• Русский

Итоги 2020 года приоритетного направления «Эконефть»: достижения и прогнозы

В 2020 году на базе Казанского федерального университета был создан Научный центр мирового уровня (НЦМУ) «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты», ставший эпицентром фундаментальных исследований для сотрудников приоритетного направления «Эконефть». Также уходящий год запомнится новыми проектами, научными трендами, расширением сотрудничества с перспективными партнёрами, успехами в реализации технологий, которые еще вчера были теорией на этапе  лабораторных экспериментов.  Безусловно, вспышка Covid-19 обнажила многие проблемы в нефтегазовой сфере, не без последствий проходящие в глобальной энергетике и определяющие новые аспекты исследований и разработок консорциума «Эконефть». Об итогах года и планах на будущее нам рассказали проректор по научной деятельности КФУ и директор ИГиНГТ КФУ Данис Нургалиев, руководитель приоритетного направления «Эконефть» и заведующий кафедрой РЭМТУ ИГиНГТ КФУ Михаил Варфоломеев, а также директор Центра дополнительного образования, менеджмента, качества и маркетинга ИГиНГТ КФУ Ильдус Чукмаров.

Подводя итоги 2020 года, который навсегда войдет в историю как период глобальной вспышки Covid-19, стоит отметить не только события и тренды, связанные с эпидемией, но и много других важных и значительных достижений, которые были достигнуты учеными, специалистами и студентами Казанского федерального университета. В этом году новости о научных достижениях ученых направления «Эконефть»  регулярно появлялись в заголовках крупных журналов, газет и телепрограмм не только в России, но и за рубежом. В данном материале мы представляем ключевые достижения года нефтегазового направления Казанского федерального университета. Расскажем о них подробнее.

«Исследования и разработки в любой сфере в значительной мере зависят от экономических показателей – востребованности того, или иного продукта,  прибыльности его производства и реализации. Нефть – не исключение. В этом году из-за снижения потребления топлива во время распространения новой коронавирусной инфекции рухнула цена на нефть. Это был шок для отрасли, потому что СМИ, политики, экономисты, «зеленые» сказали об этом все – и правду, и желаемое, и построили самые разнообразные прогнозы. Мир воспринял эту новость очень ярко, может быть даже слишком. Возгласы о том, что эпоха нефти завершилась, или близится к завершению, заполнили информационное пространство. На этом фоне появились прогнозы различных компаний об удивительном росте доли возобновляемых источников энергии в ближайшие десятилетия. Кроме того, в России было принято решение об отмене льготы на добычу и реализацию так называемой трудноизвлекаемой нефти. Раньше компании получали эти льготы за то, что они тратят средства на высокотехнологические мероприятия для добычи трудноизвлекаемых запасов – вязких, запасов плотных коллекторов, сланцевых запасов, и, в принципе, не платили налог, который все компании платят при добыче обычной нефти. Это позволяло компаниям вкладывать сэкономленные средства на научные исследования и развитие технологий. И последний удар по нефтегазовой отрасли – это новость о том, что со следующего года Евросоюз вводит налог на товары с повышенным углеродным следом – это продукты металлургии, химической промышленности, и, конечно же, природные углеводороды. И все эти новости пришли в этом году. Все это сказалось на стратегии нефтегазовых компаний и отразилось на перспективах исследований и разработок.  Мы тоже учли в своих планах эти тренды», – отметил проректор по научной деятельности КФУ и директор ИГиНГТ КФУ Данис Нургалиев.

Несмотря на столь сложный для рынка нефти 2020-ый год, он также войдет в историю Казанского университета как год реализации амбициозных задач и проектов именно для нефтегазового сектора. Поэтому, даже при наличии столь большого числа негативных факторов, ученые приоритетного направления «Эконефть» оптимистично смотрят на перспективы ближайшего будущего.

Стоит начать с того, что многочисленные достижения Казанского университета в области естественных и инженерных наук не могли остаться незамеченными, что наглядно доказал обнародованный предметный рейтинг вузов, где Казанский федеральный университет наряду с высокими позициями по уже традиционным направлениям впервые вошёл в предметный рейтинг «Химические технологии» рейтингового агентства QS, заняв позиции 351-400. Об этом стало известно весной 2020 года. Вхождение в рейтинг QS является хорошим достижением для вуза, в составе которого нет кафедры химических технологий. Заявить о себе в данной дисциплине Казанскому университету удалось благодаря научной деятельности приоритетного направления «Эконефть».

Уже через несколько месяцев стало известно, что КФУ вошел в сотню лучших вузов мира по предметному рейтингу агентства QS «Нефтегазовое дело» (Petroleum Engineering). Согласно результатам рейтинга, КФУ занял позицию 51-75 среди всех участников рейтинга, опередив многие нефтяные университеты по всему миру. Оценка вузов производилась по четырем критериям: «Академическая репутация», «Репутация среди работодателей», «Цитируемость» и «Индекс Хирша».

Проект «Эконефть» продолжает отвечать за приоритет «Нефтегазодобыча, нефтегазопереработка и нефтегазохимия» в рамках Программы повышения международной конкурентоспособности «5-100» Казанского университета. Однако, назрела необходимость уточнения стратегических целей данного приоритета, изменения задач и совершенствования структуры. Это связано с указанными выше изменениями в развитии мировой энергетики, глобальным потеплением, экологическими вызовами и необходимостью независимого устойчивого экономического развития страны. Большую актуальность приобретают следующие задачи и тренды: удешевление и повышение экологичности добычи нефти и газа; захоронение и использование углекислого газа для получения востребованных ресурсов и продуктов; развитие водородной энергетики; повышение энергоэффективности нефтеперерабатывающих и нефтехимических процессов; применение биотехнологий для решения экологических проблем разработки месторождений полезных ископаемых; развитие цифровых и сквозных технологий в целом для эффективного решения обозначенных задач.

Наличие опыта проведения исследований, а также научная инфраструктура в очередной раз подтверждает потенциал казанских ученых в мировых масштабах. Одним из главных событий 2020 года стала победа Казанского федерального университета в конкурсном отборе на создание научного центра мирового уровня (НЦМУ) по приоритетному направлению «Экологически чистая ресурсосберегающая энергетика, эффективное региональное использование недр и биоресурсов». Об этом стало известно в ходе заседания Совета по государственной поддержке создания и развития научных центров мирового уровня, выполняющих исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития. Казанский федеральный университет стал головной организацией НЦМУ «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты». Также в него вошли: Уфимский государственный нефтяной технический университет, Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М.Губкина, Сколковский институт науки и технологий.

«Создание НЦМУ на базе Казанского университета означает, что КФУ и приведенный консорциум вузов признаны в России как центр развития науки и технологий в области добычи и использования нефти. Это результат нашей интенсивной работы в последние годы по созданию научной инфраструктуры, кадрового потенциала нефтегазового направления в Казанском университете и реализации уникальных проектов с нефтяными и нефтесервисными компаниями, публикации большого числа статей в высокорейтинговых международных журналах. Уже в этом году проведена значительная работа по выполнению задач данного амбициозного проекта. Мы провели переговоры и обсуждение самых актуальных проблем с крупнейшими нефтегазовыми компаниями России, и сейчас составляем планы совместной работы на ближайшие годы. Наряду с фундаментальными исследованиями, мы полагаем получить значимые прикладные результаты уже в 2021 году.», – сообщил Данис Карлович.

Проректор по научной деятельности КФУ обозначил главные направления деятельности НЦМУ и основные проекты, связанные с поиском, разведкой и разработкой месторождений нефти. Одним из важнейших направлений центра станет разработка технологий оценки нефтегазоносности крупных территорий, в том числе – на шельфе, а также дистанционных (преимущественно беспилотных) технологий поиска и разведки крупных и гигантских месторождений нефти. Другое направление связано с созданием новой парадигмы разработки крупных и гигантских месторождений нефти, находящихся на поздней стадии. Это позволит значительно увеличить объем извлекаемых запасов на уже разрабатываемых месторождениях, где существует вся необходимая инфраструктура, а также существенно снизить себестоимость добычи нефти на данных территориях.

«Принятое решение можно рассмотреть как признание опыта и достойного задела, который всего за несколько лет сформировал наш высококвалифицированный коллектив и международная сеть партнеров, ставшие основой заявки на создание научного центра мирового уровня», – отметил руководитель приоритетного направления «Эконефть» и заведующий кафедрой РЭМТУ ИГиНГТ КФУ Михаил Варфоломеев.

Одним из итогов 2020 года является значительное усиление тренда перехода к водородной энергетике. Исследователи предполагают, что использование водорода откроет новую эпоху в экологической истории нашей планеты.

«Представьте, если бы вы заправляли машину водородом, на выходе вместо углекислого газа была бы вода. Однако сейчас важно разработать эффективные технологии производства водорода, его хранения и транспортировки. Сегодня во всем мире и в России многие начали заниматься этой проблемой. В связи с этим идея использования технологии внутрипластового горения получает продолжение, в каком-то смысле «вторую жизнь». Почему бы не попробовать, предположим, прямо внутри пласта производить водород? Сегодня наши ученые начали соответствующие эксперименты», – объяснил Данис Нургалиев.

«Имеется определенный задел в этой сфере. В рамках нашей структуры есть исследования, направленные на разработку специальных реагентов для хранения и транспортировки углеводородов, а также есть задел по технологии получения водорода непосредственно из нефтяных пластов, позволяющий совместно с нефтью или газом добывать водород. Данные направления, которые являются нашими планами на будущее, могут сделать серьёзный вклад в развитие водородной энергетики, которая на сегодня считается самым чистым источником энергии», – рассказал Михаил Варфоломеев.

Перспективы в области энергетической безопасности занимают топ популярных вопросов на многочисленных дискуссиях. Предлагаемые в КФУ разработки предполагают снижение негативного воздействия на окружающую среду путём сокращения объёмов потребляемых ресурсов, уменьшения количества отходов вплоть до их полного возврата в производство посредством глубокой переработки, использования в производственных процессах механизмов и принципов, «работающих» в природе. Благодаря многочисленным достижениям российских ученых, в том числе и Казанского федерального университета, к 2021 году Россия получила возможность полноправного участия в формировании глобальной климатической повестки.

«Мы также развиваем направление исследований климатических изменений. На самом деле, остановить изменение климата уже невозможно – процесс запущен, так как эмиссия углекислого газа реально возросла и продолжает расти за счет сжигания ископаемого углеродного топлива. Точка невозврата уже пройдена. Предположений как среагирует на все планета великое множество, поэтому сейчас необходимо получить данные из геологического прошлого. Важно узнать, когда и как происходили подобные случаи, каковы были последствия и поведение климатической системы Земли. Для этого важно развивать исследования климатических изменений в геологическом прошлом и посмотреть на будущее через призму прошлого. Нам необходимо понять, что ожидает нашу планету через 50-100 лет», – резюмировал Данис Нургалиев.

Помимо «водородной», человечество стоит на пороге ещё одной – «цифровой революции». Безусловно, цифровизация не обходит стороной и нефтегазовую отрасль, что является едва ли не главной темой обсуждения профильных СМИ, отраслевых специалистов и поводом для проведения масштабных форумов. Специалисты «Эконефть» в настоящее время выполняют десяток проектов, связанных с созданием новых инструментов исследования залежей нефти, мониторингом их разработки на основе сквозных технологий (нейронные сети и искусственный интеллект, анализ больших данных). Интеллектуальные месторождения, роботические системы на многих стадиях освоения залежей нефти, беспилотники при поисках месторождений – это уже реальность современной нефтегазовой отрасли, уверены специалисты.

«К реализации готовится интересный проект, связанный с автоматизацией освоений крупных территорий. И чтобы облегчить труд работников, обеспечить минимальный экологический ущерб и безопасность, большую часть работы при поисках залежей исполнят беспилотники. Забегая немного вперед, можно отметить ещё один яркий проект, который планируется к реализации уже в 2022 году. Данная работа является совместной с одной из крупнейших российских компаний. Идея заключается в создании оснащенных специальным оборудованием беспилотных подводных аппаратов для поиска нефти на шельфе. Теоретическая основа и необходимые датчики для данного проекта создаются нами уже сегодня», – анонсировал проректор.

Многие идеи казанских ученых получают известность в России и за рубежом благодаря уникальным, инновационным подходам, что позволяет эффективно развивать наукоёмкое производство и стимулировать инновационную деятельность в российской экономике. Ранее у исследователей приоритетного направления «Эконефть» совместно с ПАО «Татнефть» уже были реализованы ещё несколько проектов.

Кроме исследований, направленных непосредственно на нефть, активно ведутся работы в области экобиотехнологий в нефтегазовой сфере. Так, в 2020 году ученые продолжили исследования в области микробиома нефти, что позволит проводить контроль и мониторинг за разработкой на основе микробиологических исследований, что также является новым и интересным направлением в нефтегазовой сфере.

На сегодня КФУ – единственный университет в России, который вошёл в качестве партнёра в проект «Цифровая Земля». Этот проект создан рядом ведущих мировых организаций в области исследований Земли, сбора, хранения и обработки геологических, геохимических и геофизических данных, с целью более глубокого понимания возможных глобальных изменений на нашей планете.

 «Объединение «Цифровая Земля» – это инициатива Международного геологического союза, объединяющий специалистов стран, обладающих геологической информацией, тех, кто занимается обработкой данных с целью извлечения информации о глобальных изменениях. На последнем очном заседании, которое состоялось в январе этого года в Пусане (Корея) были озвучены основные цели объединения, распределены задачи на 2020 год. Предложено содействовать открытию цифровых данных для всего мирового сообщества», – рассказал Данис Карлович.

В условиях меняющейся экономической действительности, важное значение приобретает тесное сотрудничество с ведущими нефтегазовыми, энергетическими компаниями и корпорациями. Ярким примером расширения горизонтов сотрудничества в 2020 году стало взаимодействие казанских ученых со специалистами Омана. Первый реализованный проект направлен на оценку и модернизацию технологий разработки на одном из месторождений Омана, в последующем позволяющий предложить эффективную систему добычи нефти на нем. Месторождение, с которым работают специалисты, сложное по своим запасам и геологической структуре. Одним из основных исполнителей данного проекта в 2020 году выступил Казанский федеральный университет. Первый этап совместной работы уже завершен, итог отправлен – он показал первый положительный результат. Также в 2020 году продолжилось активное взаимодействие с ведущими нефтяными компаниями страны – «Роснефть», «Газпром нефть», «Татнефть», «НОВАТЭК», «Зарубежнефть», «ЛУКОЙЛ», «РИТЭК», «Транснефть», «ТНГ-групп», «Нижнекамскнефтехим», «Волгодеминойл», «Сибнефтемаш», «Хальдор Топсе», «Сибур»  и многими другими.

Большой рывок вперед в уходящем году ученые КФУ совершили в области разработки катализаторов. Напомним, почти 90% химических процессов требуют их применения. Учитывая тот факт, что для протекания различных реакций требуются соответственные катализаторы, сегодня на рынке существует более тысячи наименований марок этого наукоемкого продукта. В настоящее время, несмотря на развитие катализаторных производств, казанские катализаторы способны заменить свои дорогостоящие аналоги.
Не менее активно ведется работа в области изотопных исследований. Центр, созданный в КФУ в рамках 220-го постановления, весь год набирал обороты, в его стенах реализовалось большое количество проектов, позволившие КФУ войти в пул ведущих центров России и закрепиться в мировом сообществе как центр геохимический исследований нефтяных систем.

Подводя итоги уходящего года, стоит напомнить об успехах ученых в области нефтепромысловой химии. Наработки, в виде реагентов для повышения нефтеотдачи, созданные на базе КФУ, с положительной стороны зарекомендовали себя на практике. В качестве примера можно отметить наработки КФУ в области гидратных технологий для хранения и транспортировки попутного газа, что очень важно в рамках текущего развития.

«Известно, что сегодня на рынке энергоресурсов происходит некий переход. Основным топливом-источником становится природный газ, поэтому всё, что с ним связано, становится актуальным. КФУ внес собственный вклад в развитие новой технологии, позволяющей и дальше развивать рынок хранения и транспортировки природного газа, который основан на применении гидратных технологий», – сообщил Михаил Варфоломеев.

Уникальные реагенты, разработанные в Казанском университете, сравнимы по своим показателям с реагентами ведущих нефтяных производителей. Они обладают комплексным действием и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Ученые КФУ предложили вместо многочисленных реагентов применить один, способный решить целый комплекс серьёзных проблем. Несколько наработок ученых были освещены в научных зарубежных журналах, а также получили свои патенты. Весь 2020 год в лабораториях «Эконефти» активно велись работы в области нефтепромысловой химии  в суровых условиях Арктики и северных месторождений. Отдельно стоит отметить взаимодействие с международными партнерами. В начале текущего года КФУ выиграл  . Первые результаты данного взаимодействия можно увидеть в содержании совместных научных статей в высокорейтинговых журналах.

Активно развивая научно-исследовательскую деятельность во всех направлениях нефтегазовой сферы, представители «Эконефти» делают ставку на междисциплинарность, ведут работу по расширению публикационной активности. Масштабные исследования, проводимые в Институте геологии и нефтегазовых технологий по разработке принципиально новых реагентов для рационального освоения нетрадиционных углеводородов, были отмечены редакцией европейского журнала Processes и вынесены на обложку майского номера. В статье «Catalytic aquathermolysis of Boca de Jaruco heavy oil with nickel-based oil-soluble catalyst» представлены результаты исследования химизма превращения асфальтенов, определяющие высокую вязкость нефти и трудности при добыче.

Интенсивная динамика развития нефтегазового направления вуза выражается и в цифрах. В 2020 году увеличилось количество публикаций научных статей в топовых международных изданиях и продолжились работы над реализацией передовых проектов.

Стремительно движется вперед не только научная составляющая приоритетного направления «Эконефть», но и его образовательная часть. Напомним, специалисты «Эконефти» совмещают научную и преподавательскую деятельность, в том числе в рамках магистерской программы Petroleum Engineering, стартовавшей в 2019 году.

В реализации уникального образовательного проекта принимают участие четыре партнёра – ПАО «НК «Роснефть», BP Россия, Казанский федеральный университет и Имперский колледж Лондона. В октябре текущего года, согласно условиям программы обучения в магистратуре двух дипломов Petroleum Engineering, магистрантам Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ стала доступна мечта миллионов людей. Успешно завершив первый год обучения, магистраты отправились в Имперский колледж Лондона. С этого момента ровно на год столица Англии станет для ребят вторым домом.

В 2020 году расширилось и число зарубежных студентов, поступивших в международную группу Petroleum Engineering. Обучение по этой программе позволило иностранным студентам стать высококвалифицированными специалистами международного уровня, способными решать широкий круг современных задач, связанных с разработкой и эксплуатацией месторождений углеводородов. Как отметил руководитель кафедры РЭМТУ Михаил Варфоломеев, сегодня в международной группе Petroleum Engineering обучаются представители Кубы, Китая, Сенегала, Пакистана, Кот-д’Ивуара, Египта, Колумбии, Эквадора, Алжира, Ирака, Ирана, республики Нигер, Йемена и других стран. Иностранные студенты изучают дисциплины по новым современным методологиям, получают практические навыки, как в рамках российского, так и зарубежного опыта, посещают лекции опытных профессоров КФУ, также приглашенных российских и зарубежных специалистов.

Petroleum Engineering входит в число нескольких международных образовательных проектов ИГиНГТ КФУ с привлекательными перспективами. Здесь стоит отметить программы двух дипломов с Французским институтом нефти по направлению  «Комплексный анализ данных в нефтегазовой геологии» и с Фрайбергской горной академией по направлению «Стратиграфия», являющихся ведущими европейскими образовательными учреждениями в нефтегазовой сфере. Также в течение 2020 года были сделаны заделы по открытию новых программ двух дипломов с партнерами из Германии. Планируется запуск новых программ по нейросетевому моделированию и машинному обучению, которые отвечают современным вызовам и трендам в области цифровизации. Подробности новых образовательных проектов будут озвучены уже в 2021 году.

Невозможно не упомянуть тот факт, что многие результаты были достигнуты в строгих условиях пандемии. Несколько месяцев пустели не только учебные аудитории, но и лаборатории, которые перешли на дистанционный режим работы, чтобы обеспечить безопасность сотрудников. При этом научный процесс университета не останавливается ни на день, ведь сегодня в КФУ созданы все условия для этого. Говоря о научной и образовательной деятельности, в дистанционном режиме стоит отметить неоценимый вклад сотрудников Центра дополнительного образования, менеджмента, качества и маркетинга. Несмотря на сложности, связанные с пандемией, коллективом ЦДО был реализован ряд перспективных проектов, запущено большое количество дистанционных курсов и программ для российских и зарубежных партнёров. Данные курсы имеют несомненную востребованность среди партнеров Казанского федерального университета, в том числе и из-за рубежа. Также 2020 год запомнится для ЦДО положительными результатами в области дополнительного образования, повышения квалификации, начата программа стажировок для китайских студентов, что можно рассматривать как ещё одно расширение. Уже в 2021 году специалисты и студенты Китая будут приезжать в Казань на стажировки для повышения своей квалификации, что наглядно подтверждает репутацию Казанского университета в статусе полноценного центра компетенций в области нефтегазовых технологий.

«В заданных условиях  ЦДОМКиМ ИГиНГТ КФУ, успешно реализовано 117 программ дополнительного профессионального образования. 67% программ реализовано с применением дистанционных образовательных технологий, для 80 организаций. Половина реализованных программ разработана в этом году. Общая нагрузка по реализованным курсам составила более 11 000 часов. В реализации программ участвовали 133 преподавателя в том числе 44 из них из числа разработчиков технологий и производственников. Всего обучено и продолжают  обучение 702 слушателей. Реализована повышение квалификации в Гаване для сотрудников CUPET  на Кубе, две программы для Conexus Baltic Grid JSC. (Латвия), обучены слушатели из Узбекистана. Заключен контракт на реализацию 15 программ для CUPET (Куба) и соглашение о проведении 4 программ переподготовки и повышения квалификации в форме стажировки для студентов Китайского нефтяного университета UPC (г. Циндао) Китая в 2021-2022гг. Благодарим всех участников наших образовательных проектов, такие результаты в таких условиях возможны только с нашим девизом «Мы объединяем возможности всех для успеха каждого» — поделился директор ЦДОМКиМ ИГиНГТ КФУ Ильдус Чукмаров.

Реализация всех озвученных выше проектов международного уровня была бы невозможна без расширения сотрудничества Казанского университета с зарубежными партнёрами из Китая, Южной Америки, Ближнего Востока и многих других стран. 2020 год дал начало очередному проекту с китайскими компаниями, которые будут полноценно реализовываться в течение 2021 года.

Конъюнктура цен на нефть стимулирует значительные изменения в нефтегазовой отрасли, что дает начало амбициозным решениям. Эффективное производство, транспортировка и переработка нефти и газа, работа над экологичными разработками для работы с различными видами ископаемого топлива – не потеряют своей актуальности ещё долгое время. Соответствующие проекты будут включены в программу исследований приоритетного направления «Эконефть» в 2021 году. Подготовленная стратегия развития нефтегазового направления вуза не только отражает динамику спроса и предложения, что задает начало решению новых вызовов не только наступающего года, но и на много лет вперед.