Разработка научных основ энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий в производстве, транспортировке и распределении энергии, а также в добыче и глубокой переработке углеводородного сырья

Установлено, что термические методы добычи с применением катализаторов способны интенсифицировать трансформацию высокомолекулярных компонентов нефти в термически менее устойчивые разности и подвижные углеводороды, легко извлекаемые из пород. Показано, что ФЕС продуктивного пласта определяются не только минеральным составом породы, но и характеристиками нефтяного флюида. Изменения поверхностных свойств породы пласта-коллектора могут быть обусловлены адсорбцией смолисто-асфальтеновых компонентов или выпадением асфальтенов. Выявлены особенности фильтрации нефти с неньютоновским характером течения. Показано, что устойчивость модельных водонефтяных эмульсий зависит от концентрации асфальтенов, их молекулярной структуры и уровня их надмолекулярной организации. В составе асфальтенов впервые идентифицированы эфиры ароматических кислот и установлен их существенный вклад в образование стабильных водонефтяных эмульсий. Разработаны химические реагенты на основе концентратов нефтяных гетероатомных полярных компонентов в процессах термокрекинга. Показано, что использование концентратов нефтяных гетероатомных компонентов в качестве добавок в процессе термокрекинга деасфальтизата позволяет увеличить выход дистиллятных фракций, уменьшить образование кокса и содержания асфальтенов и смол. Проведена оценка влияния добавок концентратов нефтяных S-, N-, O-содержащих соединений на состав углеводородных компонентов, асфальтенов и смол при донорно-сольвентном термокрекинге тяжелой нефти. В результате обоснована возможность создания новых технологических подходов для облагораживания тяжелой нефти в промысловых условиях с использованием термического крекинга в качестве базового процесса. Проведено изучение каталитических свойств ионитов, полученных на основе нефтяных асфальтенов в промышленно значимых реакциях таких как этерификация, Кабачника-Филдса, гидратация, алкилирование, ацилирования, окисление гидрохинона в бензохинон. Получены галогенпроизводные асфальтенов различными методами. Наилучшим образом бромирование асфальтенов проходит в жестких условиях в присутствии серно-азотной кислотной смеси, а хлорирование асфальтенов проходит наряду с йодированием в присутствии монохлорида йода. Исследованы способы введения активных функциональных групп в асфальтены различными модифицирующими агентами. Показано, что продукты могут быть использованы в качестве компатибилизаторов в синтезе модифицированных полиуретанов. Изучены механические и термические свойства полученных материалов. Выполнена экспериментальная проверка эффективности активного управления процессами переноса импульса и теплоты в канальных течениях. Основным инструментом экспериментального изучения структуры исследуемых течений и характеристик турбулентности потока стал разработанный авторами метод оптических измерений SIV с беспрецедентно хорошим пространственным и ременным разрешением, позволяющим исследовать быстропротекающие и нестационарные процессы в ламинарных и турбулентных потоках. Для исследований тепловых процессов был задействован разработанный авторами метод измерения конвективного теплообмена на стенке. Получены результаты исследований комбинирования технологий биохимической и термохимической конверсии органических отходов для получения топлив. Формирование поля упругих колебаний в пласте с помощью скважинного акустического излучателя интенсифицирует внутрипластовые процессы, благодаря которым увеличивается добычи трудно извлекаемой нефти. Выполненные экспериментальные исследования выявили, что скорость роста вязких пальцев зависит от частоты наложенных колебаний. Впервые экспериментально получены профили скорости при течении вязкоупругой жидкости в канале с шнековой вставкой. При умеренных течениях (Re<65) и малой кривизне профили скорости в винтовом канале практически не отличаются от аналогичных профилей в круглой трубе. В рамках работы разработан и реализован алгоритм позволяющий определить долговечность исследуемого объекта на стадиях накопления и развития повреждений для условий нагружения, приближенных к эксплуатационным. Обобщенная система разрешающих уравнений описывает физические явления, возникающие при циклическом нагружении в условиях повышенных температур, и включает в себя модели изотропного и кинематического упрочнения, модели накопления повреждений при статическом и циклическом нагружении, взаимосвязь скорости деформаций и уровня действующих напряжений и модели накопления повреждений при ползучести с учетом локальной многоосности.