#нефтедобыча

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.

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.

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

Исследователи из Перми спроектировали короткоходовой линейный двигатель для мембранных насосов. Чаще всего их используют в лакокрасочной, металлургической, авиационной, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, в фармацевтической отрасли для перекачки и дозирования медикаментов, на химических производствах, в сфере добычи нефти, в ЖКХ и быту. Новая конструкция двигателя позволит уменьшить габариты насоса, повысить его производительность, надежность и практичность. Он сможет стать альтернативой зарубежным аналогам.

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.

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.

Распространенное «осложнение» при добыче и транспортировке нефти — образование так называемых асфальтосмолопарафиновых отложений – АСПО. Органические отложения накапливаются на холодных поверхностях — внутренних или наружных стенках подъемной колонны. Это приводит к росту давления в скважине, что повышает риск возникновения аварий. Из-за серьезных последствий образования АСПО, борьба с ними — одно из приоритетных направлений операционной деятельности недропользователей. Ученые Пермского Политеха разработали отечественную модель моющего состава на водной основе для проведения горячих промывок в скважинах, добывающих парафинистую нефть. Предложенная технология позволит сократить количество отходов, увеличить технологическую эффективность очистки, а также обеспечить импортозамещение в нефтегазовой отрасли.