Нейросеть оценит состояние пласта
Прогнозирование показателей проницаемости призабойной зоны скважин и скин-фактора – одна из первостепенных задач, позволяющая более обоснованно подходить к подбору технологического режима работы, методов интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи пласта. Ученые ПНИПУ предложили методику оценки важных показателей с помощью машинного обучения. Для обучения нейросети использованы геологические и эксплуатационные данные 486 гидродинамических исследований добывающих скважин. Для программирования величин проницаемости призабойной зоны использовали такие параметры, как: забойное, пластовое и давление насыщения нефти газом, дебит жидкости, эффективная толщина пласта, обводненность и пористость. В модели обучения нейросети заложена остановка на ранних эпохах. Когда на валидационном наборе данных ошибка перестает уменьшаться или начинает расти в течение заданного количества эпох, обучение останавливается и возвращается лучшая модель, полученная до этого момента. Ученые протестировали модели нейросетей с разным количеством слоев и нейронов и выбрали наилучшую с четырьмя слоями по 100 нейронов в каждом.
Безопасное хранение водорода
Ученые Пермского Политеха и ИПНГ РАН разработали методику изучения влияния газа на трансформацию свойств горных пород и химического состава керна. Оптимальным решением является хранение водорода преимущественно в терригенных коллекторах без примесей глин и карбонатов. Ученые исследовали воздействие водорода на породы-коллекторы и их химический состав.
Для этого была разработана программа, позволяющая детально изучить образцы керна до и после контакта с водородом. В ходе эксперимента использовались 20 образцов керна с высокой пористостью и проницаемостью с глубины 1488 м.
Была создана конструкция с цилиндром, в который помещались образцы керна для воздействия водорода в течение семи дней. После эксперимента выяснилось, что пористость и проницаемость образцов уменьшились на 4,6% и 7,9% соответственно из-за нарушения прочности контактов между кристаллами.
Изменения химического состава пород после контакта с газом также были минимальными, что указывает на химическую устойчивость исследуемого пласта к водороду. Полученные результаты помогут определить потенциал использования этого пласта для хранения водорода.
Энергоустановка с нулевыми выбросами
Специалисты НИУ «МЭИ» разработали конструкцию кислородно-топливной камеры сгорания для углеродно-нейтральных энергетических установок, работающих на органическом топливе. Главным отличием разработки является организация сжигания природного газа в смеси кислорода и углекислого газа. Камера сгорания является ключевым элементом перспективных энергоустановок на сверхкритическом углекислом газе на органическом топливе с нулевыми выбросами парниковых газов. От полноты сжигания природного газа и эффективности системы охлаждения камеры сгорания во многом зависит удельный расход топлива на производство 1 кВт/ч электроэнергии и ресурс энергоустановки. В процессе разработки кислородно-топливной камеры сгорания были определены оптимальные пропорции смешения кислорода и углекислого газа для достижения максимальной полноты сгорания природного газа, а также разработаны конструктивные решения для осуществления надежного охлаждения горячих частей устройства, работающих при температурах свыше 1500 оС.
Сервоприводы для беспилотников
В Инжиниринговом центре ВятГУ представили модификацию электродвигателя ДБ32-100-10 и сервопривод для беспилотных летательных аппаратов на основе редкоземельных металлов. Электродвигатель разрабатывался специально для малых следящих электроприводов (рулевых машинок), задача которых преобразовать сигнал от приемника в движение рулей модели, согласно действиям пилота. Магниты электродвигателя созданы на основе сплава NdFeB (неодим-железо-бор), что позволило увеличить время быстродействия. Номинальный момент электродвигателя составляет 0,1 Н*м, частота вращения – 10 800 оборотов в минуту, напряжение питания – 48 В. Вес не превышает 0,11 кг, а диапазон работы от -40 °С до +85 °С. Главной задачей при разработке сервопривода стало уменьшение габаритных размеров. Для этого была применена соосная схема расположения конструктивных элементов: бескорпусная модификация электродвигателя ДБ32-100-10, планетарный редуктор и шарико-винтовая пара расположены вдоль оси привода, что позволяет устанавливать электромеханизм в плоскость, стабилизатор и другие детали беспилотника.
Сокращение времени прогнозирования результатов нефтедобычи
На результат гидроразрыва пласта влияют разные условия, учет которых – трудоемкий и долгий процесс. Ученые Пермского Политеха разработали и протестировали метод прогнозирования гидроразрыва пласта с помощью теории информации. Он позволяет прогнозировать результаты с использованием лишь самых ключевых показателей. Основные факторы рассматриваемого участка – обводненность и дебит нефти до проведения гидроразрыва, ширина и длина трещины. Имея информацию всего лишь об этих четырех параметрах, можно с высокой вероятностью определить результаты гидроразрыва пласта. Для определения особенностей группы ученые выполнили статистический анализ ключевых параметров и построили графики разных значений для каждого из них. Результаты анализа показали, что относительное отклонение в обычной модели – от 4,1 %, а в модели теории информации – до 2,4 %. То есть разработанная модель имеет меньшую погрешность по сравнению с прошлыми, она позволяет оценить дебит скважин после гидроразрыва пласта с минимальными погрешностью и временными затратами.
Высокоактивные катализаторы для очистки газов
Исследователи Института катализа СО РАН разработали катализаторы на основе стеклянных микроволокон с частицами платины. Они предназначены для экологически чистого сжигания углеводородного топлива и очистки отходящих газов от вредных примесей. Новые структурированные картриджи на основе стеклянных микроволокон и наночастиц платины более гибкие, обладают высокой активностью, стабильностью и большей устойчивостью к аварийным условиям по сравнению с другими системами. Их главная особенность – в возможности создания на их основе структурированных картриджей, обладающих высокой активностью в целевых реакциях, устойчивостью к дезактивации под воздействием серы, механических повреждений и перепада температур. Реакция очистки протекает на поверхности частиц платины размером 10 нм, расположенных на стеклянных микроволокнах. Особенность катализатора – непривычная геометрическая форма и гибкость носителя. Платиносодержащий раствор наносится на стеклоткань не традиционной пропиткой, а напылением мелкодисперсных капель, что позволяет увеличить удельную активность платины более, чем в 1,5 раза.
