tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2025-5-39-49ETWMICtumnig-1354Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTМоделирование молекулярных взаимодействий в системе Метан-С5+ для прогнозирования ретроградной конденсации при разработке нефтегазовых залежейModeling of molecular interactions in the system of Methane-C5+ for predicting retrograd condensation in the development of oil and gas depositsБелыхВ. А.BelykhV. A.

Белых Вадим Анатольевич, магистрант

Тюмень

Vadim A. Belykh, Master's Student

Tyumen

ЯгафаровА. К.YagafarovA. K.

Ягафаров Алик Каюмович, доктор геолого-минералогических наук, профессор

Тюмень

Alik K. Yagafarov, Doctor of Geology and Mineralogy, Professor

Tyumen

БастриковС. Н.BastrikovS. N.

Бастриков Сергей Николаевич, доктор технических наук, профессор кафедры бурения нефтяных и газовыхскважин

Тюмень

Sergey N. Bastrikov, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Drilling Oil and Gas Wells

Tyumen

bastrikovsn@tyuiu.ruТюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation202503112025053949Copyright © Белых В.А., Ягафаров А.К., Бастриков С.Н., 20252025Белых В.А., Ягафаров А.К., Бастриков С.Н.Belykh V.A., Yagafarov A.K., Bastrikov S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1354

Ретроградная конденсация остается ключевым процессом при эксплуатации газоконденсатных месторождений, что приводит к значительным сокращениям добычи углеводородов. В статье исследованы механизмы этого процесса на примере пласта БТ6 ¹ Северо-Часельского месторождения, где установлено выпадение конденсата при снижении пластового давления до 27,64 МПа, что всего на 0,12 МПа выше текущего пластового давления (27,52 МПа).

Цель исследования — выявить молекулярные и термодинамические факторы, провоцирующие раннюю конденсацию, и предложить меры по поддержанию пластового давления с целью сокращения потерь добычи углеводородов.

Актуальность статьи заключается в уточнении физики межмолекулярных взаимодействий при фильтрации газожидкостной фазы в пласте.

На основе уравнений состояния Пенга — Робинсона и потенциала Леннарда-Джонса проведен анализ межмолекулярных взаимодействий в системе метан — тяжелые углеводороды (C5+). Установлено, что образование соединений с C5+ при снижении давления ниже 25 МПа вплоть до 10,18 МПа приводит к блокировке 98,9 % пор коллектора, что в 4–6 раз превышает порог перколяции (15–25 %). Это объясняет полную остановку добычи газа при достижении давления максимальной конденсации.

Результаты работы подчеркивают необходимость поддержания давления выше точки росы и управления смачиваемостью пород. Исследование актуально для разработки месторождений с терригенными коллекторами, где ретроградная конденсация является одной из основных проблем, определяющих рентабельность проектов.

Retrograde condensation is a critical process in the exploitation of gas condensate fields, leading to significant reductions in hydrocarbon production. This study examines the mechanisms behind this phenomenon, focusing on the BT6 ¹ reservoir of the North-Chaselsky field. Here, condensation occurs when the reservoir pressure falls to 27,64 MPa, which is only 0.12 MPa above the current pressure of 27,52 MPa.

The aim of this study is to identify molecular and thermodynamic factors causing early condensation and to propose measures for maintaining reservoir pressure to reduce hydrocarbon production losses.

The paper is relevant as it clarifies the physics of intermolecular interactions during gas-liquid phase filtration in the reservoir.

Using the Peng-Robinson equation of state and Lennard-Jones potential, the authors of this paper conducted an analysis of intermolecular interactions in the methane-heavy hydrocarbon (C5+) system. Also, the authors found that the formation of complexes with C5+ when pressure decreases from 25 MPa down to 10–18 MPa results in the blocking of 98,9 % of the reservoir pores. This blockage is 4 to 6 times higher than the percolation threshold (15–25 %). It explains the complete cessation of gas production at the maximum condensation pressure.

The results of this work underscore the need for maintaining pressure above the dew point and managing rock wettability. This study is relevant for fields with terrigenous reservoirs, where retrograde condensation presents significant challenges to project profitability.

ретроградная конденсациягазоконденсатные месторожденияуравнение Пенга — Робинсонапотенциал Леннард-Джонсамежмолекулярные взаимодействиятеория перколяцииretrograde condensationgas-condensate fieldsPeng — Robinson equationLennardJones potentialintermolecular interactionspercolation theoryReferencesФаловский, В. И. Современный подход к моделированию фазовых превращений углеводородных систем с помощью уравнения состояния Пенга — Робинсона / В. И. Фаловский, А. С. Хорошев, В. Г. Шахов. – Текст : непосредственный // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, № 4. – C. 120–125.Falovsky, V. I., Khoroshev, A. S., & Shakhov, V. G. (2011). The modern approach to phase behavior predictions of hydrocarbon systems by means of the pengrobinson eqation of state. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 13(4), pp.120-125. (In Russian).Оперативный подсчет запасов газа и конденсата СевероЧасельского месторождения ОАО «Арктикгаз». Договор № 5/16-15 : геологический отчет. – Тюмень: НАО «СибНАЦ», 2015. – 330 с. – Текст : непосредственный.Operativnyy podschet zapasov gaza i kondensata Severo-Chaselskogo mestorozhdeniya OAO "Arktikgaz". Dogovor № 5/16-15: geologicheskiy otchet, (2015), Tyumen, NAO «SibNATS» Publ., 330 p. (In Russian).Малыгин, А. В. Описание свойств двухатомных веществ на основе потенциала Леннард-Джонса / А. В. Малыгин, А. В. Клинов, Л. Р. Минибаева. – Текст : непосредственный // Вестник Казанского технологического университета. 2012. – Т. 15, № 1. – С.122–124.Malygin, A. V., Klinov, A. V., & Minibaeva L. R. (2012). Opisanie svoystv dvuhatomnyh veshchestv na osnove potentsiala Lennard-Dzhonsa. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 15(1), pp.122-124. (In Russian).Peng, D. Y. A new two-constant equation of state / D. Y. Peng, D. B. Robinson. – DOI 10.1021/i160057a011. – Text : direct // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. – 1976. – Vol. 15. – Issue 1. – P. 59–64.Peng, D. Y., & Robinson, D. B. (1976). A new two-constant equation of state // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals, 15(1), pp. 59-64. (In English). DOI:10.1021/i160057a011Фракталы и перколяция в пористой среде / Э. Гийон, К. Д. Митеску, Ж.-П. Юлен, С. Ру. – Текст : непосредственный // Успехи физических наук. – 1991. – Т. 161. – № 10. – С. 121–128.Guyon, E., Mitescu, C. D., Hulin, J.-P. & Roux S. (1991). Fractals and percolation in porous media and flows? Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 161(10), рр. 121–128. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.