Нефтяное направление – одно из ведущих в Самарском политехе. В этом году нашему нефтяному образованию исполнилось 76 лет. В День работников нефтяной, газовой и топливной промышленности рассказываем про некоторые разработки наших учёных.
Monster machine
Учёные кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» создали машину, которая поможет исследовать земные недра. Механизм в лабораторных условиях воссоздаёт физические параметры (например, давление и температуру) залежи, находящейся на разной глубине. С его помощью можно точно определять механические свойства горной породы: твёрдость, упругость, пластичность и т.д.
Уникальность машины в том, что исследуемый фрагмент керна нагружается независимо с трёх сторон.
Благодаря сконструированному «монстру» есть возможность проводить уникальные исследования, позволяющие выяснить, в частности, влияние бурового раствора на механические свойства горной породы. Для этого образец насыщают жидкостью и устанавливают в машину. Через образец с заданным интервалом пропускают упругую волну. Все происходящие деформации отслеживаются с помощью специальных датчиков давления и деформации. Поскольку жёсткость корпуса политеховской установки позволяет создавать большие нагрузки без снижения точности результатов, то на ней можно проводить и ряд испытаний, не связанных с бурением, – например, исследовать на прочность цемент, металл и другие материалы.
Новый способ тестирования буровых промывочных жидкостей
Применение буровых промывочных жидкостей необходимо при бурении нефтяных скважин. Эти жидкости обеспечивают безопасное и безаварийное ведение буровых работ. Так как буровые промывочные жидкости обладают псевдопластичным свойствами, то есть имеют тенденцию к уменьшению вязкости при их движении, то технологам нужно с особым вниманием подходить к разработке их рецептуры. Задача эта очень непростая, требующая комплексного подхода к изучению. Доцент кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Василий Никитин* выяснил, что реологическая модель жидкости Гершеля – Балкли позволяет наиболее точно описывать реальные параметры бурового раствора, а ее использование при решении дифференциального уравнения движения жидкости приводит к новым научно-практическим результатам.
*С 1 сентября 2023 года он занимает должности научного руководителя лаборатории управления объектами разработки нефтяных и газовых месторождений Центра компетенций в области техники и технологий освоения месторождений в Арктических условиях и доцента кафедры «Бурение скважин» Санкт-Петербургского горного университета.
Оригинальный способ управления нефтяной линзой
В результате утечек нефти и нефтепродуктов из подземных нефтепроводов на уровне грунтовых вод образуются нефтяные линзы – искусственные подземные скопления нефти. Сети наблюдательных скважин, предназначенные для контроля за режимом подземных вод, не помогут отследить динамику движения нефтяной линзы. А это важный показатель, отражающий степень экологической безопасности, поскольку при выкачивании продуктов из линзы в грунте образуются пустоты.
Реконструкция заводов значительно препятствует проникновению нефтепродуктов в грунты. Однако накопленные в результате деятельности нефтеперерабатывающих предприятий отходы продолжают оказывать отрицательное воздействие на окружающую среду. Разработанный в Самарском политехе способ позволит не только контролировать состояние подземных вод, но и прогнозировать динамику движения линзы, от которой зависит устойчивость грунтов под строительными конструкциями.
Руководитель проекта – заведующая кафедрой «Химическая технология и промышленная экология», ведущий специалист научно-аналитического центра промышленной экологии Самарского политеха Ольга Тупицына.
