Российские ученые помогут нефтедобывающим предприятиям повысить энергетическую эффективность

⚛️ Исследователи Пермского политеха разработали программу для анализа электропотребления в различных условиях добычи нефти, сообщает Naked Science со ссылкой на пресс-службу ПНИПУ. Ученые говорят, что их разработка поможет в принятии решений по оперативному перераспределению ресурсов без простоя оборудования и нарушения работы производства, а также позволит повысить энергетическую эффективность с сохранением объемов добычи.

💡 Сегодня существует разнообразное ПО, которое способно выполнять расчеты электропотребления, определять параметры скважины и электротехнического комплекса (ЭТК), но нет программы, которая бы их объединяла. Разработка ученых Пермского политеха анализирует электропотребление при изменении параметров в скважине, позволяет моделировать ЭТК, реализовывать различную компоновку элементов электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия. На основе рассматриваемых структур проводится анализ расчета энергопотребления с сопоставлением текущего технологического режима, который дает возможность принять верное оптимизационное решение для снижения затрат на электропотребление.

💬 Как отмечают авторы разработки, ее преимущество состоит в возможности задавать режим работы модулей в любой момент времени. Это позволяет оценить то, как меняется электропотребление предприятия, — в лучшую или худшую сторону. Таким образом, ПО может применяться как инструмент анализа для выявления нерационального использования энергоресурсов в процессе добычи нефти. По словам доктора технических наук, ректора ПНИПУ Антона Петроченкова, программа также дает возможность интегрировать и апробировать разработанные алгоритмы энергоэффективных способов управления нефтедобывающим оборудованием без риска длительного простоя и нарушения технологического процесса.

#наука #нефтедобыча

Российские ученые помогут нефтяникам оптимизировать контроль добычи

🛢 Исследователи из Санкт Петербургского государственного университета, «Газпром нефти» и другие научные партнеры представили уникальную методику геохимического деления добычи по пластам. Разработка была защищена на заседании экспертно-технического совета Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых, сообщает пресс-служба вуза.

📈 Технология предполагает определение полного количества соединений углеводородов, входящих в состав нефти и газа, то есть глубокое изучение их состава флюидов в пластах. Это необходимо для выявления уникальных веществ — маркеров, характерных для каждого пласта месторождения. Такие маркеры, обычно их более 200, позволяют рассчитать долю каждого из них в пробе скважины.

⚙️ Большинство действующих скважин сегодня одновременно эксплуатируют сразу несколько пластов, для изучения которых обычно используют разные геофизические методы, для этого требуется остановка работы скважин; внедрение предложенной технологии же поможет увеличить добычу углеводородов и сократить расходы. Как отмечают авторы технологии, в перспективе она позволит снизить затраты в среднем на 20% за счет сокращения расходов на исследования, принесет дополнительную добычу, а также позволит повысить успешность геолого-технических мероприятий на 30%.

#наука #нефтедобыча

Пермские ученые предложили новый способ прогнозирования эффективности газовых скважин

🧪 Исследование дебита скважин ученые Пермского политеха провели с помощью метода Арпса. Как отмечают в пресс-службе вуза, для этого они взяли данные о дебите жидкости за стартовый и текущий расчетные периоды, поставили их в уравнение и построили график, который показывает зависимость дебита от времени. Авторы исследования заявляют, что метод позволяет получать быстрые и точные результаты.

🛢 Испытания метода провели на месторождении Гадиага в Сенегале, Африка. Здесь исследователи изучили свойства горных пород на выбранном участке и с помощью уравнения спрогнозировали добычу газа для скважин месторождения. Результаты сопоставили с промысловыми данными. Выяснилось, что если для сравнения использовать данные за 6 мес., можно получить точные данные, а при прогнозировании накопленной добычи могут быть выявлены отклонения, связанные с капитальными ремонтами скважины и частыми остановками. Таким образом, выбранный метод с высокой точностью прогнозирует добычу газа для скважин, которые работают стабильно.

#наука #газодобыча

Казанские исследователи нашли эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках

🧪 Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) для изучения взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти впервые использовали изотопные метки, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Минобрнауки. Результатом исследований стал экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках.

🔄 Так, ученые выяснили, что в химических процессах подземной частичной переработки тяжелой нефти вода выступает в качестве не только среды, но и реагента при гидротермальном обессеривании. По словам руководителя проекта, заведующего кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов Михаила Варфоломеева, чтобы определить механизмы химических процессов, протекающих при гидротермальном воздействии на тяжелую нефть, учеными были использованы модельные серосодержащие компоненты. Также отмечена эффективность применения каталитических добавок, которые могут быть использованы для промышленных задач.

✅ Метод, предложенный КФУ, может быть интегрирован в существующие технологии переработки нетрадиционных углеводородных ресурсов, обеспечивая экономически эффективное производство, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду.

#наука #нефтедобыча

В России импортозамещают технологию выпуска компонента для буровых растворов

*️⃣ Химики Томского государственного университета разработали технологию производства полианионной целлюлозы: в качестве добавки для буровых растворов это вещество способно предотвращать разрушение стенок скважины.

🧪 Внедрение технологии началось на базе Ангарского электролизного химического комбината, сообщает пресс-служба вуза. Сейчас разработчики обеспечивают научное сопровождение процесса запуска опытной промышленной установки. Планируется, что в ближайшем будущем будет выпущена опытная партия продукта, которая будет передана нефтедобывающим компаниям для проведения опытно-промышленных испытаний.

🦾 Ранее малые партии полианионной целлюлозы химики производили на прототипе установки, при тестовом применении нефтяники отметили высокое качество продукта. В университете подчеркивают, что ранее высококачественная полианионная целлюлоза поставлялась в Россию из-за рубежа. Запуск же отечественного производства позволит обеспечить стабильные поставки продукта российским потребителям – нефтедобывающим компаниям и производителям бытовой химии.

#наука #нефтедобыча

В Перми ученые разработали уникальный способ оценки распространения трещины в нефтяном пласте

⚛️ Новая разработка велась в области технологий гидравлического разрыва пласта. Российские исследователи выявили связь между величиной пластового давления в нефтяной скважине и тем, как образуется трещина гидроразрыва в пространстве; на основании открытия они разработали новый подход к контролю ее направления и развития.

🛢 Как напоминают в пресс-службе Пермского политеха, сейчас на месторождениях фактическую информацию о распространении трещин получают в основном по данным дорогостоящего микросейсмического мониторинга, когда структура пласта анализируется с помощью слабых сейсмических волн – малейших колебаний энергии. Но в областях с неблагоприятными сейсмогеологическими условиями такой метод работает некорректно. Новый подход к контролю направления и закономерностей развития трещин гидроразрыва пласта, выработанный пермскими учеными, основан на использовании исходных данных, которые регулярно и с высокой достоверностью определяются на любом нефтяном промысле.

💬 По словам доктора технических наук Дмитрия Мартюшева, разрыв пласта меняет степень взаимодействия между скважиной, на которой он проведен, и скважиной, в направлении которой образовалась трещина. Исследователи выдвинули гипотезу о влиянии величины пластового давления на образование трещины. С помощью этого показателя можно оценить, каким образом и в какую именно сторону она распространяется. Фактические измерения пластового давления выполняются при проведении на скважинах гидродинамических исследований и чаще всего проводятся в различные моменты времени. Ученые для получения этой информации по всем скважинам в один момент времени использовали нейросеть.

👍 Методика, предложенная в ПНИПУ, актуальна для коллекторов со сложной структурой пустотного пространства и естественной трещиноватостью, для которых фактическое определение специальных геомеханических параметров является продолжительным и трудоемким процессом.

#нефтедобыча #наука

Открытие российских ученых поможет нефтяникам предотвращать негативные последствия ремонта скважин

🛢Реагенты, которые используются для глушения скважины перед ее ремонтом, способны повредить пласт и ухудшить его характеристики. Исследователи Пермского политеха провели серию экспериментов и выяснили, как влияет фильтрат жидкости на карбонатные горные породы.

✅Как отмечают ученые, состав и свойства жидкости для глушения должны быть такими, чтобы предотвратить выброс нефти и обеспечить безопасность персонала. В качестве таких реагентов чаще всего выбирают водные растворы с добавками в виде минеральных соединений. Попадая в призабойную зону пласта, такой раствор способен негативно повлиять на его фильтрационно-емкостные характеристики – пористость и проницаемость горной породы. Ученые выяснили, каким образом фильтрат жидкости глушения воздействует на свойства карбонатных коллекторов, рассмотрев основные факторы, влияющие на их фильтрационно-емкостные свойства: химический состав фильтрата жидкостей, минералогический состав карбоната, пластовые давление и температуру, продолжительность контакта фильтрата с горной породой.

📊На образцах керна проводились испытания, где сначала имитировалось поступление нефти из пласта в скважину посредством ее фильтрации через образец, а потом глушение этой скважины с проникновением технической воды в пласт. Эксперименты позволили определить пористость и проницаемость по нефти образцов керна до и после моделирования на них процесса глушения. Как сообщил доктор технических наук, профессор кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Дмитрий Мартюшев, комплексные результаты исследования показали, что проникновение фильтрата в горную породу нарушает геохимическое равновесие между пластовыми флюидами и минералами породы, тем самым вызывая растворение карбонатных минералов, набухание и миграцию глинистых компонентов.

📌Использование низкоминерализованной воды в качестве основы для жидкостей глушения для некоторых карбонатных коллекторов нефтяных месторождений сопровождается высоким риском заполнения пустотного пространства, что приводит к снижению нефтедобычи. Таким образом, сделали вывод исследователи, перспективным решением станет изменение минерализации воды или использование наночастиц для сохранения геохимического равновесия и снижения минерального растворения горных пород.

#наука #нефтедобыча

Российские ученые представили способ, позволяющий быстрее прогнозировать результат гидроразрыва пласта

🛢 Новая разработка исследователей Пермского политеха поможет снизить затраты на расчеты и ускорить добычу нефти, сообщает пресс-служба вуза.

⚙️ Авторы отмечают, что на результат гидроразрыва пласта (ГРП) влияют условия течения, свойства коллектора, скорость закачки жидкости, шероховатость естественных трещин и др. Новый метод прогнозирования, разработанный и протестированный учеными, построен на использовании теории информации – результаты прогнозируются с применением только ключевых показателей: обводненности и дебита нефти до проведения ГРП, ширины и длины трещины.

💬 Как поясняет доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Владимир Поплыгин, в ходе исследования был выполнен статистический анализ ключевых параметров, на основе которого построены графики разных значений для каждого из них. Ученые пришли к выводу, что разработанная модель имеет меньшую погрешность по сравнению с прошлыми, доказывая, что для результатов прогнозирования ГРП достаточно выбрать самые важные факторы. С их помощью оценка дебита скважин после ГРП будет проходить с минимальными погрешностью и временными затратами.

#наука #ГРП

Разработка ученых ПНИПУ позволит повысить эффективность подводных нефтехранилищ

🌊 Подводные резервуары для хранения нефти в последние годы активно применяются при производстве морской нефти в крупных глубоководных и арктических проектах. Их использование позволяет снижать негативное воздействие на окружающую среду в данных условиях.

🛢 Традиционно нефть хранится на морских платформах до выгрузки в танкер или трубопровод для транспортировки на берег, что приводит к увеличению веса и размеров платформы, а также к необходимости задействовать постоянный персонал для ее обслуживания. Как отмечает пресс-служба Пермского политеха, исследователи вуза в содружестве с коллегами из ИПНГ РАН рассчитали параметры нефтехранилищ на примере различных широко используемых конструкций подводных резервуаров. Для предотвращения контакта нефти с водой и уменьшения толщины нежелательного слоя эмульсии в таких нефтехранилищах, расположенных на морском дне, используются мембраны. Они устанавливаются внутри оболочки хранилища, обеспечивая надежную изоляцию и защиту от коррозии. Анализ показал, что применение гибких мембран позволяет снизить толщину стенки и габаритные размеры, а также уменьшить массу конструкции.

☑️ Результаты анализа ученых демонстрируют зависимость массогабаритных показателей от включения гибких мембран в конструкцию нефтехранилищ.

#наука #нефтедобыча

Новый метод моделирования солнечных электростанций с водородными накопителями предложили российские ученые

👨‍👩‍👧‍👦 Исследователи лаборатории моделирования электроэнергетических систем Томского политехнического университета (ТПУ) разработали математическую модель и на ее основе – гибридный процессор: они позволяют моделировать переходные процессы в солнечных электростанциях с водородными системами накопления энергии.

👨‍👩‍👧‍👦 Как отмечает один из авторов нового метода, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Владимир Рудник, особенности подключения систем возобновляемой генерации с водородными накопителями существенно влияют на переходные процессы в энергосистеме, и особенно остро эта проблема проявляется в ситуациях, когда установки с инверторным подключением внедряются в слабые сети. В результате возникают незатухающие колебания, которые приводят к нарушению устойчивости в энергорайонах и даже в энергообъединениях.

👨‍👩‍👧‍👦 Особенность разработки томских политехников заключается в использовании физических моделей для повышающего преобразователя постоянного тока и силового преобразователя. Математическая модель позволяет выявлять причины колебаний режимных параметров различной частоты и амплитуды в энергосистемах.

👨‍👩‍👧‍👦 Разработанная модель была протестирована на Всережимном моделирующем комплексе реального времени ТПУ: полученные результаты легли в основу экспериментальных образцов силовых инверторных устройств, которые разрабатываются в университете. Кроме того, ученые планируют продолжить работу, связанную с анализом влияния генерирующих установок с инверторным подключением на переходные процессы в слабых сетях. Теперь их цель – выявление конкретных причин, вызывающих колебания режимных параметров различной частоты и амплитуды в энергосистемах.

#наука #водород #солнечная_энергия

Российские физики открыли универсальный способ прогнозирования вязкости нефти

🧪Новое аналитическое выражение для расчета вязкости сырой нефти, которое описывает самые разные образцы нефти в широком диапазоне температур и обеспечивает более высокую точность результатов, предложили ученые Института физики Казанского федерального университета (КФУ).

🛢Как отмечает пресс-служба вуза, вязкость сырой нефти определяет ее текучесть и способность просачиваться через геологические породы. Казанские ученые разработали универсальное выражение, основанное на концепции температурного скейлинга: оно помогает определять температурную зависимость вязкости сырой нефти вплоть до температур аморфизации. По словам исследователей, концепция температурного скейлинга подразумевает введение температурной шкалы, отличной от шкал Цельсия, Кельвина и других. В соответствии с ней значения ключевых температур — стеклования, плавления — принимают одни и те же значения для любых систем. В этом случае температура как физический параметр будет безразмерной величиной. В вузе отмечают, что данная концепция может быть использована в самых разных задачах, где температура является одним из параметров.

👨‍👩‍👧‍👦При исследовании ученые рассмотрели образцы нефти, добытые на различных месторождениях России, Китая, Саудовской Аравии, Нигерии, Кувейта и Северного моря.

#наука #нефтедобыча

Устройство очистки трубопроводного транспорта усовершенствовали отечественные ученые

⚙️ Исследователи Пермского политеха разработали усовершенствованную конструкцию устройства гидроструйной очистки, которая повысит эффективность технологических работ и продлит срок службы трубопровода, сообщает пресс-служба вуза.

🔄 Существующие устройства, которые производят очистку трубопроводов гидроструйным методом, когда струя воды, подаваемая под высоким давлением, удаляет загрязнения, имеют недостатки, отмечают ученые. Так, они не способны передвигаться по наклонным и изогнутым участкам, их функции ограничены при выполнении сложных длительных работ, если нужно проводить не только очистку, но и наблюдение за особенностями поверхности трубопровода для обнаружения возможных дефектов.

⚙️ Новая конструкция устройства гидроструйной очистки, предложенная политехниками, обладает повышенной устойчивостью и надежностью рабочего механизма благодаря несущей конструкции, которая соединяет две поверхности силой нажатия или прижатия. Установка также оснащена системой амортизации, регулирующей прижим и перемещение корпуса.

👤 По словам ассистента кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ Дмитрия Кучева, для улучшения процесса работы на труднодоступных участках (труба под наклоном, изгибы, выпуклости и т. д.) устройство снабдили системой визуально-лазерного контроля, состоящей из видеокамеры и лазера, который сканирует внутреннюю поверхность. Таким образом, разработка пермских ученых повышает точность диагностики состояния трубы и анализа степени отложений.

#наука #трубопроводы

Защитные покрытия для энергетики и машиностроения создают российские ученые

🆕 Новые разработки позволят в десятки раз увеличить срок службы теплонагруженных узлов, сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета МИСИС: исследования провели ученые этого вуза в содружестве с коллегами из Хэнаньской академии наук и Китайского горно-технологического университета.

👩‍🔬 В основе покрытий лежат бориды и силициды циркония и молибдена, устойчивые к окислению; нанесенный слой боросиликатного стекла образует эффект самозалечивания дефектов и трещин. Полученные покрытия характеризуются плотной структурой с низким уровнем дефектов и равномерным распределением элементов и демонстрируют высокую стойкость к окислению при температурах вплоть до 1500 °C.

👩‍🔬 По итогам испытаний исследователи пришли к выводу, что разработка подходит для защиты молибденовых сплавов от окисления при температурах до 1700 °C.

#наука #машиностроение

Российские исследователи помогут нефтяникам повысить эффективность добычи тяжелой нефти

🔬 Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) впервые выявили благоприятный эффект сочетания катализатора и донора водорода при акватермолизе. Как отмечает пресс-служба вуза, катализаторы акватермолиза и растворители, которые способны вырабатывать водород при повышенных температурах, являются перспективными агентами для повышения эффективности добычи нефти с использованием технологий закачки водяного пара. При акватермолизе снижается вязкость тяжелой нефти и содержание серы в ее составе.

🧪Совместное использование внутрипластовых катализаторов и закачки пара позволяет извлекать высоковязкую нефть с глубины до 1 км. В нефтяной индустрии давно известно эффективное влияние соединений на основе никеля и декалина, однако до недавнего времени не было разработано необходимой кинетической модели, которая на количественном уровне выявила бы синергетический эффект данных добавок. Казанские ученые объединили свойства двух реагентов для оптимизации технологии. Синергетический эффект наблюдался благодаря использованию стеарата никеля в роли прекурсора катализатора и декалина в качестве донора водорода.

🛢 Исследователи разработали отдельную кинетическую модель акватермолиза тяжелой нефти Ашальчинского месторождения, ее погрешность не превысила 5%.

💬 Как сообщают в КФУ, используемые методы и полученные результаты обеспечат основу для будущих исследовательских и технологических инициатив, направленных на повышение производительности объектов с большими запасами тяжелой нефти. Данный вопрос актуален для месторождений в России, скрывающих несколько десятков миллиардов тонн таких углеводородов.

#наука #нефтедобыча

Алгоритм оценки технического состояния оборудования модифицировали пермские политехники

✔️ Методика определения индекса технического состояния (ИТС) узлов отдельного оборудования, технического парка или агрегатов всего предприятия, разработанная в Перми, основывается на функциональной модели конструкции и статистических данных параметров эксплуатации. Она позволит повысить точность показателя технического состояния и снизить риски, связанные с выходом из строя устройств раньше запланированного срока службы, отмечают в вузе.

⚙️ Сложное техническое оборудование состоит из основных функциональных узлов, каждый из которых играет роль в обеспечении работоспособности, объясняют политехники, которые предложили рассчитывать показатель поэтапно, то есть ИТС всего устройства определяют на основе ИТС его ключевых узлов, а их рассчитывают по параметрам. Такой подход основан на модели, которая учитывает конструктивные, технологические и статистические особенности технической системы.

⚙️ Разработанная модель была проверена на основе базы данных параметров турбореактивных двигателей. По сравнению с обычно применяющейся моделью при одних и тех же данных она показала более точные результаты на примере расчета состояния 3 двигателей.

📌 Разработка ученых Пермского политеха позволит контролировать уровень ИТС на промышленных предприятиях, оперативнее и даже с опережением получать информацию о необходимости выполнения работ по техническому обслуживанию оборудования, не допуская его поломки и остановки производства.

#наука

Российские ученые предложили решение, которое снизит токсичность буровых отходов

🛢 Солевой состав бурового шлама, который образуется при строительстве скважин, меняют с помощью химических реагентов, содержащих в себе калий, кальцинированную соду, хлорид кальция, хлорид калия и известь. Водорастворимые соли повышают щелочность шлама, который из-за этого негативно влияет на окружающую среду. Для ее снижения исследователи Пермского политеха и Тюменского индустриального университета предложили использовать гипс и фосфогипс. Применяя их, можно создавать оптимальные водно-физические свойства буровых отходов для утилизации без вреда для окружающей среды, заключили они.

👩‍🔬 Как сообщает пресс-служба ПНИПУ, ученые двух вузов в ходе исследования выявили закономерности изменения солевого состава буровых шламов в процессе ионно-обменной реакции при использовании гипса. Также они разработали математическую модель прогноза растворения солей, которая учитывает все неуправляемые факторы, влияющие на этот процесс, – плотность, гранулометрический состав, коэффициент фильтрации, содержание водорастворимых солей. Несколько образцов шлама, на которых применялись разные типы буровых растворов, смешивали с гипсом, после чего происходила ионно-обменная реакция с замещением катионов натрия на катионы кальция. Внесение гипса неизменно приводило к изменению концентрации хлорид-иона во всех образцах, что свидетельствует об эффективности его применения для снижения щелочности.

☑️ Выявленные пермскими и тюменскими учеными закономерности и созданная математическая модель позволяют спрогнозировать нормы внесения гипса для уменьшения содержания водорастворимых солей в шламе и в конечном счете сделать процесс их утилизации более экологичным.

#наука #бурение