Лаборатория мирового уровня в области термического анализа и физико-химии процессов тепловых методов добычи

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Лаборатория мирового уровня в области термического анализа и физико-химии процессов тепловых методов добычи

Содержание

2. Схема процесса тепловых процессов (Температура, количество кислорода или воздуха и т.д.) Теплота (Q, ) Давление (p)
3. • трудно регулируемый процесс; • отсутствие надежных технических средств контроля за распространением фронта горения; • сложность
4. Основные направления исследований Шаг 1. Исследование тепловых процессов и физико-химических свойств нефти при нагревании и высоком
5. Международные научные партнеры
6. Объем закупленного оборудования – 200 000 000 рублей (один из первых в мире центров, имеющий полный
7. Первичный скрининг технологии тепловых процессов на различных по составу и свойствам нефтях и нефтесодержащих породах с
8. - Широкий интервал давлений: от 0.1 до 15 MПa (150 атм.), - Тонкая регулировка давления (напр.
9. TG 209 F1 Libra Netzsch - Температурный интервал: 10 - 1100°C, - Скорость нагревания/охлаждения: 0.001 -
10. STA 449C Jupiter+QMS 403C Aeolos Netzsch - Температурный диапазон: комн. – 1500°C - Скорость нагревания и
11. Примеры ДСК измерений
12. Примеры ТГА измерений
13. Стоимость: Совмещенный ТГА-ДСК-МС Анализ одного образца нефти при одной скорости нагрева 10 °С/мин в инертной атмосфере
14. Проведение термических преобразований в условиях близких к пластовым методом адиабатической реакционной калориметрии (АРК): Эксперименты при давлении
15. Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254 (Адиабатическая реакционная калориметрия) Предназначен для физико-химического изучения процессов окисления и пиролиза
16. Стоимость: Стоимость работы на адиабатическом калориметре обсуждается в каждом индивидуальном случае, поскольку прибор способен работать при
17. Оценка теплотворной способности нефти Оценка термодинамической эффективности ВПГ Калориметр сгорания IKA C6000
18. Третий этап исследований. Заключительный этап изучения параметров процесса окисления нефти в условиях, максимально приближенных к пластовым
19. Прибор предназначен для моделирования условий внутрипластового горения, изучения кинетики окисления нефти в пористых средах (энергия активации),
20. Получаемые данные: Контролируемый нагрев нефтенасыщенной породы в поршневом реакторе одномерного потока в среде воздуха. Контроль температуры,
21. Расчет стоимости анализов на установке RTO Анализ включает в себя: 5 экспериментов по окислению нефти при
22. Дополнительные исследования 1. Оборудование для изучения реологических свойств нефти. 2. Оборудование для изучения поверхностных свойств нефти
23. Реометр MCR Rheometer MCR 302 Anton Paar, Австрия Температура измерения: -40 до 400 0С Давление: 1-300
24. Вискозиметр Stabinger Viscometer: SVM 3000 Объем образца: 2,5 мл Ячейка с автоподатчиком и подогреваемым входом Измеряемые
25. Реактор смешения Parr Instruments Объем реакционного сосуда: 300 мл, 900 мл, Загрузка образца нефти 50-200 мл,
26. Стоимость: Моделирование в автоклаве 300 мл Анализ обработки одного образца нефти при трех температурах. Определение степени
27. Разработка методов получения новых эффективных катализаторов. Изучение физических и химических характеристик полученных катализаторов. Лабораторные испытания каталитической
28. Разработки в области термокаталитической внутрипластовой обработки нефти Разработка прекурсоров нефтерастворимых катализаторов, способных ускорять процессы окисления нефти
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Схема процесса тепловых процессов
(Температура, количество кислорода или воздуха и т.д.)
Теплота (Q,

)
Давление (p)
Состав
Химические реакции
Теплоемкость
Кинетика

ГОРЕНИЕ НЕФТИ И БИТУМА
(НЕБОЛЬШАЯ ЧАСТЬ)

2. ПИРОЛИЗ И ПЛАВЛЕНИЕ НЕФТИ И БИТУМА
(ДРУГИЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ)

3. ДОБЫЧА НЕФТИ И БИТУМА

Вязкость
Плотность
Текучесть
Проницаемость и пористость породы

(Температура, затрачиваемая теплота процесса и т.д.)

Слайд 3

• трудно регулируемый процесс;
• отсутствие надежных технических средств контроля за распространением

фронта горения;
• сложность поддержания стабильного фронта горения;
• в результате окислительного крекинга возможно ухудшение качества нефти, а также закупорка пласта;
• засоры фильтров добывающих скважин (вынос песка);
• сложность математического моделирования;
• отсутствие однозначных критериев и рекомендаций по использованию технологии ВПГ к разработке на конкретном месторождении.

Проблемы при реализации тепловых методов внутрипластовой переработки высоковязких нефтей и природных битумов

Слайд 4

Основные направления исследований
Шаг 1.
Исследование тепловых процессов и физико-химических свойств нефти

при нагревании и высоком давлении на лабораторных установках. Установление общих соотношений «структура – свойство».

Шаг 2.
Изучение влияния состава нефти, свойств породы, введение катализаторов и металлических добавок на эффективность тепловых процессов.

Шаг 3.
Разработка и конструирование реакторов и труб горения, моделирующих реальные свойства нефтяных пластов. Оптимизация технологии внутрипластового горения на данных установках.

Слайд 5

Международные научные партнеры

Слайд 6

Объем закупленного оборудования – 200 000 000 рублей (один из первых

в мире центров, имеющий полный комплекс оборудования для проведения НИОКР в области термических и каталитических методов увеличения нефтеотдачи пластов)
10 крупнейших мировых университетов и научных центров из США, Европы и Азии официальные партнеры и участники проекта
7 ведущих зарубежных ученых (Германия, США, Турция, Польша, Франция), являющихся научными руководителями и консультантами лаборатории
Лабораторный комплекс: 5 научно-исследовательских лабораторий, 3D Геоцентр для геологического и гидродинамического моделирования, зал для видеоконференций (общая площадь 350 кв.м.)

Инфраструктура и кадровый состав

Слайд 7

Первичный скрининг технологии тепловых процессов на различных по составу и свойствам

нефтях и нефтесодержащих породах с использованием методов термогравиметрии (ТГА), дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) и систем совмещенного термоанализа:
Оценка кинетических параметров
Оценка температуры начала реакции
Оценка тепловых эффектов
Оценка термической стабильности нефти
Влияние состава и свойств нефти (вязкость, плотность) на параметры процесса
Оценка состава отходящих газов
Оценка потенциала применения тепловых методов в первом приближении

Первый этап исследований.

Слайд 8

- Широкий интервал давлений: от 0.1 до 15 MПa (150 атм.),
-

Тонкая регулировка давления (напр. 10 MПa ± 0.002 MПa),
- Температурный диапазон (в зависимости от типа газа):
-150 ... 600°C (при 1 атм.)
-90 ... 600°C (при 50 атм.)
-50... 450°C (при 150 атм.),
- Скорость нагрева: 0.01... 100 K/мин,
- Измерения в различных газовых средах: инертные: N2, благородные газы, восстановление: H2 окисление: O2, CO2, воздух и другие газы,
- Точная регулировка газового потока до 500 мл/мин,
Позволяет изучать энергии фазовых переходов и реакций при различных давлениях и температурах, в том числе процессы окисления и пиролиза.

DSC 204 HP Phoenix Netzsch

DSC 214 Polyma Netzsch

Температурный диапазон: - 170 ÷ 600°C
Скорость нагрева: от 0,001 K/мин до 500 K/мин
Измерения в различных газовых средах: инертные: N2, благородные газы, восстановление: H2 окисление: O2, CO2, воздух и другие газы
Встроенные контроллеры газовых потоков (до трех газов)
Позволяет изучать температуры и энергетику процесса кристаллизации парафинов (парафиноотложение) при низких температурах.

Слайд 9

TG 209 F1 Libra Netzsch
- Температурный интервал: 10 - 1100°C,
- Скорость

нагревания/охлаждения: 0.001 - 200 K/мин, - Время охлаждения: 12 мин (c 1100°C до 100°C),
- Широкий измерительный диапазон по массе: до 2000 мг,
- Разрешение: 0.1 мкг,
- Встроенный контроллер газового потока на две линии для продувочных газов и одну линию для защитного газа,
Позволяет изучать термическую стабильность веществ, процессы окисления и пиролиза, определять кинетические параметры с использованием различных моделей

MicroDSC7 evo Setaram

- Температурный интервал: от-45°C до 120°C
- Скорость нагревания/охлаждения: от 0.001 до 2 K/мин
Объем ячейки: 1 мл,
Виды ячеек: стандартная ячейка, ячейка для изучения процессов смешивания, ячейка высокого давления.
Позволяет измерять теплоемкость различный материалов и индивидуальных химических веществ.

Слайд 10

STA 449C Jupiter+QMS 403C Aeolos Netzsch
- Температурный диапазон: комн. –

1500°C
- Скорость нагревания и охлаждения: 0,01 K/мин – 50 K/мин
- Диапазон взвешивания: 5000 мг
- Атмосфера: инертная, окислительная, восстановительная, статичная, динамичная
- Совмещение с масс-спектрометром через нагреваемый адаптер
- Оснащение уникальной системой PulseTA®
Измеряемые величины: теплоемкость, тепловой эффект (теплота, энтальпия) и температура плавления, кристаллизации, рекристаллизации, фазовых переходов, перехода стеклования, химических реакций, температура термического разложения, потеря массы, остаточная масса, температуры окисления. Наличие масс-спектрометра позволяет проводить анализ газов – продуктов термического анализа.

Термогравиметрический анализатор + дифференциально-сканирующий калориметр + масс-спектрометр (три блока в одном приборе)

Слайд 11

Примеры ДСК измерений

Слайд 12

Примеры ТГА измерений

Слайд 13

Стоимость:
Совмещенный ТГА-ДСК-МС
Анализ одного образца нефти при одной скорости нагрева 10

°С/мин в инертной атмосфере (аргон) с идентификацией газообразных продуктов от 12 до 150 г/моль от комнатной температуры до 600 °С с первичной обработкой данных (ДСК-, ТГ-, ДТГ-, МС-кривые). Определение интервала стабильности образца, диапазонов потерь массы, фракционного состава, предоставление отчета – 3 200 рублей
Кинетический анализ 1 образца при трех скоростях нагрева (5 °С/мин, 10 °С/мин, 15 °С/мин) в инертной атмосфере (аргон) с идентификацией газообразных продуктов от 12 до 150 г/моль от комнатной температуры до 600 °С с первичной обработкой данных (ДСК-, ТГ-, ДТГ-, МС-кривые при трех скоростях нагрева). Анализ полученных данных по общепринятым кинетическим моделям, определение кинетических параметров процессов деструкции и испарения нефтяных компонентов, предоставление отчета – 7 500 рублей
ДСК
1 анализ при одной скорости нагрева 10 0С/мин в инертной или окислительной атмосфере (азот, воздух) от комнатной температуры до 600 0С с первичной обработкой данных (ДСК-кривые, изменение теплоемкости) – 1 900 рублей (при работе в низких температурах до -170°C – 2 500 рублей)
Кинетический анализ 1 образец при трех скоростях нагрева (5 0С/мин, 10 0С/мин, 15 0С/мин) в инертной или окислительной атмосфере (азот, воздух) от комнатной температуры до 600 0С с первичной обработкой данных (ДСК-кривые, изменение теплоемкости) – 5 700 рублей (при работе в низких температурах до -170°C – 7 500 рублей)
ТГА
1 анализ при одной скорости нагрева 10 0С/мин в инертной или окислительной атмосфере (азот, воздух) от комнатной температуры до 1100 0С с первичной обработкой данных (ТГА- и ДТГ-кривые) – 1 900 рублей
Кинетический анализ 1 образец при трех скоростях нагрева (5 0С/мин, 10 0С/мин, 15 0С/мин) в инертной или окислительной атмосфере (азот, воздух) от комнатной температуры до 1100 0С с первичной обработкой данных (ТГА- и ДТГ-кривые при трех скоростях нагрева) – 5 700 рублей

Слайд 14

Проведение термических преобразований в условиях близких к пластовым методом адиабатической реакционной

калориметрии (АРК):
Эксперименты при давлении до 200 бар (возможно фиксировать процессы до 600 бар)
Температура самовоспламенения нефти
Изменение температуры в процессе
Скорость изменения температуры (саморазогрев системы)
Изменение давления в процессе
Скорость изменения давления
Тепловые эффекты в ходе процесса
Кинетические параметры
Время, когда скорость реакции максимальна
Ввод катализаторов в процессе и оценка каталитической активности

Второй этап исследований.

Слайд 15

Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254
(Адиабатическая реакционная калориметрия)
Предназначен для физико-химического изучения процессов окисления

и пиролиза нефти и битумов, а также поведение энергоемких и взрывчатых веществ. Оборудован модулем VariPhi, который позволяет изучать реакции в различных режимах, и системой подачи жидких и газообразных веществ в ходе эксперимента.
Скорость нагревания: 0,01 - 10 ˚С /мин
Интервал температур: 0-550˚С
Интервал давления: 0-600 бар
Объем образца: 0,5 – 130 мл

Слайд 16

Стоимость:
Стоимость работы на адиабатическом калориметре обсуждается в каждом индивидуальном случае, поскольку

прибор способен работать при разных режимах, температурах и давлениях, осуществлять кинетический анализ и т.д. Работы можно провести при минимальной стоимости заказа от 63 000 рублей для ячеек объемом 7 мл и от 125 000 рублей для ячеек объемом 130 мл.
Полный комплекс исследования одного образца, включающий поиск реакции, определение давления и температуры реакции, кинетический анализ (эксперимент при трех скоростях и определение энергии активации, порядок реакции и т.д.) в режимах сканирующий, изотермический, нагрев-ожидание-поиск, адиабатический, а также интерпретацию результатов – 125 000 рублей.

Слайд 17

Оценка теплотворной способности нефти
Оценка термодинамической эффективности ВПГ
Калориметр сгорания IKA C6000

Слайд 18

Третий этап исследований.
Заключительный этап изучения параметров процесса окисления нефти в условиях,

максимально приближенных к пластовым на установке RTO:
Оценка кинетических параметров окисления нефти в пористых средах и их зависимости от степени конверсии нефти.
Оценка количества кокса, образующегося в ходе пиролиза
Оценка влияния компонентов породы и каталитических добавок на процессы окисления нефти в пластовых условиях
Влияние состава и свойств нефти (вязкость, плотность) на параметры процесса

Слайд 19

Прибор предназначен для моделирования условий внутрипластового горения, изучения кинетики окисления нефти

в пористых средах (энергия активации), оценки количества образующегося кокса. Позволяет оценить пригодность месторождения к его разработке методом ВПГ.

Установка для изучения окисления нефти при линейном изменении температуры (RTO)

Слайд 20

Получаемые данные:
Контролируемый нагрев нефтенасыщенной породы в поршневом реакторе одномерного потока в

среде воздуха. Контроль температуры, скорости потока воздуха, оценка скорости движения фронта горения
Оценка кинетических параметров ВПГ и их зависимости от степени конверсии нефти.
Оценка количества кокса, образующегося в ходе пиролиза.
На основании полученных данных делается заключение о возможности использования метода ВПГ для разработки конкретного месторождения.

Слайд 21

Расчет стоимости анализов на установке RTO
Анализ включает в себя:
5

экспериментов по окислению нефти при различных скоростях нагрева;
Обработка полученных результатов с помощью методов изоконверсионного анализа;
Написание отчета с рекомендациями относительно пригодности использования метода ВПГ для разработки конкретного месторождения.
Цена анализа 1 образца нефти – 690 000 рублей.

Слайд 22

Дополнительные исследования
1. Оборудование для изучения реологических свойств нефти.
2. Оборудование для

изучения поверхностных свойств нефти и нефтесодержащей породы.
3. Оборудование для измерения и контроля магнитных свойств нефтенасыщенной породы (разработка методов наземного контроля за движением фронта горения).
4. Оборудование для анализа структуры и состава нефти, породы и катализаторов.
5. Реакторы акватермолиза.

Слайд 23

Реометр MCR Rheometer MCR 302
Anton Paar, Австрия
Температура измерения: -40 до 400

0С
Давление: 1-300 атм
Режимы: осцилляционный, ротационный
Диапазон нормальной силы Н - 0.01 - 50 (+0.005) Определение зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига в режимах: – управления скоростью сдвига; – управления напряжением сдвига. Определение модулей упругости и модулей потерь консистентных, вязкоупругих и упругих материалов при колебательных испытаниях в режимах: – развертки амплитуды при управлении деформацией или напряжением Определение податливости консистентных, вязкоупругих и упругих материалов в режимах: – постоянной деформации сдвига; – постоянного напряжения сдвига. Измерение нормальных напряжений в диапазоне -50…50 Н. Определение реологических свойств при изменении величины зазора с задаваемой скоростью или с задаваемой нормальной силой.
Динамическая вязкость
Торсионные углы, исследования нагрузок на материалы

Область применения:
Низковязкие и высоковязкие вещества, нефть, битумы, нефтепродукты, дорожные покрытия, асфальт, смолы, растворы полимеров, гелеобразные материалы

Слайд 24

Вискозиметр Stabinger Viscometer: SVM 3000
Объем образца: 2,5 мл
Ячейка с автоподатчиком и

подогреваемым входом

Измеряемые параметры:
Динамическая вязкость(мПa.с): 0,5 -20 000.
Плотность (г/см3): 0,65 – 3,00
API gravity
Кинематическая вязкость
Индекс вязкости
Температурный диапазон: 15 – 105 0С

Воспроизводимость:
вязкость ± 1%
плотность ± 0,0005 г/см3
температура ± 0,02 0С

Область применения:
Моторные масла, дизельные топлива, нефть, битумы, растворы и др.

Anton Paar, Австрия

Слайд 25

Реактор смешения Parr Instruments
Объем реакционного сосуда: 300 мл, 900 мл,
Загрузка

образца нефти 50-200 мл, 100-500 мл
Максимальное рабочее давление до 3000 psi (140 бар) Максимальная рабочая температура до 350°C

Слайд 26

Стоимость:
Моделирование в автоклаве 300 мл
Анализ обработки одного образца нефти при

трех температурах. Определение степени конверсии нефти: степень снижения вязкости; реологические характеристики; плотность; содержание асфальто-смолистых соединений; элементный состав.
– 20 000 рублей
Моделирование в автоклаве 900 мл
Анализ обработки одного образца нефти при трех температурах. Определение степени конверсии нефти: степень снижения вязкости; реологические характеристики; плотность; содержание асфальто-смолистых соединений; элементный состав.
– 32 000 рублей

Слайд 27

Разработка методов получения новых эффективных катализаторов.
Изучение физических и химических характеристик полученных

катализаторов.
Лабораторные испытания каталитической активности на образцах тяжелых нефтей, а также моделирование условий внутрипластовой переработки на установке RTO.
Исследование каталитической активности компонентов породы пласта.
Масштабирование методик получения катализаторов в количествах необходимых для проведения последующих полевых испытаний.

Виды услуг по получению и исследованию катализаторов внутрипластовой
переработки тяжелых нефтей

Слайд 28

Разработки в области термокаталитической
внутрипластовой обработки нефти
Разработка прекурсоров нефтерастворимых катализаторов, способных

ускорять процессы окисления нефти в пористых средах
Оценка их эффективности методами термохимического анализа
Выявление зависимостей типа «состав-свойство» и «структура-свойство» на основании полученных данных

Лаборатория мирового уровня в области термического анализа и физико-химии процессов тепловых методов добычи

Содержание

Схема процесса тепловых процессов(Температура, количество кислорода или воздуха и т.д.)Теплота (Q,

• трудно регулируемый процесс;• отсутствие надежных технических средств контроля за распространением

Основные направления исследованийШаг 1. Исследование тепловых процессов и физико-химических свойств нефти

Международные научные партнеры

Объем закупленного оборудования – 200 000 000 рублей (один из первых

Первичный скрининг технологии тепловых процессов на различных по составу и свойствам

- Широкий интервал давлений: от 0.1 до 15 MПa (150 атм.),-

TG 209 F1 Libra Netzsch- Температурный интервал: 10 - 1100°C,- Скорость

STA 449C Jupiter+QMS 403C Aeolos Netzsch- Температурный диапазон: комн. –

Примеры ДСК измерений

Примеры ТГА измерений

Стоимость:Совмещенный ТГА-ДСК-МС Анализ одного образца нефти при одной скорости нагрева 10

Проведение термических преобразований в условиях близких к пластовым методом адиабатической реакционной

Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254(Адиабатическая реакционная калориметрия)Предназначен для физико-химического изучения процессов окисления

Стоимость:Стоимость работы на адиабатическом калориметре обсуждается в каждом индивидуальном случае, поскольку

Оценка теплотворной способности нефтиОценка термодинамической эффективности ВПГКалориметр сгорания IKA C6000

Третий этап исследований.Заключительный этап изучения параметров процесса окисления нефти в условиях,

Прибор предназначен для моделирования условий внутрипластового горения, изучения кинетики окисления нефти

Получаемые данные:Контролируемый нагрев нефтенасыщенной породы в поршневом реакторе одномерного потока в

Расчет стоимости анализов на установке RTOАнализ включает в себя: 5

Дополнительные исследования1. Оборудование для изучения реологических свойств нефти. 2. Оборудование для

Реометр MCR Rheometer MCR 302Anton Paar, АвстрияТемпература измерения: -40 до 400

Вискозиметр Stabinger Viscometer: SVM 3000Объем образца: 2,5 млЯчейка с автоподатчиком и

Реактор смешения Parr InstrumentsОбъем реакционного сосуда: 300 мл, 900 мл, Загрузка

Стоимость:Моделирование в автоклаве 300 мл Анализ обработки одного образца нефти при

Разработка методов получения новых эффективных катализаторов.Изучение физических и химических характеристик полученных

Разработки в области термокаталитической внутрипластовой обработки нефтиРазработка прекурсоров нефтерастворимых катализаторов, способных

Похожие презентации