Моделирование молекулярных взаимодействий в системе Метан-С5+ для прогнозирования ретроградной конденсации при разработке нефтегазовых залежей

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.

1. Фаловский, 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.

2. Оперативный подсчет запасов газа и конденсата СевероЧасельского месторождения ОАО «Арктикгаз». Договор № 5/16-15 : геологический отчет. – Тюмень: НАО «СибНАЦ», 2015. – 330 с. – Текст : непосредственный.

3. 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.

4. 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.

5. Фракталы 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.