#нефть

Как понять, сколько в нефтяных залежах осталось полезных ископаемых, как они распределены в горной породе и как повысить эффективность их добычи? Для ответов на эти вопросы нефтяники создают 3D-модель месторождения. Она позволяет спрогнозировать будущее поведение нефти и газа и спланировать их наиболее продуктивную добычу. От ее точности во многом зависит правильность всех принятых решений по извлечению ресурсов. Но пока остаются проблемы с компьютерным воспроизведением сложных коллекторов, которые отличаются большим количеством пустот и трещин в структуре. Ученые Пермского Политеха разработали подход, который на 10 процентов повышает достоверность моделирования таких нефтяных залежей. Он дает возможность качественно оценить реальные фильтрационные потоки, по которым жидкость продвигается к скважине.

Для проверки нефте- и газопроводов все чаще используют мобильных автономных роботов. Они могут своевременно определять различные повреждения, такие как износ материала, коррозию и утечки, тем самым снижая количество аварий и экологических катастроф. Важно, чтобы подобные устройства, помимо точной фиксации дефектов, были способны свободно ориентироваться во внутритрубном пространстве и передвигаться как по прямым, так и по наклонным частям трубы. Но российские роботы пока не соответствуют таким требованиям. Ученые Пермского Политеха разработали эффективный способ управления, позволяющий качественно диагностировать трубопровод криволинейной формы геометрии, к которым относятся отводы, повороты и изгибы.

В нефтедобыче для извлечения углеводородов из скважины и поддержания пластового давления активно используют специальные насосы. Они работают с помощью поршня, который возвратно-поступательными движениями перекачивает нефть или воду. Часто на одной скважине требуется установка сразу нескольких одновременно работающих насосов для большей подачи жидкости. Однако в этом случае разная скорость работы поршней приводит к неравномерной перекачке жидкости из-за возникающих пульсаций подачи и колебаний давления. Это вызывает аварии, связанные с повреждениями трубопровода и оборудования. Ученые Пермского Политеха разработали способ эффективного снижения неравномерной подачи жидкости, который обеспечивает надежную работу поршневых насосов и минимизирует простой нефтегазового оборудования.

В нефтедобыче прогнозирование свойств коллекторов — важная задача, позволяющая оценить потенциал месторождения и принять решения по его качественной разработке. Обычно для этого проводят геофизические исследования, с помощью которых определяют характеристики горных пород: пористость, плотность и проницаемость. На их основе строят 3D-модель месторождения и получают информацию о содержащихся в нем запасах нефти и газа. Но структура и свойства коллекторов очень изменчивы, и такая неоднородность часто препятствует получению достоверных данных традиционными методами. Ученые Пермского Политеха разработали подход для моделирования пористости в нефтегазовой отрасли на основе искусственного интеллекта. Он позволит на 56 процентов повысить точность прогноза и эффективность разработки месторождений.

Ученые Пермского Политеха и Казанского федерального университета в сотрудничестве с экспертами Ирана и Китая разработали новые уникальные ингибиторы для защиты оборудования от коррозии на основе полиуретана и гуммиарабика — смолы, получаемой из сока акаций. Синтезированное вещество эффективно на 95 процентов.

Согласно докладу Всемирной метеорологической организации, концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 11,4 процента только за последние 20 лет. Уровень парниковых газов растет, обрекая планету на повышение температуры на многие годы вперед. Одним из возможных выходов считается улавливание, использование и хранение углекислоты в нефтяных скважинах, откуда газ не выходит на поверхность. Но сложные реакции, которые происходят между ним, горной породой и жидкостью в ней, до сих пор изучены мало. Ученые Пермского Политеха исследовали изменения в структуре пласта при взаимодействии с углекислым газом и выяснили, что его закачка в горную породу ведет к блокированию пор — это снижает их проницаемость на 60-70 процентов и тем самым мешает добыче нефти. Результаты помогут лучше понять, как оптимизировать закачку углекислого газа.

Ученые Инженерной школы природных ресурсов ТПУ изучили вторичные минералы — карбонаты и цеолиты — вулканических пород с участков Северо-Минусинской котловины Минусинского прогиба (Хакасия). Полученные данные помогут лучше понимать, как именно вторичные минералы влияют на изменение свойств вулканитов, их потенциальную нефтегазоносность и перспективы использования в качестве резервуаров для закачки углекислого газа.

Ученые из ТюмГУ изучили генотоксические последствия воздействия бензина на растительный модельный объект — кресс-салат Lepidium sativum L.

Одни из самых распространенных и опасных техногенных отходов — нефтепродукты. Углеводороды в их составе меняют свойства почвы, что оказывает отравляющий эффект на всю экосистему: теряется плодородие, способность впитывать влагу. Основной причиной загрязнений могут быть аварии, бурение скважин, добыча нефти. Эти и множество других факторов способствуют накоплению вредных частиц в земле и оказывают длительное негативное влияние на экологическое состояние окружающей среды. Поэтому необходимо принимать меры для предотвращения или минимизации подобных ситуаций. Ученые Пермского Политеха нашли новые микроорганизмы, которые помогают бороться с остатками токсичных веществ.

Для добычи нефти из скважин больших глубин используют штанговые глубинные насосы, которые в процессе эксплуатации подвергаются высоким нагрузкам. Особенно это сказывается на одной из важнейших частей устройства — насосном штоке. Это цельный металлический пруток, который толкает плунжер, создавая необходимое для перекачки нефти давление. Работа оборудования в суровых условиях приводит к появлению коррозии на резьбе детали, из-за чего его материал в дальнейшем разрушается. Для стабильной работы насосов необходимы методы, предотвращающие быстрое изнашивание таких элементов. Ученые Пермского Политеха предложили способ локального упрочнения насосных штоков с помощью технологии индукционной термической обработки. Применение разработанных рекомендаций на практике обеспечит надежность и долговечность скважинного оборудования в агрессивных условиях, свойственных горнодобывающей отрасли.

Легкоизвлекаемая нефть в России стремительно сокращается, поэтому для обеспечения спроса на экспортном и внутреннем рынках необходимо вводить разработку новых месторождений, в том числе трудноизвлекаемых запасов. На сегодня их объем составляет порядка 3,4 миллиарда тонн. Но специфика добычи таких ископаемых требует существенных затрат и применения новых технологий. Один из перспективных видов оборудования для добычи нефти из наклонно-направленных скважин и скважин с боковыми стволами -насосные установки с канатными штангами. Их располагают в месте интенсивного набора кривизны для соединения станка-качалки с насосом. У оборудования высокая эффективность, но из-за недопустимого изгиба при провисании колонна может отказать, и вся установка выйдет из строя. Ученые Пермского Политеха предложили новый способ крепления канатной штанги в искривленном участке скважины, который обеспечит ее прямолинейное положение и увеличит работоспособность оборудования.

Россия входит в топ-3 стран по мировой добыче нефти. Для сохранения лидирующих позиций и повышения объема извлекаемых углеводородов специалисты заинтересованы в строительстве надежных объектов, которые обеспечивают максимальную рентабельность работы. После процесса бурения стенки скважины укрепляют, спуская туда обсадную колонну и цементируя ее специальными тампонажными растворами. В полученной крепи формируют отверстия методом перфорации. Это необходимо для создания гидродинамической связи пласта со скважиной и начала процесса нефтеизвлечения. Неправильно подобранные параметры такой работы приводят к образованию трещин, которые становятся причиной преждевременного обводнения. Ученые Пермского Политеха впервые смоделировали крепь скважины, учитывая возникающие давления при перфорации, состав тампонажного раствора, свойства формируемого из него камня и параметры проведения прострелочно-взрывных работ. Полученные результаты и методические подходы позволят избежать разрушения крепи скважин и больших издержек на восстановление ее целостности.

Небольшие землетрясения, которые ученые регистрировали в конце 2010-х годов вблизи места добычи нефти на территории графства Суррей в Южной Англии, произошли «не по прихоти природы», как полагали ранее, а были спровоцированы деятельностью человека. К такому выводу пришли геологи из Великобритании.

Главный современный углеводород — нефть — не так-то просто добыть. Геологам приходится работать на удаленных от больших городов месторождениях, организовывать нефтедобычу в холодном море, бурить скважины под углом, строить гигантские сооружения для обслуживания процесса и совершать другие технологические подвиги. Naked Science разобрал пять формул, которыми пользуются нефтяники для изучения месторождений, прежде чем вообще начинать разработку и строительство инфраструктуры.

По различным оценкам мировые запасы трудноизвлекаемой нефти составляют от 600 миллиардов до одного триллиона тонн. Количество «легкодоступной» жидкой нефти в России, как и во всем мире, постоянно снижается, а разработка месторождений смещается в малоисследованные районы. В связи с этим требуется развитие и улучшение технологий добычи более вязких флюидов. Чтобы извлечь их, используют термошахтный способ, при котором нефть разжижают, закачивая в пласт горячий пар. Несмотря на увеличение нефтеотдачи, метод нарушает условия труда из-за превышения допустимой температуры воздуха в рабочей зоне, которая составляет 20-24 градусов. Применяемые сегодня способы и технологии для решения этой проблемы малорезультативные и финансово затратные. Ученые Пермского Политеха разработали новый эффективный метод, который позволит поддерживать под землей температуру в пределах нормы и снизит риски для здоровья рабочих.

Эффективность разработки нефтегазовых залежей зависит от их энергетического состояния — текущих пластовых и забойных давлений, а также их динамики. Когда «энергии не хватает», существует высокая вероятность не достичь проектного коэффициента извлечения нефти. В этом случае в пласт закачивают воду или другие агенты, что позволяет увеличить дебит. Ученые ПНИПУ и эксперты «Газпром нефть» определили наиболее эффективный способ заводнения для неоднородного коллектора и рассчитали его экономическую эффективность. Исследование позволит извлекать нефть из самых труднодоступных участков, увеличивая доход без значительных финансовых вложений.

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» предложили новый подход для получения нетканых материалов, которые можно использовать в качестве эффективных сорбентов для ликвидации разливов нефтепродуктов с поверхности воды.

В России и других странах снижается уровень добычи нефти из доступных месторождений. Перспективной становится разработка низкопродуктивных залежей — карбонатных коллекторов. Для извлечения из них максимального объема углеводородов создают систему скважин, но для этого важно знать размер области, охватываемой процессом дренирования. Ее определяют с помощью двух известных методов. Ученые Пермского Политеха провели расчеты, проанализировали результаты, полученные каждым из методов, и сравнили их с реальными промысловыми данными. Так политехники выявили наиболее достоверный способ расчетов.

Существуют бактерии, способные окислять нефть — их можно использовать для очистки от загрязнений. Но в процессе окисления вырабатываются активные формы кислорода. Они вызывают окислительный стресс, повреждающий бактериальные клетки. Исследователи Академии биологии и биотехнологий ЮФУ обнаружили, что такой стресс активирует антиоксидантную защиту — это позволяет им лучше перерабатывать нефть.

Сейчас для добычи нефти активно используют штанговые скважинные насосные установки, которые эксплуатируются в агрессивных средах под высоким давлением. Цилиндр и поршень в них подвержены износу, поэтому для повышения прочности проводят ионно-плазменное азотирование. Ученые Пермского Политеха внесли корректировки в технологический процесс изготовления оборудования. Это позволит значительно снизить затраты на ремонт скважины и замену насоса для нефтедобывающих компаний.