Новости № 29(2016)

Официально


Академику Юрию Осипову, выдающемуся российскому ученому с мировым именем, с 1991 по 2013 год руководившему Российской академией наук, исполнилось 80 лет.

Состоялось первое заседание Комиссии по развитию научной инфраструктуры организаций, подведомственных ФАНО. Она займется развитием и повышением эффективности работы сети центров коллективного пользования и уникальных научных установок, а также обеспечением доступа к ним третьих лиц.

Министр образования и науки Дмитрий Ливанов побывал с рабочим визитом в Европейском центре синхротронного излучения в Гренобле (Франция). Глава ведомства встретился с генеральным директором центра Франческо Сетте и обсудил с ним возможные форматы расширения сотрудничества.




Регионы


В городе Нордвейк-ам-зее (Нидерланды) состоялась торжественная церемония вручения ежегодной премии “РусПри” (RusPrix) за вклад в развитие сотрудничества между Россией и Нидерландами.

В Северном (Арктическом) федеральном университете прошел молодежный форум “Карьера 29” для выпускников среднего профессионального и высшего образования Архангельской области.

В Санкт-Петербургском горном университете открыт Центр компетенций в научных исследованиях и образовании Schneider Electric - компании, работающей в сфере управления энергией и автоматизации.

СНГ


Интердайджест


15.07.2016
Планета, обращающаяся вокруг трех солнц, обнаружена в созвездии Центавра - она больше Юпитера. С подробностями - Nature News; ScienceNOW.

15.07.2016
В желудочно-кишечном тракте человека обнаружены бактерии, для роста которых требуется один из нейромедиаторов. Об этом сообщает New Scientist.

15.07.2016
Фотоактивированные клетки сердечной мышцы крысы обеспечили движение ската-робота. Подробности - в Live Science.

Веб


15.07.2016
Подписан закон, устанавливающий правовые основы функционирования Национальной электронной библиотеки.













Сауна для ископаемых. Попарившись, трудноизвлекаемые залежи нефти и битумов становятся легкими на подъем.
Наука
№ 49(2015)

04.12.2015


“Вы ее попробуйте, достаньте-ка, догадайтесь, где она, руда”. Слова некогда популярной песенки точно обозначают трудные проблемы разведки и добычи полезных ископаемых. Причем не только в тех случаях, когда речь идет о рудных месторождениях. Непросто извлечь из “подземного царства”, скажем, битумы и некоторые виды нефти. Порой для этого нужны не только особые технологии, но и предварительное математическое и физическое моделирование. Решением задач в этой области активно занимаются коллективы ученых в нашей стране и за рубежом. Исследования одной из российских групп поддержаны грантом Президента РФ. Ее возглавляет старший научный сотрудник Института механики и машиностроения Казанского научного центра РАН Адель АБДУЛЛИН. От него наш корреспондент узнал, как разрабатывают месторождения сверхвязких нефтей и битумов, а также о тонкостях моделирования задач для этой сферы.

- В последнее время из-за интенсивного истощения основных месторождений стал расти интерес к исследованиям по добыче сверхвязких, тяжелых нефтей и природных битумов, запасы которых весьма внушительные, - рассказывает Адель Ильдусович. - Эти запасы хоть и сосредоточены на сравнительно небольших глубинах, однако относятся к категории трудноизвлекаемых. Большая часть мировых запасов тяжелой нефти находится в Канаде, Венесуэле, России.
Природные битумы - углеводородное сырье, используемое в химической и энергетической промышленности. Они залегают в недрах в твердом, вязком и вязко-пластичном состояниях. Из них получают легкую синтетическую нефть и нефтяной кокс, компоненты моторного топлива. Битумы используют в строительстве (для дорожного покрытия, производства мягкой кровли), промышленности (при создании изоляторов, антикоррозийных покрытий). Из остаточных продуктов переработки нефти, каменного угля и сланцев получают искусственные или технические битумы. По составу они сходны с природными.
Проблема разработки месторождений высоковязкой нефти и природных битумов в том, что в естественных пластовых условиях такая нефть практически неподвижна. Экономически непросто создать технологии, адаптированные к геолого-физическим условиям их залегания. Для этого нужны эффективные физико-химические и тепловые методы разработки.
- В названии вашего проекта упоминается парогравитационое дренирование. Что это такое? Какие у него преимущества?
- В зависимости от условий залегания и физических свойств углеводородного сырья разработка месторождений природных битумов проводится карьерным, шахтным или скважинным способами. Первый эффективен при небольшой глубине (до 75 метров). На больших глубинах (несколько сотен метров) применяют шахтный способ. При скважинной добыче природных битумов на пласт воздействуют термически и физико-химически.
На сегодня известно достаточно много технологий извлечения тяжелых нефтей и природных битумов. Это циклическая закачка пара, парогравитационный метод дренирования (ПГД), холодная добыча, извлечение растворителями в парообразном состоянии, процесс с добавлением растворителя, комбинации внутрипластового горения и добычи нефти из горизонтальной скважины, технология с использованием катализаторов окисления.
В России при добыче высоковязких нефтей и природных битумов, в основном, используют тепловые технологии: на Ашальчинском месторождении (Республика Татарстан) и Ярегском (Республика Коми). Самый распространенный метод скважинной добычи природных битумов и высоковязких нефтей - это метод парогравитационного дренирования (в западных странах - SAGD, Steam Assisted Gravity Drainage). В технологии парогравитационного дренирования две горизонтальные скважины располагаются параллельно по напластованию одна над другой, с небольшим смещением относительно друг друга (примерно 5-10 м). Для разогрева пласта в верхнюю горизонтальную скважину закачивается пар. Пар пробивается к верхней части продуктивного пласта, образуя паровую камеру, где впоследствии конденсируется в воду. Пар нагревает битум, снижая его вязкость, который вместе с конденсированным паром под действием силы тяжести стекает в добывающую скважину. Стадия роста паровой камеры вверх продолжается до тех пор, пока камера не достигнет кровли пласта, после чего она начинает расширяться в стороны. При этом нефть всегда находится в контакте с высокотемпературной паровой камерой, благодаря чему потери тепла минимальны, это делает способ разработки экономически оправданным при определенных геолого-физических условиях.
- Каков ваш вклад? Что уже сделали и что предстоит?
- Сейчас ведутся интенсивные работы по физическому и гидродинамическому моделированию, на основе которого совершенствуются технологические процессы и создаются новые технические средства добычи сверхвязких нефтей и природных битумов в России, Канаде, Венесуэле, США, Китае. Методом ПГД в Канаде планируют извлечь до 60% собственных запасов.
Несмотря на эффективность парогравитационного воздействия, этот метод имеет ряд технологических, экологических и экономических недостатков, основные из которых: невысокая тепловая эффективность в определенных геологических условиях, потребление больших объемов природного газа при производстве водяного пара. Все это создает большие эксплуатационные затраты и служит причиной существенных выбросов углекислого газа в атмосферу. К недостаткам относится также использование значительных объемов воды при производстве пара. Это приводит к интенсивной эксплуатации подземных или поверхностных источников, затратам на очистку отработанной воды и ее утилизацию. Один из путей решения всех этих проблем - добавка к нагнетаемому пару углеводородных растворителей. Это расширит область применения и повысит энергетическую эффективность метода, поможет интенсифицировать добычу битума, а также снизить объемы потребления природного газа и воды. Однако этот метод требует учета геолого-физических и термодинамических условий, свойств и состава пластовых флюидов и растворителей. В этом направлении ведутся совместные исследования в нашей лаборатории, ИОФХ им. А.Е.Арбузова КазНЦ РАН и ПАО “Татнефть”.
Теме использования нетрадиционных углеводородов, в частности моделированию парогравитационного дренирования при разработке сверхвязких нефтей и природных битумов, как раз и посвящен проект, поддержанный Советом по грантам Президента РФ. Мы занимаемся комплексным исследованием механизмов паротеплового воздействия для создания научно-методических и технологических решений разработки таких месторождений с учетом специфики рассматриваемого процесса. Разрабатываем и реализуем модели, алгоритмы и методики расчета парогравитационного дренирования.
Мы уже создали аналитическую модель парогравитационного дренажа, учитывающую все основные стадии роста паронефтяной камеры. Рассчитали влияние фильтрационных и теплофизических параметров пласта на дебит горизонтальной скважины. (Дебит скважины - это ее основная характеристика, которая определяет, какой объем нефти она может дать в заданную единицу времен. Или проще, дебит - это объем продукции, добываемой из скважины за единицу времени). Сопоставили результаты расчетов по предложенной модели с экспериментальными данными, они хорошо согласуются. Получили оценки дебита горизонтальной скважины при парогравитационном дренировании для условий залежи сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения.
Впереди еще много работы, много интересных и сложных задач. Мы хотим кроме математического провести еще и физическое моделирование парогравитационного дренирования, что позволит более полно исследовать и описать данный процесс, уточнить нашу модель.
- Если судить по вашей работе, она имеет сугубо прикладной характер. Так ли это?
- На мой взгляд, создание эффективных технологий разработки месторождений высоковязких нефтей и природных битумов - это фундаментальная проблема, решение которой находится на стыке многих отраслей науки. Задачи проекта имеют теоретический и прикладной аспекты. Они рассматриваются с точки зрения механики сплошной среды, в частности, это неизотермическая многофазная фильтрация с фазовыми переходами. Именно с этих позиций выстроена вся работа над проектом, но с учетом реальных прикладных задач.
Большие запасы тяжелых нефтей и природных битумов в России, в том числе и в Республике Татарстан, - это одни из важнейших перспективных источников углеводородного сырья. У тяжелых нефтей высокая вязкость, высокое содержание серы, асфальтенов и тяжелых металлов. Эти факторы усложняют проблему добычи и переработки. Математическое и физическое моделирование - основные инструменты для исследования парогравитационного дренирования. Особенность такой задачи - резкое изменение вязкости нефти с ростом температуры. Моделирование методов воздействия на пласт, при которых происходят значительные и быстрые изменения свойств флюида или породы, а также фазовые переходы, требует использования сильно “измельченной” гидродинамической сетки и малых шагов по времени. Эффективность разработки определяется наличием достоверной информации о комплексе фильтрационных и теплофизических свойств пласта. Для контроля процесса добычи в нагнетательной и добывающей скважинах регистрируются изменения давления и температуры. Эти данные содержат лишь косвенную информацию о параметрах паровой камеры и профиле притока флюида по длине скважины, поэтому для поиска необходимых параметров была поставлена обратная задача и предложен метод ее решения.
Прогноз добычи нефти тепловыми методами делается на основе результатов предварительного моделирования процесса. Для этого необходимо детальное изучение параметров пласта и пластового флюида. А чтобы оценить эффективность технологии “паронефтяной камеры”, нужны предварительные расчеты значений дебита горизонтальной скважины при каждом конкретном наборе геолого-гидродинамических и технологических режимов разработки. Такой расчет значений дебитов скважин может осуществляться как с помощью специализированных программных комплексов гидродинамического моделирования, так и путем применения инженерных формул на основе известных зависимостей. К числу таких зависимостей относятся формулы Батлера, Рейса. Однако эти формулы описывают отдельные стадии процесса парогравитационного дренажа. В нашем проекте мы разрабатываем модель процесса парогравитационного дренирования, учитывающую все основные стадии данного процесса, а также новый метод оценки дебита горизонтальной скважины и паронефтяного отношения. На основе этой модели построим вычислительный алгоритм решения обратных задач, в качестве исходной информации для которых используем результаты термодинамических исследований скважин. Разработанные модели и алгоритмы расчета планируем оформить в виде программного комплекса.
- Где можно будет его применить?
- Ожидаемые результаты исследования можно использовать в топливно-энергетическом комплексе, в частности в неф­тедобывающей промышленности. Логическим следствием реализации результатов будет более полное понимание термогидродинамических процессов, происходящих в продуктивном пласте при парогравитационном дренировании. Выполнение проекта позволит получить фундаментальные знания и результаты, необходимые для обоснования ввода в разработку месторождений с залежами битумов и высоковязких нефтей.

Венера Салихова
Иллюстрации предоставлены А.Абдуллиным


 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

К истокам вдохновенья. Крупнейший инженерный вуз страны углубляется в науки о жизни.
Междисциплинарные исследования на стыке наук - физики, химии, биологии, медицины - давно уже стали тенденцией в современном мире. Именно они нередко приводят к выдающимся результатам, дают толчок развитию новых научных направлений. Еще один сегодняшний тренд - расширение сферы интересов ведущих технических университетов в сторону Life Science (наук о жизни)... /№ 29(2016)
Задание для одинокого фотона. Физики готовят подарок для криптографов.
Каждый классический источник света состоит из огромного набора элементарных излучателей, хаотично испускающих одиночные фотоны, когда заблагорассудится. Совершенствуя квантовые технологии, ученые пришли к выводу о необходимости “неклассических” источников света, испускающих фотоны последовательно, один за другим... /№ 29(2016)
До последнего листка. Геногеографы воссоздают генеалогическое древо народов.
Большая карта “Народы России и сопредельных стран” на видном месте в кабинете заведующего лабораторией геномной географии Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН профессора РАН Олега Балановского испещрена многочисленными пометками и имеет массу обозначений. А каждая точка на ней - свидетельство проведенной экспедиции, продолжительностью в несколько недель, для сбора образцов ДНК у приблизительно 100 представителей коренного населения данной территории. /№ 29(2016)

РЕФОРМА РАН


На заседании Бюро Научно-координационного совета при ФАНО в очередной раз решалась судьба Якутского научного центра Сибирского отделения РАН.

Завершился прием заявок на получение статуса эксперта Российской академии наук. Удалось ли РАН сформировать корпус специалистов, способных оценить результаты исследований во всех областях науки и перспективы предлагаемых к реализации государственных проектов?

Традиционная двадцать первая по счету Поволжская ассамблея Профсоюза работников РАН в этом году проходила в Переславле-Залесском на базе Института программных систем (ИПС) им. А.К.Айламазяна РАН.

Завершилась общественная экспертиза проекта рекомендаций Российской академии наук по повышению эффективности вложения финансовых средств в развитие фундаментальной науки и поисковых исследований.

На днях в Кремле состоялась очередная встреча Президента РФ Владимира Путина с президентом Российской академии наук Владимиром Фортовым и руководителем Федерального агентства научных организаций Михаилом Котюковым.

Конференции


15.07.2016
Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2016 году.

17.06.2016
Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2016 году.

13.06.2016
Рекордные урожаи, стратегические вопросы импортозамещения, создания прорывных промышленных технологий, перспективы развития российской экономики в ближайшие 20-25 лет – актуальные темы международного Форума и выставки по глубокой переработке зерна и биотехнологиям «Грэйнтек-2016».

Текущие конкурсы


15.07.2016
Конкурс 2017 года проектов фундаментальных научных исследований, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Всероссийской общественной организацией “Русское географическое общество”.

15.07.2016
Конкурс 2016 года проектов фундаментальных научных исследований, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Правительством Республики Бурятия.

15.07.2016
Региональные конкурсы 2016 года проектов ориентированных фундаментальных исследований по междисциплинарным темам, проводимые федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и субъектами Российской Федерации.

15.07.2016
Региональный конкурс 2016 года проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Правительством Красноярского края.

15.07.2016
Конкурс 2017 года проектов фундаментальных научных исследований, проводимый совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Национальным институтом онкологии США.

Вакансии


15.07.2016
Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

15.07.2016
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

24.06.2016
“Европейский университет в Санкт-Петербурге”объявляет конкурс на замещение должностей научно-педагогических работников (старший преподаватель, профессор).






опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  РЕФОРМА РАН