ПРОЕКТЫ

разработка научных и методологических основ проектирования и создания энергетических и газохимических комплексов для сокращения углеродного следа арктических объектов минерально-сырьевого комплекса Российской Федерации.

Энергетика является фундаментом экономики и основным драйвером ее развития. В связи с этим, вопросы обеспечения всеобщего доступа к дешевым, надежным, безопасным и экологически чистым источникам энергии являются одним из приоритетов в контексте глобального устойчивого развития.

Энергетика является фундаментом экономики и основным драйвером ее развития.

Это прямо обозначено в рамках седьмой цели ООН и косвенно прослеживается в прочих целях устойчивого развития, достижение которых зависит от эффективности использования (рациональное производство и потребление) природных ресурсов, в том числе сырьевых.

Разрабатываемые в рамках научного направления «Зеленая энергетика – подземное пространство» технологии направлены на рациональное использование природных ресурсов и сокращение «углеродного следа» от добычи, транспорта и использования нефти и газа с целью обеспечения устойчивого развития энергетической отрасли Российской Федерации.

1. Разработана и реализуется программа дополнительного профессионального образования: «Комплексная утилизация попутного нефтяного газа в промысловых условиях».

2. Разработана концепция «Gas-To-Chem», в которой представлены методы повышения эффективности производства за счет взаимодополняющих друг друга газохимических процессов, обеспечивающих гибкость поставок водорода и его производных за счет диверсификации производства.

3. Разработана энергоэффективная и экологичная технология утилизации попутного нефтяного газа используется в условиях нефтяных промыслов, степень утилизации ПНГ при которой может быть доведена до 100%. Технология совмещает GTC-процесс, бинарный цикл и захват CO₂.

4. Разработана технологическая схема получения «голубого» водорода методом некаталитического автотермического риформинга с последующей каталитической реакцией водяного пара, а также захватом и сжижением диоксида углерода для его утилизации.

Научное направление объединяет в своем составе следующие отделы и лаборатории:

• Отдел моделирования и прототипирования процессов и технологических цепочек;
• Лаборатория отработки каталитических и массообменных процессов;
• Лаборатория исследования электрохимических процессов и стресс-коррозии металлов.

1. Комплексное физико-математическое и компьютерное моделирование, анализ термодинамических, газохимических и энергетических процессов нефтегазовых производств.
2. Разработка научных основ проектирования и эксплуатации нового оборудования для решения современных проблем нефтегазовых производств.
3. Проведение пинч-анализа для минимизации потребления энергии химическими и массообменными процессами и оптимизация режимов работы нефтегазовых производств.
4. Проведение теоретических, поисковых, технологических, лабораторных и аппаратурно-стендовых исследований с целью рационального недропользования в Арктической зоне РФ, в том числе на арктическом шельфе.
5. Разработка и апробация новых методик и программ исследований в области термодинамических, газохимических и энергетических процессов нефтегазовых производств.

кратное сокращение издержек за счет замены отсыпных песчаных территорий и площадок на модульные свайные основания, монтируемые в зимний период и обеспечивающие круглогодичное стационарное безамбарное бурение глубоких геологоразведочных и эксплуатационных скважин на территориях распространения неустойчивых мерзлых грунтов и болот с риском сезонного затопления.

Освоение запасов северных отдаленных территорий, в том числе арктических, сопряжено с рядом вызовов при бурении разведочных и эксплуатационных скважин.

Традиционная технология размещения буровых установок подразумевает значительный объем подготовительных работ по отсыпке площадки с учетом возможных природных осложнений. Стоимость таких работ увеличивается из-за несоответствия строительным нормам используемого мелкозернистого пылеватого песка на территориях объектов разработки.

Освоение запасов северных отдаленных территорий сопряжено с рядом вызовов при бурении разведочных и эксплуатационных скважин.

Одним из таких вызовов является строительство скважин на территориях в зоне распространения многолетнемерзлых пород, подверженных сезонному затоплению.

Отсутствие альтернативы песчаной отсыпки площадки, приводит к значительному росту финансовых затрат, которые увеличивают общую стоимость строительства геологоразведочных скважин. Кроме того, песчаная отсыпка имеет, как технологические, так и экологические недостатки, обуславливающие сокращение срока службы отсыпных территорий.

На основании проведенных в Горном университете поисковых исследовательских и проектно-конструкторских работ, установлено, что стоимость строительства модульных свайных оснований в среднем на 50 % меньше стоимости обустройства и поддержания песчаных отсыпок.

Для верификации результатов моделирования планируется проведение натурных испытаний несущей способности единичного модуля свайного основания с распределенной на нем нагрузкой в условия сезонно затапливаемых мерзлых грунтов прибрежной зоны Карского моря. При этом предусматривается дистанционный круглогодичный мониторинг за изменением напряженно-деформированного состояния модульных свайных оснований.

Научное направление объединяет в своем составе следующие отделы и лаборатории:

• отдел техники и технологии бурения и ремонта скважин;
• отдел строительства скважин;
• лаборатория «Буровых, технологических и тампонажных жидкостей»
• лаборатория «Технологии бурения скважин».

1. Разработка новых видов специального оборудования и приборов для проведения экспериментальных и научно-исследовательских работ.
2. Разработка технологий, ингибиторов и технических средств снижения гидратообразования при эксплуатации газовых скважин и освоение месторождений газогидратов;
3. Разработка технико-технологических решений для контроля и управления параметрами бурения скважин с большим отходом от вертикали;
4. Разработка вязкоупругих систем и технологии изоляции водопроявляющих пластов при бурении и ремонте скважин газовых и газоконденсатных месторождений;
5. Разработка технологий и технических средств по эффективной проводке скважин в сложных горно-геологических условиях;
6. Разработка составов буровых растворов и деструкторов для вскрытия пластов с аномальными термобарическими условиями и технологий освоения скважин;
7. Разработка технологических жидкостей и технологий повышения эффективности извлечения углеводородов;
8. Разработка технологических жидкостей для ликвидации осложнений в процессе бурения скважин.

1. Создание математических геолого-гидродинамических моделей, моделей наземных сетей сбора, подготовки к транспорту и транспорта углеводородов. Разработка новых видов специального оборудования и приборов для проведения экспериментальных и научно-исследовательских работ.
2. Проведение теоретических, поисковых, технологических и аппаратурно-стендовых исследований, направленных на решение проблем разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, транспортировки углеводородов в Арктической зоне РФ, в том числе Арктического шельфа:
3. Подготовка предложений по участию в перспективных научно-исследовательских проектах, программах, грантах, в том числе в государственном задании в соответствии с «Научными направлениями Горного университета мирового уровня»;
4. Разработка технологий и технических средств (с учетом использования в водоохранных, природоохранных и шельфовых зонах) сбора и подготовки к транспорту, транспорта углеводородов, хранения газа в ПХГ, СПГ;
5. Разработка и апробация новых методик и программ исследований в области техники и технологий эксплуатации скважин, внутрипромыслового оборудования, системы сбора и подготовки газа, конденсата и нефти к транспорту, ПХГ, СПГ месторождений в арктических условиях.

Научное направление объединяет в своем составе следующие отделы и лаборатории:

• отдел геолого-гидродинамического моделирования;
• отдел анализа и проектирования разработки углеводородных залежей;
• отдел технологии комплексной подготовки газа и конденсата к транспорту;
• отдел трубопроводных сетей и газораспределительных систем;
• отдел технологии комплексной подготовки нефти к транспорту;
• лаборатория «Освоения газовых и газоконденсатных скважин»;
• лаборатория «Подготовки и хранения керна»;
• лаборатория «Повышение нефтегазоотдачи платов» свойств;
• лаборатория изучения свойств пластовых флюидов.

Количество газа на собственные нужды составляет около 0,3…0,5% от общего объёма перекачки (для ГРС Санкт-Петербурга и Ленинградской области это 40,7 млн. м³ в год или, при цене 3470 руб. за тыс. м³, 140 млн. руб. в год).

Применяются проточные горелочные подогреватели, использующие для выработки тепла часть от транспортируемого газа.

ПОДОГРЕВ ГАЗА ПЕРЕД РЕДУЦИРОВАНИЕМ НА ГРС

Потребность месторождений в метаноле оценивается в 5-15 тысяч тонн в год (12 тыс. тонн в год для Чаяндинского НГКМ, что при цене в 43 тыс. руб. за тонну составляет около 500 млн. руб. в год).

Применяются блоки дозирования, обеспечивающие дозирование подачи метанола во внутрискважинный поток. Метиловый спирт – сильный кумулятивный яд, доставка и использование которого иногда приводит к кратному увеличению расходов.

Чаще всего гидраты образуются из-за чрезмерного понижения температуры потока газа.

ЗАКАЧКА МЕТАНОЛА В СКВАЖИНУ

Проблемой добычи газа и его транспортировки по трубопроводам является гидратообразование

Общей проблемой добычи газа и его транспортировки по трубопроводам является гидратообразование. Гидраты образуются при определённых термобарических условиях в зависимости от состава газа и могут препятствовать работоспособности скважин и трубопроводов.

разработка устройств для предотвращения гидратообразования, которые не требуют подвода энергии от внешних источников и обладают достаточной надёжностью

Проведение теоретических, поисковых, технологических и аппаратурно-стендовых исследований по разработке новых эффективных процессов, способов, технологий и методик, направленных на:

• разработку экологически безопасных технологий бурения скважин в условиях станции Восток;
• разработку поверхностного и скважинного оборудования для бурения скважин в условиях станции Восток;
• разработку экологически безопасных технологий и технических средств для проникновения в подледниковое озеро Восток, получения проб озерной воды и проб донных отложений;
• обеспечение научно-технического сопровождения буровых работ Российской антарктической экспедиции на станции Восток.

Научное направление объединяет в своем составе следующие отделы:

• отдел технологии и техники бурения скважин в ледниках;
• отдел технологии и техники исследования подледниковых водоемов;
• отдел автоматизации и мониторинга технологических процессов;
• отдел экологически чистых заливочных жидкостей;
• проектно-конструкторский отдел.

Финансирование мероприятия – за счет средств федерального бюджета.
Объем финансирования – 1 541,6 млн. рублей.

В рамках реализации мероприятия будет выполнено:
• создание нового бурового комплекса для станции Восток, включая современное оборудование для бурения льда;
• бурение новой скважины доступа к озеру Восток;
• вскрытие подледникового озера Восток;
• подготовка скважины к проведению прямых (in situ) исследований водной толщи озера, отбору проб озерной воды и проб донных отложений;
• создание модулей для проведения прямых исследований водной толщи и донной поверхности озера и технических устройств для отбора проб воды и донных отложений.

Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение новых экологически безопасных технологий:
• глубокого бурения скважин во льду с использованием заливочной жидкости;
• вскрытия подледникового озера Восток;
• исследования водной толщи и донной поверхности;
• отбора проб воды и донных отложений озера Восток.

Мероприятие 21. «Комплексные исследования палеоклимата Земли и подледникового озера Восток в районе российской антарктической станции Восток» в рамках реализации Стратегии развития деятельности Российской Федерации в Антарктике до 2030 года.

• Сербин Данил Васильевич
• Васильев Дмитрий Александрович

• Дмитриев Андрей Николаевич
• Блинов Павел Александрович
• Большунов Алексей Викторович
• Игнатьев Сергей Анатольевич

• Дмитриев Андрей Николаевич
• Блинов Павел Александрович
• Игнатьев Сергей Анатольевич
• Шишкин Евгений Витальевич

Большунов Алексей Викторович