This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
1500 ТДж – предупреждении образования отложений смол и
парафинов в добывающей скважине (1 млрд. м3);
7500 ТДж – при закачке воды в пласт для вытеснения нефти (3 млрд. м3);
65000 ТДж – при снижении обводненности добываемой продукции
(3,5 млрд. м3);
30000 ТДж – при снижении температуры нефтеподготовки при
отделении от нее воды (1 млрд. м3).
При этом, затратив 1 ТДж, можно добыть 20000 т угля, 10000 т нефти,
вспахать 700 км2 земли.
В нефтяной отрасли мира, от прошедших опытно-промышленную
апробацию нанотехнологий Хавкина А.Я. значения экономии
электроэнергии (вследствие структуры запасов и уже применяемых
технологий) будут в 3-4 раза больше.
7
8
9
Динамика инноваций в различных технологических направлениях
вдоль циклов экономической активности Кондратьева
10
6 технологический цикл Кондратьева
(техноуклад) включает:
развитие робототехники, биотехнологий,
нанотехнологий, управление здоровьем человека за
счет новой медицины, новое природопользование
(Г.Г.Малинецкий)
Поэтому нанотехнологии в
природопользовании – это товарный продукт
6 технологического цикла Кондратьева
11
Схема подачи (закачка) лекарств пациенту для улучшения состояния его крови (добыча). (Kapusta S. Nanotechnologies in a fuel and energy complex: where, how and when? // RusNanoTech9, 6 октября 2009г.)
закачка
добыча
12
Из монографии: «Нанотехнология в ближайшем десятилетии.
Прогноз направления исследований / под ред. Роко М.К., Уильямса Р.С., Аливатоса П. // М.,
Мир, 2002, 292с.»
Нанотехнологический подход означает
целенаправленное регулирование на
молекулярном уровне свойств объектов,
определяющем их фундаментальные
параметры
13
По мнению аналитиков «LUX Research», нанотехнологии – это не новая отрасль мировой экономики, а средство для
модернизации множества других ее отраслей, и те, кто овладеет максимальным спектром нанотехнологий и их
количеством, будут владеть миром.
По мнению акад. Ю.Д.Третьякова и чл.-корр. Е.А.Гудилина,
естественнонаучный подход к «нано» состоит в том, чтобы на базе достижений химии, физики, материаловедения, математического моделирования, создать прорывные
нанотехнологии.
Нанотехнологии, в отличие от обычных технологий, характеризуются повышенной «наукоемкостью» и
затратностью, и в них резко снижена вероятность решения задач методом «проб и ошибок», который традиционно
используется в прикладных разработках
14
Наноявления в пористых средах
В наноразмерном интервале (0,1-100 нм) на молекулярном уровне
природа «программирует» основные характеристики веществ,
явлений и процессов. Все природные материалы и системы
построены из нанообъектов.
Согласно рекомендации 7-ой Международной конференции по
нанотехнологиям (Висбаден, 2004 г) выделяют следующие типы
и нановолокна; нанодисперсии (коллоиды); наноструктурированные
поверхности и пленки; нанокристаллы и нанокластеры.
Кроме непосредственно малоразмерных частиц, наночастицами
являются поверхностные наноструктуры (ямки, выступы, канавки,
стенки), объемные наноструктуры (поры и капилляры), пленки
веществ наноразмерной толщины
15
Наноявления при заводнении
Наиболее распространенным методом разработки нефтяных месторождений является заводнение.
При этом основные свойства воды определяются на молекулярном уровне (наноуровне). Было также установлено, что у воды на наноуровне есть память.
Нефтяной пласт представляет собой высокодисперсную систему с большой поверхностью границ раздела фаз и огромным скоплением капиллярных каналов, в которых движутся жидкости, образующие мениски на границе раздела фаз.
Механизм перемещения нефти в пласте и извлечение ее, во многом, определяется молекулярно-поверхностными процессами, протекающими на границах раздела фаз (породообразующие минералы – насыщающие пласт жидкости и газы - вытесняющие агенты).
16
Закономерность вытеснения нефти в пористых средах
При вытеснении нефти из пласта путем
нагнетания в него водного раствора нефть
диспергируется на отдельные части (агрегаты,
ганглии, блобы, целики, кластеры -
макродиспергируется), распределение которых по
размерам определяется капиллярным
гистерезисом Р12 в системе нефть-вода-порода.
17
Наноколлекторы
В породах баженовской свиты Западной Сибири
сосредоточены запасы в сотни миллиардов тон нефти.
Из соотношения среднего радиуса пор нефтяного
коллектора r и его фильтрационно-емкостных свойств
(проницаемости k и пористости m)
получим, что при k = 10-8-10-7 мкм2 и m = 0,03 средний
радиус пор такого коллектора составляет 8-25 нм.
Такие коллекторы можно называть наноколлекторы.
1,2/028,4 mkr
18
Объект исследований нефтяной науки
Нефтяная наука, являясь частью наук о Земле,
и аккумулируя геологию, гидродинамику,
технику, химию, математику, имеет свой
специфический объект исследований – физико-
химические наноявления в геологических телах,
пластовых флюидах и промысловом
оборудовании, охватывающий как сами
наноявления, так и способы их учета при
геолого-гидродинамических и технико-
экономических расчетах разработки и
эксплуатации нефтегазовых залежей.
19
Ожидаемый результат от масштабного применения
современных модификаций МУН (модернизация):
увеличение КИН
для активных запасов на 0,10-0,15 до 0,50-0,70,
для ТИЗН - увеличение КИН на 0,20-0,25 до 0,40-0,45.
средний КИН при этом может возрасти до 0,50.
Ожидаемый результат от масштабного применения
нанотехнологий (инновации):
увеличение КИН
для активных запасов на 0,15-0,20 до 0,60-70,
для ТИЗН - увеличение КИН на 0,25-0,35 до 0,40-0,55.
средний КИН при этом может возрасти до 0,60-0,65.
20
Повышение эффективности разработки нефтяных месторождений и месторождений
газогидратов возможно только на основе нанотехнологий добычи нефти и газа.
Их применение позволит увеличить коэффи-циент извлечения нефти (КИН) с нынешних
0,3-0,35 до 0,6-0,65 на разрабатываемых месторождениях, и ввести в рентабельную
разработку месторождения с трудноизвлека-емыми запасами нефти и газогидратов.
Это увеличит российские доказанные запасы углеводородов только на разрабатываемых
месторождениях в 2 раза, а с учетом ресурсов – многократно увеличит обеспеченность
страны запасами углеводородов, что необходимо учитывать в Энергетической
стратегии России.
21
Динамика добычи нефти (1) и
обводненности продукции (2) в России.
22 22
Динамика КИН для месторождений России, открытых в разные периоды
(по информации, представленной ФГУП «ЗапСибНИИГГ») [Шелепов В.В., 2012]
0.4650.432
0.353
0.307 0.298 0.3050.269
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
0.450
0.500
до 50х 50-60 60-70 70-80 80-90 90-2000 2000-2010
период
КИ
Н,
д.
ед
.
23
По данным д.т.н., проф. Г.Г.Вахитова:
24
Из Энергетической стратегии России до 2030г.
В качестве индикатора стратегического развития нефтяного комплекса предусмотрена следующая динамика коэффициента извлечения нефти (КИН): 2008 г. (факт) — 0,3, за 1-й этап (2013–2015 гг.) планируется достичь КИН = 0,3–0,32, за 2-й этап (2020–2022 гг.) — 0,32–0,35, к концу прогнозируемого периода за 3-й этап (2030 г.) планируется достичь КИН = 0,35–0,37.
Снижение удельной энергоемкости ВВП в 2,3 раза.
Снижение удельных потерь и расходов на собственные нужды предприятий ТЭК, доведение ежегодного объема экономии энергоресурсов по сравнению с современным уровнем не менее чем 300 млн т условного топлива в год.
В плане экологической безопасности энергетики ориентиром является двукратное снижение сброса загрязненных сточных вод в водоемы.
25 Доказанные извлекаемые запасы нефти
по 12-ти странам и по миру в целом Доказанные излекаемые запасы, млрд. тонн**
Страны 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Газогидраты Гидрат метана – это пример чистого и потенциально огромного
энергетического ресурса.
Для высвобождения метана из газогидратов потребуется примерно в 15 раз меньше энергии, чем содержащаяся в самом метане тепловая энергия. При этом в 1 м3 газогидратов содержится 160 м3 метана.
По современным оценкам в выше отмеченных работах количество газа в газогидратных залежах на нашей планете составляет (16-14000)1012 м3.
Это энергетический резерв человечества более чем на тысячу лет. Поэтому разработка газогидратных месторождений – важная мировая научно-техническая проблема.
Перевод метана в газогидратную форму позволяет перевести парниковый метан в энергоресурс, снизить аварийность на шахтах, сохранить жизни шахтеров, утилизировать попутный газ, провести газификацию России без прокладки труб в труднодоступные местности, создать новую отрасль ТЭК в рамках 6 техноуклада.