Нуклеация и формирование газогидратов в зависимости от физико-химических свойств нефтей

Abstract

Образование газогидратных пробок в промысловых трубопроводах является одним из значимых осложняющих факторов при добыче нефти в холодных регионах и на шельфе. Меры, необходимые для предотвращения образования этих пробок, усложняют и удорожают добычу нефти. Газовые гидраты представляют кристаллы, где молекулы газа заключены в каркас молекул воды. Природные газогидраты образуются при высоком давлении и низкой температуре, что типично условиям добычи нефти в холодном подводном окружении. Нами проведено комплексное исследование сырых нефтей разных месторождений Западной Сибири и их водных эмульсий, приготовленных в концентрации 50%. Технически важные характеристики, такие как вязкость, плотность, температура застывания, групповой состав рассматривались для нефтей и эмульсий воды в нефти. В работе раздельно изучалось влияние состава нефтей на формирование нефте-смачиваемых гидратов. Эмульсии исследованы в модельном эксперименте нуклеации и образования газогидратов. Нефть YuT, из всех исследуемых, проявила положительную реакцию нуклеации и формирования газогидратов. Важным показателем склонности к нуклеации и формированию гидратов является уровень биодеградации сырой нефти. Процесс биодеградации в условиях месторождения оказывает значительное влияние на качество сырой нефти с точки зрения её химического состава и физических свойств. Для выявления функциональных групп конкретных молекулярных структур, определяющих уровень биодеградации, использован метод ИК-Фурье спектроскопии. Анализ ИК-Фурье спектров нефтей показал, что полосы поглощения насыщенных алифатических углеводородов (1465-1377 см-1), ароматических (1610 см-1) и карбонильных групп карбоновой кислоты (1710 см-1) доминируют во всех спектрах исследуемых нефтей. Полевые наблюдения показали, что некоторые потоки воды, газа и сырой нефти не образуют гидратов (hydrateplugs) в процессе добычи нефти, даже при работе в пределах термодинамических условий образования гидратов. Результаты позволяют предположить, что способность нефтей формировать газогидратные пробки может быть связана с продуктами метаболизма, которые образуются при биодеструкции углеводородов нефти.