Файл: Применение нанотехнологий в разработке месторождений.docx
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 239
Скачиваний: 10
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
отечественных нефтедобывающих компаний, но и создает угрозу экономической безопасности для будущих поколений. Неблагоприятные геологические условия и низкая экономическая эффективность нефтедобычи определяют единственно возможный путь 55 развития любой нефтедобывающей компании – это активная инновационная деятельность по созданию, приобретению, производству и широкому применению новых высокоэффективных технологий в области разработки месторождений и нефтедобычи. Технология наноалмазного хромирования и конструкторские новации клапанов позволяют гарантированно повысить надежность насосного оборудования, снизить энергозатраты, увеличить сроки межремонтного периода и объемы добычи, особенно в условиях вязкой и обводненной нефти, на наклонно-направленных и малодебитных скважинах. Итоги промысловых испытаний показали, что оснащение ШГН клапанами «Норма», при неизменных эксплуатационных параметрах, повышает производительность насосов на 38%, а коэффициент подачи – на 12,5%. Применение золотниковых клапанов в УЭЦН при внеплановых остановках погружного оборудования сокращает время запуска насоса до 15 секунд, увеличивая объем добычи нефти. В качестве примера существенных потерь добывающих компаний можно привести фактор отклонения УЭЦН при прохождении грузовых фронтов или внеплановых остановках погружного оборудования. Простой насосного оборудования (из-за негерметичности шариковых и тарельчатых клапанов происходит «турбинное» вращение вала, из-за чего повторное включение насоса возможно после осаждения столба нефти в колонне) приводит к понижению добычи нефти на скважине. Если отключение охватывает десятки скважин на месторождении, то потери становятся существенными для всей нефтедобывающей компании. Разработанный ООО «РАМ» клапан «Норма-73» позволяет полностью устранить данную проблему, так как применение эксцентрично смещенных колец, образующих лабиринтное уплотнение, создает надежную герметичность и позволяет осуществлять пуск насоса сразу после его установки. Рассчитав количество и время простоев УЭЦН из-за указанного фактора, можно легко определить экономическую эффективность клапан для нефтедобывающей компании (или определенного месторождения). Ранее мы приводили примеры расчетов для некоторых НГДУ. Теперь предлагаем заинтересованным читателям самим рассчитать получаемый эффект применительно для своих конкретных условий. Уверены, что полученные данные не оставят вас равнодушными! Экономические оценки специалистов свидетельствуют о том, что переоснащение только одного насосного парка УЭЦН 9 крупных нефтедобывающих компаний России на клапаны «Норма» позволит им ежегодно получать дополнительную выручку свыше 1,7 млрд долларов США (при стоимости барреля нефти 40$). Потери нефти из-за 56 использования шариковых клапанов характеризуются устойчивостью и значительными объемами. Вместе с тем, наш опыт внедрения инновационной продукции в нефтедобывающей отрасли России свидетельствует о том, что, несмотря на
экономический эффект и технологичность изделий, добывающие компании довольно инертно относятся к внедрению новейших российских технологий. Данный фактор негативно влияет на производительность труда в отрасли и увеличивает расходы. Следует сказать, что в ряде случаев мы столкнулись с фактами прямого лоббирования сотрудниками средних управленческих звеньев закупок низкоэффективных, устаревших клапанов в ущерб интересам своих компаний. Задача понижения энергозатрат не менее актуальна и важна для современной добычи ископаемых. Скважины, оборудованные ШГН с золотниковыми клапанами «Норма», заметно снизили количество ходов плунжера, оптимизировав уровень добычи. Из-за повышенного в 1,4 раза проходного сечения клапана происходит не только снижение гидравлического сопротивления (а стало быть, снижение энергозатрат), но и увеличивается объем добычи нефти. Расчеты показывают, что на единицу добываемого объема нефти снижение энергозатрат составляет около 38%. Кроме того, золотниковый клапан быстрее срабатывает на закрытие, т.к. вес золотника на 25% больше веса шарика. Высокая герметичность клапанов позволяет реализовать еще одно техническое преимущество – возможность надежной отпрессовки труб НКТ. Весомым фактором конкурентного преимущества клапанов серии «Норма» служит также повышенная износо и коррозийная стойкость вследствие покрытия основных частей, находящихся под нагрузкой, наноалмазным хромом. Увеличение износостойкости рабочих поверхностей клапана превышает в 5,7 раза аналоги обычного твердого хромирования при толщине слоя в 1,8 раза меньшей. При всех преимуществах нанотехнологий, они могут представлять и угрозу здоровью человека. Восторженно предвкушая те положительные изменения, которые принесет с собой промышленная революция, не стоит быть столь наивными, чтобы не задуматься о возможных опасностях и проблемах. Многие крупные ученые современности не зря пытаются привлечь внимание не только к позитивным перспективам будущего, но и к возможным негативным последствиям. Некоторые учёные, например Билл Джой, призывают к тому, чтобы исследования в области нанотехнологий и других областях должны быть остановлены до того, как это навредит человечеству. Страхи перед нанотехнологиями начали появляться с 1986 года, после выхода в свет произведения Дрекслера «Машины созидания», где он не только нарисовал утопическую картину 57 нанотехнологического будущего, но и затронул «обратную», нелицеприятную сторону этой медали Задача создания высокоэффективных НТМУН должна стать такой же государственной задачей, какой раньше было создание атомного оружия и полет в космос. Для ее решения необходимо объединение усилий работников всех отраслей и всего научно - технического сообщества: геологов, химиков, физиков, математиков, металловедов, конструкторов. Нужны льготы от государства для развития и освоения НТМУН. Для законодательного оформления этого нужна соответсвующая государственная программа - еще один национальные проект.
Заключение
Обзор многочисленных работ позволяет сделать вывод о том, что использование нанотехнологий позволяет повысить нефтеотдачу и надежность оборудования. Нанотехнологии играют важную роль в развитии нефтедобывающей промышленности. Это одно из приоритетных направлений государства. Таким образом, развитие и применение нанотехнологий нового природопользования — НГНТ — является основой успешного экономического развития России в XXI веке. С учетом применения и развития НГНТ для уже открытых месторождений на территории России должны быть следующие ориентиры по КИН: хотя бы 0,35 к 2013 г., 0,4 — к 2020 г., 0,5 — к 2030 г. Научный же потенциал КИН за счет НГНТ в России следующий: для активных запасов КИН может быть увеличен на 0,15-20 до 0,6-0,7, а для трудноизвлекаемых запасов — на 0,25-0,35 до 0,40-0,55. При этом значения КИН составят 0,4 к 2013 г., 0,45 — к 2020 г., 0,6-0,65 — к 2030 г.
Таким образом, нанотехнологическая революция в нефтегазовой отрасли изменяет представления об экономических перспективах углеводородной экономики и позволяет адекватно оценить направления и эффективность вложения средств в развитие новых знаний о нефтегазовых системах.
Список литературы
1. Хавкин А.Я. Интеллектуализация разработки месторождений с использованием нанотехнологических эффектов /А.Я. Хавкин // Нефть. Газ. Новации.-2012. -№ 10. -С.59-63
2. Анциферов В.Н. Проблемы науки о материалах и развитие высоких технологий в России / В.Н. Анциверов – Пермь: –ПГТУ. -2010. – С.174
3. Алфимов С.М. Развитие в России работ в области нанотехнологий / С.М. Алфимов, B.А. Быков, Е.П. Гребенников и др. // Нано- и микросистемная техника. – 2004. – №8. – С. 2-8.
4. Солодова Н.Л. Наноматериаллы и нанотехнологии в нефтепереработке / Н.Л. Солдатова, Н.А Терентьева // Вестник Казанского технологического университета- 2013 -Т 16. -№3- С.209-216
5. Хавкин А. Я. Наноявления и нанотехнологии в добыче нефти и газа / А. Я. Хавкин – М.: Нефть и газ. – Т.2. -2008. – С. 171
6. Раткин Л.С. Нанотехнологии и наноматериалы, разработанные учреждениями Российской Академии Наук, для обеспечения экологической безопасности в нефтегазовой отрасли / Л.С. Раткин // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний – – № 10. – С.7-12
7. Хавкин А.Я. Энергетическая эффективность нефтегазовых нанотехнологий. Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям» // Материалы IV Международной Конференции в г. Москва 11-12 ноября 2014 г. – М.: Нефть и газ, 2014. – С.173-176.
экономический эффект и технологичность изделий, добывающие компании довольно инертно относятся к внедрению новейших российских технологий. Данный фактор негативно влияет на производительность труда в отрасли и увеличивает расходы. Следует сказать, что в ряде случаев мы столкнулись с фактами прямого лоббирования сотрудниками средних управленческих звеньев закупок низкоэффективных, устаревших клапанов в ущерб интересам своих компаний. Задача понижения энергозатрат не менее актуальна и важна для современной добычи ископаемых. Скважины, оборудованные ШГН с золотниковыми клапанами «Норма», заметно снизили количество ходов плунжера, оптимизировав уровень добычи. Из-за повышенного в 1,4 раза проходного сечения клапана происходит не только снижение гидравлического сопротивления (а стало быть, снижение энергозатрат), но и увеличивается объем добычи нефти. Расчеты показывают, что на единицу добываемого объема нефти снижение энергозатрат составляет около 38%. Кроме того, золотниковый клапан быстрее срабатывает на закрытие, т.к. вес золотника на 25% больше веса шарика. Высокая герметичность клапанов позволяет реализовать еще одно техническое преимущество – возможность надежной отпрессовки труб НКТ. Весомым фактором конкурентного преимущества клапанов серии «Норма» служит также повышенная износо и коррозийная стойкость вследствие покрытия основных частей, находящихся под нагрузкой, наноалмазным хромом. Увеличение износостойкости рабочих поверхностей клапана превышает в 5,7 раза аналоги обычного твердого хромирования при толщине слоя в 1,8 раза меньшей. При всех преимуществах нанотехнологий, они могут представлять и угрозу здоровью человека. Восторженно предвкушая те положительные изменения, которые принесет с собой промышленная революция, не стоит быть столь наивными, чтобы не задуматься о возможных опасностях и проблемах. Многие крупные ученые современности не зря пытаются привлечь внимание не только к позитивным перспективам будущего, но и к возможным негативным последствиям. Некоторые учёные, например Билл Джой, призывают к тому, чтобы исследования в области нанотехнологий и других областях должны быть остановлены до того, как это навредит человечеству. Страхи перед нанотехнологиями начали появляться с 1986 года, после выхода в свет произведения Дрекслера «Машины созидания», где он не только нарисовал утопическую картину 57 нанотехнологического будущего, но и затронул «обратную», нелицеприятную сторону этой медали Задача создания высокоэффективных НТМУН должна стать такой же государственной задачей, какой раньше было создание атомного оружия и полет в космос. Для ее решения необходимо объединение усилий работников всех отраслей и всего научно - технического сообщества: геологов, химиков, физиков, математиков, металловедов, конструкторов. Нужны льготы от государства для развития и освоения НТМУН. Для законодательного оформления этого нужна соответсвующая государственная программа - еще один национальные проект.
Заключение
Обзор многочисленных работ позволяет сделать вывод о том, что использование нанотехнологий позволяет повысить нефтеотдачу и надежность оборудования. Нанотехнологии играют важную роль в развитии нефтедобывающей промышленности. Это одно из приоритетных направлений государства. Таким образом, развитие и применение нанотехнологий нового природопользования — НГНТ — является основой успешного экономического развития России в XXI веке. С учетом применения и развития НГНТ для уже открытых месторождений на территории России должны быть следующие ориентиры по КИН: хотя бы 0,35 к 2013 г., 0,4 — к 2020 г., 0,5 — к 2030 г. Научный же потенциал КИН за счет НГНТ в России следующий: для активных запасов КИН может быть увеличен на 0,15-20 до 0,6-0,7, а для трудноизвлекаемых запасов — на 0,25-0,35 до 0,40-0,55. При этом значения КИН составят 0,4 к 2013 г., 0,45 — к 2020 г., 0,6-0,65 — к 2030 г.
Таким образом, нанотехнологическая революция в нефтегазовой отрасли изменяет представления об экономических перспективах углеводородной экономики и позволяет адекватно оценить направления и эффективность вложения средств в развитие новых знаний о нефтегазовых системах.
Список литературы
1. Хавкин А.Я. Интеллектуализация разработки месторождений с использованием нанотехнологических эффектов /А.Я. Хавкин // Нефть. Газ. Новации.-2012. -№ 10. -С.59-63
2. Анциферов В.Н. Проблемы науки о материалах и развитие высоких технологий в России / В.Н. Анциверов – Пермь: –ПГТУ. -2010. – С.174
3. Алфимов С.М. Развитие в России работ в области нанотехнологий / С.М. Алфимов, B.А. Быков, Е.П. Гребенников и др. // Нано- и микросистемная техника. – 2004. – №8. – С. 2-8.
4. Солодова Н.Л. Наноматериаллы и нанотехнологии в нефтепереработке / Н.Л. Солдатова, Н.А Терентьева // Вестник Казанского технологического университета- 2013 -Т 16. -№3- С.209-216
5. Хавкин А. Я. Наноявления и нанотехнологии в добыче нефти и газа / А. Я. Хавкин – М.: Нефть и газ. – Т.2. -2008. – С. 171
6. Раткин Л.С. Нанотехнологии и наноматериалы, разработанные учреждениями Российской Академии Наук, для обеспечения экологической безопасности в нефтегазовой отрасли / Л.С. Раткин // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний – – № 10. – С.7-12
7. Хавкин А.Я. Энергетическая эффективность нефтегазовых нанотехнологий. Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям» // Материалы IV Международной Конференции в г. Москва 11-12 ноября 2014 г. – М.: Нефть и газ, 2014. – С.173-176.