Нефтешлам – в топливо: российские ученые исследуют возможность утилизировать отходы нефтедобычи с пользой

🧪 О перспективном использовании отходов нефтедобычи рассказали ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета (ТПУ), которые выяснили, что его можно применить как базовый компонент жидкого композиционного топлива.

⚙️ Об исследовании сообщает пресс-служба ТПУ, причем отмечается, что использование исходного нефтешлама в качестве топлива затруднительно из-за его высокой вязкости, коррозионного потенциала, низкой способности к воспламенению, а также нестабильных характеристик горения. Решением этих проблем и занялись томские политехники: добавляя к нефтешламу различные добавки – метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК) масел, дизельное топливо, метанол, техническую воду, – они исследовали их эффективность и анализировали комплекс свойств полученного топлива. Были проведены эксперименты на лабораторной установке и испытательном стенде, результаты которых свидетельствуют, что смесь нефтешлама с дизельным топливом и МЭЖК различных масел позволяет существенно снизить вязкость нефтешлама. Также было выявлено, что все добавки, независимо от типа и концентрации, усиливали микровзрывное зажигание и улучшали выгорание капель смесевого топлива в условиях относительно невысокой температуры.

📈 Ученые подчеркивают, что полученные результаты отражают перспективы использования исследуемого топлива в теплоэнергетике: доказано, что добавление метанола и дизельного топлива в нефтешлам улучшает его эксплуатационные и энергетические характеристики, что открывает новые возможности переработки отходов нефтедобычи.

#наука #нефтедобыча

Эффективность нефтедобычи можно повысить с помощью искусственного интеллекта

⚡️ Пермские ученые применили нейросети для моделирования пористости горных пород: оценка этого качества, наряду с плотностью и проницаемостью, позволяет оценить потенциал месторождения. На основе этих характеристик строят 3D-модель месторождения и получают информацию о содержащихся в нем запасах нефти и газа. Однако структура и свойства коллекторов изменчивы, что может препятствовать получению достоверных данных традиционными методами – изучая свойства керна горных пород. Как сообщает пресс-служба Пермского политеха, исследователи вуза занялись разработкой подхода к моделированию с учетом этого факта.

🗺 Алгоритмы машинного обучения были созданы на основе существующих результатов геофизических исследований скважин: данные интегрировали в 3D-модель месторождения, что позволило уточнить распределение пористости и выполнить пересчет запасов нефти. «Построенную модель машинного обучения использовали для уточнения геологической модели месторождения и пересчета запасов нефти. Прогноз пористости выполнили для 22 скважин. В результате мы отметили повышение его точности на 56% по сравнению со стандартным методом», – заключил доцент кафедры геологии нефти и газа Сергей Кривощеков.

⛰ Также в ходе эксперимента были выявлены дополнительные места с запасами нефти, ранее не задействованные в разработке, что позволило скорректировать план по добыче, включив в него новые зоны. Инновационный подход дает возможность более эффективно использовать ресурсы месторождения, снижая затраты и увеличивая объемы добычи.

#нефтедобыча #наука

Качество работы поршневых насосов в отечественной нефтегазовой отрасли повысится

🛢 Аварии при использовании насосного оборудования нередки: зачастую они связаны с тем, что на одной скважине устанавливают сразу несколько одновременно работающих насосов, обеспечивающих подачу жидкости для извлечения углеводородов из скважины и поддержания пластового давления. Разная скорость их работы приводит к неравномерной перекачке жидкости из-за возникающих пульсаций подачи и колебаний давления и, как следствие, к аварийным ситуациям.

⚙️ Чтобы их избежать, обычно используют только 2 насоса одновременно, однако этот способ не отличается эффективностью. Исследователи Пермского политеха предложили новый способ эффективного снижения неравномерной подачи жидкости, благодаря чему обеспечивается надежная работа поршневых насосов. Как поясняют в пресс-службе вуза, суть заключается в предварительном вычислении момента времени, когда в положении (фазе) вращающихся валов происходит сдвиг, который предварительно вычисляется и тут же регулируется блоком управления. Для этого на оборудовании устанавливаются датчики, которые измеряют положение и скорость вращения валов. Если процесс работы насосов по какой-то причине нарушается, информация с датчиков тут же поступает в блок управления, который кратковременно изменяет скорости вращения, пока сдвиг фаз не будет соответствовать изначально заданному.

⚡️Преимущество такой технологии заключается в быстром и эффективном снижении неравномерности подачи перекачиваемой жидкости при работе двух и более поршневых насосов, объединенных в группу: если один из них отключится, оставшиеся устройства продолжат обеспечивать стабильное перекачивание жидкости, что гарантирует надежность работы оборудования и отсутствие простоев.

#наука #нефтедобыча

Ученые МГУ разработали типовую геологическую модель месторождения углеводородов в Западной Сибири на суперкомпьютере

🖥 Полноволновое сейсмическое моделирование с использованием ресурсов суперкомпьютера МГУ-270 проведено для наращивания ресурсной базы с помощью активного освоения трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ) нефти. Как напоминает пресс-служба вуза, основным геофизическим методом при поисках и разведке месторождений углеводородов остается сейсморазведка, однако ее возможности для исследования глубокозалегающих ТРИЗ значительно ограничены в сравнении с традиционными продуктивными интервалами в меловой части разреза Западносибирской нефтегазоносной провинции. Необходимым в таких случаях является именно полноволновое моделирование с учетом всех видов возникающих поверхностных и объемных волн. При этом оно остается более затратным по времени и вычислительным ресурсам, чем обычно используемое упрощенное лучевое моделирование.

✅ Для снижения данного вида затрат московские ученые разработали геологическую и математическую модели месторождения на основе данных по реальному участку недр российской Арктики, достаточно хорошо изученному трехмерной сейсморазведкой и глубоким бурением. Для имитации реальной полевой сейсморазведки в рамках цифрового двойника месторождения необходимо было выполнить порядка 12 тыс. расчетов для различных положений источника упругих волн, что обусловило колоссальную вычислительную сложность задачи. Чтобы ее решить, коллектив ученых разработал специальный модуль с использованием суперкомпьютера. Вычислительные ресурсы МГУ-270 позволили выполнить все необходимые трехмерные расчеты в течение 2 мес., благодаря чему впервые в мире было осуществлено полноволновое моделирование методом спектральных элементов для детальной модели Западной Сибири.

💬 По словам профессора сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ Юрия Ампилова, такое полноценное волновое моделирование важно для исследования возможностей современных методов обработки и интерпретации данных сейсморазведки. Ученые планируют, что данная технология будет внедрена в повседневную практику сейсморазведочных работ, проводимых с различными целями, от создания эталонных моделей среды для нефтегазоносных регионов России до моделирования сейсмического сигнала 4D для разрабатываемых месторождений, подземных хранилищ газа и других объектов.

#наука #нефтедобыча

Добычу высоковязкой нефти облегчит новый катализатор, разработанный в России

👨‍👩‍👧‍👦 Для добычи высоковязкой нефти в настоящее время применяют тепловые методы: в пласт закачивают перегретый пар, который разогревает нефть, снижая вязкость и улучшая текучесть. Подобные методы требуют значительных энергозатрат, кроме того, они подходят не ко всем типам нефтяных пластов. Новый катализатор, который разработан учеными Казанского (Приволжского) федерального университета в сотрудничестве со специалистами промышленных предприятий, может быть применен при каталитическом акватермолизе – методе, который с помощью катализаторов не только позволяет разрушать сложные и тяжелые молекулы нефти и превращать их в более легкие, но и улучшает ее состав, делая более пригодной для дальнейшей переработки.

👨‍👩‍👧‍👦 Как сообщает пресс-служба Российского научного фонда, исследователи протестировали в лабораторных условиях ряд химических соединений на основе железа, никеля, кобальта, хрома и меди. Эксперимент, при котором был имитирован каталитический акватермолиз тяжелой нефти, показал, что катализатор на основе таллата меди – соединения меди и талловой кислоты или ее производных – снижает вязкость нефти в 2,6 раза по сравнению с исходными образцами. Кроме того, катализатор на основе смеси железа и никеля позволил уменьшить содержание высокомолекулярных соединений, особенно смол, на 8%. Таллат железа увеличил содержание легких углеводородов на 17%.

👨‍👩‍👧‍👦 Продолжая испытания, ученые определили оптимальный состав катализатора – смесь железа и никеля в соотношении 85:15. Его протестировали в полевых условиях для добычи нефти из скважины одного из месторождений. В результате было установлено, что за 4 месяца добычи с использованием катализатора обводненность нефти снизилась с 99 до 30%, объемы добытой нефти увеличились.

👨‍👩‍👧‍👦 В планах исследователей – продолжение научных изысканий с тем, чтобы улучшить состав катализатора и расширить область его применения.

#нефтедобыча #наука

В Московском авиационном институте идет разработка летательного аппарата для мониторинга трубопроводов

⚡️ Московские ученые будут готовы представить опытный образец конвертоплана для съемок состояния трубопроводов и сбора проб воздуха над ними уже в этом году, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Московского авиационного института (МАИ).

⚡️ Как заявили авторы разработки, это будет аппарат, который летает в режиме самолета и вертолета, в том числе может зависать в воздухе. Эти качества позволяют использовать его в нефтегазовой промышленности для мониторинга трубопроводов. Особенностью конвертоплана являются поворотные двигатели, которые переключаются из вертикального положения в горизонтальное. Вращение лопастей роторов приводит к тому, что в момент переключения положения увеличивается риск потери устойчивости или падения аппарата: ученые МАИ ищут решение, как минимизировать эту проблему.

⚡️ Для повышения безопасности взлета, посадки и зависания будет использоваться система с искусственным интеллектом. Стабилизация конвертоплана будет производиться с помощью полетного контроллера, который будет запрограммирован с использованием данных стендовых испытаний, обработанных нейросетью. Алгоритм системы стабилизации, который интегрируется в полетный контроллер, получен во время стендовых испытаний, во время которых конвертоплан подвешивался на тросах с фиксированным натяжением. Каждый трос был сцеплен с датчиком растяжения; данные с него, а также с двигателей были собраны в бортовой компьютер, после чего их проанализировала нейросеть, зафиксировавшая отклонения аппарата и на основе всей полученной информации определившая приемлемые значения.

⚡️ Данный алгоритм будет отрабатываться на первичном прототипе конвертоплана в аэродинамической трубе МАИ. Полноценный экспериментальный образец летательного аппарата планируется собрать уже в июне этого года.

#наука

В России создан новый тип изоляции для бурения глубоких скважин

👨‍👩‍👧‍👦 Разработкой нового типа изоляции для высоковольтных систем занимались ученые Томского политехнического университета и Саратовского государственного технического университета им. Ю.А. Гагарина: созданный композитный материал открывает новые перспективы для электроразрядных технологий бурения глубоких скважин даже в скальных породах, сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки.

👨‍👩‍👧‍👦 Так, материал из силикона, керамических наполнителей и глицерина обладает высокой диэлектрической проницаемостью. Это качество актуально для электроэнергетики и открывает новые перспективы для использования в изоляции арматуры высоковольтных систем, в том числе в электроразрядных технологиях, которые могут обеспечить более дешевое, по сравнению с механическими способами, бурение глубоких скважин, а также добычу минералов, разрушение бетона и железобетона при демонтаже больших конструкций.

👨‍👩‍👧‍👦 По словам разработчиков, композит может быть применен не только в качестве изоляции, но и в качестве слоя, выравнивающего и направляющего электрические поля, как это требуется в электротехнических устройствах.

#бурение #наука

Технология, предложенная татарстанскими учеными, позволит клонировать керны с высокой точностью

📥 Для эффективной разработки месторождений нефти и газа требуется изучить породу-коллектор, содержащую в своем поровом пространстве воду, нефть и газ. Образцы пород – керн – получают при бурении скважин. Однако процесс их извлечения является дорогостоящим и технически сложным, причем после нескольких лабораторных тестов они становятся непригодными для исследований. Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) исследовали возможности 3D-клонирования структур стандартных образцов керна, извлекаемых из скважин.

🖼 Как объяснили в пресс-службе КФУ, сначала ученые с помощью микротомографии получили подробные трехмерные изображения внутренней структуры породы, включая ее поровое пространство. Затем на основе этих данных создали цифровые модели кернов, которые адаптировали для печати на 3D-принтере. В перспективе такой способ печати позволит создавать множество реплик стандартных образцов керна с идентичной структурой порового пространства, проводить комплексные исследования и моделировать поведение нефти и газа в заданном пространстве. Это существенно упростит решение научных и инженерных задач.

🥇 В планах участников проекта – работа по повышению точности 3D-копий, в том числе разработка более эффективных методов цифровой обработки томографических данных, которые позволят максимально точно передавать естественную форму порового пространства, а также оптимизация 3D-печати. Планируется переход от печати полимерами к печати материалами, близкими по составу к породам-коллекторам.

#наука

Надежность нефтедобывающего оборудования повысится благодаря разработке пермских ученых

⚛️ В Пермском политехе создали новую конструкцию канатной насосной штанги, используемой при добыче нефти с помощью наклонно направленных скважин и скважин с боковыми стволами.

⚙️ Как объяснили в пресс-службе вуза, такие штанги представляют собой канат закрытой конструкции, скрученный из стальных проволок, который закрепляется на установке с помощью специальных заделок. В нижней части они соединяются с плунжером насоса (элемент, создающий давление при перекачке нефти), а в верхней – со станком-качалкой на поверхности скважины. При перекачке нефти происходят возвратно-поступательные движения и штанга ходит вверх и вниз, за счет чего она растягивается и, в некоторых случаях, сжимается. При применении штанги такой конструкции возникают проблемы, поскольку она плохо устойчива к нагрузкам, что приводит к многократному изгибу элемента и возникновению дефектов: между проволоками появляются зазоры и нарушается структурная целостность вблизи заделки. В таких условиях штанга быстро переходит в неисправное состояние и требует остановки работы насоса и выполнения замены со всеми сопутствующими этому затратами.

☑️ Добавив к нижней заделке штанги металлический фиксатор-спираль, пермские политехники тем самым усовершенствовали конструкцию. Такой способ предотвращает изгиб каната и сохраняет его целостность в месте концентрации напряжений и накопления дефектов, при этом не усложняя и не удорожая изделие. По словам заведующего кафедрой горной электромеханики Геннадия Трифанова, фиксатор – это металлическая спираль из коррозионностойкой стали, которая увеличивает жесткость детали на участке вблизи нижней заделки, тем самым предотвращая его отказ. Благодаря тому, что фиксатор имеет противоположное направление свивки по сравнению с канатом, нагрузка на штангу распределяется равномерно.

🛢 Решение, предложенное учеными, позволит повысить срок службы канатных насосных штанг в наклонно направленных скважинах, сокращая затраты на обслуживание и повышая рентабельность добычи.

#наука #нефтедобыча