#нефть

Каждый год на территории ХМАО-Югры, в которой находятся 70 процентов всех нефтяных скважин России, образуется около пяти миллионов кубических метров техногенного отхода — бурового шлама, который, имея в своем составе загрязняющие вещества, оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Ученые Пермского Политеха разработали и запатентовали новый дорожно-строительный материал — асфальтобетон, в состав которого входит буровой шлам, который полностью замещает традиционно используемый минеральный порошок. Технология понизит стоимость производства асфальтобетона, а значит и дорожного строительства в целом.

Ученые из ТюмГУ смоделировали технологии пароциклической обработки добывающих скважин для месторождений тяжелой нефти и проанализировали влияние конвективных процессов на основные технологические параметры.

Даже в пределах одного месторождения горные породы, в которых может скапливаться нефть, обладают различными свойствами. Не принимая этот факт в расчет, невозможно спрогнозировать «отдачу» нефтяной скважины. Ученые Пермского Политеха предложили не имеющую аналогов методику оценки возможного дебита нефтяных скважин.

Чтобы увеличить нефтедобычу, сегодня используют различные технологии — например, гидравлический разрыв пласта. Он заключается в создании трещины в нефтяном пласте с помощью жидкости, которую подают под давлением. Это позволяет обеспечить приток «черного золота» к забою скважины. Но в процессе происходит изнашивание технологического оборудования. Оно может разрушаться, что приводит к аварийным ситуациям, простою скважин и снижению добычи нефти. Для упрочнения важных деталей используют электромеханическую обработку. Исследователи из Пермского Политеха определили наиболее эффективные параметры этого процесса. Это позволило в 2,5-3 раза повысить твердость поверхностного слоя детали.

Для эффективной работы камер сгорания газотурбинных энергоустановок, которые активно используются для выработки электричества и теплоэнергии, необходимо в течение всего процесса нагревать свежую газовоздушную смесь до температуры воспламенения. Если газа в смеси мало, а воздуха много, горение нестабильно и практически невозможно. Ученые Пермского Политеха предложили комбинированный способ повышения температуры топлива перед его подачей в камеру сгорания. Технология позволит установке самопроизвольно выделять большое количество тепла и электроэнергии, не принося вреда экологии. Кроме того, разработка уменьшит габариты оборудования и при этом увеличит срок службы и экономичность его работы.

После принятия закона о запрете сжигания попутного нефтяного газа в России были построены газопроводы низкого давления. Их протяженность составляет более семи тысяч километров. Сейчас состояние магистральных газопроводов отслеживают с помощью специальных снарядов с датчиками, которые перемещаются по трубам за счет перекачиваемого газа. При этом для точности диагностики важно обеспечивать равномерную скорость движения снаряда. Существующие конструкции диагностических снарядов недостаточно эффективны для мониторинга газопроводов низкого давления, так как неровности внутренних стенок и относительно низкое давление делают их движение неравномерным. Это приводит к искажению или потере информации, а иногда и к поломке оборудования. Ученые Пермского Политеха предложили конструкцию диагностического снаряда с дополнительными каналами, которая позволит обеспечить безопасность трубопроводов для транспортировки попутного газа.

Активная разработка месторождений в Пермском крае ведется с 1950-х годов. Поэтому значительная часть наиболее продуктивных нефтяных терригенных пластов либо полностью выработана, либо находится на поздней стадии разработки. В этих условиях структура остаточных запасов углеводородов с каждым годом все более смещается в сторону разработки карбонатных нефтяных залежей. Существующие методы исследования карбонатных горных пород не всегда позволяют достоверно оценить содержание в них «черного золота». Ученые Пермского Политеха предложили новый способ определять наличие нефти в карбонатных пластах.

Увеличение применения черного золота способствует загрязнению окружающей среды нефтепродуктами. Нефть негативно влияет на физико-химические и микробиологические свойства почв. Загрязнители могут привести к снижению плодородия земель и замедлить процессы естественного восстановления. Попадая в почву и воду, нефть подавляет жизненные процессы, что нарушает санитарно-гигиеническое состояние окружающей среды. Исследователи из Пермского Политеха выяснили, какое воздействие оказывают загрязнители на основные микроорганизмы почв.

Интенсификация работы нефте- и газоносных скважин представляет реальный экономический интерес для добывающих компаний. Один из наиболее распространенных способов повысить продуктивность скважины предполагает искусственное создание трещин, которые могут также привести к увеличению объема добываемой воды. Чтобы избежать негативных последствий от процедуры, трещину необходимо «контролировать», что требует привлечения дорогостоящего оборудования. Ученые Пермского Политеха нашли способ прогнозировать распространение трещин на этапе планирования работ и удешевить «контроль» уже созданных.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Великобритании разработали математические модели технологии глубокой переработки нефти. Они созданы для прогнозирования процесса каталитического крекинга — важного процесса в нефтяной отрасли, когда из остатков переработки нефти и мазута получают высокооктановый компонент бензина и другие полезные продукты. Уникальность моделей заключается в том, что они учитывают сложные физико-химические закономерности реакторных процессов. На их базе будет создано отечественное программное обеспечение в области проектирования, моделирования и оптимизации процессов преобразования углеводородного сырья в полезные нефтепродукты. Это позволит прогнозировать сложный процесс нефтепереработки на всех уровнях.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов с различными молекулярными массами и другими химическими соединениями. При извлечении из пласта она содержит воду, что нежелательно для дальнейшей обработки, поэтому важно разделять эти жидкости. Для решения этой проблемы в том числе используют методы, основанные на действии электрического поля. Нефть и содержащиеся в ней примеси обычно слабо проводят ток. Ученые Пермского Политеха и Института механики сплошных сред УрО РАН нашли способ повысить эффективность очистки нефти от воды и других примесей. Математическая модель позволит изучить физические процессы на молекулярном уровне, которые происходят под влиянием электрического поля.

При добыче и переработке нефти выделяется попутный нефтяной газ, который в больших объемах просто сжигается. Такой способ утилизации газа негативно сказывается на экологической обстановке, наносит вред здоровью населения, а также экономике страны, ведь это потенциальный энергетический ресурс, который не используется. Ученые Пермского Политеха разработали и апробировали модель управления электрическими режимами электротехнического комплекса нефтегазодобывающего предприятия, где попутный нефтяной газ становится источником энергии для его работы.

Тюменские биологи сделали вывод, что на территории аварии, где произошел разлив нефти, за 25 лет практически полностью восстанавливаются флора и фауна.

Ученые из ТюмГУ продемонстрировали, насколько продуктивнее извлечение из пласта нефти с помощью тепломассопереноса.

Скважинная добыча полезных ископаемых — сложный технологический процесс, который требует грамотного подбора и качественной отладки оборудования. И даже при соблюдении всех мер предосторожности в ходе добычи жидких ископаемых, таких как нефть, возникают осложнения. К примеру, на территории Пермского края в 70 процентов случаев осложнения вызваны образованием парафиновых отложений, затрудняющих процесс добычи «черного золота», а иногда приводящих к аварийным ситуациям на нефтедобывающих скважинах. Расчеты ученых Пермского Политеха помогут избежать подобных проблем в будущем.

Подготовка нефти до товарного качества — процесс, который состоит из множества стадий. Важно обеспечивать оптимальные технологические параметры, чтобы повысить эффективность использования оборудования. Результат, к которому стремятся предприятия, — увеличение прибыли. Исследователи из Пермского Политеха усовершенствовали автоматизированное управление технологическим процессом подготовки «черного золота», чтобы снизить затраты на производство и улучшить качество готового продукта. Для этого они использовали алгоритм оптимизации на основе нейросетей и аналитических моделей.

Химики доказали, что нанопористые углеродные материалы могут быть использованы в качестве многообещающей недорогой альтернативы для хранения природного газа, который используется в качестве экологичного топлива.

Самая распространенная в нашей стране проблема при добыче и транспортировке нефти — образование асфальтосмолопарафиновых отложений, АСПО. В основном это явление наблюдается в призабойной зоне пласта, на холодной поверхности лифтовой колонны, линейных трубопроводов и резервуаров. При росте объема отложений значительно снижается гидравлический радиус, что повышает давление в добывающей скважине и может привести к аварийным ситуациям. Одним из перспективных методов борьбы с АСПО является нанесение на поверхности лифтовой колонны и линейных нефтепроводов гладких покрытий, выполненных из эпоксидных полимеров. Ученые Пермского Политеха впервые разработали методику оценки технологической эффективности применения эпоксидных покрытий. Исследователи установили, что их внедрение способствует увеличению температуры внутренней поверхности лифтовой колонны, что в свою очередь дополнительно снижает интенсивность образования органических отложений. Разработка ученых позволяет не только тестировать, но и создавать отечественные марки эпоксидных покрытий для их комплексного исследования.

Впервые в мировой и отечественной теории и практике учеными Пермского Политеха создана информационная система стратегического управления, которая в режиме реального времени реагирует на изменения внешней и внутренней среды, оперативно принимает технические, технологические или организационные решения при управлении работой оборудования на разной глубине скважины в процессе ее бурения и эксплуатации. Модель управления позволяет ориентироваться на лидерство и повысить конкурентоспособность компаний в условиях нестабильности рынка.

В процессе добычи и транспортировки нефти и продуктов ее переработки могут происходить разливы. Это приводит к нарушению экологического равновесия и несет риски для живой природы. В результате загрязнения изменяются агрохимические, физические и микробиологические свойства почвы. Одним из методов борьбы с нефтяными отходами сегодня являются препараты на основе специальных бактерий, которые «питаются» ископаемым топливом. Исследователи из Пермского Политеха выявили микроорганизмы, которые наиболее эффективно «уничтожают» углеводороды.