Об обучении в престижном университете Югры, четырех годах успешной научной деятельности и планах на будущее в интервью с выпускником Института естественных и технических наук направления «химия» Данилом Ульяновым.

– Данил, почему выбрал такое направление обучения?

– Даже не знаю, выбрал ли я эту сферу или она меня. Химией увлекся еще со школьной скамьи. Мне нравилось изучать этот предмет и главное у меня получалось. А с университетом все просто, как говорится: «Где родился, там и пригодился». СурГУ в эпицентре нефтяной деятельности, здесь есть уникальная возможность участвовать в различных масштабных проектах. Например, с 2018 года я задействован в команде стратегического проекта «Химия нефти», активно участвую в проектных сессиях и развитии Центра химического инжиниринга. На сегодняшний день цифровизация идет полным ходом, область бурения, и все, что касается жидкостей, наиболее сложная. Затраты на бурение – это 80 % из всей эксплуатации скважины, экономия времени, ресурсов просто необходимы для рентабельности разработки. Сейчас в проекте мы работаем над созданием профильной поисковой системы по буровым растворам, чтобы помочь специалистам из нефтяных компаний, научно-технических центров сократить время и затраты на поиск публикаций при подборе рецептуры технологических жидкостей, а также при возникновении необходимости модификации их рецептур для бурения.

– Сегодня нефтегазодобывающие компании сталкиваются с необходимостью осваивать новые месторождения, в том числе нетрадиционных коллекторов, предъявляются серьезные требования и к буровым растворам. Какие в этом направлении решаете задачи?

– При бурении нефтяной или газовой скважины используется специальный буровой раствор – сложная дисперсионная система жидкостей эмульсионного, аэрационного и суспензионного типа, приготавливаемый непосредственно перед добычей полезных ископаемых. Его использование позволяет решить большой спектр задач. Это фильтрация и очистка забоя, стволового пространства, а также соблюдение требований техники безопасности. Поэтому использование бурового раствора является необходимым условием в процессе разработки любого месторождения. Понимание же влияния и механизмов наночастиц на различные функции буровых растворов может дать информацию, необходимую для создания надежного прогнозирующего инструмента.

Так, разработки на основе наноразмерных материалов направлены на сохранение естественной проницаемости пласта, повышение продуктивности скважин в целом, а также на решение ряда острых проблем, возникающих при бурении и заканчивании скважин. В частности, речь идет о снижении трения труб о стенки скважины, укреплении слабых песчаных пластов, борьбе с коррозией и снижении потерь технологических жидкостей при заканчивании и ремонте скважин. В настоящее время в составе буровых растворов активно используют полимерные материалы, а наночастицы применяют редко, хотя их добавки в небольших количествах могут приводить к улучшению реологических свойств и уменьшению потерь буровых растворов, что особенно важно в условиях малопроницаемых пород. К примеру, добавка наночастиц в буровой раствор на водной основе способна на 20–30 % снизить коэффициент трения. Это делает такие растворы конкурентоспособными по сравнению с растворами на углеводородной основе, применение которых ограничивается природоохранными требованиями. Модификация же водного бурового раствора на основе ксантановой смолы наночастицами ZnO и CuO улучшает реологические свойства на 35 % в условиях высоких температуры и давления. Смесь же ксантановой смолы и наночастиц SiO₂ может улучшать химическую и термическую стабильность бурового раствора на водной основе при высоких температурах. Таким образом, модифицированные буровые растворы имеют более высокий предел текучести, они полезны для очистки ствола скважины, показывают меньшую потерю фильтрата и лучше смазывают долото, чем традиционные составы буровых растворов на водной основе. Однако по-прежнему не до конца понятна природа взаимодействия наночастиц с основными компонентами раствора. Поэтому остаются актуальными исследования влияния наночастиц на свойства буровых растворов с более сложными рецептурами, в том числе для выяснения механизмов их взаимодействия в полидисперсных системах.

– Производство наночастиц дело затратное, ведутся ли исследования по использованию других материалов в качестве добавок для бурового раствора?

– Помимо наночастиц, мы изучали свойства магний-алюминиевых слоистых двойных гидроксидов (СДГ). Это перспективные материалы для развития передовых технологий в нефтяной отрасли. Работа была выполнена совместно с сотрудниками Центра химического инжиниринга Института естественных и технических наук СурГУ и отраслевыми экспертами в области бурения. СДГ имеют слоистую структуру, подобную минералу бруситу, в котором часть двухвалентных катионов магния замещена на трехвалентные, что обуславливает положительный заряд металлгидроксидных слоев, сбалансированный интеркалированными в межслоевое пространство анионами. Легко «перестраиваемая» межслоевая структура в процессе их синтеза, связанная с широкими возможностями выбора анионов, позволяет получить большой спектр универсальных слоистых материалов. В своей работе мы показали, что добавки СДГ в буровые растворы на водной основе повышают стабильность суспензии, улучшают его реологические свойства и увеличивают гидратацию бентонита. Кроме того, 0,3 %-ая добавка СДГ в бентонитовый буровой раствор приводит к увеличению статического напряжения сдвига по сравнению с раствором без добавок, уменьшению объема фильтрационных потерь и толщины фильтрационной корки. Следовательно, использование Mg,Al–СДГ в пресных буровых растворах может способствовать сужению ствола скважины, а также уменьшению образования обвалов и осыпей стенок. Кстати, эти материалы проще и дешевле в производстве.

Выпускник СурГУ много времени посвящает науке, параллельно демонстрируя свое мастерство на международном уровне: саммит молодых ученых и инженеров «Большие вызовы для общества, государства и науки», образовательный форум «Энергия 2050», Всероссийская научно-практическая конференция «Нефтепромысловая химия», Нефтегазовый Дискуссионный Форум DECOM, представляющий собой интеллектуальную площадку для открытого обсуждения задач проектирования, анализа, контроля и управления разработкой месторождений нефти и газа. Кроме того, Данил – призер Всероссийского конкурса молодежных инновационных проектов по цифровому развитию нефтегазовой отрасли «УМНИК-Цифровой нефтегаз». Он успешно прошел преакселерационную программу Dotcom Enterpise по сопровождению инновационных проектов, а также имеет ряд научных публикаций в области асфальтосмолопарафиновых отложений и буровых растворов. Молодой человек стремится совершенствоваться в данной области.

– Слышали, вами заинтересовалась крупная нефтегазодобывающая компания региона. Как прошла встреча с руководством?

– Отлично! Обсудили практические аспекты моей выпускной квалификационной работы, они же, в свою очередь, оценили мои знания и поделились своим индустриальным опытом. Современный мир меняется очень быстро. Но навыки глубоко мыслить и анализировать, которые заложили во мне преподаватели на всех дисциплинах, однозначно пригодятся мне в трудовой и научной деятельности. Огромный пласт практических компетенций дает уверенность в завтрашнем дне, а после такой школы, уверен, у меня все получится. Хочется участвовать в масштабных проектах, создавать новые подходы, методы добычи нефти и демонстрировать высокий результат. Будущим же студентам желаю успешно осваивать образовательную программу университета, но не ограничиваться ею, а расширять свой кругозор, участвуя в различных форумах и конференций. Это точно даст свои плоды.

#ГодНауки #СНаукойвСердце #МинобрнаукиРоссии #РоссияСтранаВозможностей #Наука #ГодНаукииТехнологий

#НиДняБезНауки #НовостиГодаНауки #НовостиНауки

Автор: Эльвира Галиханова