Нетрадиционные месторождения нефти и газа, такие как сланцевые, отличаются высокой плотностью и низкой проницаемостью, что осложняет добычу ресурсов. В такой ситуации широко используется метод гидроразрыва пласта, когда в скважину под сильным давлением закачивают жидкости со специальными добавками. За счет этого горная порода растрескивается и образуются трещины, через которые углеводороды проходят легче. Однако такая процедура нуждается в большом количестве энергии для поддержания давления, а также приводит к сильному расходу закачиваемой жидкости, закупорке пор и химическому загрязнению. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Китая разработали метод усиленного безводного гидроразрыва пласта с помощью сверхкритического диоксида углерода. Технология позволяет на 43% снизить давление и в 3,5 раза увеличить длину трещин по сравнению со стандартной методикой.

Статья с результатами опубликована в журнале «Geoenergy Science and Engineering», 2025.

Несмотря на свою эффективность в добыче труднодоступных сланцевых нефти и газа, гидроразрыв пласта вызывает множество технических и экологических проблем: большой расход воды, химическое загрязнение, повреждение пласта из-за закупорки пор, высокая вязкость. Все это приводит научное сообщество к поиску безводных способов повышения проницаемости горных пород, например, с использованием газа.

Наиболее перспективным считается сверхкритический диоксид углерода (SC-CO₂) – это углекислый газ, который находится в состоянии выше своих критических температуры и давления, что наделяет его уникальными физическими и химическими свойствами.

– По сравнению со стандартным методом, гидроразрыв ScCO₂ обладает более высокой смешиваемостью с углеводородами и уменьшает закупорку нефти и газа; устраняет проблемы набухания глины и загрязнения пласта; способствует образованию большой сети трещин; а также обладает потенциалом крупномасштабного хранения углекислого газа, что соответствует политике двойного использования углерода, – объясняет Владимир Поплыгин, директор Когалымского филиала ПНИПУ, кандидат технических наук.

Ученые Пермского Политеха, Китайского университета нефти и Китайской академии наук изучили, как сверхкритический диоксид углерода влияет на морфологию, длину, ширину и давление образовываемой трещины. В результате представили технологию усиленного гидроразрыва пласта, который позволяет снизить нагрузку на окружающую среду и повысить эффективность добычи ресурсов.

Методика состоит из трех этапов: сначала с помощью ScCO₂ образуются микротрещины вокруг ствола скважины (при этом порода не разрушается); затем насос, закачивающий газ, останавливается, и при поддерживающем давлении скважина насыщается CO₂, который, вступая в реакцию с минералами, ослабляет структуру горной породы, уменьшает ее прочность и плотность; и только в конце для создания трещин, увеличения их ширины и сложности используется гидравлический разрыв пласта – подача жидкости под высокой скоростью.

Исследователи экспериментально проверили эффективность технологии с помощью разработанной конструкции для проведения настоящего гидроразрыва пласта. Она состоит из системы закачки жидкости, сбора данных, электропитания и устройства трехосного гидроразрыва, то есть трехстороннего давления на образец. Испытания сланцевой породы проводили по традиционной и предлагаемой технологии.

– Результаты показали, что по сравнению с жидкостью на водной основе, усиленный гидроразрыв пласта с диоксидом углерода снижает давление на 43%, а общая длина трещин получается больше примерно в 3,48 раза и с множеством ответвлений. Образующиеся разрывы в породе по стандартной методике существуют только на поверхности сланца и не могут проникнуть внутрь, тогда как с ScCO₂ трещины распространяются вдоль плоскости напластования и, по сути, проходят через весь образец породы. Все это говорит о том, что наша усиленная технология повышения проницаемости пласта имеет большие преимущества и перспективы в добыче труднодоступных ресурсов, – рассказывает Владимир Поплыгин.

Разработанная методика сверхкритического гидроразрыва пласта с применением углекислого газа открывает новые возможности в разработке сланцевых месторождений. Способ эффективен для увеличения сложности трещин в пласте, расширения их ширины и снижения давления. Кроме того, он способствует геологическому хранению углекислого газа, что помогает решать проблемы глобального изменения климата.

В Государственном научном центре – Физико-энергетическом институте им. А.И. Лейпунского начались испытания для обоснования нейтронно-физических характеристик активной зоны перспективного реактора со спектральным регулированием ВВЭР-С. По итогам исследований ученые «Росатома» намерены обосновать нейтронно-физические характеристики и безопасность эксплуатации в различных режимах реакторных установок с МОКС-топливом типа ВВЭР, составляющих основу атомной энергетики в России и широко эксплуатируемых за рубежом.

Компания «Макошь» построила в ОЭЗ «Узловая» производственный комплекс по холодному отжиму и глубокой переработке растительных масличных культур мощностью 2,9 тыс. тонн в год. Проект направлен на импортозамещение и позволит наладить кооперационные цепочки между сельхозпроизводителями региона. Компания использует около 90% оборудования отечественного производства.

«Северсталь» приступила к строительству склада отгрузки рулонов со стана 2000 на Череповецком металлургическом комбинате. Новый объект – часть стратегической программы по увеличению объёмов производства металлопроката на стане 2000 до 7 миллионов тонн в год. Комплекс будет оснащён оборудованием для упаковки металлопроката, тупиками отгрузки железнодорожным и автомобильным транспортом, а также конвейером для транспортировки металла с прокатной линии.

«СТАН» запустил серийное производство высокопроизводительных фрезерных голов для авиастроительных станков тяжелого типа. Изделия заменят импортные образцы. Новые головы предназначены для пятикоординатных портальных обрабатывающих центров с ЧПУ модели СК6П200. Такие станки способны обрабатывать крупногабаритные металлические заготовки для гражданских самолетов, включая детали крыла длиной до 24 метров.

В Екатеринбурге на заводе «Поревит» начат выпуск тротуарной плитки. Завод будет ежегодно производить до 900 тысяч квадратных метров плитки. Инвестиции в проект составили более 1,7 млрд руб. Завод оснащён технологической линией вибропрессования ведущего производителя «ERMAK». Оборудование и технологии позволят получить повышенную прочность и сохранить цвет плитки.

Компания «СиСорт» разработала новинку восьмилотковый аппарат «СмартСорт» высокой производительности для зерна, круп и семян. Аппарат нужен экспортерам, крупным хозяйствам, элеваторам либо на сортировку зерновых, либо круп. Также фотосепаратор будет востребован у крупных семеноводов и на сортировке соли.

Ладно, нам ещё цветы полить, балкон разобрать и тамагочика покормить. Шутим, конечно, нет у нас ни цветов, ни балкона.

#поравалить #всепропало

[Орда] – родная, злобная, твоя

Статья с результатами опубликована в научном журнале «Записки горного института». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Гидравлический разрыв помогает восстановить полноценную работу скважины, когда она становится нерентабельной. Создание трещины в пласте во много раз увеличивает площадь, с которой притекает нефть, благодаря чему растут объемы добычи. Но при такой дорогостоящей технологии необходимо точно понимать, какого размера и где получилась трещина, в каком направлении она распространяется.

Сейчас на месторождениях фактическую информацию о распространении трещин получают в основном по данным дорогостоящего микросейсмического мониторинга, когда структура пласта анализируется с помощью слабых сейсмических волн – малейших колебаний энергии. Но в областях с неблагоприятными сейсмогеологическими условиями такой метод работает неправильно.

Ученые Пермского Политеха разработали новый подход по контролю направления и закономерностей развития трещин гидравлического разрыва пласта. Он основан на использовании исходных данных, которые регулярно и с высокой достоверностью определяются на любом нефтяном промысле.

– Разрыв пласта меняет степень взаимодействия между скважиной, на которой он проведен, и скважиной, в направлении которой образовалась трещина. Мы выдвинули гипотезу о влиянии величины пластового давления на образование трещины. С помощью этого показателя можно оценить, каким образом и в какую именно сторону она распространяется. Это явление отмечено впервые и представляет несомненный научный интерес, – поделился доктор технических наук, профессор кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Дмитрий Мартюшев.

Фактические измерения пластового давления выполняются при проведении на скважинах гидродинамических исследований и чаще всего проводятся в различные моменты времени. Ученые для получения этой информации по всем скважинам в один момент времени использовали нейросеть.

По всем исследуемым скважинам политехники собрали данные о дебитах за год до гидроразрыва пласта и за год после. Вычислили коэффициенты корреляции (показатели связи) между ними у объекта гидравлического разрыва пласта и всеми соседними скважинами. На основании этого построили схемы, которые позволили определить возможное расположение трещин.

– Для подтверждения гипотезы мы исследовали, в направлении большего или меньшего пластового давления распространяется трещина. Для этого с помощью нейросети определили эти значения по всем скважинам, на которых проведена операция, а также по скважинам, расположенным в непосредственной близости. Исследование показало, что трещины преимущественно распространяются в сторону скважин с максимальным пластовым давлением, – рассказывает доктор технических наук, профессор кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Инна Пономарева.

Для 26 мероприятий из 26 политехники установили совпадение пространственного размещения трещины гидроразрыва пласта и зон с наиболее высоким пластовым давлением. Это подтверждает эффективность разработанного подхода.

Предложенная методика ученых ПНИПУ особенно актуальна для коллекторов со сложной структурой пустотного пространства и естественной трещиноватостью, для которых фактическое определение специальных геомеханических параметров является продолжительным и трудоемким процессом. Также она отличается простотой практического использования, не требует применения специальных дорогостоящих программных продуктов и высокого уровня компетенций персонала.

Сейсмическая волна распространяется вдоль трещин быстрее, чем поперек. Анализ скорости сейсмических волн под разными направлениями позволяет определить ориентацию трещин. Сам подход не нов, при этом исследователи подготовили подробное математическое обоснование метода, а затем проверили его эффективность на уникальном оборудовании, разработанном в университете. Для этого в вузе создали физические модели, имитирующие геологические слои с упорядоченными трещинами.

Сейчас идут переговоры о внедрении метода на отечественных нефтегазовых месторождениях.

Больше новостей об энергетике читайте на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

Ученые ПНИПУ исследовали двенадцать скважин. Проведя математические вычисления, они определили, что среди перечисленных выше параметров наибольшее влияние на итоговый дебит нефти оказывают удельный расход пропанта, расчлененность, давление смыкания на забое и дебит жидкости до гидроразрыва. Эти параметры легли в основу уравнения, позволяющего прогнозировать дебит нефти после гидроразрыва пласта.

Разработанная политехниками модель универсальна, поскольку для проведения расчета требует лишь подстановки в уравнение значимых технологических параметров объекта, на котором планируется устраивать гидроразрыв.

– Результаты при моделировании близки к полученным на практике. Отклонение модельных значений дебита нефти от фактических составляет в среднем 8,86 %, – отмечает доктор технических наук, доцент, профессор кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Григорий Хижняк.

Гидравлический разрыв – один из самых дорогостоящих методов повышения нефтеотдачи скважины, поэтому требуется заранее определить, насколько целесообразно его применение. Основные преимущества модели ученых ПНИПУ – универсальность и простота, ее использование не требует приобретения зарубежного коммерческого ПО, преимущественно распространенного в данной сфере. Полученные в ходе исследования данные расширяют представления о том, как происходит гидроразрыв пласта и какие параметры месторождения или скважины в наибольшей мере повлияют на дебит нефти после его проведения.