Инновации в проекте – Журнал «Сибирская нефть»

Инновации в проекте

В 2016 году «Газпром нефть» актуализировала программу инновационного развития, принятую еще в 2013 году. В основу программы легли проекты отраслевого масштаба — от создания катализаторного производства до разработки технологий для освоения баженовской свиты. «Сибирская нефть» подводит промежуточные итоги реализации наиболее значимых проектов

Кибер ГРП

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) широко применяется в нефтедобыче при разработке трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ). Повысить эффективность ГРП позволяет его предварительное моделирование. Благодаря модели можно рассчитать параметры ГРП, отвечающие оптимальному образованию трещин в пласте.

Существующие на рынке коммерческие решения — симуляторы ГРП — не позволяют решать эту задачу эффективно. Их алгоритмы несовершенны, не учитывают целый ряд факторов, плохо работают на нетрадиционных запасах, таких как баженовская свита. Кроме того, все существующие симуляторы — зарубежные разработки. Проект «Кибер ГРП» по созданию отечественного продукта для моделирования гидроразрыва пласта — не только возможность повысить эффективность разработки ТРИЗ, но и важный проект в области импортозамещения.

Проект реализуется при поддержке Минэнерго и Минпромторга России. Разработку осуществляет консорциум под руководством Московского физико-технического института. «Газпром нефть» выступает индустриальным партнером и модератором проекта. В настоящее время идет разработка модулей программы для моделирования физических процессов при ГРП. Уже создан программный комплекс «РОСТ» («Расчет оптимальной системы трещин») — единственный в мире IT-продукт, предназначенный для дизайна гидроразрыва баженовских пластов.

«Кибер ГРП» — проект по созданию отечественного симулятора гидроразрыва пласта, включающий в себя уникальные программные разработки

Данные под контролем

Любая геологическая модель создается на основе первичных данных, полученных в ходе геологических и промысловых исследований на месторождении. Не всегда эти данные точны: сбои в работе оборудования, человеческий фактор и другие искажения приводят к ошибкам. Однако данные можно проверить, а ошибки — выявить, ведь отдельные значения не должны противоречить друг другу и законам физики.

Проект «Data science в нефтяном инжиниринге» нацелен на повышение эффективности разработки месторождений за счет внедрения передовых инструментов контроля и анализа геолого-промысловых данных. Кроме использования физических моделей, для анализа данных применяется искусственный интеллект, который позволяет находить в данных неявные закономерности. Разрабатываемые инструменты дают возможность получить алгоритмы анализа, соответствующие уровню квалифицированных инженеров.

Проект запущен в 2017 году, технологическим партнером выступает Инжиниринговый центр МФТИ. Уже решены такие задачи, как оценка гидродинамической связности скважин, верификация и восстановление пропущенных физико-химических свойств флюида, разработка алгоритмов для комплексной верификации промысловых данных. Все модули, которые успешно пройдут апробацию на реальных данных, будут внедрены в существующие информационные системы «Газпром нефти» линейки «ЭРА» («Электронная разработка активов»).

Российский ПАВ

Разработка и организация производства отечественных поверхностно-активных веществ (ПАВ) — актуальная задача, решение которой создаст условия для развития в России третичных методов увеличения нефтеотдачи (МУН), таких как ПАВ-полимерное заводнение и технология ASP (щелочь-ПАВ-полимерное заводнение). Эти методы способны продлить жизнь многих месторождений в Западной Сибири и повысить эффективность недропользования.

Пилотный проект по повышению нефтеотдачи пласта с помощью метода ASP был реализован в Западной Сибири компанией «Салым Петролеум Девелопмент» («СПД») — дочерним предприятием «Газпром нефти» и Shell. С использованием ASP-заводнения на Салымском нефтепромысле было добыто 3,6 тыс. тонн нефти, коэффициент извлечения нефти (КИН) на пилотном участке достиг 69%, из них эффект от применения МУН составил 17%

Однако в салымском проекте применялись дорогие импортные химикаты. Сегодня «Газпром нефть» совместно с партнерами — «СПД», Тюменским государственным университетом и компанией «Норкем» — разрабатывает отечественные ПАВ. В результате этой работы было синтезировано 14 новых веществ, способных заменить зарубежные аналоги. Их физико-химические свойства протестированы, два из них признаны перспективными для ПАВ-полимерного заводнения и проходят дальнейшие испытания (фильтрационные исследования на керне, тестирование совместимости с полимерами). Итоговые полевые испытания позволят дать основания для организации производства этих веществ в России.

Катализаторы вторичных процессов

Создание отечественных конкурентоспособных катализаторов процессов вторичной переработки нефти — каталитического крекинга, гидрокрекинга, гидроочистки вакуумного газойля и дизельного топлива — стратегическая задача для страны в сфере импортозамещения. В настоящее время только около 70% катализаторов каткрекинга производится в России. Катализаторы остальных перечисленных процессов полностью поставляются из-за рубежа. Поэтому проект «Газпром нефти» по разработке российских катализаторов и их производству получил статус национального.

Созданием новых катализаторов «Газпром нефть» занимается в сотрудничестве с ведущими научными институтами в этой области — Институтом проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (ИППУ СО РАН), Институтом катализа СО РАН. В 2016 году «Газпром нефть» выпустила катализаторы каткрекинга под брендом «Авангард». Их применение способствует повышению октанового числа топлива и увеличению выхода бензиновых фракций на 3,7% (в сравнении с использованием катализаторов предыдущего поколения). Новая марка катализаторов каткрекинга «Селектум» выйдет на внешний рынок к 2020 году. Инновационные катализаторы уже проходят опытно-промышленные испытания на НПЗ «Газпром нефти». Под брендом «Селектум» на рынок будут выведены и катализаторы гидропроцессов. В частности, катализаторы гидроочистки дизельного топлива уже прошли успешные опытно-промышленные испытания на установке Л-24/6 Омского НПЗ.

Зимний дизель

В апреле 2018 года на Омском НПЗ закончились опытно-промышленные испытания катализатора процесса изодепарафинизации дизельных топлив зимних и арктических сортов. Этот проект стал еще одним достижением «Газпром нефти» в сфере импортозамещения. Высокоэффективный катализатор был разработан совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом по переработке нефти (ВНИИ НП). Его применение позволяет повысить выпуск зимнего дизельного топлива, спрос на которое в России остается стабильно высоким.

В отличие от аналогов новый катализатор не содержит драгоценных металлов, что значительно удешевляет его производство.

Опытный пробег катализатора изодепарафинизации на омском заводе подтвердил ожидаемые характеристики инновационного продукта и эффективность его работы. В течение всего межрегенерационного пробега новый катализатор обеспечил выход дизельного топлива зимнего и арктического сорта с улучшенными низкотемпературными свойствами на уровне 91–92% при температуре 350°С (эти характеристики соответствуют импортным аналогам). Предельная температура фильтруемости полученного дизеля оказалась в пределах от —38°С (при норме —32°С) для зимнего топлива до —48°С (при норме —44°С ) для арктического топлива. Содержание серы в произведенном топливе составило менее 10 ppm, что соответствует экологическому стандарту «Евро-5».

Активная технология

Среди инновационных проектов «Газпром нефти» — разработка новых технологических процессов, увеличивающих эффективность производства. Один из таких процессов — реактивация отработанных катализаторов, обеспечивающая 100%-ное восстановление свойств катализаторов. Восстановление свойств использованных катализаторов позволяет вернуть их в строй и, соответственно, сэкономить на покупке новых. Это особенно актуально для недешевых катализаторов гидроочистки дизельного топлива.

При этом только на 100% восстановленный катализатор позволяет добиваться без дополнительных энергозатрат высокой степени очистки дизельных фракций от серы, что необходимо для получения топлива стандарта «Евро-5».

Технология реактивации катализаторов гидроочистки не имеет российских аналогов и по ряду параметров превосходит западные разработки

Технологией реактивации катализаторов гидроочистки дизельного топлива владеют несколько западных компанией. В России «Газпром нефть» в сотрудничестве с Институтом катализа СО РАН создала технологию реактивации катализаторов, по ряду параметров превосходящую западные аналоги. При промышленных испытаниях реактивированный по инновационной технологии катализатор гидроочистки продемонстрировал высокую стабильность и устойчивость при изменяющихся условиях технологического процесса и параметров перерабатываемого сырья. Катализатор эффективно обеспечил выход дизельного топлива «Евро-5» в течение всего периода действия (межрегенерационный цикл более года). Кроме того, полученное топливо оказалось с меньшим содержанием серы (5,6 против 10 ppm). Экономический эффект от внедрения технологии реактивации составит 55%-ное снижение затрат на закупку свежего катализатора гидроочистки.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ