Викладено точку зору авторів про необхідність збереження і розвитку інтелектуального багажу, накопиченого геологічною громадськістю України в ході проведення пошуково-розвідувальних робіт на нафту і газ за умов азово-чорноморських акваторій. Як приклад запропоновано адаптувати алгоритм оптимізації розміщення пошукових свердловин на складнопобудованих об'єктах шляхом розрахунку центра об'єму прогнозного покладу при імітації положення водо-нафтового контакту.

З метою вирішення проблем верифікації апріорної геолого-геофізичної моделі, одержаної в результаті інтерпретації сейсмічних даних та даних ГДС, запропоновано методику, спрямовану на нівелювання прогалин технологічного процесу, перш за все "на стику" виконання робіт з оброблення та інтерпретації сейсмічних даних. Розглянуто питання підвищення надійності геолого-геофізичної інтерпретації складно побудованих родовищ під час вирішеня задач пошуку вуглеводнів. Розроблена методика передбачає створення набору синтетичних сейсмічних даних на основі геолого-геофізичних моделей різного рівня складності та їх подальшого вивчення засобами атрибутного аналізу. Викладено основні результати, одержані в ході експериментальних досліджень на реальному об'єкті. Досліджено вплив літологічно-структурних особливостей нафтогазоносних порід Майкопської серії родовища Субботіна Прикерченського шельфу Чорного моря на сейсмічне хвильове поле. Одержані матеріали надають змогу встановити взаємозв'язки між реальними та синтетичними сейсмічними даними з метою уточнення інтерпретаційної моделі середовища.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д453.1

Рубрики:

Нафта

Шифр НБУВ: Ж24005 Пошук видання у каталогах НБУВ 

На даний час ріст попиту на природний газ змушує дослідників шукати особливі підходи для виявлення покладів вуглеводнів у піщано-глинистій товщі неогену Закарпатського прогину, в цьому разі важливо враховувати не тільки критерії піщанистості, а й пісковитості порід. У багатьох нафтогазоносних регіонах світу в глинистих породах, які можуть бути покришками, відкрито промислові поклади вуглеводнів. Як приклад, поклади нафти і газоконденсату в баженівській світі юрських відкладів Середнього Приоб'я Росії, у піщано-глинистих товщах олігоцену нафтогазоносного басейну Середньої і Верхньої Магдалени Колумбії, в майкопських глинах Скіфської плити, а також у тонкошаруватій піщано-глинистій товщі неогену Зовнішньої зони Закарпатського прогину. Головним критерієм перспектив газоносності тонкошаруватих піщано-глинистих пачок є наявність в них диференціації псамітової фракції, яка була названа пісковитістю та визначена шляхом встановлення зміни дисперсної розсіяності псамітів за розрізами свердловин, на відміну від піщанистості, коли вивчено тільки монолітні піщані шари. Світовий і вітчизняний досвід проводки горизонтальних свердловин свідчить про те, що їх застосування дозволяє помітно поліпшити технологічні показники розробки низькопроникних порід-колекторів у тонкошаруватих піщано-глинистих пачках. Запропоновано як приклад провести експериментальне буріння свердловини Х-Арданівська і Х-Буштинська з їх викривленням, починаючи з глибини 900 м і 400 м з подальшим бурінням в горизонтальному напрямку, на відстань 250 - 300 м від вертикального стовбура з подальшим застосуванням гідророзриву пласта кожні 25 м. Результати експлуатації горизонтальних свердловин дають підстави вважати, що технологія розробки нафтогазових площ України може дати значний економічний ефект. Це можливо тільки внаслідок накопичення достатнього досвіду і проведення спеціальних науково-дослідних робіт.

Достовірність геологічних моделей, покладених в основу проведення геологорозвідувальних робіт, є запорукою ефективності розроблення нафтогазових родовищ. Базою для побудови таких моделей є дослідження процесів накопичення осадів. Седиментологічний аналіз має великі можливості для виявлення закономірностей розповсюдження колекторів і прогнозування їх характеристик. Але не завжди є достатня кількість інформації, яка може дати уяву про генетичну природу відкладів на рівні пластів. Це пов'язано з поганим представленням геологічних розрізів свердловин керновим матеріалом і стосується, перш за все поліфаціальних середовищ. Продовжено розвиток напрямку дослідження умов накопичення осадів на основі аналізу геофізичних кривих. Для седиментологічного аналізу відкладів Семенівського нафтового родовища використано криві гамма-каротажу та на його основі побудовані уточнені схеми, які відображають динаміку зміни умов накопичення осадів у періоди формування продуктивних пачок.

Розглянуто результати досліджень структури порового простору складнопобудованих порід-колекторів; обгрунтовано зв'язок структурних та літологічних параметрів із електропровідністю продуктивних порід неогенових відкладів Зовнішньої зони Передкарпатського прогину. За результатами експериментальних досліджень керну за умов, що наближені до пластових, визначено фільтраційно-ємнісні характеристики та встановлено петрофізичні взаємозв'язки між фізичними та фільтраційно-ємнісними параметрами низькоомних порід-колекторів. Одержано петрофізичні взаємозв'язки, які надають змогу достовірно визначити за даними ГДС петрофізичні параметри як чистих гранулярних кварцових порід-колекторів, так і пісковиків із аномальними електричними характеристиками. Розроблено фільтраційно-ємнісну модель петрофізичного зв'язку, яку можна використовувати як у ході підготовки оперативних геофізичних висновків, так і для підрахунку запасів нафти і газу.

Стосовно нового напряму регіонального (міжсвердловинного) регулювання фільтраційних потоків у покладах вуглеводнів і підземних сховищ газу та відповідно до технології тампонування тріщин у колекторах вуглеводнів із використанням суспензії дрібнодисперсних матеріалів (гранул) розроблено математичну модель кінетики кольматації тріщин гранулами на основі положень фізколоїдної хімії та експериментальних досліджень із гідродинаміки суспензії. У безрозмірному вигляді модель описує залежність симплексів геометричної, фізичної та структурної подібності і критерію гомохронності. Модель кінетики обгрунтована власними експериментами за нерівноважних умов та експериментами за критичних (рівноважних) умов, результати яких опубліковано в літературі стосовно гідророзриву пласта з використанням дисперсних систем як з додатною, так і з від'ємною седиментацією. Адекватність розв'язку диференціального рівняння моделі та експериментальних даних підтверджено критерієм Фішера. Встановлено теоретичну залежність критичної швидкості дисперсної системи від концентрації суспензії, оцінено роль сил аутогезії і адгезії, виведено рівняння критичної насиченості тріщини зернистим шаром. Модель надала змогу звести складний процес кольматації різнорозмірних багатьох тріщин до процесу адсорбції дисперсної фази тріщинувато-пористим середовищем з нелінійною ізотермою Легмюра, а відтак застосувати відому теорію фільтрації рідини з активними домішками для розв'язування задачі тампонування каналів проривання води до свердловин. Модель може бути застосована і для опису інших фізично подібних процесів.

На сьогоднішній день мастильні добавки відносяться до важливих реагентів для буріння свердловин. Якісний і кількісний склад мастильних домішок до бурових рідин дуже різноманітний. Більшість з них становить екологічну небезпеку внаслідок своєї ксенобіотичної (чужої для біосфери) природи, часто токсичності, низької біорозщеплюваності і нездатності до біокумуляції. Ступінь іх впливу на навколишнє природне середовище визначається трьома основними чинниками: компонентним складом, умовами та культурою експлуатації. Проаналізовано різні види мастильних домішок і ступінь їх впливу на навколишнє середовище. Розглянуто методи визначення показників шкідливого, негативного впливу. Надано оцінку перспективності одержання мастильних добавок з екологічно чистої сировини рослинного і тваринного походження, у тому числі нових добавок Бур вал-ІС та Візма.

Під час застосування сучасних інформаційних технологій в нафтогазовій предметній області особливе місце посідають інтелектуальні інформаційні системи і системи штучного інтелекту. До типових проблем, що можуть бути вирішені таким чином, можна віднести зокрема управління процесом буріння як складним нестаціонарним технологічним процесом; пошук оптимальних режимів буріння; діагностика перебігу технологічного процесу; виявлення та своєчасна ліквідація нештатних аварійних ситуацій в процесі буріння нафтових і газових свердловин. Розглянуто методи роботи із знаннями про процес буріння на основі теорії представлення та задоволення обмежень. Здійснено дослідження алгоритмів і формалізмів представлення таких знань на основі обмежень, описано типи задач та структури знань, які ефективно опрацьовуються за їх допомогою. Результатом дослідження є удосконалення алгоритмів подання знань з допомогою обмежень і реалізація на їх основі інтелектуального модуля, що здатний зберігати та опрацьовувати знання нафтогазової предметної області і може бути використаний як ядро системи інтелектуальної підтримки прийняття рішень в процесі буріння нафтових і газових свердловин.

Процеси прискорення будівництва нафтогазових свердловин пов'язані зі зниженням енергозатрат на руйнування породоруйнівним інструментом гірської породи на вибої свердловини та покращанням очищення вибою промивальною рідиною, що є нагальними проблемами нафтогазовидобувній промисловості, які потребують свого вирішення. Розглянуто можливість застосування у компоновці низу бурильної колони гідроакустичних генераторів коливань спрямованої дії, які створюють вимушені коливання в затопленій струмині стовбура свердловини. За певної частоти коливань, які випромінює генератор, у промивальній рідині спостерігається процес кавітації, що призводить до виникнення коливань такої частоти, яка забезпечує інтенсифікацію процесу руйнування породи і прискорює очищення вибою свердловини від вибуреної породи. Вибір параметрів гідроакустичного пристрою базується на використанні математичної моделі, яка на стадії розробки надає можливість якомога точніше розрахувати характеристики генерованих коливань від параметрів рідини, в якій коливання збурюватимуться.

З метою підвищення видобутку нафти та газу з-поміж інших застосовується технологія імпульсно-хвильової дії. Для підвищення проникності привибійної зони пласта і впливу на весь продуктивний пласт використовується різноманітне обладнання. Проведено аналіз методів і засобів підвищення продуктивності нафтових свердловин із використанням даної технології та повіязані з нею проблеми. Описано суть імпульсно-хвильової дії на пласт, процеси дії пружними коливаннями на привибійпу зону пласта з метою підвищення продуктивності нафтових свердловин. Запропоновано класифікацію методів та обладнання для імпульсно-хвильової дії на продуктивні пласти. Наведено перелік питань, над вирішенням яких необхідно зосередити увагу в майбутньому: підвищення коефіцієнта корисної дії генераторів під час передачі енергії і створенні коливань; використання як енергоносія для роботи генераторів рідини і газу з метою створення широкосмугових акустичних коливань на вибої свердловини.

На основі досліджень процесу піноутворення в піногенеруючих пристроях встановлено особливості механізму піноутворення в піногенеруючих пристроях ежекторного типу. Встановлено закономірності залежності об'ємної інжекції за різних значень тиску в приймальній камері й відносної зміни тиску та швидкості, що відображаються в стрибку від коефіцієнта інжекції за різних значень числа Маха, втрат потужності потоку на створення водяно-повітряної суміші від коефіцієнта інжекції за різних значень тиску в приймальній камері та ін. Побудовано графік розподілу статичного тиску по довжині піногенеруючого ежектора за різних значень коефіцієнта ежекції. Результати роботи надають можливість вибрати найбільш ефективний режим руху газорідинного потоку в піногенеруючому пристрої, що надасть змогу рівномірно наситити рідину газом з подальшим утворенням дрібнодисперсного пінистого потоку.

Запропоновано нові наукові результати та методи розрахунку міцності морських стояків, що перебувають під дією зовнішніх навантажень, внутрішнього тиску та температурного розширення. Для оптимізації розрахунку та одержання найбільш тонша результатів використано комп'ютерну розрахункову програму Bentley AutoPIPE ХМ Edition, яка має необхідну сертифікацію та базується на методі кінцевих елементів. Внаслідок проведених розрахунків можна визначити оптимальну товщину труби, підібрати матеріал та вжити необхідних заходів щодо попередження критичних навантажень. Для акваторій, в яких існує імовірність виникнення льодових полів, ефективно використовувати метод встановлення стояків, коли вони не піддаються льодовим навантаженням (прокладання всередині кожухів чи опорних колон платформи).

Розглянуто умови надійності роботи фрикційних вузлів гальмівних пристроїв у випадку обмеження часу гальмування, середніх питомих навантажень на взаємодіючих поверхнях тертя та робочих поверхневих температур. Показано вплив перерахованих параметрів на динамічні, електричні та теплові фактори імпульсного характеру. Розглянуто особливості ударної взаємодії важконавантажених фрикційних вузлів стрічково-колодкового гальма; миттєву силу тертя при взаємодії міхроділянок тертя з урахуванням сил опору та зсуву на плямах контакту з використанням базових функцій: нормального закону Пуассона та імпульсної функції Дірака; нанотрибологічні процеси під час оцінки миттєвої сили тертя у фрикційних вузлах гальм. Контактно-імпульсна взаємодія металополімерних пар тертя гальмівних пристроїв розглядається на макро-, мілі- та нанорівнях.

Застосування поліуретанових покриттів - один з найбільш поширених способів захисту від корозії, зносу, корозійної втоми в промисловості. Ізоляція металу від корозійного середовища шаром нанесеного на нього захисного покриття перешкоджає діяльності мікрогальванічних елементів на поверхні металу і тим самим захищає від корозії та зносу. Електрохімічними та імпедансними методами вивчали корозійну стійкість сталі з захисними поліуретановими покриттями, модифікованими інгібувальними пігментами. Встановлено, що поєднання у складі поліуретанового грунту суміші фосфату/молібдату цинку та додатково природного силікату кальцію підсилює захисні властивості покриття завдяки ефекту синергізму.

Розглянуто проблему підвищення якості кріплення зубців у корпусі шарошки. Розвинуто аналітичні підходи до побудови раціональних проектів з'єднань з натягом у шарошках, оснащених зубцями зі сталевим хвостовиком. Досліджено напружено-деформований стан дво- та трикомпонентного з'єднань композиційного зубця з шарошкою із заданими натягами на поверхнях спряження та під осьовим експлуатаційним навантаженням. Сформульовано та розв'язано задачі оптимізації, які полягають у підборі оптимальних натягів, котрі би забезпечували найвище значення допустимого навантаження під час виконання умов міцності компонент та вимог непроковзування і нерозкриття стиків. Проведено порівняння раціональних проектів дво- та трикомпонентного з'єднань для зубців із абсолютно жорстким та сталевим хвостовиком. Задля значної економії твердого сплаву рекомендовано використання мінімально армованих хвостовиків у з'єднаннях з підвищеним геометричним натягом без зниження допустимого навантаження. Надано оцінку виграшу від використання у з'єднаннях додаткової проміжної втулки з регульованими натягами.

Розглянуто проблему підвищення ефективності роботи армованого твердим сплавом реліт озброєння шарошкових бурових доліт в процесі руйнування гірської породи. Наведено результати дослідження зносостійкості озброєння шарошкових доліт у вигляді фрезерованих дослідних зубків під час моделювання умов їх зношування, що наближені до реальних. Розглянуто вплив конструктивних особливостей робочих елементів озброєння шарошкових бурових інструментів та вплив їх форми в процесі зношування на ефективність руйнування гірської породи, зокрема на глибину заглиблення зубків у гірську породу. Міра збереження початкових характеристик руйнування взірців визначалась постійністю глибини їх занурення у пружне середовище із визначеними фізико-механічними властивостями за постійного осьового навантаження за допомогою розробленого пристрою через визначені проміжки часу у процессі досліджень їх зношування. Проведено оцінку впливу різних схем розміщення твердого сплаву на поверхнях дослідних взірців на величину зношування взірців методами лінійного, вагового та об'ємного аналізу. Аналіз результатів досліджень свідчить, що раціональне розміщення твердого сплаву на поверхні взірців та відповідно озброєння шарошкових доліт надає змогу регулювати стійкість зубків до ударно-абразивного зношування та зберігати величину питомого тиску, що передається на вибій в процесі руйнування гірської породи. Встановлено, що наявність твердого сплаву на армованих поверхнях озброєння бурового шарошкового долота впливає на характер його зношування у процесі буріння порід м'якої та середньої твердості. Дані дослідження вказують на можливість проведення подальшого вивчення процесів руйнування гірської породи у вибої для можливості надання рекомендацій, щодо раціонального розміщення реліту на робочих поверхнях озброєння шарошкових доліт, з метою визначення оптимальної масової частки нанесення реліту. Підтверджено, що одним із ефективних показників, які можуть бути характерні як для процесів руйнування гірської породи, так і для процесів зношування та проектування породоруйнівного інструменту, є величина питомого навантаження, яке передається на вибій у процесі буріння.

Використовуючи результати експериментальних досліджень циклічної тріщиностійкості експлуатованої сталі 20, аналітично-числову оцінку впливу розмірів наскрізних тріщин на цілісність труби та методику визначення величини руйнівного тиску для трубопроводу з довільно орієнтованими зовнішніми корозійно-механічними тріщиноподібними дефектами, досліджено умови руйнування останнього. Розглянуті методики надають змогу інтерпретувати виявлені в процесі технічної діагностики довільно орієнтовані наскрізні та ненаскрізні тріщиноподібні дефекти заданої глибини. Визначено умови, за яких настає лавинне руйнування труби.

Аналіз розробленої діагностичної моделі відцентрового нагнітача природного газу показав, що її параметри є функціями геометричних розмірів робочого колеса нагнітача. Лише частина геометричних розмірів, таких як радіальний зазор, ширина і товщина лопаток, зазнає змін у процесі експлуатації нагнітача. Параметри математичної моделі є складними функціями від геометричних розмірів колеса, що унеможливлює визначення їх значень за результатами ідентифікації. Тому для оцінки технічного стану ВЦН запропоновано використовувати параметри діагностичної моделі, які дістали назву узагальнених діагностичних ознак. Показано, що для спрощення задачі ідентифікації доцільно визначати не абсолютні значення узагальнених діагностичних ознак, а їх відхилення від значень для нового нагнітача або після його капітального ремонту. Розроблений метод оцінки технічного стану нагнітача природного газу на основі ідентифікації параметрів лінеаризованої діагностичної моделі.

За результатами проведених експериментів для існуючих апаратів осушення газу розроблено методику моделювання процесу очищення процесу. З метою вивчення комплексного впливу основних фізичних параметрів на процес осушення газу НГВУ "Гум Адаси" виконано спеціальні промислові дослідження, основою яких є метод планування багатофакторного експерименту. На основі експериментальних даних одержано регресійнийну модель процесу осушення газу, що надає змогу обчислити значення температури точки роси залежно від витрат ППГ, газу і температури контакту. Розроблено модель утворення гідратів під час течії в каналах сирого газу, що базується на рівняннях гідродинаміки і теплообміну в вісесиметричній постановці. Облік двомірних ефектів утворення гідратів надає змогу уточнити початок утворення гідратів у трубопроводах. Розроблено методику оцінювання випадіння конденсованої фази при русі природного газу, що використвує результати сумісного чисельного рішення рівнянь для газової і конденсованої фаз у двовимірній постановці. Розрахунок траєкторій частинок в технологічній апаратурі вказує на можливість або абразивного зношення деталей, що перебувають в потоці, або інтенсивного налипання та накопичення конденсованої фази.