Новости энергетики

Ученые из Института математики и информационных систем Вятского государственного университета (ВятГУ) создали комплекс автоматизации шахтной добычи высоковязкой нефти.

Шахтный способ применяется для разработки залежей высоковязкой (очень густой) нефти, которую невозможно выкачать из скважины с помощью насоса. К пласту с вязкой нефтью прокладывают тоннель (шахту), как при строительстве метро. Из шахты бурят горизонтальные и наклонные скважины. Через них в пласт закачивают горячий пар: он разогревает вязкую нефть, разжижая и вытесняя ее из пласта в ловушку — емкость, откуда нефть откачивают насосами на поверхность.

В настоящее время для добычи высоковязкой нефти используют систему труб с сотнями задвижек, отсекающих подачу пара. Управляют задвижками вручную. Разработанный в Кирове комплекс включает в себя автоматические задвижки и набор датчиков, а также систему управления. Система отслеживает параметры каждой скважины, регулирует время и точный объем подачи пара, а также объем разогретой нефти. На генерацию пара уходит меньше энергии за счет уменьшения его расхода.

Российская компания «ЛАБАДВАНС» разработала микрофлюидные чипы для более точных исследований керна и движения через них флюидов. Разработчики назвали свои изобретения «миниатюрными лабораториями на чипе».

Чтобы создать такую «лабораторию», настоящий керн сканируют на микротомографе — устройстве для визуализации внутренней структуры образца при помощи рентгеновского излучения. Получившаяся таким образом трехмерная цифровая модель становится основой микрофлюидного чипа — пластинки из кремния и стекла с отверстиями внутри, которая детально отражает характеристики настоящего керна и позволяет проводить различные эксперименты.

Через прозрачное или полупрозрачное стекло ученые могут наблюдать за движением флюидов в чипе. Их поведение меняется в зависимости от ширины, длины, изгибов и объема отверстий, а также от температуры и давления.

Опытов с использованием микрофлюидных чипов можно провести сколько угодно, тогда как образцов настоящего керна из скважины для этого порой не хватает. Кроме того, свойства горных пород могут различаться даже на соседних скважинах, а извлечь много образцов керна из каждой не всегда возможно.

Нефть может залегать в недрах в виде подземных озер: достаточно пробурить скважину, и благодаря давлению углеводороды выйдут на поверхность сами. Однако сегодня таких месторождений остается все меньше. Чаще нефть добывают из пород, сложенных известняками или доломитами, в которые она «впитана», как жидкость в губку. Такие породы называют карбонатными коллекторами. Их структура неоднородна, и жидкость, содержащая углеводороды, находится в трещинах и округлых полостях размером размером около миллиметра — кавернах. При проектировании таких месторождений учитывают, что нефть может «прятаться» в трещинах породы, и извлечь ее оттуда можно только насосами.

Для моделирования потоков жидкости через породу используют большие наборы данных о месторождении: проницаемость породы, типы пустот — трещины это или каверны, — наличие вторичных изменений породы. К таким изменениям относится карст — процесс растворения части породы в подземных водах, в результате которого меняется форма пустот и насыщенность углеводородов водой.

Новосибирские ученые из Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН разработали катализаторы для получения синтез-газа — смеси монооксида углерода с водородом, который можно использовать как топливо в водородной энергетике.

Большинство применяемых для получения синтез-газа катализаторов — это металлы или их оксиды. Все металлы, за исключением ртути, — это твердые вещества, атомы которых упорядочены и находятся в углах кристаллической решетки определенной формы. На разных поверхностях кристаллических решеток химическая реакция идет по-разному: одни поверхности ее ускоряют, другие — замедляют или вовсе нейтрализуют.

Сибирские ученые разработали универсальный метод синтеза высокоактивных катализаторов. На металлической подложке определенной формы (сетка или пена, из которых можно формировать кольца, спирали, блоки, параллелепипеды) вырастили слой кристаллов оксида алюминия толщиной 50–60 миллионных долей метра.

Благодаря кристаллам, похожим на иглы ежа, удельная площадь поверхности подложки увеличилась, а структура стала пористой. С помощью такого катализатора — оксида платины, рутения, родия, никеля, кобальта — за то же время можно провести больше реакций, чем с использованием катализаторов с меньшей площадью поверхности.