#нефтедобыча

Поддержание высокого уровня добычи нефти и газа требует постоянного восполнения запасов нефтяных компаний. Для этого на каждом этапе освоения нефтяных и газовых активов не останавливаются геологоразведочные работы, позволяющие открывать новые и уточнять границы имеющихся месторождений. На основе результатов геологоразведочных работ ученые Пермского Политеха разработали вероятностно-статистические модели прогноза нефтеносности месторождений. Они позволяют эффективно производить поиск и геометризацию залежей.

Сырая нефть — самый потребляемый и невозобновляемый источник энергии. Однако ее добыча снижается, а спрос на энергию растет. Когда в эксплуатацию вводится новый пласт, давление в нем изначально высокое. С течением времени давление снижается, и тогда нефтяникам приходится использовать методы искусственного подъема — скважинные насосы, газлифты. Критической стадией является та, когда остаточная нефть оказывается в ловушке и не может быть извлечена предыдущими способами. Именно тогда необходима операция по повышению нефтеотдачи, которая заключается в вытеснении нефти другими веществами, например, щелочью, поверхностно-активными веществами и полимерами или их комбинациями. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Казахстана предложили в качестве полимера для увеличения нефтеотдачи пласта использовать органически чистое вещество из сушеной окры — съедобного овоща, который растет в теплом летнем климате и нейтрален по вкусу. Технологию опробовали на сложнопостроенных карбонатных коллекторах казахстанского месторождения.

Многие нефтяные месторождения, в том числе и в Пермском крае, переходят на поздние этапы разработки. Этот процесс сопровождается увеличением доли поступающей из пласта воды, интенсивное движение которой совместно с черным золотом может привести к созданию водонефтяной эмульсии — смеси двух нерастворимых жидкостей. Этот процесс приводит к возникновению осложнений при добыче, транспортировке и подготовке добываемого сырья. Основной способ борьбы с образованием эмульсии — дозирование в нефти деэмульгаторов, то есть химических соединений позволяющих разделить нерастворимые жидкости. Выбор наиболее эффективного реагента — крайне важная задача, но еще необходимо корректно подобрать метод его подачи. Ученые Пермского Политеха изучили способ выбора деэмульгатора и провели численное моделирование новой техники его ввода, позволяющего снизить потребление реагента в несколько раз.

При разработке старых нефтяных месторождений используются различные методы повышения отдачи пласта и продуктивности скважин. Один из наиболее распространенных — волновое воздействие. При этом необходимо правильно подобрать амплитуду и частоту волны. Ученые Пермского Политеха изучили изменение параметров горных пород при различных частотах волнового воздействия и разработали модель для прогнозирования его результатов. С ее помощью можно определить наиболее эффективную стратегию увеличения добычи нефти для конкретной скважины.

Тюменские физики разработали математические модели для прогнозирования характерных размеров зоны дренирования пласта и воздействия дисперсных частиц на пласт с трещиной автогидроразрыва.

Сегодня большое количество нефтяных месторождений, в том числе и в Пермском крае, добывают меньше сырья, чем раньше. Это связано с тем, что запасы постепенно истощаются, и качать нефть становится труднее. От этого растут затраты на добычу и эксплуатацию оборудования. В связи с этим отрасль стремится внедрить цифровые высокотехнологичные системы, которые смогут оптимизировать энергопотребление, снизить время между отказами оборудования и сократить количество непредвиденных ситуаций. Уже существует ряд цифровых систем управления добывающими скважинами, однако они направлены на оптимизацию работы отдельно каждой из них и не могут оптимизировать сразу несколько скважин одновременно. Также они не учитывают осложняющие добычу факторы, время суток и историю эксплуатации оборудования. Из-за этого компьютер не может точно спрогнозировать отклонения в работе. Ученые Пермского Политеха разработали модель, отличительными чертами которой являются учет наличия периферийного оборудования, оптимизация работы всех скважин с учетом их взаимовлияния друг на друга.

Ученые из ТюмГУ предложили методику расчета обводненности добываемой нефти после обработки скважины полимер-дисперсной системой.

Свыше 80 процентов нефти в России добывается из скважин, эксплуатируемых с помощью установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Высокое содержание механических примесей в добываемой пластовой жидкости существенно осложняет процесс нефтедобычи. Оно приводит к аварийным отказам УЭЦН, и чтобы устранить их последствия зачастую требуется на длительное время остановить работу скважины. Эффективно защитить оборудование поможет самоочищающийся щелевой фильтр, который разработали Ученые Пермского Политеха.

Тюменские и новосибирские физики показали, что потенциал использования полученных ими нанопорошков в нефтяной промышленности достаточно высок.

Пористые карбонатные пласты, как губка, впитывают нефть. Из-за неоднородной структуры добывать из них «черное золото» проблематично, ведь жидкость затекает в трещины породы. Методика ученых Пермского Политеха позволит выбрать наиболее эффективную стратегию разработки карбонатных коллекторов, используя минимум данных о месторождении.

Техническая революция значительно усложнила взаимоотношения между обществом и природой. Сегодня объемы производственной деятельности удваиваются каждые 15 лет. В ходе различных видов промышленной деятельности на участке ранее существовавшей естественной экосистемы возникает новая – природно-техногенная система, это приводит к усугублению экологических проблем, исчерпанию ресурсов и загрязнению окружающей среды. Та же ситуация и на территориях с активной добычей нефти. Нефтепродукты накапливаются в органах животных и тканях растений, при попадании в гидросферу меняют физико-химические параметры воды. Тяжелые металлы, присутствующие в отходах, в буровом шламе в виде хлоридов, сульфатов, нитратов, растворяются в воде, меняя ее химический состав, что дополнительно формирует негативное воздействие на гидросферу. Для того, чтобы рабочие области были благоприятны для жизни человека, ученые Пермского Политеха получили геоэкологически безопасный способ использования отхода нефтедобычи - бурового шлама в технологии дорожного строительства.

Процесс нефтедобычи по большей части механизирован, однако управление оборудованием остается в ведении человека. Инженерно-технический персонал добывающих предприятий вручную регулирует работу средств по очистке скважин от органических отложений. Ученые Пермского Политеха разработали ряд алгоритмов, которые позволят автоматизировать эти процессы.

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.

Деятельность нефтяных компаний сопровождается образованием большого количества промышленных отходов — бурового шлама, который, имея в своем составе загрязняющие вещества, оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Для того чтобы уменьшить отрицательное влияние, ученые Пермского Политеха предложили использовать ресурсный потенциал бурового шлама в качестве замены минерального порошка при производстве асфальтобетона. Кроме того, новый метод позволит достичь снижения себестоимости производства дорожного покрытия.

Сегодня все больше разрабатываемых нефтяных месторождений можно назвать мелкими по размерам и запасам. В таких условиях проводить большое количество разных исследований для каждого объекта экономически нерентабельно. В то же время на практике нередко встречаются ситуации, когда те или иные параметры принимаются по аналогии с другим месторождением. Основаниями для этого являются непосредственная территориальная близость, отношение к одному и тому же тектоническому элементу и сходство геолого-физических характеристик. Ученые Пермского Политеха предложили всесторонний анализ сразу нескольких объектов, который позволит установить строение, размеры пустотного пространства, фильтрационные характеристики горных пород и их комплексное влияние на добычу ископаемого.

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.

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.

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.