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

Российские композитные материалы станут более качественными благодаря участию ученых

⚡️ Толстостенные конструкции, сделанные из композитных материалов, активно внедряются в разных отраслях, включая авиастроительную, газовую. Прочные и легкие изделия на основе полимера и непрерывных угле- или стекловолокон применятся в условиях высоких нагрузок. Конструкции создают в автоклаве: слои материала из волокон и смолы выкладывают в заданную форму, а затем под высоким давлением и температурой отверждают в готовое изделие. При этом большая толщина стенок временами приводит к тому, что материал уплотняется неравномерно, что приводит к различным дефектам.

👥 Решение этой проблемы предложили ученые Пермского политеха: как сообщает пресс-служба вуза, они установили оптимальные режимы для предварительного формования заготовки в автоклаве, которые обеспечивают лучшее уплотнение материала и позволяют контролировать толщину слоев. Это, в свою очередь, значительно повысит качество готового изделия. Как отмечает один из авторов разработки, ведущий инженер Научно-образовательного центра авиационных композитных технологий Артем Сыстеров, в ходе экспериментов было установлено, что материал максимально уплотняется при температуре 80 °C, а близкие значения уплотнения достигнуты при температуре в 70 °C. Исследователи сделали вывод, что наиболее эффективный режим предварительного прогрева толстостенных заготовок – это 70–80 °C в автоклаве при давлении 5 атм. Такие условия обеспечат более плотное прилегание слоев, что предотвратит образование дефектов, пористости и неравномерности материала.

🔩 Оптимальные режимы формования заготовок, установленные политехниками, позволят повысить скорость и качество изготовления промышленных толстостенных конструкций из композитных материалов.

#наука

Пермские политехники повысили точность 3D-моделирования нефтяных скважин

⚡️ Новый подход к моделированию нефтяных залежей способен на 10% повысить достоверность данных и качественно оценить реальные фильтрационные потоки, по которым жидкость продвигается к скважине.

🛢 Как объясняют в пресс-службе Пермского политеха, горные породы имеют в своем строении маленькие пустоты и трещины, по которым протекает нефть или газ и, как через фильтр, попадает в скважину для дальнейшего извлечения. Продуктивность разработки месторождений зависит в том числе от понимания, сколько ресурсов залегает в пласте и какими именно путями они продвигаются внутри горной породы. 3D-модель месторождения, которую строят на основе геофизических и гидродинамических исследований скважин, содержит необходимую информацию о пористости, проницаемости и структуре пласта, а также о давлении, температуре и движении жидкостей внутри него.

⚛️ Улучшить качество моделирования можно с помощью проведения дополнительных специальных исследований – в частности, ученые Пермского политеха предложили использовать метод трассирования горных каналов, который заключается в добавлении в жидкость (воду, нефть или газ) специального индикатора. Меченую жидкость закачивают в скважину или пласт и с помощью датчиков следят за тем, где и как быстро вещество появляется в других скважинах.

👩‍🔬 Испытания провели на сложнопостроенной залежи нефти, которая отличается неоднородностью пустотного пространства и высокой вязкостью. Ученые сначала построили гидродинамическую модель без учета трассерных исследований, после чего в 5 нагнетательных скважин закачали индикатор и отследили его появление в 17 добывающих скважинах. Результаты подтвердили сложное строение коллектора, выраженное в разветвленной структуре реальных фильтрационных потоков. Новые данные позволили донастроить существующую модель и не менее чем на 10% улучшить сходимость расчетных и фактических показателей добычи.

👍 Результаты, полученные пермскими учеными, говорят о том, что новый метод позволит улучшить качество прогноза поведения полезных ископаемых и оптимизировать процессы их добычи.

#наука #нефтедобыча

Новый российский водородный двигатель снабдили комплексной системой безопасности

⚙️ Разработкой занимались специалисты Нижегородского государственного технического университета имени Р.Е. Алексеева: научный коллектив создал и запатентовал инновационную водородную энергоустановку с комплексной системой безопасности, сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки РФ.

🔘 Система построена по принципу многоуровневой защиты: каждый критический параметр в ней контролируется несколькими независимыми способами. Как отметили разработчики, такой подход обеспечит не только своевременное обнаружение потенциальных проблем, но и их предотвращение, а в случае возникновения нештатной ситуации – минимизацию последствий.

🧱 Энергоустановка заключена в огнезащитный металлический шкаф, разделенный на 4 изолированных отсека – блок хранения водорода, топливную магистраль, сам топливный элемент, в котором происходит преобразование энергии водорода в электричество, и компьютерный блок управления. Отсеки отделены друг от друга прочными перегородками из толстолистовой стали с противопожарными панелями из изолирующего материала и снабжены датчиками концентрации, температуры, а также предохранительными клапанами. Информация с датчиков поступает в блок управления, где программируемый логический контроллер ее обрабатывает: при обнаружении каких-либо отклонений от нормы он должен запустить последовательность защитного отключения.

#водород #наука

Новый катализатор, разработанный российскими учеными, поможет собрать мазут со дна Черного моря

🧪 Катализатор расщепляет мазут на воду и углекислый газ: об инновации ученых Северо-Осетинского государственного университета (СОГУ) сообщил глава Северной Осетии Сергей Меняйло. Он отметил, что исследование, которым занимались сотрудники вуза, стало особенно актуальным после выброса мазута на побережье Черного моря.

➕ Среди ряда преимуществ, которыми обладает разработка ученых СОГУ, выделяют эффективность, поскольку процесс очистки проходит быстро и качественно, экологичность, так как разложение мазута в данном случае не оставляет токсичных веществ, и доступность благодаря небольшой стоимости производства.

🔬 Проведенные лабораторные эксперименты свидетельствуют, что мазут полностью разлагается в течение 13 дней.

📍 Технологию планируют испытать непосредственно на месте выброса мазута, а в перспективе, по словам Сергея Меняйло, она может быть применена и для борьбы с загрязнением пластиком и полиэтиленом.

📚 Напомним, что в течение нескольких месяцев научное сообщество России предлагает множество решений в помощь ликвидаторам последствий крушения двух танкеров, которое произошло в районе Керченского пролива в середине декабря 2024 года.

#наука #экология

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

Инструмент для улучшения работы нефтепроводов разработали в «Высшей школе нефти»

⚡️ Программа для повышения пропускной способности трубопроводной системы, разработанная специалистами «Высшей школы нефти» (ВШН) совместно с коллегами из «Татнефти», позволяет прогнозировать эффективность применения определенных химических веществ, анализировать их влияние на остальные системы, при этом адаптируясь к разным условиям эксплуатации. Об этом сообщает РИА «Новости» со ссылкой на пресс-службу ВШН.

⚡️ Как объяснили ученые, на понижение пропускной способности трубопроводов и, как следствие, увеличение расходов на их эксплуатацию влияют внутренние загрязнения, которые мешают турбулентному течению жидкости. Разрушить загрязнения помогает введение химических добавок, которое может изменить технические параметры рабочего процесса – повлиять на гидравлические системы или изменить свойства текущей жидкости, уменьшив турбулентность и увеличив пропускную способность трубопроводов.

⚡️ Представленная исследователями программа помогает в выборе наиболее эффективного очистителя труб с учетом определенных условий. Программное обеспечение позволяет определять, насколько хорошо та или иная добавка справляется с задачей, позволяя экономить время и средства на поиски подходящего решения. Внедрение новой программы позволит повысить энергоэффективность обслуживания нефтепроводов и уменьшить общие производственные затраты.

#наука #трубопроводы

Российские ученые предложили способ защитить стальное оборудование от разрушения в агрессивных средах

⚙️ Стальные изделия в нефтедобывающей, химической, металлургической и других отраслях зачастую работают в агрессивных средах и могут выходить из строя из-за коррозии, вызванной сероводородом. Особенно разрушению подвержены детали, которые подвергаются нагрузке постоянно, такие как штанговые глубинные насосы для добычи нефти. Ученые Пермского политеха разработали для них режим термической обработки, который позволит значительно повысить стойкость материала из стали 14Х17Н2 к разрушению.

👨‍💻 Как сообщает пресс-служба вуза, ранее считалось, что для коррозионной защиты материала в сероводородной среде достаточно контролировать его твердость в процессе изготовления. Однако практика показала, что даже при соблюдении этого требования сталь проявляет склонность к растрескиванию. Для повышения устойчивости к сульфидной коррозии ее подвергают специальной термообработке, режимы которой изначально зависят от цели. Так, процесс закалки подразумевает сильный нагрев и быстрое охлаждение в масле, что делает сталь очень твердой, но хрупкой. Отпуск – это повторный, но не такой сильный нагрев и такое же быстрое охлаждение в масле. Он смягчает структуру материала после закалки.

🛡 Проведя серию экспериментов с разными режимами термической обработки образцов стали 14Х17Н2, исследователи изучили, как меняется ее структура, механические свойства и стойкость к разрушению. Тестирование показало, что для защиты стали от сульфидной коррозии важно не просто соблюдать требования по уровню твердости, а осторожно подбирать режимы термообработки, чтобы добиться оптимальной структуры с крупными частицами. Такая сталь выдерживает даже предельно агрессивные среды, что критически важно в нефтяной, химической и металлургической отраслях.

🔔 Новый метод термообработки готов к внедрению в серийное производство насосов и другого оборудования для работы в сложных условиях. В перспективе его применение поможет увеличить срок службы деталей, снизить аварийность.

#наука #нефтедобыча

Новую модель для точного прогнозирования добычи нефти в трещинных коллекторах разработали российские политехники

🛢 В горной породе нефть движется по порам и трещинам; в таких месторождениях сосредоточено от 30 до 50% общемировых запасов углеводородов. Падение пластового давления может приводить к тому, что трещины смыкаются, что означает и падение добычи нефти. Ученые Пермского политеха предложили новый подход к созданию гидродинамической модели, который позволяет учитывать влияние давления на свойства пласта. Как отмечает пресс-служба вуза, стандартные модели не способны полноценно учитывать влияние пластового давления на проницаемость трещин, что может привести к неточным прогнозам и ошибкам в проектировании разработки месторождений.

⚡️ Пермские политехники при создании новой модели сделали возможным учет эффекта смыкания трещин, что делает прогнозы более надежными и приближенными к реальной ситуации. Исследователи использовали методы машинного обучения для анализа трехмерных сейсмических данных. Этот подход позволяет получить более точную картину того, как пласт будет вести себя в будущем.

⚛️ По словам авторов исследования, процесс построения модели по новой методике включает несколько этапов, в том числе анализ данных по изменению добычи нефти и давления в пласте, что позволяет выявить зоны с наибольшей изменчивостью проницаемости. Второй этап – создание компьютерной геомеханической модели, которая визуально показывает структуру пласта, распределение пород и зоны разломов. С ее помощью рассчитываются напряжения и их влияние на состояние трещин. На третьем определяется проницаемость – для этого используются методы машинного обучения, 3D-сейсмика и результаты геомеханического моделирования, что позволяет учитывать вклад в общую проницаемость разнонаправленных систем трещин. Четвертый этап включает создание гидродинамической модели, которая учитывает динамические изменения свойств пласта.

☑️ Новая модель была реализована в специализированном гидродинамическом симуляторе tNavigator на данных одного из крупных карбонатных месторождений. Традиционные модели предсказывали здесь восстановление давления в скважинах, чего в реальности, однако, не происходило, поскольку в окрестностях данной скважины трещины сомкнулись и это привело к снижению добычи при неизменном пониженном пластовом давлении. Разработанная модель корректно учла этот эффект. Как подчеркивают политехники, она обеспечивает более точное соответствие прогнозных расчетов реальным данным, что позволяет оптимизировать разработку месторождений, грамотно планировать мероприятия по поддержанию пластового давления и учитывать динамику изменения трещинных коллекторов.

#наука #нефтедобыча

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