#нефть

В нефтеперерабатывающей промышленности объем и качество производимой продукции — это важнейшие показатели эффективности работы. Они зависят от соблюдения нужных параметров технологического процесса. Для определения показателей качества пробы нефти отбирают и анализируют в лаборатории, однако, это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Альтернативным методом стало применение виртуальных датчиков, которые позволяют быстро получать и достоверно передавать информацию о продукции. Ученые Пермского Политеха создали метод разработки виртуального анализатора температуры выкипания дизельного топлива с использованием нейронных сетей.

Биологи Тюменского государственного университета провели анализ влияния нефти на биохимические показатели дрозофил (Drosophila melanogaster).

В медицинской и ветеринарной дерматологии широко используют лекарства из нефти и продуктов ее переработки для лечения гнойно-воспалительных ран. Они обладают успокоительными, обезболивающими и обеззараживающими свойствами, но имеют свои недостатки. Например, вазелин при длительном применении приводит к чувствительности организма и замедляет скорость проникновения лекарства сквозь кожу. Ученые ПНИПУ изучили, какими заживляющими свойствами обладают разные соединения, полученные из бензина, разработали и протестировали лечебные мази на их основе.

Для диагностики нефтяных и газовых трубопроводов применяют автономных роботов, которые проникают внутрь и получают достоверные данные о состоянии трубы, тем самым предотвращая большое количество аварий, повреждений и значительные экономические потери. Но существующие устройства не могут контролировать все части трубопровода, например, отводы, вертикальные и наклонные участки им недоступны. Ученые ПНИПУ разработали механическую конструкцию робота, которая имеет несколько приводных колесных движителей. Устройство работает при разных углах наклона поверхности, обладает высоким запасом мощности и низким энергопотреблением.

Нефть служит сырьем для производства практически всего, что нас окружает. Благодаря ей мы способны лечить людей, создавать высокоточное оборудование, покорять космос. При этом «черное золото» скрыто от нашего взора толщами земных пород. Как увидеть нефть в недрах земли и под глубинами морей, можно ли оценить ее качество, не прибегая к анализам, стоит ли добывать нефть, найденную на дачном участке, и чем зима вредит и помогает нефтяному промыслу? Отвечают ученые горно-нефтяного факультета Пермского Политеха.

Газопроводы низкого давления доставляют попутный газ от нефтяных скважин до места хранения и переработки. Чтобы своевременно обнаружить дефекты трубопровода, применяют инспекционный снаряд — устройство с приборами и датчиками, перемещаемое внутри трубы. Для качественной диагностики у снаряда должна быть постоянная скорость. Однако, если давление газа невелико, шероховатости трубы заставляют его двигаться рывками. Исследователи ПНИПУ и «НефтеГазДиагностики» разработали клапан обтекаемой формы – это позволит точно контролировать скорость снаряда и избежать потери диагностических данных.

Ученые Тюменского государственного университета рассчитали параметры теплоносителя вдоль всего ствола нефтедобывающей скважины, что поможет избежать проблемы обводнения при движении пара по трубе.

Эффективность работы скважины во многом зависит от того, насколько хорошо призабойная зона (пласт, прилегающий к стволу скважины) пропускает нефть или газ. Проницаемость этой зоны может снижаться, например, из-за попадания воды или примесей, загрязнения отложениями солей. Тогда дебит скважины — объем полезного продукта, который она отдает за единицу времени — уменьшается, а оставшиеся запасы становится трудно и малорентабельно добывать традиционными методами. В этой ситуации применяют гидравлический разрыв пласта. В скважину под высоким давлением закачивается жидкость или гель, они растрескивают породу, и через трещины начинают более интенсивно поступать нефть или газ. Однако физика процесса развития трещины очень сложна, поэтому предварительные расчеты, насколько сильно увеличится дебит, зачастую не совпадают с реальными результатами. Чтобы избежать нерациональной траты ресурсов, ученые ПНИПУ разработали специальную модель прогнозирования: она определит эффективность гидроразрыва пласта до его проведения.

Разработка нефтяных месторождений осложняется асфальто-смоло-парафиновыми отложениями, которые осаждаются на стенках оборудования и затрудняют процесс добычи. Из-за большого количества отложений уменьшается текучесть нефти, что негативно сказывается на эффективности ее добыче. Для борьбы с ними используют теплоноситель, который закачивается в скважину для ее прогрева. При высокой температуре парафин не образуется, и обеспечивается беспроблемная эксплуатация скважины. На данный момент перспективен способ промывки скважины через полые штанги глубинного насоса – полые стержни, через которые закачивают горячую нефть или воду. Однако у технологии отсутствуют все необходимые расчеты, которые приведут к ее качественному и результативному применению. Ученые Пермского Политеха доработали метод с помощью математического моделирования. Это позволит получить точные параметры промывки при любых вводных данных и составить технологический процесс для любого месторождения, где наблюдается осложнение работы скважин из-за парафиновых отложений.

Деятельность человека — основной источник загрязнения окружающей среды. Особенно большой вред природе наносится в местах добычи и переработки нефтяных углеводородов. Один из значимых объектов окружающей среды — почва, она образует биохимическую оболочку, важнейший элемент биосферы. Однако почва обладает свойством накапливать различные органические и неорганические загрязнители. Нефтяные углеводороды изменяют ее свойства и нарушают стабильность экосистемы. Дыхание почв — выделение углекислого газа, считается важным показателем восстановления почвенных характеристик, что способствует разрушению загрязняющих окружающую среду веществ. Ученые Пермского Политеха исследовали, как нефтяные углеводороды влияют на дыхание загрязненных почв. Результаты работы позволят более эффективно очищать плодородные земли и сокращать негативное влияние на окружающую среду.

Современная инфраструктура включает множество сетей трубопроводов, которые выполняют важные функции по транспортировке газа и нефти. Однако их длительная эксплуатация приводит к износу, коррозии, утечкам и другим повреждениям, способствующим авариям и значительным экономическим потерям. Для предотвращения таких ситуаций в последние годы уделяется большое внимание применению роботизированных систем для диагностики трубопроводов. Благодаря своей мобильности и способности проникать внутрь труб, они могут осуществлять осмотр и мониторинг в труднодоступных местах. Однако аккумуляторы, которые являются важным источником энергии для роботов, обладают совсем небольшой мощностью и соответственно малым временем работы. Ученые Пермского Политеха разработали аккумулятор с высокой энергетической мощностью, длительным сроком эксплуатации и небольшими габаритными размерами, которые позволяют установить его в робота. Разработка представляет собой инновационное решение, обеспечивающее надежное и эффективное электропитание для автономного робототехнического комплекса по диагностике трубопроводов.

Ученые физико-математического направления ТюмГУ предложили подход к прогнозированию и оценке эффективности применения технологий для контроля обводненности нефтяного пласта, создав линейку математических моделей для прогнозирования и оптимизации осадко-гелеобразующих методов увеличения нефтеотдачи. В состав физико-химических методов увеличения нефтеотдачи (МУН) входят технологии контроля обводненности продукции для заводняемых залежей, которые обычно называют технологиями выравнивания профиля приемистости (ВПП).

Нефть с давних времен — источник получения различных нефтепродуктов, имеющих широкий состав и спектр применения. Черное золото способно залечивать раны, сохранять свежесть продуктов, дарить тепло нашему телу и продлевать жизнь вещам вокруг. Каким образом? Об этом рассказали ученые кафедры химических технологий Пермского Политеха.

Для обеспечения герметичности и долговечности нефтяных и газовых скважин, эксплуатационные колонны, через которые в будущем на поверхность поступают флюиды, цементируют с помощью тампонажного раствора. Это важный ответственный и трудоемкий процесс, от которого зависит успешность будущей работы скважин. Состав таких смесей для каждой из них подбирается в лабораторных условиях с учетом горно-геологических особенностей, определяются его технологические свойства, обеспечивающие безаварийность проведения работ по цементированию. Если выбрать неправильную рецептуру, то может произойти гидравлический разрыв пласта, который приведет к загрязнению и значительному ухудшению свойств продуктивных горных пород. На сегодняшний день нет полностью автоматизированного способа выбора состава тампонажного раствора, который бы учитывал все требуемые характеристики. Ученые Пермского Политеха разработали программное обеспечение, которое поможет выбрать оптимальную рецептуру тампонажного раствора с учетом требуемых технологических параметров и стоимости всех химических реагентов без проведения дополнительных лабораторных исследований.

Отложения парафина — большая проблема при добыче нефти во многих странах мира. Еще более актуальной она становится в условиях снижения запасов углеводородов и увеличения осложнений при добыче на месторождениях, переходящих на поздние стадии разработки. В результате происходит ухудшение технологических параметров добычи черного золота, а именно: повышение обводненности продукции (большое количество воды), снижение забойного и пластового давления, изменение компонентного состава добываемого сырья. Такая динамика показателей способствует более раннему образованию парафиновых отложений, поэтому ведется поиск методов борьбы с ними, чтобы сократить затраты на добычу полезного ископаемого. Ученые Пермского Политеха создали эмпирическую модель парафинобразования при прохождении сырой нефти в скважине, которая поможет прогнозировать появление парафина и оптимизировать затраты на обслуживание скважин.

Большинство действующих нефтяных месторождений находятся на поздних стадиях разработки, где особое внимание уделяется энергоэффективности добычи. Это связано с тем, что из-за погружных насосов, которые используются при выкачке сырья, расходуется большое количество электричества. Ученые Пермского Политеха создали цифровую математическую модель для расчета потребления электроэнергии. Алгоритм учитывает все факторы, влияющие на производительность центробежного насоса, и поддерживает его работу в оптимальном режиме. Методику применили к трем добывающим скважинам Волго-Уральского месторождения.

В мире стремительно развивается цифровизация всего нефтепромысла. Одним из этапов считается разработка и внедрение интеллектуальных станций управления скважинами, работа которых приводит к снижению энергопотребления, а также к уменьшению скорости износа оборудования. Для корректного функционирования таких станций необходимо постоянное измерение дебита. В современных условиях замеры количества добываемой нефти выполняются периодически, что не позволяет анализировать условия работы скважины. Несвоевременное регулирование работы ведет к снижению эффективности добычи нефти. Поэтому возникает необходимость создания специального программного обеспечения для автоматического расчета дебита. Для этого ученые Пермского Политеха разработали модель механистического виртуального расходомера, который повысит качество промысловой информации и обеспечит регулярную оптимизацию работы скважины. На сегодняшний день не существует расходомеров, использующих все необходимые для расчета и прогнозирования дебита физические данные со скважин.

В России есть уникальное месторождение по добыче тяжелой высоковязкой нефти, находящееся в Республике Коми. Для его эффективной разработки используется термошахтный способ, при котором из горных выработок в продуктивный нефтяной пласт закачивается перегретый пар. Такой метод позволяет понизить вязкость нефти и повысить ее текучесть. Однако при таком способе добычи в рабочей зоне температура воздуха становится очень высокой, в результате чего нарушаются условия работы горнорабочих. Существующие варианты решения проблемы неэффективны, трудоемки и затратны. Ученые Пермского Политеха предложили инновационный и экономичный способ проветривания нефтяной шахты, который позволит нормализовать условия труда горнорабочих при оптимальных затратах.

Научная группа из Сколтеха изучила эффект от закачки в нефтеносный сланец двух химических составов для повышения нефтеотдачи. Оказалось, что обе испытанные жидкости — водный раствор промышленного поверхностно-активного вещества и взвесь наночастиц диоксида кремния — не подходят для разработки сланцевых месторождений. Вместо того чтобы облегчать добычу, эти химические агенты могут, наоборот, «запереть» нефть в пласте. По этой причине ученые рекомендуют исследовать альтернативные варианты повышения нефтеотдачи на сланцевых месторождениях.

Физики ТюмГУ, НГУ и ТИУ представили ​​методику для изучения поведения наночастиц при движении в потоке несущей жидкости. На основе этой методики они предложили механизм, объясняющий снижение вязкости нефти при малых концентрациях наночастиц и открывающий новые возможности для коммерческого использования графена в нефтяной и энергетической промышленности.