#нефтедобыча

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.

Качество поверхностных вод в районах добычи нефти и газа вызывает озабоченность из-за повышенного содержания нефтяных углеводородов. Исследователи из ТюмГУ выявили случаи неоднократного превышения экологических норм содержания нефтепродуктов в рыбопромысловых реках и узнали, где лучше устанавливать нефтяные объекты.

Исследователи из Сколтеха и компании «Газпромнефть НТЦ» запатентовали метод на базе машинного обучения, позволяющий оптимизировать технологию гидроразрыва пласта, которую нефтегазовые компании используют для интенсификации добычи скважин. На основании анализа кропотливо собранных данных по тысячам скважин ИИ делает индивидуальный прогноз оптимальных параметров гидроразрыва для конкретной скважины.

Хотя на первый взгляд разведка нефтяных месторождений не должна влиять на здоровье морских млекопитающих, шум от используемых человеком сейсмических пневмопушек уже приводит к физиологическим нарушениям у нарвалов. Пытаясь спастись от потенциальной угрозы, киты чаще ныряют и меньше кормятся, истощая свои организмы.

Одно из наиболее частых осложнений при добыче и транспортировке нефти — образование органических отложений. На территории Пермского края подобное явление встречается на каждой второй скважине. Самый распространенный и эффективный способ решения этой проблемы — использование химических реагентов. Основной принцип их действия — это снижение температуры насыщения нефти парафинами и предотвращение образования органических отложений. Ученые Пермского Политеха предложили методику определения эффективности работы реагентов на современной установке WaxFlowLoop. Разработка поможет увеличить технологическую и экономическую эффективность нефтедобычи, сократить расходы на обслуживание и снизить риск аварий на нефтяных скважинах. А еще позволит сохранить в составе нефти ценные компоненты — высокомолекулярные соединения, которые используются для получения продуктов нефтехимии.

Сегодня в нефтяной отрасли остро стоит вопрос энергоэффективности. До 60 процентов электричества, потребляемого нефтедобывающими насосными установками, приходится на двигатель, что приводит к высоким финансовым затратам, а следовательно, к повышению себестоимости нефти. Для решения проблемы исследователи Пермского Политеха разработали комплекс бездатчикового управления процессом добычи нефти на основе цифровой модели насосной установки.

Ученые Пермского Политеха создали виртуальную лабораторию для цифрового физического моделирования, которая позволяет сократить время и затраты на исследование горных пород. Увеличение числа и скорости экспериментов позволит получать больше качественных данных для принятия ключевых решений в проектировании, регулировании разработки и подборе методов повышения нефтеотдачи.