-
Дата отправки2020-02-19
-
Дата принятия2020-04-17
-
Дата публикации2020-10-13
Снижение потерь угля при отработке сближенных пластов донной части Воркутского месторождения
- Авторы:
- О. И. Казанин
- В. В. Ярошенко
На примере шахт АО «Воркутауголь» рассмотрена проблема образования протяженных зон повышенного горного давления (ПГД) от целиков на границах выемочных столбов, образовавшихся из-за раскройки шахтного поля сложной геометрии. Проведен детальный анализ оставшихся запасов донной части месторождения для подсчета потерь, влияния зон ПГД от защитного пласта «Четвертый» на горные работы по верхнему пласту «Тройной», а также возможностей уменьшения размеров зон ПГД за счет расширения подработанного пространства. В результате исследования донной части Воркутского месторождения в рамках принятой раскройки были выделены участок на шахте «Комсомольская» и два участка на шахте «Заполярная-2», где потери на границах выемочных столбов составляют 13-22 % от общих объемов запасов в шахтном поле. Большой объем потерь в данных целиках говорит об актуальности исследований влияния первоочередной выемки защитных пластов на эффективность и безопасность горных работ на выемочных участках пластов в подработанных зонах и зонах ПГД. На основании анализа зарубежного и российского опыта доработки целиков на границах выемочных участков, а также методических руководств и инструкций была разработана технологическая схема, позволяющая повысить коэффициент извлечения угля в донной части Воркутского месторождения с 0,75 до 0,9 без принципиального изменения вентиляционной и транспортной сетей, а также без закупки дополнительного горного оборудования. Проведенные экономические расчеты подтвердили эффективность внедрения новой технологической схемы для доработки запасов на границах выемочных участков. Экономический эффект составляет 0,079-1,381 млрд руб. дополнительной прибыли с соосных выемочных столбов в зависимости от горно-геологических условий и размеров целиков.
-
Дата отправки2019-10-30
-
Дата принятия2020-02-03
-
Дата публикации2020-10-13
О концепции технологии определения фильтрационно-емкостных свойств терригенных коллекторов на цифровой модели керна
- Авторы:
- И. П. Белозеров
- М. Г. Губайдуллин
Целью статьи является формирование концепции технологии определения фильтрационно-емкостных свойств терригенных коллекторов методами математического моделирования на цифровой модели керна. Цифровое моделирование керна применяется при оценке геологических запасов нефти. В статье представлена концепция технологии цифрового моделирования керна, позволяющая проводить качественные исследования по определению фильтрационно-емкостных характеристик пласта, включающая в себя моделирование порового пространства и фильтрационных процессов. Суть концепции состоит в том, что имитационная модель микроструктуры цифровой модели формируется на основе большого количества параметров, получаемых в ходе литолого-петрографических исследований шлифов, исследований шлама и геофизических исследований скважин. Сформированная модель может быть использована в качестве основы для последующего моделирования фильтрационных процессов. Проводимость одиночных каналов сформированной модели может быть рассчитана при помощи методов молекулярной динамики, моделей решетчатых уравнений Больцмана и других математических моделей и методов. На основании результатов проведенных исследований обосновано применение методов стохастической упаковки для моделирования структуры порового пространства цифровой модели керна терригенных коллекторов. В связи с развитием компьютерных и нанотехнологий и использованием их в нефтегазовой промышленности решения, позволяющие получить адекватные результаты цифровых моделей керна, имеют высокую важность и актуальность для отрасли. Особенно важным представляется использование цифровых моделей керна при исследованиях сложных с точки зрения проведения физических экспериментов пород-коллекторов шельфовых месторождений западной части российской Арктики, нефтяных сланцев, пород, представленных рыхлыми слабосцементированными коллекторами и других.
-
Дата отправки2019-12-25
-
Дата принятия2020-06-30
-
Дата публикации2020-10-13
Учет геомеханических свойств пласта при разработке многопластовых нефтяных месторождений
В условиях возрастающей актуальности разработки нефтяных месторождений со сложными горно-геологическими условиями и низкоэффективными коллекторами в процессе разработки сложнопостроенных коллекторов возникает ряд проблем, связанных с влиянием трещиноватости пласта на процессы фильтрации, значительной неоднородностью строения, изменчивостью напряженно-деформационного состояния горных пород и т.д. Поэтому важной задачей при проектировании разработки подобных месторождений является комплексный учет сложного геологического строения. Для решения подобных задач авторами предложен методический подход, позволяющий более достоверно прогнозировать изменение пластового давления при построении геолого-гидродинамической модели многопластового месторождения. Актуальным при прогнозировании технологических показателей разработки является учет сжимаемости горной породы и его влияния на абсолютную проницаемость, являющуюся основным параметром, определяющим закон фильтрации флюида в продуктивном пласте. В работе проведен анализ строения сложной многопластовой залежи месторождения Альфа, обработаны результаты компрессионных исследований 178 стандартных образцов керна, получены зависимости коэффициента сжимаемости от пористости для каждого из пластов. Методом множественной регрессии получены зависимости проницаемости от ряда параметров (пористости, плотности, содержания кальцита и доломита, сжимаемости), что позволило учесть влияние вторичных процессов на формирование абсолютной проницаемости. На заключительном этапе проведена оценка эффективности предложенного методического подхода при построении геолого-гидродинамической модели месторождения. Установлено повышение качества поскважинной адаптации основных технологических показателей разработки и повышение прогнозной способности усовершенствованной модели.
-
Дата отправки2019-12-20
-
Дата принятия2020-09-01
-
Дата публикации2020-10-13
Особенности создания подземных резервуаров в истощенных нефтегазоконденсатных месторождениях
- Авторы:
- Р. А. Гасумов
- Э. Р. Гасумов
- Ю. С. Минченко
В статье рассмотрены особенности создания подземных резервуаров (ПР) в истощенных нефтегазоконденсатных месторождениях (ИНГКМ). Изложены требования к структуре пласта, соответствующие параметрам объекта возможного создания ПР. Оценено влияние геологических, гидрогеологических и горно-технических условий залегания горных пород на надежность и герметичность подземных резервуаров, в том числе подземных хранилищ газа. Проанализированы необходимые условия проектирования ПР на примере нефтегазоконденсатного месторождения Ач-Су при наличии хорошо изученной ловушки, обладающей приемлемыми параметрами для строительства объекта подземного хранилища. Важным аспектом являются геологические условия, соответствующие критериям выбора объекта: необходимое строение структуры, отсутствие разрывных нарушений, высокие коллекторские свойства пласта, достаточный объем залежи для хранилища. Геологические условия являются основанием для определения индивидуальных особенностей технологии строительства ПР на каждом ИНГКМ. Приведены уточненные результаты текущего газонасыщенного порового объема и темпа падения пластового давления, которые позволяют выбрать улучшенные технологические показатели при эксплуатации создаваемого ПР. С целью выбора оптимального варианта проектирования и строительства ПР изучены результаты анализа экономических и геологических сценариев совместно с технологическими возможностями эксплуатации объекта и транспортной системы, обеспечивающей максимальную суточную производительность хранилища.
-
Дата отправки2020-05-13
-
Дата принятия2020-06-24
-
Дата публикации2020-10-13
Барьеры реализации водородных инициатив в контексте устойчивого развития глобальной энергетики
Современные тенденции мирового энергетического рынка, связанные с целями устойчивого развития, в ряде случаев приводят к принятию недостаточно обоснованных политических решений. Интенсификация развития возобновляемых источников энергии – экономически спорный, но необходимый шаг с точки зрения социальных и экологических эффектов. Однако последующее развитие водородной инфраструктуры является опасной инициативой. В статье предпринята попытка рассмотреть водород с точки зрения интегральной оценки его характеристик. Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы о потенциале широкомасштабного внедрения водорода в энергетику: как химический элемент водород является врагом металлоконструкций, что значительно затрудняет выбор подходящих материалов; физические и объемные характеристики водорода снижают общую эффективность энергосистемы по сравнению с аналогичными углеводородными решениями; водородная экономика не имеет необходимой основы как с точки зрения физической инфраструктуры, так и механизмов рыночного регулирования; появление широкодоступного водорода опасно для общества из-за его высокой горючести. В результате работы был сделан вывод, что существующие пилотные водородные проекты являются позитивными, но не масштабируемыми решениями для энергетического сектора из-за отсутствия технологий для создания крупномасштабной и географически распределенной инфраструктуры, а также проработанной международной системы регулирования отрасли. Таким образом, в текущих условиях риски реализации таких проектов значительно превышают их потенциальные экологические выгоды.
-
Дата отправки2019-11-20
-
Дата принятия2020-01-20
-
Дата публикации2020-10-13
Оценка влияния касательного напряжения на стенке технологических трубопроводов газоконденсатного месторождения на интенсивность углекислотной коррозии
- Авторы:
- А. И. Пономарев
- А. Д. Юсупов
Объектом исследования служит участок системы сбора газа и газового конденсата, состоящий из углового дросселя, монтируемого на фонтанной елке, и трубопровода обвязки скважины, расположенного после углового дросселя. Целью исследования является оценка влияния скорости потока и касательного напряжения на стенке трубы (КНнС) на скорость протекания углекислотной коррозии на исследуемом участке и выдача обоснованных рекомендаций по рациональной эксплуатации углового дросселя с целью снижения интенсивности коррозии. В ходе решения данной задачи была разработана и в последующем применена методика оценки влияния различных факторов на скорость протекания углекислотной коррозии. Основой методики является последовательность различных методов моделирования: моделирование фазовых состояний добываемого продукта, трехмерное (твердотельное) моделирование исследуемого участка, гидродинамическое моделирование потока добываемого продукта с использованием метода конечных объемов и др. Разработанная методика обладает широкими возможностями визуализации полученных результатов, позволяющими идентифицировать участки, максимально подверженные воздействию углекислотной коррозии. В статье доказано, что средняя скорость потока и ее локальные значения не являются факторами, позволяющими прогнозировать протекание углекислотной коррозии на участке трубопровода после углового дросселя. Описывается доказательство преобладающего влияния КНнС на интенсивность протекания углекислотной коррозии на участке трубопровода после углового дросселя. Прогнозируемые согласно методики участки локализации коррозии сопоставлены с реальной картиной распространения коррозии на внутренней поверхности трубы, в результате чего сформированы рекомендации по рациональной эксплуатации углового дросселя.
-
Дата отправки2019-11-04
-
Дата принятия2020-01-12
-
Дата публикации2020-10-13
Давление резцов PDC на пластично-хрупкую горную породу в процессе ее разрушения
- Авторы:
- О. Б. Трушкин
- Х. И. Акчурин
На сегодняшний день не существует методики расчета параметров режима бурения породоразрушающими инструментами, оснащенными алмазно-твердосплавными резцами (резцами PDC). Для создания такой методики требуется изучение их работы. В статье приведены результаты стендовых исследований работы резцов PDC в процессе разрушения образца горной породы при воспроизводстве реальной схемы размещения резцов на рабочей поверхности долота. Важным параметром работы резцов PDC, необходимым для расчета нагрузок на долото, является давление резцов на горную породу в процессе ее разрушения. Общее давление резца на породу может быть разложено на две взаимно перпендикулярные составляющие – давление вдавливания и давление резания. Предложено оценку загрузки резцов PDC при разрушении пород различной твердости проводить с использованием относительных величин давлений вдавливания и резания, которые рассчитываются относительно предела текучести горной породы по штампу. Установлено, что на изменчивость средних относительных давлений вдавливания и резания существенное влияние оказывают проходка за оборот долота и радиус расположения резца на долоте. Получены зависимости максимальных относительных давлений резцов PDC при разрушении пластично-хрупкой породы от проходки за оборот и радиуса расположения резца на долоте. Установлено, что при проходках за оборот до 0,4 мм основным механизмом разрушения является резание, а с увеличением глубины разрушения процесс вдавливания становится определяющим.
-
Дата отправки2019-11-28
-
Дата принятия2020-05-08
-
Дата публикации2020-10-13
Разработка композиции бурового раствора для проводки наклонно направленного ствола скважины с учетом реологических параметров жидкости
- Авторы:
- Н. М. Уляшева
- Е. Л. Леушева
- Р. Н. Галишин
В статье представлены исследования по разработке композиции бурового раствора для проводки наклонно направленных скважин в условиях нефтяного месторождения, расположенного в республике Татарстан (Россия). Анализируются различные реологические модели течения жидкости и их применимость для буровых растворов. Представлены лабораторные эксперименты по измерению основных реологических параметров раствора, таких как пластическая вязкость, динамическое напряжение сдвига, а также показатели нелинейности и консистенции. На основании проведенных лабораторных исследований были сделаны выводы, что высокомолекулярные полимерные реагенты (например, ксантановая смола) способны придать промывочной жидкости более выраженные псевдопластические свойства, а комбинация их с линейным высокомолекулярным полимером (например, полиакриламид) позволяет снизить величину динамического напряжения сдвига. Таким образом, при выборе полимерных реагентов, для обработки буровых растворов для наклонно направленного бурения, необходимо учитывать их строение, молекулярную массу и свойства. Комбинация разных видов реагентов в композиции бурового раствора способна привести к синергетическому эффекту и повысить эффективность процесса бурения в целом.
-
Дата отправки2020-04-15
-
Дата принятия2020-05-13
-
Дата публикации2020-10-13
Переработка платинометалльных руд в России и Южной Африке: состояние и перспективы
- Авторы:
- Т. Н. Александрова
- С. O'Коннор
Работа посвящена сравнительному обзору минерально-сырьевой базы металлов платиновой группы (МПГ) и технологий их переработки в ЮАР и России – крупнейших производителей МПГ. В статье представлены минералого-геохимическая классификация и промышленное значение железно-платиновых и платиноносных месторождений, также представлен обзор видов залеганий рудных тел металлов платиновой группы, процессов обогащения (особое внимание уделено флотационным процессам), а также трудностей, с которыми сталкиваются предприятия на этапе обогащения в части повышения извлечения полезных компонентов. Приведены данные о минералогических особенностях месторождений МПГ, в том числе о распределении элементов в рудах. Определены и обоснованы основные направления исследования минералогических особенностей и переработки сырья различного генезиса. Установлено, что сульфидные месторождения представляют наибольшую промышленную ценность в обеих странах. Рассмотрены такие нетрадиционные источники МПГ как черносланцевое сырье, дуниты, хромитовые, малосульфидные, хромовые и титано-магнетитовые руды, техногенное сырье и др. Обоснованы основные направления исследований для вовлечения в переработку нетрадиционных источников металлов. Проведен анализ новых обогатительных и металлургических методов добычи МПГ при переработке нетрадиционного и промышленного сырья, выполнен обзор существующих технологий переработки платиноносного сырья. Рассмотрены технологии с применением современного оборудования для сверхтонкого измельчения и существующие реагенты для флотационного обогащения и оценки их селективности по отношению к минералам-концентраторам платины. На основе анализа главных технологических процессов переработки руд МПГ выявлены наиболее эффективные – схемы гравитационно-флотационного обогащения с последующей металлургической переработкой.
-
Дата отправки2020-01-27
-
Дата принятия2020-05-22
-
Дата публикации2020-10-13
Сорбция координационных соединений редкоземельных элементов
Редкоземельные элементы (РЗЭ) являются ценными и стратегически важными для многих технологических областей, таких как лазерная техника, медицина и металлургия. Основными методами выделения РЗЭ являются осаждение, экстракция и сорбция, в частности ионный обмен с использованием различных сорбентов, которые позволяют проводить селективное извлечение и отделение элементов от сопутствующих компонентов, а также проводить разделение близких по своим химическим свойствам редкоземельных металлов. В работе изучен процесс извлечения иттербия в виде координационных соединений с трилоном Б на слабоосновном анионите D-403 из нитратных растворов. Для определения термодинамических параметров сорбции анионных комплексов иттербия ионообменный процесс проводили из модельных растворов при постоянной ионной силе за счет введения NaNO 3 , оптимальном соотношении масс твердой и жидкой фаз, уровне рН, температурах 298 и 343 К методом переменных концентраций. Описание термодинамического равновесия проводилось с использованием закона действующих масс, записанного для уравнения ионного обмена и математически преобразованного в линейную форму. Рассчитаны значения констант ионообменного равновесия, энергии Гиббса, энтальпии и энтропии сорбционного процесса. На основании рассчитанных значений энергии Гиббса получен сорбционный ряд комплексных ионов РЗЭ с трилоном Б на анионите D-403 из нитратных растворов при температуре 298 К. Получены сорбционные характеристики анионита: полная емкость, предельная сорбция комплексного иона, полная динамическая емкость и динамическая емкость до проскока.
-
Дата отправки2019-10-15
-
Дата принятия2019-11-19
-
Дата публикации2020-10-13
Нефтесервисные компании в рамках цифровизации экономики: оценка перспектив инновационного развития
- Авторы:
- С. В. Разманова
- О. В. Андрухова
Цифровая трансформация экономики как важнейший этап научно-технического прогресса и перехода к новому технологическому укладу становится одним из определяющих факторов развития и конкурентоспособности отечественного сектора upstream. Перспективами инновационного развития нефтесервисных компаний являются ключевые технологические направления в рамках первого проекта Hi-Tech Стратегии Правительства Германии до 2020 г. – «Индустрия 4.0». Цель исследования заключается в оценке перспектив инновационного развития отечественной нефтесервисной индустрии в контексте цифровизации нефтегазовой отрасли. Предметом исследования является процесс становления ключевых технологических направлений «Индустрии 4.0» и их влияние на отечественный нефтегазовый сектор. Основой исследования избраны логико-теоретический и эмпирический анализы. Рассмотрены основные факторы, определяющие процессы цифровой трансформации в нефтегазовой отрасли, представлены результаты процессов цифровизации в крупнейших зарубежных и российских отраслевых компаниях сегментов upstream и oilfield services. Информационную базу составляют данные нефтесервисных и нефтегазодобывающих компаний, представленные на официальных сайтах компаний в открытом доступе в сети интернет. Доказано, что в отличие от ведущих мировых компаний сегмента oilfield services независимые отечественные нефтесервисные компании предоставляют преимущественно традиционные сервисные технологии в достаточно узком диапазоне. Ограниченность сферы функционирования и технологических возможностей российских компаний объясняется отсутствием необходимого инвестирования в развитие и расширение бизнеса, а также заинтересованности со стороны государственного и корпоративного сектора в разработке и тиражировании отечественных технологий и формировании полноценного нефтесервисного рынка в России.
-
Дата отправки2020-04-24
-
Дата принятия2020-05-20
-
Дата публикации2020-10-13
Перспективы и общественные эффекты проектов секвестрации и использования углекислого газа
Вопросы глобального потепления и возникновения парникового эффекта широко обсуждаются в мировом масштабе. Активно исследуются и апробируются различные способы снижения эмиссии парниковых газов, в том числе технологии секвестрации углекислого газа, реализация которых осуществляется в виде СС(U)S (carbon capture, utilizationand storage) проектов, связанных с захватом, захоронением и в некоторых случаях использованием СО 2 . В России технологии СС(U)S пока не применяются, но существует значительный потенциал для их развития и распространения. Особую роль технологии СС(U)S приобретают в контексте развития энергетического и промышленного секторов России, которые являются ключевыми источниками выбросов, а принадлежащие к ним геологические объекты – потенциальными хранилищами углерода. Цель исследования заключается в концептуальном анализе технологического цикла CC(U)S и типологизации таких проектов, оценке перспектив их внедрения в России и выявлении общественных эффектов от реализации CC(U)S проектов. Основные результаты исследования представлены в виде типологии CC(U)S проектов, стратегическом анализе перспектив внедрения таких технологий в условиях России, а также разработке подходов к оценке общественных эффектов с систематизацией и выделением комплекса показателей для их оценки, что может служить основой для переоценки ценности CC(U)S проектов. Основными методами исследования выступали методы декомпозиции, систематизации и типологизации, а также стратегического анализа с ориентацией на актуальные практические материалы по тематике работы. Направления дальнейших исследований связаны с обоснованием методики оценки общественной эффективности CC(U)S проектов, в том числе для условий России, основанной на принципах баланса интересов ключевых участников.