Способ прогнозирования гидратообразования в нефтяных скважинах предложили пермские ученые

❌ Проблема отложения соединений воды с углеводородами в добывающих скважинах характерна для разработки нефтегазовых месторождений. Гидраты закупоривают оборудование, из-за чего снижается скорость потока и может произойти даже полная остановка процесса.

⚛️ В Пермском политехе разработали методику прогнозирования интервалов гидратообразования в условиях постоянной и периодической работы электроцентробежных насосов. В результате тестирования сразу на нескольких скважинах сходимость результатов составила порядка 90%, сообщает пресс-служба вуза.

🛢 Для исследования на одном из месторождений выявили, что каждая третья скважина подвержена процессам гидратообразования из-за физико-химических и термобарических особенностей процесса разработки. Чтобы спрогнозировать интервал отложения гидратов, политехники определили температуру и давление в разных точках по стволу скважины, а затем выявили зависимость возникновения отложений от этих показателей с учетом состава попутного нефтяного газа и пластовой воды. По результатам расчета ученые построили кривые зависимости давления от температуры, позволяющие установить термобарические условия начала интервала гидратообразования. Разработанная методология позволила спрогнозировать глубину отложений на 22 скважинах и выявить параметры, влияющие на интенсивность гидратообразования: среди них названы высокий газовый фактор, давление на приеме электроцентробежных насосов ниже давления насыщения и высокая обводненность нефти.

💬 По словам доцента кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Александра Лекомцева, методика расчета, предложенная учеными, позволяет спрогнозировать глубину начала отложения с точностью до 90%. Данный подход может быть применен для оценки и прогнозирования отложений, негативно влияющих на добычу нефти на разной глубине, и позволит своевременно принимать меры для оптимизации технологического процесса.

#наука #нефтедобыча

Российские ученые помогут нефтедобывающим предприятиям повысить энергетическую эффективность

⚛️ Исследователи Пермского политеха разработали программу для анализа электропотребления в различных условиях добычи нефти, сообщает Naked Science со ссылкой на пресс-службу ПНИПУ. Ученые говорят, что их разработка поможет в принятии решений по оперативному перераспределению ресурсов без простоя оборудования и нарушения работы производства, а также позволит повысить энергетическую эффективность с сохранением объемов добычи.

💡 Сегодня существует разнообразное ПО, которое способно выполнять расчеты электропотребления, определять параметры скважины и электротехнического комплекса (ЭТК), но нет программы, которая бы их объединяла. Разработка ученых Пермского политеха анализирует электропотребление при изменении параметров в скважине, позволяет моделировать ЭТК, реализовывать различную компоновку элементов электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия. На основе рассматриваемых структур проводится анализ расчета энергопотребления с сопоставлением текущего технологического режима, который дает возможность принять верное оптимизационное решение для снижения затрат на электропотребление.

💬 Как отмечают авторы разработки, ее преимущество состоит в возможности задавать режим работы модулей в любой момент времени. Это позволяет оценить то, как меняется электропотребление предприятия, — в лучшую или худшую сторону. Таким образом, ПО может применяться как инструмент анализа для выявления нерационального использования энергоресурсов в процессе добычи нефти. По словам доктора технических наук, ректора ПНИПУ Антона Петроченкова, программа также дает возможность интегрировать и апробировать разработанные алгоритмы энергоэффективных способов управления нефтедобывающим оборудованием без риска длительного простоя и нарушения технологического процесса.

#наука #нефтедобыча

Способ сократить время и затраты на ремонт газотурбинных установок предложили отечественные ученые

🟢 Исследователи Пермского политеха разработали новый метод ремонта лопаток газотурбинных установок: чаще всего они выходят из строя из-за негативного воздействия высоких температур и механических нагрузок, приводящего к образованию плотного слоя оксида металлов — никеля, алюминия, титана, вольфрама, хрома. Оксидная пленка затрудняет восстановление поверхности лопаток при ремонте, который важен для продления их жизненного цикла.

🔄 Способ, найденный учеными, предполагает использование при ремонте раствора серной и ортофосфорной кислот: лопатку погружают в автоклав с раствором и нагревают. Дозировку кислот определили опытным путем, помещая в автоклав образцы с водным раствором разной концентрации — 5; 7,5; 10% — и в течение часа очищая при температуре 230 °C. Затем в течение 30 минут при комнатной температуре в дистиллированной воде удаляли остатки оксидной пленки с помощью ультразвуковой обработки.

💬 Как рассказал пресс-службе ПНИПУ доктор технических наук, профессор кафедры химических технологий Пермского политеха Владимир Пойлов, в результате исследователи выяснили, что обработка раствором кислот с концентрацией 5% помогает частично удалить оксиды металла с поверхности лопатки. Раствор 7,5% более эффективен, но все же оставляет нетронутые участки. После очистки 10%-ным раствором поверхность образца полностью избавилась от оксидов металлов. Отслоившаяся пленка не растворилась в смеси. Это означает, что используемые кислоты в первую очередь разъедают слой поверхности сплава лопатки, расположенный под оксидной пленкой, а саму пленку оставляют более-менее цельной.

🏭 Результаты исследования могут быть применены во всех отраслях производства, где в качестве источника энергии используются газотурбинные установки, заключили разработчики: применение 10%-ного раствора кислот в автоклаве поможет ускорить ремонтные работы и тем самым снизить трату ресурсов, а также увеличить экономическую выгоду при производстве лопаток.

#газотурбинные_установки #наука

Ученые Казани разработали кинетическую модель для оптимизации добычи битуминозной нефти

🔄 Исследования вели в Институте геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (ИГиНГТ КФУ) совместно с АО «Зарубежнефть», сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу вуза. Результатом стало создание кинетической модели каталитического акватермолиза с использованием водорастворимого катализатора на основе никеля. Водорастворимые катализаторы показали эффективность при применении для снижения вязкости битуминозной нефти и могут быть использованы на месторождении с меньшими экономическими затратами. В числе преимуществ системы еще и то, что ее можно закачать в пласт на глубине 600–700 м в виде водного раствора без использования органических растворителей.

🛢 Кинетическая модель определяет механизм протекания химических реакций превращения одних фракций нефти в другие в процессе каталитического акватермолиза. Погрешность кинетической модели не превысила 6,9%, что свидетельствует о высокой точности разработки. По словам руководителя проекта, заведующего кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаила Варфоломеева, кинетическая модель помогает понять и оптимизировать преобразование тяжелых фракций в более легкие, что крайне важно для повышения эффективности процесса акватермолиза. При этом катализатор позволяет снизить энергию активации процесса преобразования асфальтенов в более легкие фракции, что является важной задачей при облагораживании тяжелой нефти.

#наука #нефтедобыча

В Перми ученые разработали уникальный способ оценки распространения трещины в нефтяном пласте

⚛️ Новая разработка велась в области технологий гидравлического разрыва пласта. Российские исследователи выявили связь между величиной пластового давления в нефтяной скважине и тем, как образуется трещина гидроразрыва в пространстве; на основании открытия они разработали новый подход к контролю ее направления и развития.

🛢 Как напоминают в пресс-службе Пермского политеха, сейчас на месторождениях фактическую информацию о распространении трещин получают в основном по данным дорогостоящего микросейсмического мониторинга, когда структура пласта анализируется с помощью слабых сейсмических волн – малейших колебаний энергии. Но в областях с неблагоприятными сейсмогеологическими условиями такой метод работает некорректно. Новый подход к контролю направления и закономерностей развития трещин гидроразрыва пласта, выработанный пермскими учеными, основан на использовании исходных данных, которые регулярно и с высокой достоверностью определяются на любом нефтяном промысле.

💬 По словам доктора технических наук Дмитрия Мартюшева, разрыв пласта меняет степень взаимодействия между скважиной, на которой он проведен, и скважиной, в направлении которой образовалась трещина. Исследователи выдвинули гипотезу о влиянии величины пластового давления на образование трещины. С помощью этого показателя можно оценить, каким образом и в какую именно сторону она распространяется. Фактические измерения пластового давления выполняются при проведении на скважинах гидродинамических исследований и чаще всего проводятся в различные моменты времени. Ученые для получения этой информации по всем скважинам в один момент времени использовали нейросеть.

👍 Методика, предложенная в ПНИПУ, актуальна для коллекторов со сложной структурой пустотного пространства и естественной трещиноватостью, для которых фактическое определение специальных геомеханических параметров является продолжительным и трудоемким процессом.

#нефтедобыча #наука

Томские радиофизики представили СВЧ-установку, ускоряющую ввод газопроводов в эксплуатацию

🏭 Устройство, разработанное учеными Томского государственного университета, позволяет ускорить до пяти раз осушку газопроводов, входящих в состав газокомпрессорных станций, от скопления влаги перед запуском.

🔵 Закачка воды под большим давлением осуществляется в газопроводные трубы с целью проверить их герметичность. После испытания влагу требуется удалить: осушка особенно важна в северных регионах с большими отрицательными температурами, объясняют в пресс-службе вуза. На газокомпрессорных станциях воду удаляют обычно посредством горячего сухого воздуха, который быстро остывает, из-за чего вода испаряется медленно, делая процесс долгим и затратным. Установка, представленная томскими исследователями, работает, по их словам, как «большая микроволновка»: она воздействует не на трубы, как горячий воздух, а напрямую на молекулы воды. Устройство состоит из мощного СВЧ-генератора, который устанавливается на осушаемых участках газокомпрессорных станций. Как подчеркивают исследователи, безопасность СВЧ-излучения и его функциональность позволят не только оптимизировать процесс запуска газопроводов, но и минимизировать финансовые потери, ускорив работу по вводу объектов в эксплуатацию.

✅ Тестирование разработки уже прошло, в настоящее время идет процедура сертификации.

#наука #транспортировка_газа

Будущих нефтяников в Тюмени научат построению цифровых моделей месторождений

*️⃣ Новую базовую кафедру в Тюменском государственном университете открывает научный институт «Роснефти». По данным пресс-службы компании, кафедра «Физика недр» ориентирована на подготовку специалистов в области построения цифровых моделей нефтегазовых месторождений. Уже определены первые ее студенты, ими стали 18 бакалавров из России, Индии, Казахстана и Узбекистана.

👤 Классическое университетское образование по фундаментальным основам физики и физической химии для них будет сочетаться с дисциплинами нефтяного инжиниринга, в рамках которых будет проходит обучение современным подходам к разработке месторождений нефти и газа. В их числе – основы нефтегазового дела и математическое моделирование процессов добычи углеводородов.

🔒 Отрабатывать навыки научно-исследовательской и проектной деятельности магистранты планируют в работе над реальными проектами «Роснефти», в том числе в Центре исследований керна.

#наука #нефтедобыча

Московские физики помогут нефтяникам и золотодобытчикам обнаруживать полезные ископаемые

👨‍👩‍👧‍👦 Ученые МФТИ представили новое цифровое решение — электроразведку. Она позволяет определять наличие залежей полезных ископаемых на исследуемых участках. Как сообщает пресс-служба вуза, разработка представляет собой метод геофизических исследований, основанный на определении электрических свойств подповерхностного пространства. Путем передачи электрических сигналов с дневной поверхности и регистрации на ней вызванных полей можно получить информацию о составе почвы, наличии флюидов, драгоценных металлов, нефти и газа. При этом не требуется проводить буровые работы.

👨‍👩‍👧‍👦 По словам ведущего научного сотрудника лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ Василия Голубева, специализированный софт дает возможность исследователям построить 3D-модель изучаемого участка, в основе цифровой карты которого лежат данные электроразведки. При анализе этой информации можно изучить строение предполагаемого месторождения, определить качество запасов, а также точно определить их местоположение.

👨‍👩‍👧‍👦 В вузе особо подчеркивают, что новое программное обеспечение разработано лабораторией прикладной вычислительной геофизики с нуля, без использования каких-либо коммерческих или сторонних библиотек, что полностью решает проблему внешних зависимостей или ограничений. ПО способно заменить аналогичные сервисы, предоставляемые зарубежными компаниями.

#наука #электроразведка

Российские ученые представили способ, позволяющий быстрее прогнозировать результат гидроразрыва пласта

🛢 Новая разработка исследователей Пермского политеха поможет снизить затраты на расчеты и ускорить добычу нефти, сообщает пресс-служба вуза.

⚙️ Авторы отмечают, что на результат гидроразрыва пласта (ГРП) влияют условия течения, свойства коллектора, скорость закачки жидкости, шероховатость естественных трещин и др. Новый метод прогнозирования, разработанный и протестированный учеными, построен на использовании теории информации – результаты прогнозируются с применением только ключевых показателей: обводненности и дебита нефти до проведения ГРП, ширины и длины трещины.

💬 Как поясняет доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Владимир Поплыгин, в ходе исследования был выполнен статистический анализ ключевых параметров, на основе которого построены графики разных значений для каждого из них. Ученые пришли к выводу, что разработанная модель имеет меньшую погрешность по сравнению с прошлыми, доказывая, что для результатов прогнозирования ГРП достаточно выбрать самые важные факторы. С их помощью оценка дебита скважин после ГРП будет проходить с минимальными погрешностью и временными затратами.

#наука #ГРП

Новый метод моделирования солнечных электростанций с водородными накопителями предложили российские ученые

👨‍👩‍👧‍👦 Исследователи лаборатории моделирования электроэнергетических систем Томского политехнического университета (ТПУ) разработали математическую модель и на ее основе – гибридный процессор: они позволяют моделировать переходные процессы в солнечных электростанциях с водородными системами накопления энергии.

👨‍👩‍👧‍👦 Как отмечает один из авторов нового метода, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Владимир Рудник, особенности подключения систем возобновляемой генерации с водородными накопителями существенно влияют на переходные процессы в энергосистеме, и особенно остро эта проблема проявляется в ситуациях, когда установки с инверторным подключением внедряются в слабые сети. В результате возникают незатухающие колебания, которые приводят к нарушению устойчивости в энергорайонах и даже в энергообъединениях.

👨‍👩‍👧‍👦 Особенность разработки томских политехников заключается в использовании физических моделей для повышающего преобразователя постоянного тока и силового преобразователя. Математическая модель позволяет выявлять причины колебаний режимных параметров различной частоты и амплитуды в энергосистемах.

👨‍👩‍👧‍👦 Разработанная модель была протестирована на Всережимном моделирующем комплексе реального времени ТПУ: полученные результаты легли в основу экспериментальных образцов силовых инверторных устройств, которые разрабатываются в университете. Кроме того, ученые планируют продолжить работу, связанную с анализом влияния генерирующих установок с инверторным подключением на переходные процессы в слабых сетях. Теперь их цель – выявление конкретных причин, вызывающих колебания режимных параметров различной частоты и амплитуды в энергосистемах.

#наука #водород #солнечная_энергия

Российские физики открыли универсальный способ прогнозирования вязкости нефти

🧪Новое аналитическое выражение для расчета вязкости сырой нефти, которое описывает самые разные образцы нефти в широком диапазоне температур и обеспечивает более высокую точность результатов, предложили ученые Института физики Казанского федерального университета (КФУ).

🛢Как отмечает пресс-служба вуза, вязкость сырой нефти определяет ее текучесть и способность просачиваться через геологические породы. Казанские ученые разработали универсальное выражение, основанное на концепции температурного скейлинга: оно помогает определять температурную зависимость вязкости сырой нефти вплоть до температур аморфизации. По словам исследователей, концепция температурного скейлинга подразумевает введение температурной шкалы, отличной от шкал Цельсия, Кельвина и других. В соответствии с ней значения ключевых температур — стеклования, плавления — принимают одни и те же значения для любых систем. В этом случае температура как физический параметр будет безразмерной величиной. В вузе отмечают, что данная концепция может быть использована в самых разных задачах, где температура является одним из параметров.

👨‍👩‍👧‍👦При исследовании ученые рассмотрели образцы нефти, добытые на различных месторождениях России, Китая, Саудовской Аравии, Нигерии, Кувейта и Северного моря.

#наука #нефтедобыча

Защитные покрытия для энергетики и машиностроения создают российские ученые

🆕 Новые разработки позволят в десятки раз увеличить срок службы теплонагруженных узлов, сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета МИСИС: исследования провели ученые этого вуза в содружестве с коллегами из Хэнаньской академии наук и Китайского горно-технологического университета.

👩‍🔬 В основе покрытий лежат бориды и силициды циркония и молибдена, устойчивые к окислению; нанесенный слой боросиликатного стекла образует эффект самозалечивания дефектов и трещин. Полученные покрытия характеризуются плотной структурой с низким уровнем дефектов и равномерным распределением элементов и демонстрируют высокую стойкость к окислению при температурах вплоть до 1500 °C.

👩‍🔬 По итогам испытаний исследователи пришли к выводу, что разработка подходит для защиты молибденовых сплавов от окисления при температурах до 1700 °C.

#наука #машиностроение

Российские исследователи помогут нефтяникам повысить эффективность добычи тяжелой нефти

🔬 Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) впервые выявили благоприятный эффект сочетания катализатора и донора водорода при акватермолизе. Как отмечает пресс-служба вуза, катализаторы акватермолиза и растворители, которые способны вырабатывать водород при повышенных температурах, являются перспективными агентами для повышения эффективности добычи нефти с использованием технологий закачки водяного пара. При акватермолизе снижается вязкость тяжелой нефти и содержание серы в ее составе.

🧪Совместное использование внутрипластовых катализаторов и закачки пара позволяет извлекать высоковязкую нефть с глубины до 1 км. В нефтяной индустрии давно известно эффективное влияние соединений на основе никеля и декалина, однако до недавнего времени не было разработано необходимой кинетической модели, которая на количественном уровне выявила бы синергетический эффект данных добавок. Казанские ученые объединили свойства двух реагентов для оптимизации технологии. Синергетический эффект наблюдался благодаря использованию стеарата никеля в роли прекурсора катализатора и декалина в качестве донора водорода.

🛢 Исследователи разработали отдельную кинетическую модель акватермолиза тяжелой нефти Ашальчинского месторождения, ее погрешность не превысила 5%.

💬 Как сообщают в КФУ, используемые методы и полученные результаты обеспечат основу для будущих исследовательских и технологических инициатив, направленных на повышение производительности объектов с большими запасами тяжелой нефти. Данный вопрос актуален для месторождений в России, скрывающих несколько десятков миллиардов тонн таких углеводородов.

#наука #нефтедобыча

Российские нефтяники будут изучать вечную мерзлоту

⚛️ Данной работой займется созданный в «Газпром нефти» Центр обустройства и эксплуатации месторождений в криолитозоне. Как отмечает пресс-служба компании, проект нацелен на развитие и внедрение эффективных технологий и подходов для добычи углеводородов в условиях Крайнего Севера, изучение и сохранение вечной мерзлоты.

📍 В рамках данного центра специалисты начнут научно-исследовательские работы и комплексную оценку проектов в зоне вечной мерзлоты – будут проводить испытания новых технологий, строительных конструкций и теплоизоляционных материалов, систем инженерной защиты и датчиков контроля северных грунтов. В сложных условиях Севера поддержание неизменной температуры пород является одним из важнейших условий для сохранения надежности и долговечности стоящих на грунтах сооружений.

❄️ Новый центр сосредоточит усилия на систематизации и развитии лучших практик по изучению и сохранению криолитозоны, а также проектированию, строительству и эксплуатации инженерных сооружений в северных регионах.

#наука #нефтедобыча

Долговечность нефтедобывающих насосов повысят благодаря российским ученым

🧬 Ученые ПНИПУ предложили для нефтяников решение, которое поможет увеличить надежность высокоэффективных тонкостенных штанговых глубинных насосов. От обычных насосов они отличаются большим объемом рабочей камеры за счет тонкой высоконагруженной стенки, что увеличивает производительность добычи примерно на 25%. При этом до сих пор они остаются недостаточно надежными из-за повышенных неравномерных нагрузок. Как объясняют в пресс-службе Пермского политеха, уязвимой частью становятся места деталей, где концентрируется наибольшее напряжение, в том числе резьба штока – металлического прутка, который передает возвратно-поступательное движение, создаваемое двигателем, на рабочие органы насоса.

⚫️Исследователи отмечают, что в изготовлении соединительных концов насосных штоков следует использовать сталь 40Х, прошедшую индукционную термическую обработку при высоких температурах, что повышает ее твердость и устойчивость к нагрузкам. Обычно для этих целей применяют углеродистые и низколегированные стали, которые поставляются уже в виде термически обработанной насосной штанги. Пермские ученые разработали технологию упрочнения штоков с применением индукционной термической обработки, что обеспечивает быстрый нагрев, высокую производительность, повышенные механические свойства, экономию электроэнергии и низкие производственные затраты.

➡️ В вузе заключают, что внедрение разработанной технологии упрочнения штоков не только уменьшит вероятность разрушения деталей, но и сделает штанговые глубинные насосы прочнее.

#наука #нефтедобыча

Новые многоразовые накопители водорода разработаны в России

🔄Оборудование выполнено из сплава титана и железа; разработчики из Томского политеха сообщают о том, что металлогидридные накопители способны сорбировать и десорбировать водород несколько тысяч циклов с потерей эффективности не более 5–10%.

💬Как сообщает пресс-служба вуза, использование гидридов металлов рассматривается учеными как альтернативный способ накопления и выделения водорода: в данное время самым распространенным методом является хранение его в баллонах под давлением 150 или 350 атм., что требует повышенных мер безопасности. Работая над созданием новых систем хранения газа, исследователи рассмотрели сплавы лантана и никеля, а также титана и железа, причем одно из преимуществ последнего заключается в отсутствии необходимости закупать часть сырья за рубежом, при этом стоимость его в 3 раза ниже.

👥Сейчас ученые работают над улучшением изобретения. Накопители используются в виде мелкодисперсных порошков, вместо этого планируется создание накопителей-компактов с добавками для повышения теплопроводимости. Целью исследователей является разработка больших систем хранения водорода на отечественной сырьевой базе, пригодных для массового производства.

#наука #водород

Ученые из Казани получили новый эффективный катализатор для синтеза водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Катализаторы играют ключевую роль при получении водорода путем восстановления протонов. Высокую эффективность здесь демонстрируют драгоценные металлы типа платины, однако их высокая стоимость делает их применение экономически нецелесообразным. Как сообщает пресс-служба Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук», альтернативой им может стать катионный фосфоросодержащий пинцерный комплекс никеля (II). Ученые провели исследования с применением его в качестве катализатора получения газообразного водорода и с использованием доступной уксусной кислоты в качестве источника протонов.

👨‍👩‍👧‍👦 Были сделаны выводы, что в присутствии исследуемого комплекса восстановление протонов на различных электродных материалах в присутствии уксусной кислоты происходит при низкой разнице потенциалов, что выгодно отличает его от других известных катализаторов, при этом достигается высокий выход по току. Как объясняют исследователи, данные результаты открывают новые возможности для использования комплексов металлов подгруппы никеля в качестве электрокатализаторов в процессах водородного синтеза, особенно в условиях низкой кислотности среды, для разработки более эффективных и экономичных способов получения водорода.

#наука #водород