Оптимизация перфорации
Для обеспечения гидродинамического соединения пласта со скважиной обсадные трубы перфорируют. Однако в результате этих работ может снижаться проницаемость прискважинной зоны пласта, а вместе с тем – и эффективность добычи углеводородов. Ученые ПНИПУ изучили, как формирование и расположение щелевых каналов при перфорации влияет на проницаемость пород-коллекторов. Для исследования выбрали струйно-абразивную перфорацию, которая считается наиболее щадящим методом для сохранения начальной проницаемости горных пород. Посредством численного и аналитического моделирования выяснили, что расстояние между структурами щелевых каналов не имеет значения, поскольку при стандартных схемах они слабо взаимодействуют друг с другом по высоте. Ученые установили, что наилучшей схемой их размещения является система из четырех отверстий, сдвинутых по длине скважины на высоту щелевого канала. Также технология дает возможность ориентировать каналы перфорации и за счет этого подготовить скважину к направленному ГРП с учетом всех его особенностей для интенсификации добычи.
Сверхкритическая вода для повышения нефтеотдачи
Ученые Казанского федерального университета создали кинетическую модель для описания процессов конверсии органических сланцев при термохимическом воздействии в присутствии различных катализаторов. Нефтерастворимые катализаторы повышают эффективность генерации синтетической нефти из сланцев баженовской свиты в условиях субкритической и сверхкритической воды. Наличие лигандов на основе природных масел в составе прекурсоров катализаторов оказывает положительный экономический и экологический эффект при их применении на нефтяных месторождениях. Результаты моделирования продемонстрировали, что применение катализаторов на основе таллового масла увеличивает конверсию сланца, подавляя вторичные реакции крекинга синтетической нефти в большей степени, чем другие оцениваемые катализаторы. Выявленная селективность позволяет повышать добычу синтетической нефти и понизить получение нежелательных побочных продуктов. В дальнейшем созданная кинетическая модель позволит подобрать необходимый вид катализаторов, спрогнозировать природу реакций и расход реагентов.
Ускорение добычи высоковязкой нефти
Электрические центробежные насосы в скважине не всегда выдерживают высокую нагрузку, поэтому существуют ограничения по максимально допустимой вязкости перекачиваемой жидкости. Ученые ПНИПУ разработали трехмерную математическую модель для изучения процессов тепломассопереноса в скважине. Это позволяет оценить распределение температуры в скважине и предпринять необходимые меры для снижения вязкости и отсутствия отложений. Модель ученых Пермского Политеха, в отличие от предшествующих, трехмерна и содержит область с перфорированной трубой. Политехники определили, что наибольшей скорости нефть достигает вблизи перфорированных отверстий около нагревателя и центробежного насоса, а наименьшей вязкости – в центре потока и рядом с устройством. Расчеты позволили вычислить необходимую длину нагревателя, которой будет достаточно для обеспечения стабильной перекачки жидкости. Политехники сравнили несколько аппаратов разной мощности и длины. Изменение температуры показало, что нагрев нефти устройством длиной в 1 м протекает быстрее на участке от 0 до 2 м, поскольку удельная мощность у этого нагревателя выше.
Гибридная электроника для БПЛА
В НИУ МЭИ успешно завершена разработка компонентов гибридной силовой установки для тяжелого беспилотного воздушного судна ОАК-ОКБ Сухого, известного как БПЛА С-76. Аппарат оснащен восемью винтами для вертикального взлета и посадки, которые приводятся в движение электрическими двигателями через силовые полупроводниковые преобразователи, созданные учеными МЭИ.
Был использован силовой преобразователь с микроконтроллерной системой управления и инвертором на основе IGBT, позволяющий преобразовывать постоянное напряжение аккумулятора в переменное для питания электродвигателей. Каждый винт обладает мощностью в 100 кВт. Управление преобразователем осуществляется от полетного контроллера по авиационному цифровому протоколу ARINC-825 с резервированием канала связи. Для горизонтального полета предусмотрен бензиновый маршевый двигатель, размещенный в хвостовой части фюзеляжа. Крейсерская скорость достигает 180 км/ч, а максимальная высота полета – 4000 м, радиус полета без дозаправки
составляет 500 км, а дальность полета с грузом в 200 кг превышает 1000 км.
Насадка для нефтехимии
Ученые Московского политехнического университета разработали насадку для массообменных колонн, широко используемых в химической и нефтехимической промышленности. Она отличается значительно меньшим сопротивлением потоку жидкости или газа. Это важное преимущество, особенно для вакуумных колонн, где низкое сопротивление критично для эффективной работы. Конструкция представляет собой многослойные блоки с вертикальными гофрированными пластинами, установленными параллельно друг другу с небольшими промежутками на специальных разделительных стержнях. Такое устройство обеспечивает оптимальное распределение потоков жидкости и газа внутри колонны. Особенность новой насадки – использование «концевых эффектов». Из-за небольшой высоты каждого слоя насадки пленка жидкости часто прерывается и обновляется, создавая больше зон завихрений. Это улучшает обмен веществами между жидкостью и газом. Часть деталей изготовили из отходов производства пластинчатых теплообменников, а также использовали 3D-печать, что позволяет быстро изменять конструкцию под разные условия работы.
Высокотемпературная сверхпроводимость
Ученые МИФИ в составе международной команды провели эксперимент, результаты которого могут поставить точку в объяснении феномена высокотемпературной сверхпроводимости. При очень низких температурах в импульсном пространстве электроны образуют связанные пары, они не рассеиваются на дефектах и примесях, что гарантирует току нулевое сопротивление. Эта теория работает для низкотемпературной, но не высокотемпературной сверхпроводимости. Ученые обратили внимание, что в системах на основе бария и висмута в пары связываются не только электроны, но и «дырки» (образующиеся после того, как электрон покидает атом). При резонансном разрушении спаренности электронов и дырок должны кардинально измениться спектры рентгеновского поглощения освободившихся носителей зарядов. Эксперимент стал возможен после того, как был построен Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах EuXFEL. Ученые впервые получили прямое доказательство существования спаривания носителей заряда в реальном пространстве. Результаты эксперимента приближают науку к пониманию природы высокотемпературной сверхпроводимости.
