Российские вузы предлагают инженерные решения для нефтегазовой отрасли
06.06.2022
Сейчас перед предприятиями нефтегазовой и перерабатывающей отраслей, химической промышленности стоит серьезный вызов. Санкциями затронута работа многих критически важных предприятий страны. У промышленности есть запрос на новые инженерные решения. Представители университетов — участников программы «Приоритет 2030» рассказали, чем они могут ответить на потребности отрасли.
Большая работа в этом направлении сегодня ведется в Институте геологии и нефтегазовых технологий Казанского (Приволжского) федерального университета (КФУ). В рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» в вузе реализуется стратегический проект «Российский энергетический переход: баланс природного потенциала и глобальных трендов», в котором создается национальная концепция перехода к экологичной энергетике, разрабатываются методы генерации водорода непосредственно в залежах с трудноизвлекаемой нефтью, которую добывать уже слишком дорого и неэкологично, исследуются методы захоронения углекислого газа в резервуарах под землей на уже разработанных месторождениях. Кроме того, ведется работа над использованием углекислого газа и смесей газа с водой для повышения нефтеотдачи. Эти технологии широко распространены на Западе, но для России они стали санкционными, поэтому в КФУ создают отечественные технологии в этом направлении.
Данис Нургалиев, проректор по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле, директор Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ:
Подготовка и повышение квалификации высококлассных специалистов для отрасли — это основная цель института, но базой этой деятельности является большой объем научных исследований и разработок, которые мы проводим совместно с нефтегазовыми компаниями в рамках грантов Российского научного фонда, Научного центра мирового уровня (НЦМУ) и программы «Приоритет 2030».
НЦМУ «Рациональное освоение жидких углеводородов планеты» был образован на базе КФУ в формате консорциума, в который вошли также Уфимский государственный нефтяной технический университет, Российский государственный университет (РГУ) нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина и Сколтех. Направления работы НЦМУ связаны с вызовами, которые сегодня стоят перед нефтегазовой отраслью не только в России, но и в мире.
Во-первых, это создание эффективных технологий поиска и разведки крупных месторождений. Так, нами разработан софт и уникальные технологии, которые помогают быстро оценивать нефтегазоносность крупных территорий, имеющих крайне мало геологической и геофизической информации. Для этого мы используем спутниковую гравиметрическую съемку и другие дистанционные технологии. Разработанные нами методики и софт, аналогов которым в мире нет, уже применяются рядом отечественных компаний: ПАО «Газпром», ПАО «Татнефть», ПАО «Лукойл», начинают внедряться в ПАО «Газпром нефть» и ПАО «НК Роснефть». Также нашими разработками в области оценки нефтегазоносности, поиска залежей нефти и газа на крупных и малоисследованных территориях заинтересовались зарубежные компании, такие как PetroChina, Cupet.
Во-вторых, разработка экологичных и экономичных методов по добыче нефти из месторождений-гигантов на поздней стадии их освоения. Мы уже добились перспективных результатов: наши технологии успешно проходят опытно-промышленное тестирование в ПАО «Татнефть» на Ромашкинском месторождении. Также идут переговоры с ПАО «НК «Роснефть» об использовании этих технологий на крупных месторождениях компании.
Третье направление НЦМУ — это создание технологий и методов для добычи трудноизвлекаемой нефти, которой много на освоенных территориях, в том числе и вокруг гигантских месторождений. В этом направлении мы разрабатываем технологии, связанные с методами увеличения нефтеотдачи (МУН) — это тепловые методы, катализаторы для тепловых МУН, так называемые технологии внутрипластовой нефтепереработки, химические технологии для уменьшения обводнения продукции, дополнение, а в некоторых случаях и альтернатива методу гидравлического разрыва пласта — технологии с бинарными смесями, и много других перспективных разработок. Все указанные технологии успешно применяются в различных компаниях Так, в 2021 году мы выполнили более 60 проектов с российскими и международными компаниями на общую сумму свыше 800 млн рублей. По сути, все они являются импортозамещающими или импортоопережающими, а сегодня они стали еще более востребованными российскими и зарубежными компаниями.
Андрей Ефременков, проректор по науке Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого:
Сейчас с рынка уходят зарубежные компании, обеспечивавшие работу автоматизированных систем управления процессами на предприятиях. Мы с коллегами планируем создавать программно-аппаратные средства первого уровня — датчики, сенсоры и все, что собирает и получает информацию от процесса. Также будем разрабатывать системы обработки этой информации и софт, обеспечивающий вычисления, визуальное отображение, принятие решений в автоматизированном режиме, с учетом накопленных данных этих датчиков.
Это контур нашей будущей передовой инженерной школы «Распределенная система управления сложными технологическими процессами», где будет конкретизация некоторых разработок Новгородского университета. Сейчас мы подали заявку на конкурс в новый федеральный проект «Передовые инженерные школы». Открытие школы даст возможность вести опережающую подготовку инженеров новой формации под конкретные запросы высокотехнологичных компаний, запускать образовательные программы и пространства. Строящаяся Новгородская техническая школа — яркий объект, показывающий масштабную работу университета в этом направлении.
Алексей Душин, ректор Уральского государственного горного университета, доктор экономических наук:
В Уральском государственном горном университете проводится модернизация образовательных программ с учетом нужд отрасли. С 2022 года все студенты получают две квалификации в рамках одной образовательной программы.
В рамках стратегического проекта «Новые технологии поиска и добычи минерального сырья» создается геолого-геофизическая база данных отдельных перспективных нефтегазоносных участков в ХМАО — Югре, идет оценка запасов нефти и газа в глубокозалегающих горизонтах. Проводятся геологические исследования перспективных площадей (Магадан, Западный и Северный Урал), разведка медноколчеданных руд, уточнение границ золоторудно-россыпных узлов. По заказу АО «Сибирь-Полиметаллы», АО «Карабашмедь», АО «УК «Кузбассразрезуголь», АО «ЕВРАЗ КГОК» и других предприятий разрабатываются способы повышения эффективности обогащения полезных ископаемых.
По проекту «Новые инструменты минимизации экологической нагрузки промышленных предприятий» ведется мониторинг состояния и границ распространения криолитозоны, запатентованы сорбенты и мелиоранты, направленные на рекультивацию территорий, нарушенных горнодобывающей промышленностью, создаются технологии мониторинга и охраны окружающей среды.
Ряд работ выполнен для ПАО «Уралмашзавод» в области машинного зрения и тензометрических исследований (исследования напряженно-деформированного состояния элементов конструкции, чтобы найти наиболее оптимальные и совершенные конструктивные решения) экскаваторов, что входит в задачи стратегического проекта «Цифровые производственные технологии».
Павел Калашников, начальник управления стратегического развития РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина:
Губкинский университет, реализуя научно-образовательную деятельность по всей цепочке нефтегазового производства, планомерно разрабатывает собственные IT-продукты, которые позволяют занять конкурентную нишу на отечественном рынке, особенно с учетом текущей обстановки.
В частности, в области математического моделирования технологических процессов сотрудники университета разрабатывают продукт «Симба» (аналог Hysys, Unisim Design, PetroSim и т. д.), на основе которого создаются компьютерные тренажерные комплексы технологических объектов топливно-энергетического комплекса (ТЭК), такие как установки подготовки нефти и газа на промысле, заводы по производству сжиженного природного газа, нефте- и газоперерабатывающие заводы (НПЗ, ГПЗ). Кроме того, этот пакет позволяет разрабатывать инструменты оптимизации технологических процессов на объектах ТЭК, обеспечивая повышение энергоэффективности и энергосбережения на предприятиях.
Еще одним программным пакетом является «Веста», позволяющая моделировать режимы работы систем магистрального транспорта газа и решать оптимизационные задачи диспетчеризации газовых потоков. Эти продукты внедрены и активно внедряются в группах компаний Газпром, ПАО «Транснефть», АО «Криогаз» и других компаниях ТЭК РФ.
После старта программы «Приоритет 2030» Уфимский государственный нефтяной технический университет также получил финансирование, и уже достигнуты первые результаты. О научно-технологических проектах вуза рассказал проректор по научной и инновационной работе Руслан Рабаев:
Проект «Создание технологий углеродных материалов и водорода» в рамках реализации стратегического проекта «Химия новой экономики» направлен на получение и полное импортозамещение специальных видов коксов, которые используются для производства графитированных электродов, в свою очередь применяемых при производстве электросталей высокого качества. По результатам уже достигнутых промежуточных научно-исследовательских работ проведены опытно-промышленные пробеги на предприятиях ПАО «Газпром нефть». Внедрение разработанной технологии на АО «Газпромнефть — Омский НПЗ» запланировано на 2025-2026 гг. На нескольких НПЗ России прошло также внедрение технологии по производству коксующей добавки для металлургической промышленности.
Проект «Комплекс измерения и мониторинга трехфазной продукции нефтяных скважин» позволит в кратчайшие сроки оптимизировать добычу нефти на месторождениях страны. Разработка предназначена для высокоточного замера объемов водонефтяной смеси и газа, добываемых из скважины. На данный момент разработана методика измерения, спроектирован и изготовлен экспериментальный образец, и идет подготовка к промысловым испытаниям с дальнейшим внедрением на промыслы страны.
Большая работа в этом направлении сегодня ведется в Институте геологии и нефтегазовых технологий Казанского (Приволжского) федерального университета (КФУ). В рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» в вузе реализуется стратегический проект «Российский энергетический переход: баланс природного потенциала и глобальных трендов», в котором создается национальная концепция перехода к экологичной энергетике, разрабатываются методы генерации водорода непосредственно в залежах с трудноизвлекаемой нефтью, которую добывать уже слишком дорого и неэкологично, исследуются методы захоронения углекислого газа в резервуарах под землей на уже разработанных месторождениях. Кроме того, ведется работа над использованием углекислого газа и смесей газа с водой для повышения нефтеотдачи. Эти технологии широко распространены на Западе, но для России они стали санкционными, поэтому в КФУ создают отечественные технологии в этом направлении.
Данис Нургалиев, проректор по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле, директор Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ:
Подготовка и повышение квалификации высококлассных специалистов для отрасли — это основная цель института, но базой этой деятельности является большой объем научных исследований и разработок, которые мы проводим совместно с нефтегазовыми компаниями в рамках грантов Российского научного фонда, Научного центра мирового уровня (НЦМУ) и программы «Приоритет 2030».
НЦМУ «Рациональное освоение жидких углеводородов планеты» был образован на базе КФУ в формате консорциума, в который вошли также Уфимский государственный нефтяной технический университет, Российский государственный университет (РГУ) нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина и Сколтех. Направления работы НЦМУ связаны с вызовами, которые сегодня стоят перед нефтегазовой отраслью не только в России, но и в мире.
Во-первых, это создание эффективных технологий поиска и разведки крупных месторождений. Так, нами разработан софт и уникальные технологии, которые помогают быстро оценивать нефтегазоносность крупных территорий, имеющих крайне мало геологической и геофизической информации. Для этого мы используем спутниковую гравиметрическую съемку и другие дистанционные технологии. Разработанные нами методики и софт, аналогов которым в мире нет, уже применяются рядом отечественных компаний: ПАО «Газпром», ПАО «Татнефть», ПАО «Лукойл», начинают внедряться в ПАО «Газпром нефть» и ПАО «НК Роснефть». Также нашими разработками в области оценки нефтегазоносности, поиска залежей нефти и газа на крупных и малоисследованных территориях заинтересовались зарубежные компании, такие как PetroChina, Cupet.
Во-вторых, разработка экологичных и экономичных методов по добыче нефти из месторождений-гигантов на поздней стадии их освоения. Мы уже добились перспективных результатов: наши технологии успешно проходят опытно-промышленное тестирование в ПАО «Татнефть» на Ромашкинском месторождении. Также идут переговоры с ПАО «НК «Роснефть» об использовании этих технологий на крупных месторождениях компании.
Третье направление НЦМУ — это создание технологий и методов для добычи трудноизвлекаемой нефти, которой много на освоенных территориях, в том числе и вокруг гигантских месторождений. В этом направлении мы разрабатываем технологии, связанные с методами увеличения нефтеотдачи (МУН) — это тепловые методы, катализаторы для тепловых МУН, так называемые технологии внутрипластовой нефтепереработки, химические технологии для уменьшения обводнения продукции, дополнение, а в некоторых случаях и альтернатива методу гидравлического разрыва пласта — технологии с бинарными смесями, и много других перспективных разработок. Все указанные технологии успешно применяются в различных компаниях Так, в 2021 году мы выполнили более 60 проектов с российскими и международными компаниями на общую сумму свыше 800 млн рублей. По сути, все они являются импортозамещающими или импортоопережающими, а сегодня они стали еще более востребованными российскими и зарубежными компаниями.
Андрей Ефременков, проректор по науке Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого:
Сейчас с рынка уходят зарубежные компании, обеспечивавшие работу автоматизированных систем управления процессами на предприятиях. Мы с коллегами планируем создавать программно-аппаратные средства первого уровня — датчики, сенсоры и все, что собирает и получает информацию от процесса. Также будем разрабатывать системы обработки этой информации и софт, обеспечивающий вычисления, визуальное отображение, принятие решений в автоматизированном режиме, с учетом накопленных данных этих датчиков.
Это контур нашей будущей передовой инженерной школы «Распределенная система управления сложными технологическими процессами», где будет конкретизация некоторых разработок Новгородского университета. Сейчас мы подали заявку на конкурс в новый федеральный проект «Передовые инженерные школы». Открытие школы даст возможность вести опережающую подготовку инженеров новой формации под конкретные запросы высокотехнологичных компаний, запускать образовательные программы и пространства. Строящаяся Новгородская техническая школа — яркий объект, показывающий масштабную работу университета в этом направлении.
Алексей Душин, ректор Уральского государственного горного университета, доктор экономических наук:
В Уральском государственном горном университете проводится модернизация образовательных программ с учетом нужд отрасли. С 2022 года все студенты получают две квалификации в рамках одной образовательной программы.
В рамках стратегического проекта «Новые технологии поиска и добычи минерального сырья» создается геолого-геофизическая база данных отдельных перспективных нефтегазоносных участков в ХМАО — Югре, идет оценка запасов нефти и газа в глубокозалегающих горизонтах. Проводятся геологические исследования перспективных площадей (Магадан, Западный и Северный Урал), разведка медноколчеданных руд, уточнение границ золоторудно-россыпных узлов. По заказу АО «Сибирь-Полиметаллы», АО «Карабашмедь», АО «УК «Кузбассразрезуголь», АО «ЕВРАЗ КГОК» и других предприятий разрабатываются способы повышения эффективности обогащения полезных ископаемых.
По проекту «Новые инструменты минимизации экологической нагрузки промышленных предприятий» ведется мониторинг состояния и границ распространения криолитозоны, запатентованы сорбенты и мелиоранты, направленные на рекультивацию территорий, нарушенных горнодобывающей промышленностью, создаются технологии мониторинга и охраны окружающей среды.
Ряд работ выполнен для ПАО «Уралмашзавод» в области машинного зрения и тензометрических исследований (исследования напряженно-деформированного состояния элементов конструкции, чтобы найти наиболее оптимальные и совершенные конструктивные решения) экскаваторов, что входит в задачи стратегического проекта «Цифровые производственные технологии».
Павел Калашников, начальник управления стратегического развития РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина:
Губкинский университет, реализуя научно-образовательную деятельность по всей цепочке нефтегазового производства, планомерно разрабатывает собственные IT-продукты, которые позволяют занять конкурентную нишу на отечественном рынке, особенно с учетом текущей обстановки.
В частности, в области математического моделирования технологических процессов сотрудники университета разрабатывают продукт «Симба» (аналог Hysys, Unisim Design, PetroSim и т. д.), на основе которого создаются компьютерные тренажерные комплексы технологических объектов топливно-энергетического комплекса (ТЭК), такие как установки подготовки нефти и газа на промысле, заводы по производству сжиженного природного газа, нефте- и газоперерабатывающие заводы (НПЗ, ГПЗ). Кроме того, этот пакет позволяет разрабатывать инструменты оптимизации технологических процессов на объектах ТЭК, обеспечивая повышение энергоэффективности и энергосбережения на предприятиях.
Еще одним программным пакетом является «Веста», позволяющая моделировать режимы работы систем магистрального транспорта газа и решать оптимизационные задачи диспетчеризации газовых потоков. Эти продукты внедрены и активно внедряются в группах компаний Газпром, ПАО «Транснефть», АО «Криогаз» и других компаниях ТЭК РФ.
После старта программы «Приоритет 2030» Уфимский государственный нефтяной технический университет также получил финансирование, и уже достигнуты первые результаты. О научно-технологических проектах вуза рассказал проректор по научной и инновационной работе Руслан Рабаев:
Проект «Создание технологий углеродных материалов и водорода» в рамках реализации стратегического проекта «Химия новой экономики» направлен на получение и полное импортозамещение специальных видов коксов, которые используются для производства графитированных электродов, в свою очередь применяемых при производстве электросталей высокого качества. По результатам уже достигнутых промежуточных научно-исследовательских работ проведены опытно-промышленные пробеги на предприятиях ПАО «Газпром нефть». Внедрение разработанной технологии на АО «Газпромнефть — Омский НПЗ» запланировано на 2025-2026 гг. На нескольких НПЗ России прошло также внедрение технологии по производству коксующей добавки для металлургической промышленности.
Проект «Комплекс измерения и мониторинга трехфазной продукции нефтяных скважин» позволит в кратчайшие сроки оптимизировать добычу нефти на месторождениях страны. Разработка предназначена для высокоточного замера объемов водонефтяной смеси и газа, добываемых из скважины. На данный момент разработана методика измерения, спроектирован и изготовлен экспериментальный образец, и идет подготовка к промысловым испытаниям с дальнейшим внедрением на промыслы страны.
