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

Ученые Курчатовского института нашли новый способ получения сорбентов для ликвидации разливов нефтепродуктов с поверхности воды

*️⃣ Суперсорбент, который предлагают исследователи для решения проблемы, создан из полистирола, сообщает пресс-центр НИЦ «Курчатовский институт». Из него можно получать нетканые материалы методом электроформования – вытягивания ультратонких волокон из раствора или расплава полимера под действием электрического поля высокой напряженности. Одно из достоинств такого метода – это возможность создавать смеси полистирола с другими полимерами, применяя различные растворители, за счет чего можно гибко регулировать характеристики получаемых волокон.

⚙️ Ученые Курчатовского института провели ряд экспериментов, в ходе которых выяснили, что добавление в раствор этилового спирта приводит к снижению среднего диаметра волокон из-за уменьшения вязкости и повышения электропроводности растворов. Лучшие результаты были получены при использовании растворителя диметилформамида: материалы с его применением имеют самые тонкие волокна (менее 2,5 мкм) и самую высокую сорбционную емкость – до 185 г/г (то есть 1 г сорбента способен впитать в себя 185 г вещества, например масла). Такие гидрофобные материалы отличаются высокой эффективностью при очистке водоемов от разливов нефтепродуктов: исследователи отмечают, что они существенно превосходят используемые в настоящее время сорбенты.

#наука #нефтедобыча

Новая технология получения лития разработана в России

✉️ Патент на изобретение получили ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН), сообщает «Российская газета», отмечая, что новый метод получения карбоната лития из сподумена сократит затраты на добычу данного металла почти в 2 раза.

🎓 Классическая технология предполагает, что сподумен, самый богатый литием минерал, прокаливают при 1000–1100 °С, затем спекают с серной кислотой, выщелачиванием получают раствор сульфата лития, после чего с применением соды осаждают карбонат лития. Данный процесс невозможно организовать на одном производстве – он требует перевозки химикатов, что удорожает производство и делает его небезопасным. Исследователи ГЕОХИ РАН вместо серной кислоты использовали гидросульфат аммония: на его основе они смогли создать простую, экономичную и экологически чистую технологию добычи лития, которая допускает ее реализацию в непосредственной близости от места добычи содержащей металл руды.

🌎 Планируется, что метод будет внедрен на крупнейшем месторождении лития в России, Колмозерском, которое находится на Кольском полуострове.

⚙️ Об актуальности исследований в данном направлении говорят показатели увеличения потребления лития в мире: сейчас его объемы составляют порядка 100 тыс. т в год, к 2030 г. они могут вырасти до 450 тыс. т.

#литий #наука

Российские ученые в сотрудничестве с нефтяниками нашли способ увеличить дебит нефти в сложнопостроенных коллекторах

👨‍👩‍👧‍👦 О наиболее эффективном способе заводнения для неоднородного коллектора с целью повысить нефтеотдачу пласта сообщили исследователи Пермского политеха и компании «Газпром нефть». Как сообщает пресс-служба вуза, новая разработка позволит извлекать нефть из самых труднодоступных участков, увеличивая доход без значительных финансовых вложений.

👨‍👩‍👧‍👦 Изучая низкопроницаемые пласты, содержащие большое количество остаточных запасов, эксперты проанализировали одно из нефтяных месторождений. Результаты показали, что при увеличении объемов закачки резко повышается обводненность добываемой продукции. Вода распределяется неравномерно и фильтруется по наиболее промытым зонам, в результате чего запасы низкопроницаемых пластов в разработку так и не вовлекаются. Решить эту проблему может более эффективная и менее затратная технология циклического заводнения. Суть ее заключается в создании в пластах нестационарного давления. В этом случае режим работы добывающих скважин периодически изменяется за счет остановки и возобновления работы, что перераспределяет давление и изменяет фильтрационные потоки, обеспечивая доизвлечение запасов нефти. Эффективность добычи нефти возрастает, свидетельствуют результаты исследования: оптимальные показатели разработки обеспечивает вариант с полуциклом закачки 30 суток. Чтобы улучшить работу скважин при существующем режиме, ученые также предлагают обработку призабойной зоны пласта кислотными составами для увеличения на 30% объема рабочего агента, закачиваемого в единицу времени.

⚛️ Применение технологии циклического заводнения позволит увеличить выработку низкопроницаемых коллекторов и технико-экономическую эффективность разработки нефтяных месторождений, заключают эксперты Пермского политеха и «Газпром нефти».

#наука #нефтедобыча

Ученые России создали одноатомные катализаторы для получения высокоочищенного водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Для создания новой разработки объединились исследователи 4 институтов РАН и НИЦ «Курчатовский институт», сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки.

👨‍👩‍👧‍👦 В полученные учеными соединения инкапсулированы ионы кобальта и железа: данные биометаллы являются химически устойчивыми моноатомными катализаторами, перспективными для электрокаталитического получения высокоочищенного водорода для его использования в водородной и атомной энергетике, высокотехнологическом транспорте и передовой химической технологии.

👨‍👩‍👧‍👦 Особо подчеркивается, что в водородной энергетике для получения водорода как катализаторы применяются благородные металлы платиновой группы, отличающиеся высокой стоимостью, что ограничивает их массовое использование. Клеточные комплексы с инкапсулированными ионами железа и кобальта не только существенно экономичнее, они также свободны от производных серы, которые называют каталитическими ядами, малотоксичны и обеспечивают максимально высокую эффективность использования каталитической активности атомов этих металлов.

#наука #водород

Российские ученые применили бактерии для очистки почв, загрязненных нефтью

👨‍👩‍👧‍👦 Эксперименты произвели специалисты Казанского научного центра РАН, сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки: исследователи использовали уникальные способности биологически активных почвенных микроорганизмов разлагать ксенобиотики для рекультивации почв, которые были загрязнены нефтепродуктами, фенолом, азотсодержащими красителями.

🍃 К микробам, способным выживать и размножаться в таких условиях, при этом разрушая поллютанты – вредные вещества антропогенного происхождения, ученые отнесли штамм MGMM7 бактерии L. fusiformеs, выделенный из корней пшеницы. Их исследования показали, что при внесении в загрязненную сырой нефтью почву данного штамма стимулируется рост растений. В качестве примера был взят садовый кресс-салат, который нормально развивался в почве, при этом штамм разлагал нефть на 40–50%, снижал ее токсичность и восстанавливал почвенный слой, непосредственно прилегающий к корням растений.

#наука #экология

Инновационную технологию для экономии энергии создали ученые в России

👨‍👩‍👧 Исследователи Университета науки и технологий МИСИС (НИТУ МИСИС) предложили новый подход к созданию термоэлектрических материалов, которые в перспективе могут быть использованы для преобразования промышленного тепла в электричество. Как отмечает пресс-служба вуза, этот метод одновременно повышает энергоэффективность производственных процессов и минимизирует воздействие на окружающую среду.

🔥Промышленное отработанное тепло, выделяемое на производстве, может быть значительным источником энергии, при этом обычно она никак не используется. Предложенная учеными НИТУ МИСИС технология, позволяющая улавливать и перерабатывать тепло в электричество, использует термоэлектрические материалы, созданные на основе перовскита манганита кальция с добавлением марокита. Они демонстрируют улучшенные термоэлектрические свойства при повышенных температурах, что превосходит известные аналоги. Эти характеристики достигаются благодаря контролируемой пористости и оптимизированной структуре, которая оказывает значительное влияние на проводимость тепла и электричества.

⚙️Исследователи предложили метод, включающий молекулярное смешение химических веществ, где ионы равномерно распределяются в растворе, создавая основу для однородного материала. Затем жидкость превращают в аэрозоль, капли которого попадают в горячую зону реактора. Там происходит их локальное горение, что позволяет точно контролировать состав и формировать уникальные микроструктуры, такие как полые или пористые сферы с заданной толщиной стенок и размером пор, без промежуточных стадий обработки. Полученный порошок уплотняют и спекают при высоких температурах. В его структуре образовываются новые фазы, а важные для термоэлектрической эффективности материала свойства улучшаются.

🔉По словам научного сотрудника НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС Жанны Ермековой, отличие нового метода от аналогов заключается в достижении рекордной эффективности преобразования тепла в электричество для чистого перовскита манганита кальция благодаря уникальной комбинации пористости, фазового состава и равномерности структуры. Также метод исключает длительное высокотемпературное обжигание, используемое в традиционных подходах, что делает его более энергоэффективным и простым для масштабирования.

#энергосбережение #наука

Пермские ученые определили оптимальные параметры работы для высокой эффективности добычи углеводородов

👨‍👩‍👧‍👦 Для этого исследователи Пермского политеха разработали модель околоскважинной зоны, включающей эксплуатационную колонну, цементный камень и участок породы-коллектора с перфорационными отверстиями. Она позволяет изучать влияние на проницаемость породы изменений, связанных с кумулятивной перфорацией – созданием гидродинамической связи между пластом и скважиной, в ходе которого в скважину спускают перфоратор на электрическом кабеле, взрыв от его зарядов образует направленную струю, которая создает каналы.

👨‍👩‍👧‍👦 Недостаток кумулятивной перфорации заключается в том, что из-за нее вблизи проделанных каналов меняется напряженно-деформированное состояние колонны, цементного камня и породы-коллектора, что приводит к снижению проницаемости горных пород и продуктивности скважины в целом. Для изучения таких изменений на проницаемость породы и на вероятность появления ослабленных или разрушаемых областей политехники провели численное моделирование околоскважинной зоны. Как отмечает пресс-служба вуза, полученные результаты позволили убедиться в необходимости выбора оптимального режима работы добывающих скважин для предотвращения интенсивного уплотнения коллектора при увеличении эффективных напряжений из-за снижения забойного и пластового давлений. Исследование ученых Пермского политеха позволило с помощью разработанной численной модели определить влияние депрессии на коэффициент продуктивности, что можно будет учесть в будущем при подборе эффективного режима добычи.

#наука #нефтедобыча