Наука и техника в газовой промышленности №4(84)2020

Научный консультант
Аксютин Олег Евгеньевич

Тема номера
Участие университетской науки в решении задач нефтегазового комплекса

Сведения об авторах

Агиней Руслан Викторович
ректор
ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет»
доктор технических наук, профессор
e-mail: rector@ugtu.net

Аксютин Олег Евгеньевич
заместитель Председателя Правления —
начальник Департамента ПАО «Газпром»
член-корреспондент Российской Академии наук
e-mail: gazprom@gazprom.ru

Бубенчиков Михаил Алексеевич
ведущий специалист
ООО «Газпром трансгаз Томск»
кандидат физико-математических наук
e-mail: M.Bubenchikov@gtt.gazprom.ru

Вагарин Владимир Анатольевич
генеральный директор
ООО «Газпром проектирование»
кандидат физико-математических наук
e-mail: gazpromproject@gazpromproject.ru

Васенин Алексей Борисович
инженер-проектировщик 1 категории
Отдела комплексного проектирования
АО «Гипрогазцентр»
e-mail: alik55@mail.ru

Вагапов Руслан Кизитович
начальник лаборатории
защиты от атмосферной и внутренней коррозии
Корпоративного научно-технического центра
коррозионного мониторинга и защиты от коррозии
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
кандидат химических наук
e-mail: vniigaz@vniigaz.gazprom.ru

Валиев Вилаят Мамед оглы
Азербайджанский Технический университет
доктор технических наук, профессор
e-mail: asoiu.edu.az

Гасумов Рамиз Алиевич
первый заместитель
генерального директора
АО «Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов» (АО «СевКавНИПИгаз»)
доктор технических наук, профессор
e-mail: svnipigz@sevcavnipi.gazprom.ru

Гасумов Эльдар Рамизович
доцент кафедры менеджмента
Азербайджанский государственный университет
нефти и промышленности
кандидат экономических наук
e-mail: asoiu.edu.az

Гуськов Сергей Сергеевич
старший научный сотрудник
отдела НИОКР
АО «Гипрогазцентр»
кандидат технических наук
e-mail: guskovss@gmail.com

Ефименко Любовь Айзиковна
профессор
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
доктор технических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Емельянов Павел Евгеньевич
начальник отдела
перспективного развития
ООО «Газпром проектирование»
e-mail: gazpromproject@gazpromproject.ru

Жедяевский Дмитрий Николаевич
начальник отдела
научно-образовательной интеграции
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
доцент, кандидат технических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Запевалов Дмитрий Николаевич
начальник
Корпоративного научно-технического центра
коррозионного мониторинга и защиты от коррозии
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
кандидат технических наук
e-mail: vniigaz@vniigaz.gazprom.ru

Исупова Екатерина Владимировна
доцент
кафедры проектирования  и эксплуатации
магистральных газонефтепроводов
ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет»
кандидат технических наук
e-mail: eisupova@ugtu.net

Калашников Павел Кириллович
начальник управления
стратегического развития
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
доцент, кандидат технических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Капустин Олег Евгеньевич
заведующий кафедрой
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
доцент, доктор технических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Кисленко Наталия Николаевна
заместитель начальника центра
Центр предпроектных разработок
ООО «Газпром проектирование»
академик РАЕН
кандидат технических наук
e-mail: gazpromproject@gazpromproject.ru

Климушева Елена Игоревна
заместитель генерального директора
по управлению персоналом
ООО «Газпром проектирование»
e-mail: gazpromproject@gazpromproject.ru

Крюков Олег Викторович
главный научный сотрудник
Корпоративного научно-технического центра
мониторинга и защиты от коррозии
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
доцент, доктор технических наук
e-mail: O_Kryukov@vniigaz.gazpromru

Лун-Фу Александр Викторович
главный инженер –
первый заместитель генерального директора
ООО «Газпром трансгаз Томск»
e-mail: a.lun-fu@gtt.gazprom.ru

Мартынов Виктор Георгиевич
ректор
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
профессор, член-корреспондент РАО
доктор экономических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Мусонов Валерий Викторович
начальник отдела НИОКР
АО «Гипрогазцентр»
кандидат технических наук
e-mail: bita-mvv@ggc.nnov.ru

Одышев Николай Геннадьевич
инженер 1 категории
ООО «Газпром трансгаз Томск»
e-mail: N.Odyshev@gtt.gazprom.ru

Павленко Вадим Владимирович
главный инженер —
первый заместитель генерального директора
ООО «Газпром проектирование»
e-mail: gazpromproject@gazpromproject.ru

Прокопенко Андрей Юрьевич
ведущий инженер
Лаборатория прогноза технического состояния,
планирования диагностики и ремонта ГТС
Корпоративный научно-технический центр управления
техническим состоянием и целостностью производственных объектов
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
e-mail: vniigaz@vniigaz.gazprom.ru

Пономаренко Дарья Викторовна
инженер
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ)
имени И.М. Губкина»
e-mail: com@gubkin.ru

Пятибратов Петр Вадимович
декан
факультета разработки
нефтяных и газовых месторождений
доцент, кандидат технических наук
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ)
имени И.М. Губкина»
e-mail: pyatibratov.p@gubkin.ru

Рамусь Руслан Олегович
начальник
лаборатории технологий сварки,
сборки и ремонтных операций
изделий заводского изготовления
КНТЦ развития трубной продукции
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
e-mail: vniigaz@vniigaz.gazprom.ru

Разжувалов Александр Николаевич
специалист 2 категории
ООО «Газпром трансгаз Томск»
кандидат физико-математических наук
e-mail: shuvalov@phys.tsu.ru

Савченко Сергей Владимирович
начальник
отдела подготовки газа
ООО «РН-Уватнефтегаз»
e-mail: svsavchenko72@yandex.ru

Самарин Илья Вадимович
начальник управления делами
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
доцент, кандидат технических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Старых Павел Андреевич
аспирант
кафедры «Транспорт углеводородных ресурсов»
ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет»
e-mail: staryhp@gmail.com

Севостьянов Сергей Петрович
заместитель начальника КНТЦ сварки
и контроля сварных соединений
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
e-mail: vniigaz@vniigaz.gazprom.ru

Скоров Даниил Сергеевич
ведущий специалист
по проектированию
департамента разработки
ООО «ПЕТЕК»
e-mail: daniil.skorov@petec.ru

Степанов Сергей Евгеньевич
ведущий инженер-проектировщик
отдела технологического проектирования
ООО «Газпром проектирование» (Нижегородский филиал)
кандидат технических наук
e-mail: Stepanov55@yandex.ru

Томский Иван Семенович
старший научный сотрудник
лаборатории защиты от атмосферной
и внутренней коррозии
Корпоративного научно-технического центра
коррозионного мониторинга и защиты от коррозии
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
кандидат химических наук
e-mail: vniigaz@vniigaz.gazprom.ru

Уткин Иван Юрьевич
доцент
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина»
кандидат технических наук
e-mail: com@gubkin.ru

Хомяков Сергей Федорович
заместитель Председателя Правления ПАО «Газпром»
кандидат экономических наук
e-mail: gazprom@gazprom.ru

Шелыгин Леонид Александрович
доцент
ФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ)
имени И.М. Губкина»
кандидат технических наук
e-mail: shelygin@list.ru

Шмидт Мария Викторовна
заместитель начальника
отдела кадров, трудовых отношений
и социального развития
ООО «Газпром проектирование»
e-mail: gazpromproject@gazpromproject.ru

Ключевые слова и аннотации статей

Приветственное слово главного редактора журнала
«Наука и техника в газовой промышленности»,
заместителя Председателя Правления —
начальника Департамента ПАО «Газпром»,
д.т.н., члена-корресподента РАН
О.Е. Аксютина

Уходящий 2020 год принёс радикальные перемены во все сферы мировой экономики и жизни, нарушил привычный ритм жизни, развития экономики, производственных процессов. Ещё совсем недавно наступление пандемии, охватившей все континенты, показалось бы нам фантастическим. Сегодня это наши новые реалии. Помимо самого распространения болезни и социальных последствий, пандемия привела к беспрецедентному спаду мировой экономики, резкому сокращению объемов производства, ограничению мобильности, массовым задержкам поставок. Вместе с тем негативное влияние пандемии на газовый рынок было ограниченным. По предварительным оценкам, мировое потребление газа по итогам 2020 года снизится не более чем на 100 млрд м3, или на 2–2,5 %. При этом, важную роль в снижении спроса на газ сыграли мягкие погодные условия в крупнейших странах-­потребителях. На европейском рынке сокращение потребления газа в 2020 году составит около 18 млрд куб. м. Несмотря на последствия пандемии, в Китае важным итогом 2020 года стало продолжение роста потребления газа, величина которого может составить около 20 млрд куб. м. Необходимо отметить, что мировое потребление других ископаемых видов топлива — нефти и угля  — сократится более существенно. Еще одной значимой тенденцией 2020 года стало увеличение влияния вопросов экологии на энергетические рынки. Так, в конце 2019 года была представлена программа «Зеленый курс ЕС», направленная на достижение «нетто–нулевых» выбросов парниковых газов к 2050 году Европейским союзом. Ряд стран, относящихся к числу крупнейших экономик мира (Китай, Япония, Южная Корея), также заявили о цели достижения «углеродной нейтральности». С учетом экологических характеристик природного газа как энергоносителя можно говорить о дополнительных возможностях для увеличения потребления природного газа в мире в кратко-, средне- и долгосрочной перспективе. В этом году мы стали свидетелями и других глобальных перемен: цифровые технологии прочно вошли в жизнь практически каждого из нас. Благодаря системам коммуникации, мы, несмотря на закрытые границы, имели возможность постоянно быть на связи с нашими партнерами в России и за рубежом, продолжать совместную работу над проектами. Цифровая трансформация в том числе в топливно-­энергетическом комплексе назрела давно, но именно сложившиеся обстоятельства ускорили её внедрение во многие процессы производственной цепочки: от геологических и гидродинамических моделей месторождений, цифровых двой­ников добычных комплексов и месторождений до строительства и мониторинга технического состояния действующих объектов. В существующих сложных условиях ключевую роль сохраняет наука. Расширение сфер научных исследований, преобладание комплексного и междисцип­линарного подходов позволяют нам ежедневно решать стоящие перед отраслью технологические задачи. Наращивание минерально-­сырьевой базы, повышение эффективности разработки и эксплуатации месторождений, реконструкция газовых трубопроводов требуют постоянного совершенствования технологий. В этом ключе крайне важным является тесное взаимодействие ведущих специалистов отрасли с научным сообществом научно-­исследовательских и отраслевых институтов, университетов, опорных вузов ПАО «Газпром». Наиболее интересные и продуктивные результаты этого взаимодействия попадают на страницы журнала «Наука и техника в газовой промышленности». Поздравляю всех читателей, авторов и команду журнала с наступающим Новым Годом! Желаю крепкого здоровья, новых идей и научных успехов!

Сотрудничество ПАО «Газпром» и РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

Аксютин О.Е, Хомяков С.Ф., ПАО «Газпром»,
Мартынов В.Г., Самарин И.В., Калашников П.К., Жедяевский Д.Н., РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
УДК 622.276

Ключевые слова: ТЭК, научно-техническое взаимодействие, опорный вуз

ПАО «Газпром» и РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (далее — Губкинский университет) связывают долгие и плодотворные отношения взаимовыгодного сотрудничества. Однако, современные темпы научно-­технического прогресса в топливно-­энергетическом комплексе обязывают держать высокую планку конкурентоспособности, что, в свою очередь, возможно только при глубокой интеграции научно-­производственной деятельности с системой подготовки и повышения квалификации инженерных кадров. Являясь опорным вузом компаний Группы Газпром, Губкинский университет на регулярной основе осуществляет подготовку высококвалифицированных кадров, повышение квалификации и профессиональную переподготовку сотрудников компании, результативную научно-­техническую деятельность, совместную публикационную активность, развитие и актуализацию учебно-­методических средств с учетом лучших практик ПАО «Газпром», формирует и развивает новые научно-­технические направления, актуальные для Компании и ТЭК в целом и др.

Промышленная установка мембранного выделения гелия на Чаяндинском НГКМ — уникальный проект ООО «Газпром проектирование»

Вагарин В.А., Павленко В.В., Кисленко Н.Н., Емельянов П.Е.,
ООО «Газпром проектирование»
УДК 66.071.6.081.6

Ключевые слова: Сила Сибири, гелий, мембранные технологии, газоразделение, проектирование, промышленная установка

При разработке обоснования инвестиция по созданию газодобывающих и газотранспортных мощностей, использующих газ месторождений Якутского и Иркутского центров газодобычи, была выявлена необходимость сохранения гелия — ценного компонента природного газа, содержащегося в больших объемах в РФ только в газах, планируемых к добыче на месторождениях Восточной Сибири и Дальнего Востока. В соответствии с этим разработана технология мембранного выделения гелия, прошедшая апробацию на опытной и опытно-­промышленной установках в условиях действующего промысла Ковыктинского ГКМ. ООО «Газпром проектирование» выполнен проект промышленной установки мембранного выделения гелиевого концентрата (УМВГК), созданной на промысле Чаяндинского НГКМ и введенной в эксплуатацию в марте 2020 г. Созданная УМВГК не имеет мировых аналогов.

Развитие персонала — залог успеха любой трансформации (на примере ООО «Газпром проектирование»)

Климушева Е.И., Шмидт М.В., ООО «Газпром проектирование»
УДК 316.444

Ключевые слова: цифровая трансформация, развитие персонала, дистанционная платформа

В статье рассматриваются задачи развития персонала в инвестиционном комплексе ПАО «Газпром» и использование передового опыта для их решения и достижения максимальных результатов.

Моделирование образования гидратов в околоскважинной зоне пласта для условий течения газа к сегменту горизонтальной скважины

Пятибратов П.В., РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина,
Скоров Д.С., ООО «ПЕТЕК»
УДК 622.276

Ключевые слова: дросселирование газа, модель Ли–Кеслера, образование и разложение гидратов, горизонтальная скважина, псевдокомпозиционное моделирование

В настоящей работе рассмотрено решение задачи численного моделирования гидратообразования в результате дросселирования газа при его неизотермическом течении к участку горизонтальной скважины с использованием CMG STARS. Предложенный подход основан на воспроизведении эффекта дросселирования газа при его течении в околоскважинной зоне пласта с использованием методики Ли-Кеслера для расчета энтальпии газовой фазы, учитывающей влияние изменения давления, а также на моделировании образования и разложения гидратов в виде неравновесной псевдохимической реакции, скорость протекания которой зависит от отношения текущих термобарических условий к равновесной кривой гидрато­образования, выраженном в виде констант фазового равновесия. Данный подход был апробирован на гидродинамической модели, исходными данными которой являлись свойства коллектора Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения, пластовых флюидов и гидратов. Полученные результаты позволяют оценить область распространения и объем образовавшихся гидратов, а также являются основой для планирования и оценки эффективности мероприятий по восстановлению продуктивности горизонтальной скважины.

Современные методы анализа термодинамической эффективности технологических процессов сжижения природного газа

Шелыгин Л.А., РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
УДК 621.565

Ключевые слова: термодинамическая эффективность, эксергетический метод, эксергия вещества, сжиженный природный газ, смесь хладагентов

Обоснование выбора термодинамического анализа с целью определения оптимального состава смеси хладагента для приемлемой энергоэффективности сжижения природного газа. Эксергетический метод термодинамического анализа как основополагающего метода анализа для технологического процесса крупнотоннажного производства СПГ с применением смеси хладагента.

Анализ результатов коррозионных испытаний для предиктивной оценки зависимостей скорости коррозии от экслуатационных факторов для объектов добычи газа

Вагапов Р.К., Запевалов Д.Н., Прокопенко А.Ю., Томский И.С., ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Газпром ВНИИГАЗ»
УДК 620.197.3

Ключевые слова: коррозионные испытания, предиктивная оценка, корреляционные зависимости, коррозионно-опасные факторы, скорость коррозии

Проведена апробация существующих математических и статистических подходов для выявления корреляционных зависимостей между скоростью коррозии и основными коррозионно-опасными факторами (минерализация, температура). Полученные зависимости позволяют с высокой степенью достоверности рассчитывать скорость коррозии. В качестве исходных данных использованы результаты коррозионных испытаний ООО «Газпром ВНИИГАЗ» для основных объектов добычи ПАО «Газпром», которые эксплуатируются в условиях наличия агрессивных компонентов (CO2 и др.).

Прогноз критических параметров перехода эксплуатационных скважин в стадию капитального ремонта

Гасумов Р.А., АО «Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов» (АО «СевКавНИПИгаз»),
Валиев В.М., Гасумов Э.Р., Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
УДК 622.276

Ключевые слова: эксплуатационная скважина, капитальный ремонт, дебит, депрессия, технологический режим, гидродинамических исследований скважин

В процессе разработки газовых месторождений (ГМ) происходит постоянное изменение фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пласта, которые, в свою очередь, влияют на динамику добычи газа из скважин. Именно поэтому необходим учет взаимовлияния скважин в динамике. Для расчета и прогнозирования критических параметров, определяющих необходимость перевода эксплуатационных скважин в стадию капитального ремонта по данным гидродинамических исследований скважин (ГДИС), требуется методическое руководство. В первую очередь, для расчета прогнозных дебитов скважин, прогнозных величин пластового давления по зонам дренирования скважин и фильтрационных параметров (проницаемости, пористости, эффективной толщины и др.) в призабойной зоне пласта (ПЗП). Для решения поставленных задач использовались методы теории фильтрации, математической статистики и теории аппроксимации табличных функций с использованием программных средств.

Теоретическая оценка скорости коррозии магистральных трубопроводов, вызванной влиянием геомагнитно-индуцированного источника блуждающего тока

Агиней Р.В., Исупова Е.В., ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет»,
Гуськов С.С., Мусонов В.В., АО «Гипрогазцентр»
УДК 622.691.4

Ключевые слова: геомагнитно-индуцированный блуждающий ток, подземный трубопровод, математическое моделирование, дефект изоляции, скорость коррозии

Разработана математическая модель воздействия геомагнитно-­индуцированного блуждающего тока на протекание коррозионных процессов в стальных подземных трубопроводах. Рассмотрен способ расчета средней скорости коррозии трубопровода (при наличии дефектов изоляции), обусловленной воздействием на трубопровод изменяющегося во времени геомагнитно-­индуцированного блуждающего тока. Получено аналитическое соотношение для оценки скорости коррозии при гармонической зависимости разности потенциала между трубопроводом и грунтом от времени. Проведены расчеты скорости коррозии при разных значениях параметров модели (радиус дефекта изоляционного покрытия; удельное сопротивление грунта; амплитуда вариаций разности потенциалов между трубопроводом и грунтом, обусловленных наличием геомагнитно-­индуцированного тока; коэффициент продолжительности действия геомагнитно-­индуцированного тока).

Оценка свариваемости сталей с повышенной деформационной способностью как средство обоснования ремонтных технологий

Ефименко Л.А., Капустин О.Е., Уткин И.Ю., Пономаренко Д.В., РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина,
Севостьянов С.П., Рамусь Р.О., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
УДК 621.791

Ключевые слова: ремонт, кольцевые сварные соединения, анизотермическая диаграмма, ударная вязкость, твердость, стали с повышенной деформационной способностью

Исследована реакция сталей с повышенной деформационной способностью на термические циклы сварочных процессов, используемых для сварки монтажных стыков газопроводов и ремонта сварных соединений традиционных трубных сталей. Изучены особенности распада аустенита, кинетики роста зерна и изменения механических характеристик в условиях ручной дуговой, механизированной сварки самозащитной порошковой проволокой и механизированной сварки порошковой проволокой в защитных газах и смесях. Обоснована целесообразность применения указанных технологий для выполнения ремонта кольцевых сварных соединений газопроводов из исследуемых сталей.

Цифровое моделирование синхронных электрических машин при работе на турбокомпрессорную нагрузку

Степанов С.Е., Васенин А.Б., ООО «Газпром проектирование»,
Крюков О.В., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
УДК 622.279

Ключевые слова: компрессорная станция, газопровод, турбокомпрессорная нагрузка, синхронная электрическая машина, цифровая модель, переходные процессы

Представлен анализ особенностей функционирования синхронных электрических машин в двигательном и генераторном режимах при работе на объектах магистральных газопроводов. Получены результаты формализации физических процессов в машине в виде математических моделей. Представлены результаты цифрового моделирования переходных процессов некоторых групп технологических агрегатов с турбокомпрессорным моментом на валу — нагнетателей компрессорных станций, ветроэнергетических установок систем электроснабжения и др. Предложены схемотехнические и алгоритмические способы улучшения энерге­тических и динамических характеристик электромеханических систем с синхронными машинами.

КПД трубопроводной обвязки компрессорной станции

Лун-Фу А.В., Одышев Н.Г., Разжувалов А.Н., ООО «Газпром трансгаз Томск»,
Бубенчиков М.А., Национальный исследовательский Томский государственный университет
УДК 621.515

Ключевые слова: магистральный газопровод, трубопроводная обвязка, гидродинамическое сопротивление, КПД, ГПА

Рассмотрен вопрос оправданности компактного расположения труб на территории, прилегающей к газоперекачивающей станции. Для его решения проведен расчет характеристик (скоростей, давлений) газового потока, КПД и гидродинамических сопротивлений участков технологической обвязки выходной линии газоперекачивающего агрегата компрессорной станции Проскоково магистрального газопровода Парабель—Кузбасс. Показано, что потери, действующие на территории компрессорной станции в изгибах и перепадах обвязки, не приводят к существенным затратам «мощностей» газоперекачивающих агрегатов, что делает обоснованным компактное расположение труб обвязки.

Повышение уровня промышленной безопасности при эксплуатации центрального пункта сбора нефти путем применения технологии герметизации резервуарного парка

Старых П.А., ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет»,
Савченко С.В., ООО «РН-Уватнефтегаз»
УДК 622.276.8

Ключевые слова: резервуарный парк, промышленная безопасность, большие и малые «дыхания» резервуаров, негативное воздействие на окружающую среду, центральный пункт сбора, испарения, потери углеводородов, попутный нефтяной газ

Рассмотрена актуальность проблемы сокращения выбросов паров нефти через дыхательные клапаны резервуаров. Испарения нефти могут привести к образованию взрывопожароопасной газовоздушной смеси в районе резервуарного парка. Решение данной проблемы позволит повысить уровень промышленной безопасности при эксплуатации центрального пункта сбора нефти и сократить негативное воздействие на окружающую среду за счет уменьшения объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.