреждения образования и ликвидации газовых гидратов // Журнал неорганической химии. - 2020. - №2. - С. 230-236.
Aregbe A.G., Sun B., Chen L. Methane hydrate dissociation conditions in high-concentration NaCl/KCl/CaCl2 aqueous solution: experiment and correlation. Journal of Chemical & Engineering Data, 2019, no. 64(7), pp. 2929-2939. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jced.8b01173
Gupta P., Sangwai J.S. Formation and dissociation kinetics of methane hydrate in aqueous oilfield polymer solutions (polyacrylamide, xanthan gum, and guar gum) and their performance evaluation as low-dosage kinetic hydrate inhibitors (LDHI). Energy & Fuels, 2019, no. 33(7), pp. 6335-6349. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b01204
Jokandan E.F., Naeiji P., Varaminian F. The synergism of the binary and ternary solutions of polyethylene glycol, polyacrylamide and Hydroxyethyl cellulose to methane hydrate kinetic inhibitor. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, vol. 29, pp. 15-20. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2015.12.016
Kalacheva L.P., Ivanova I.K., Portnyagin A.S. Equilibrium conditions of the natural gas hydrates formation in the pore space of dispersed rocks. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 666, no. 4, pp. 042062. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/4/042062
Linga P., Daraboina N., Ripmeester J.A., Englezos P. Enhanced rate of gas hydrate formation in a fixed bed column filled with sand compared to a stirred vessel. Chemical Engineering Science, 2012, vol. 68, pp. 617-623.
Mech D., Sangwai J.S. Effect of molecular weight of polyethylene glycol (PEG), a hydrate inhibitive water-based drilling fluid additive, on the formation and dissociation kinetics of methane hydrate. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, vol. 35, part B, pp. 1441-1452. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.06.020
Perrin A., Musa O.M., Steed J.W. The chemistry of low dosage clathrate hydrate inhibitors. Chemical society reviews, 2013, no. 42(5), pp. 1996-2015. DOI: https://doi.org/10.1039/C2CS35340G
Singh A., Suri A. Enhanced hydrate inhibition using protein synergists with kinetic hydrate inhibitors. Energy & Fuels, 2022, no. 36(17), pp.10395-10404. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c02027
Tian Y., Li Y., An H., Ren J., Su J. Kinetics of methane hydrate formation in an aqueous solution with and without kinetic promoter (SDS) by spray reactor. Journal of Chemistry, 2017, vol. 5208915, 5 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/5208915
Wang R., Sun H., Shi X., Xu X., Zhang L., Zhang Z. Fundamental investigation of the effects of modified starch, carboxymethylcellulose sodium, and xanthan gum on hydrate formation under different driving forces. Energies, 2019, no. 12, pp. 20-26. DOI: https://doi.org/10.3390/en12102026
Генеральная схема развития нефтяной отрасли Российской Федерации на период до 2020 года: Приказ Министерства энергетики РФ от 6 июня 2011 года №212 // Министерство Энергетики Российской Федерации. - https://policy.asiapacificenergy.org/sites/default/files/General%20Scheme%20for%20the%20Development%20of%20Gas%20Industry%20until%202030%20%28RU%29.pdf
Дзубаев С.К., Утегалиев С.А., Газизов А.Ш., Газизов А.А. Повышение нефтеотдачи пластов, насыщенных высокоминерализованными пластовыми водами // Вестник УдГУ. - 2005. - № 11. - С. 197-210.
Запорожец Е.П., Шостак Н.А. Теоретические аспекты кинетики газовых гидратов // Записки Горного института. - 2014. - Т. 210. - С. 11-20.
Истомин В.А., Федулов Д.М., Минаков И.И., Квон В.Г., Буракова С.В. Предупреждение гидратообразования в призабойной зоне пласта при высокой минерализации остаточной воды в коллекторе // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2013. - № 4(15). - С. 15-21.
Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. - Москва: Недра, 1992. - 236 с.
Колотушенко Л.Д., Малинин А.В., Рудаковская С.Ю. Изучение продуктивных отложений вендского терригенного комплекса на юго-западе Якутии ядерно-магнитными методами // Каротажник. - 2014. - № 2(236). - С. 18-34.
Манаков А.Ю., Пеньков Н.В., Родионова Т.В., Нестеров А.Н., Фесенко Е.Е. Кинетика процессов образования и диссоциации газовых гидратов // Успехи химии. - 2017. - Т. 86. - №9. - С. 845-869. DOI: https://doi.org/10.1070/RCR4720
Медведев В.И., Гущин П.А., Якушев В.С., Семенов А.П. Исследование влияния степени переохлаждения при образовании гидратов метан-пропановой газовой смеси на равновесные условия их разложения // Химия и технология топлив и масел. - 2015. - №5(591). - С. 30-36.
Портнягин А.С., Федорова А.Ф., Шиц Е.Ю., Шилова Ю.Э. Изучение свойств полимерных растворов и эффективности вытеснения ими нефти в специфических условиях месторождений Юго-Западной Якутии // Наука и образование. - 2013. - № 2(70). - С. 46-50.
Сафронов А.Ф. Геология нефти и газа. - Якутск: Якутский филиал Изд-ва СО РАН, 2000. - 166 с.
Слюсарев Н.И. Технология и техника повышения нефтеотдачи пластов // Учебное пособие. - Санкт-Петербург: Изд-во СПГИ, 2003. - 78 с.
Тома А., Саюк Б., Абиров Ж., Мазбаев Е. Полимерное заводнение для увеличения нефтеотдачи на месторождениях легкой и тяжелой нефти // Территория «НЕФТЕГАЗ». - 2017. - № 7(8). - С. 58-67.
Троицкий В.М., Григорьев Б. А., Рассохин С.Г., Соколов А.Ф., Ковалев А.Л., Корчажкина И.Ю., Фомин Е.Л., Мизин А.В., Ваньков В.П. Применение методов физического и математического моделирования для оценки эффективности использования технологии водогазового воздействия на Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». - 2018. - № 5(37). - С. 140-155.
Федорова А.Ф., Портнягин А.С. Особенности взаимодействия высокоминерализованной пластовой воды Иреляхского ГНМ с растворами полимеров // Вода: химия и экология. - 2011. - № 12(42). - С. 94-97.
Федорова А.Ф., Портнягин А.С. Оценка эффективности применения полимерного заводнения на нефтяных месторождениях Юго-Западной Якутии // Технические науки - от теории к практике. - 2013. - № 17(1). - С. 97-101.
Филимонова И.В., Эдер Л.В., Немов В.Ю., Проворная И.В. Прогноз добычи нефти в регионах Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия) // Бурение и нефть. - 2019. - № 7(8). - С. 9-19.
Чувилин Е.М., Гурьева О.М. Экспериментальное изучение образования гидратов СО2 в поровом пространстве промерзающих и мерзлых пород // Криосфера Земли. - 2009. - Т. XIII. - № 3. - С. 70-79.
Чувилин Е.М., Перлова Е.В., Махонина Н.А., Якушев В.С. Фазовые переходы воды в газонасыщенных грунтах // Геология и геофизика. - 2002. - Т. 43. - №7. - С. 685-693.
Шиц Е.Ю., Федорова А.Ф., Портнягин А.С. Экспериментальное определение влияния закачки раствора ППД на коллекторские свойства продуктивных горизонтов Иреляхского ГНМ // Наука и образование. - 2006. - № 1. - С. 44-48.
Шостак Н.А., Запорожец Е.П. Определение эффективности химических реагентов для предупреждения образования и ликвидации газовых гидратов // Журнал неорганической химии. - 2020. - №2. - С. 230-236.
Aregbe A.G., Sun B., Chen L. Methane hydrate dissociation conditions in high-concentration NaCl/KCl/CaCl2 aqueous solution: experiment and correlation. Journal of Chemical & Engineering Data, 2019, no. 64(7), pp. 2929-2939. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jced.8b01173
Gupta P., Sangwai J.S. Formation and dissociation kinetics of methane hydrate in aqueous oilfield polymer solutions (polyacrylamide, xanthan gum, and guar gum) and their performance evaluation as low-dosage kinetic hydrate inhibitors (LDHI). Energy & Fuels, 2019, no. 33(7), pp. 6335-6349. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b01204
Jokandan E.F., Naeiji P., Varaminian F. The synergism of the binary and ternary solutions of polyethylene glycol, polyacrylamide and Hydroxyethyl cellulose to methane hydrate kinetic inhibitor. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, vol. 29, pp. 15-20. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2015.12.016
Kalacheva L.P., Ivanova I.K., Portnyagin A.S. Equilibrium conditions of the natural gas hydrates formation in the pore space of dispersed rocks. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 666, no. 4, pp. 042062. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/666/4/042062
Linga P., Daraboina N., Ripmeester J.A., Englezos P. Enhanced rate of gas hydrate formation in a fixed bed column filled with sand compared to a stirred vessel. Chemical Engineering Science, 2012, vol. 68, pp. 617-623.
Mech D., Sangwai J.S. Effect of molecular weight of polyethylene glycol (PEG), a hydrate inhibitive water-based drilling fluid additive, on the formation and dissociation kinetics of methane hydrate. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, vol. 35, part B, pp. 1441-1452. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.06.020
Perrin A., Musa O.M., Steed J.W. The chemistry of low dosage clathrate hydrate inhibitors. Chemical society reviews, 2013, no. 42(5), pp. 1996-2015. DOI: https://doi.org/10.1039/C2CS35340G
Singh A., Suri A. Enhanced hydrate inhibition using protein synergists with kinetic hydrate inhibitors. Energy & Fuels, 2022, no. 36(17), pp.10395-10404. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c02027
Tian Y., Li Y., An H., Ren J., Su J. Kinetics of methane hydrate formation in an aqueous solution with and without kinetic promoter (SDS) by spray reactor. Journal of Chemistry, 2017, vol. 5208915, 5 p. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/5208915
Wang R., Sun H., Shi X., Xu X., Zhang L., Zhang Z. Fundamental investigation of the effects of modified starch, carboxymethylcellulose sodium, and xanthan gum on hydrate formation under different driving forces. Energies, 2019, no. 12, pp. 20-26. DOI: https://doi.org/10.3390/en12102026