Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270 29 52
| Вид материала | Обзор |
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 2881.78kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 2102.04kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 2070.56kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 1957.93kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 1367.74kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 3086.27kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 2182.15kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 1601.55kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 4120.3kb.
- Составитель: Бабанский Дмитрий 7 499 270, 1101.27kb.
Михаил Ковальчук, член-корреспондент РАН, директор Национального исследовательского центра "Курчатовский институт", оценивает полученный за 4 года активного строительства в России "инфраструктурного фундамента" опыт
- Михаил Валентинович, вы были у истоков разработки Федеральной целевой программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы"? Какую цель она преследовала и какие практические задачи должна была решить?
Цель обозначена в названии самой программы - создание в нашей стране современной инфраструктуры для приоритетного развития отечественной наноиндустрии и максимально полной реализации ее потенциала. А в практическом плане это предполагало приборно-инструментальное оснащение ведущих организаций и научных центров по ключевым направлениям работы - с одновременным формированием национальной нанотехнологической сети (ННС). Во-вторых - информационно-аналитическое обеспечение всего процесса. И, в-третьих, его методологическое сопровождение.
- С чем связано продление трехлетнего срока действия ФЦП на 2011 год?
Это вызвано внешними факторами. Волна мирового финансового кризиса прокатилась и по нашей программе, причем на начальном ее этапе, создав проблемы с полномасштабным финансированием. Именно поэтому она и была продлена на год - чтобы мероприятия программы были профинансированы в полном объеме.
- Какая роль отводилась головным научным организациям и в первую очередь НИЦ "Курчатовский институт" при формировании национальной нанотехнологической сети?
Роль НИЦ "Курчатовский институт" была определена в президентской инициативе "Стратегия развития наноиндустрии в Российской Федерации". Она состоит прежде всего в обеспечении научной координации между участниками нанотехнологической сети. А задача головных научных организаций ННС - концентрация усилий на важнейших направлениях развития нанотехнологий и на решении ключевых научных задач в рамках указанных направлений. Например, ГНЦ "ВИАМ" координирует ННС в части разработки новых нанокомпозиционных материалов для различных отраслей российской промышленности, а ГНЦ "Прометей" - в области разработки инновационных конструкционных материалов, в частности для морских буровых платформ, трубопроводного транспорта и т.д.
- Кому и что это дает?
Прежде всего такой подход позволяет государству сконцентрировать ресурсы (а они, хотим мы того или нет, все равно ограничены) на решении приоритетных научно-технологических задач. При этом основная функция головных научных организаций ННС заключается в соединении приоритетов развития наноиндустрии с ключевыми задачами регионального и отраслевого развития. И, конечно, в обеспечении отраслевых и региональных интересов. В частности, это касается создания высокотехнологичных рабочих мест.
- Можно ли говорить, что цели, обозначенные четыре года назад, достигнуты? А если нет, то почему?
Абсолютно однозначно можно сказать, что главные цели достигнуты. Благодаря этой программе у нас за сравнительно короткий срок создана современная исследовательская и технологическая база наноиндустрии мирового уровня.
- Должно ли государство и дальше в приоритетном порядке финансировать из госбюджета это направление и в каком объеме?
Тут нельзя ответить односложно. Что касается финансирования фундаментальных исследований - это, безусловно, было, есть и будет функцией государств. А вот "замыкание" инновационной цепочки", то есть процесс превращения идей и разработок в коммерческую продукцию, должно быть заботой наукоемкой промышленности и бизнеса. Замечу, что по объемам бюджетного финансирования сферы нанотехнологий Россия сейчас на уровне США и других стран - лидеров. Но в отличие от нас в этих странах бизнес активно финансирует нанотехнологическую сферу, причем в объемах, зачастую превышающих объемы бюджетной господдержки. У нас же эти механизмы практически отсутствуют.
Именно это обстоятельство - отсутствие наукоемкого бизнеса - является, по моему убеждению, основным сдерживающим фактором развития наноиндустрии в нашей стране.
- В таком случае какие меры - радикального или корректирующего характера - предпринимались и должны предприниматься сейчас, чтобы выправить ситуацию?
Как уже сказано, главная проблема - отсутствие наукоемкого бизнеса и промышленности. Государство для исправления этой ситуации создало госкорпорацию "Роснано", ставшую теперь акционерным обществом. Этот "институт развития", как он изначально себя позиционировал, был призван временно заместить функцию (главным образом - спрос на новые разработки) еще не вполне сформировавшегося в нашей стране наукоемкого и высокотехнологичного бизнеса. И одновременно с этим - активизировать процессы формирования нанотехнологического промышленного сегмента. Уже сейчас "Роснано" инвестирует серьезные средства в целый ряд проектов по созданию масштабного производства нанотехнологической продукции. Другим важнейшим шагом в этом направлении стало создание Национального исследовательского центра "Курчатовский институт"...
- "Курчатовский институт" как исследовательский и научный центр существует давно. В чем новизна и значение этого шага?
На своем примере мы демонстрируем принципиально новую для нашей страны форму организации науки, которая бы соответствовала новому этапу развития научно-технологического комплекса, экономики и общества. А этот этап требует во всем междисциплинарного подхода. В первую очередь - при подготовке кадров для сферы высоких технологий вообще и нанотехнологического сегмента, в частности. Подготовка ученых, специалистов и инженеров в этой области должна быть основана на принципах и подходах, обеспечивающих формирование у этих специалистов междисциплинарного, конвергентного научного мировоззрения, новых научных подходов, соответствующих требованиям современной науки.
- И где же смогут готовить таких "уникумов"?
Факультеты, "заточенные" на сферу нанотехнологий, уже появились в некоторых вузах - например, в национальных исследовательских университетах МИФИ, МИЭТ и ряде других. Но эти новшества пока не носят глобального характера. В МИФИ изучаются нанотехнологические подходы в атомной энергетике, в МИЭТе - в микроэлектронике и материаловедении. Но это не касается общей методологии. И образование, и наука, и промышленность продолжают существовать в рамках старого отраслевого уклада, в прежней логике развития, улучшая технологии, создавая новые рынки, новые продукты, но не обеспечивая прорыва.
Изучение объектов и явлений на наноуровне повышает эффективность нефтеизвлечения
rusnor.org, 12.10.2011
Александр Яковлевич Хавкин, член Центрального правления НОР, рассказывает о нанотехнологиях для нефтегазового комплекса
Пристальный взгляд. Изучение объектов и явлений на наноуровне повышает эффективность нефтеизвлечения
Себестоимость добычи нефти и газа и количество рентабельно извлекаемых их запасов в последние десятилетия определяет экономические показатели многих развитых стран. Многие государства, боясь оказаться перед лицом нехватки углеводородного топлива, переходят на альтернативные виды энергетики – био-, ветроэнергетику и др., создают электромобили.
Вместе с тем, нанотехнологическая революция в нефтегазодобыче (учет особенностей движения наноразмерных объектов и проявления наноразмерных явлений в нефтегазовых пластах), качественно меняя технологические решения, привела к уверенности, что регулирование наноразмерных свойств нефтегазовых пластов позволит добиться высокоэффективного нефтегазоизвлечения и снижения ее себестоимости.
Макропроблемы решаемы на наноуровне
Нефтегазовыми натотехнологиями (НТ) являются те технологические решения, которые, за счет использования наноматериалов и регулирования наноявлений, позволяют увеличить энергоэффективность и снизить затраты в нефтегазовом комплексе. Вложения в НТ добычи нефти и газа способны обеспечить быстрейшую и максимальнейшую финансовую отдачу в сравнении со многими другими направлениями вложений средств и позволят, в значительной степени, выполнить стоящие перед мировой экономикой задачи.
Специалисты по физико-химии относят к НТ такие очень важные для нефтегазодобычи технологии, как регулирования смачиваемости, межфазного массообмена и состояния ультрадисперсных систем (глин, пленок жидкости на поверхности, мицеллярных растворов). В нанометровом масштабе (0,1-100 нм) проявляются нетипичные свойства жидкостей, например, резкое увеличение вязкости возле стенок нанокапилляров, изменение термодинамических параметров жидкости. Так, в нанопорах на границе раздела фаз образуются поверхностные заряды, наэлектризованные поверхности с характерным распределением заряда, известным как электрический двойной слой. Он может полностью перекрыть ширину нанопоры, что ведет к существенному изменению особенностей движения жидкости в нанопорах.
Найти подход к плотным коллекторам, облегчить строительство скважин
Кроме снижения себестоимости добычи нефти из уже разрабатываемых залежей, НТ позволят ввести в разработку залежи нефти с очень плотными коллекторами, для которых в настоящее время не существует рентабельных технологий разработки. Примерами наноколлекторов (средний радиус пор менее 100 нм) являются плотные породы баженовской свиты Западной Сибири, угольные и сланцевые пласты, граниты, породы фундамента во многих странах мира. Количество углеводородов в наноколлекторах огромно.
Управление молекулярной структурой подземных флюидов лежит в основе ряда микробиологических технологий увеличения нефтеотдачи. Так, аэробные углеводородокисляющие бактерии переводят в подвижное состояние молекулы парафиновых углеводородов нефти.
Особенно большие затраты уходят на строительство скважин. Нарушение герметичности цементного кольца приводит к преждевременному попаданию в продукцию скважин подошвенных вод, газо-водо-нефтеперетокам, загрязнению горизонтов с пресной водой и т.п. НТ улучшают свойства цементного камня. Его плотность увеличивается на 5%, прочность на разрыв – в 2,3 раза, что определяет стабильность цементного камня при перфорации, гидроразрыве, деформации колонн. Преимущества нанобетонов обусловлены особой структурой, формируемой вследствие самоорганизации цементного камня на наноуровне. В результате, цементный камень будет образовывать наноарматуру. Предложенная автором комбинация магнитной обработки и добавки наноматериалов улучшает качество нанобетонов в 2,5-3 раза.
НТ демонстрируют полезность в добыче и транспортровке
Отложения АСПО также приводят к увеличению затрат на добычу нефти. Эксперименты показали, что добавка нанопорошка на забое добывающей скважины уменьшает скорость роста АСПО почти в пять раз по сравнению с выпадением АСПО без добавки нанопорошка.
Высокая обводненность продукции приводит к значительным затратам на подъем воды. Уменьшение обводненности весьма экономически эффективно: снижение обводненности при опытно-промышленных работах (ОПР) НТ в Урало-Поволжье составляло 15-20%, увеличение дебитов по нефти – в 1,5-1,7 раз, технологический эффект составил 0,5-10 тыс. т дополнительно добытой нефти на одну обработанную скважину. На газовом месторождении (Уренгойском) эта НТ применялась на пяти скважинах для предотвращения пескопроявлений из-за преждевременного их обводнения. Технологический эффект составил 16 млн м3 на одну скважину.
Широкие перспективы для повышения эффективности нефтегазового комплекса имеют нанопокрытия: для гидрофобизации поверхностей; для пропитки асбеста, цемента, строительного кирпича и облицовочных материалов, металлических изделий с целью придания им химической стойкости, водоотталкивающих и антифрикционных, противоизносных свойств.
Значительные проблемы возникают при транспортировке углеводородов. На внутренней поверхности трубопроводов образуются отложения тяжелых углеводородов с соответствующими последствиями, что можно исключить, создав антиадгезионные поверхности из наноматериалов. Внешнее покрытие трубопроводов наноматериалами обеспечивает их антикоррозионную стойкость, водоотталкивание, существенно увеличивая срок службы, уменьшая аварийность.
Помощь в повышении нефтеотдачи, в борьбе с коррозией
На основе разработанной автором модели процесса вытеснения нефти с учетом ионообменных наноявлений между закачиваемой водой и глинистыми минералами были исследованы возможности регулирования свойств закачиваемой воды для повышения эффективности заводнения. Было показано, что в однородном нефтяном пласте закачка менее минерализованной, в сравнении с пластовой, воды ведет к увеличению как коэффициента вытеснения нефти из промытой водой зоны, так и коэффициента охвата пласта воздействием. В неоднородных пластах результат зависит от соотношения фильтрационных параметров пластов. Поэтому НТ, регулирующие свойства глинистых минералов имеют большое значение для повышения эффективности добычи нефти.
Одним из методов повышения нефтеотдачи является применение полимеров в качестве загущающих воду агентов. Однако вязкость полимерного раствора уменьшается, а сорбция полимера увеличивается, с увеличением минерализации воды, что делает неоднозначной оценку эффективности полимерного воздействия на нефтяной пласт. Поэтому высокая минерализация пластовых вод осложняет применение метода. Для повышения эффективности процесса было предложено регулировать пластовый ионный обмен закачкой предоторочки пресной воды. Такая НТ была осуществлена в России на ряде месторождений. Технологический эффект составил 400-1 100 т (в среднем 590 т) на одну тонну закачанного в пласт полимера.
Ограничения применения полимерных растворов в низкопроницаемых коллекторах были связаны с тем, что высокомолекулярные полимеры забивали пористую среду, препятствуя даже последующему движению воды. Эксперименты показали, что выбор полимерных систем с размерами агрегатов в нанодиапазоне позволяет повысить КИН в низкопроницаемых коллекторах на 0,2-0,25.
Как показали исследования, добавки наночастиц к закачиваемому пару позволяют повысить его теплоемкость, что повышает эффективность паротеплового воздействия на нефтяные пласты с высоковязкой нефтью.
Исследователи отмечают, что около 80% коррозионных поражений эксплуатационных скважин, включая обсадные трубы и другое оборудование, связано с деятельностью сульфатвосстанавливающих и других бактерий. Поэтому регулирование биологического состава используемых для добычи нефти и газа вод является одной из разновидностей НТ повышения эффективности разработки нефтегазовых месторождений.
В процессах водонефтеподготовки использование гидродинамических наноэффектов для разрушения бронирующих оболочек в эмульсиях позволяет обеспечить качественную подготовку продукции при снижении удельного расхода деэмульгатора в 1,5-2 раза и температуры процесса на 10-15 °С, что несет в себе огромный экономический эффект.
Газогидрат без затрат попутного газа
Одним из важнейших направлений развития мировой газовой промышленности является поиск рентабельной технологии разработки залежей газогидратов, поскольку ресурсы газа в газогидратной (ГГ) форме в десятки раз превышают уже открытые запасы углеводородов. Анализ структуры молекул газогидрата на наноуровне позволил автору с сотрудниками предложить протонный механизм его образования и разрушения, что было подтверждено экспериментально, и была обоснована рентабельная нанотехнология разработки залежей ГГ.
Интересны «обратные» НТ перевода газа в ГГ форму. Так, значительный интерес представляет перевод газа в газогидратное состояние и торговли им в таком виде. Норвежские исследователи, например, разработали технологию преобразования природного газа в газогидрат, позволяющую транспортировать его без использования трубопроводов и хранить в наземных хранилищах при нормальном давлении. Активно развивается это направление и в Японии.
Применение наноразмерного механизма образования и разложения ГГ позволило предложить новую снижающую энергозатраты «обратную» НТ перевода газа в газогидратную форму для его последующей транспортировки в газогидратном состоянии.
Кроме того, перевод газа в газогидратную форму позволит утилизировать попутный и низконапорный газ, которые в больших объемах сжигают на факеле, теряя высокоценный химический и энергетический продукт и загрязняя окружающую среду продуктами сгорания. Также перевод газа в газогидратную форму позволит утилизировать газ из угольных пластов.
Новое измерение
Исследование наноявлений так активно развивается, что предсказать все новые направления применения НТ невозможно. Но даже те результаты, которые известны уже сегодня, говорят о ряде новых направлений в технологиях разработки нефтегазовых месторождений и удешевлении затрат на доведение углеводородов до товарной продукции.
НТ могут также помочь в разработке новых методов измерений. Крошечные по размерам датчики можно разместить на любом оборудовании, в том числе и подземном. Тем самым можно резко повысить количество и качество информации о продуктивном пласте.
НТ могут использоваться, чтобы улучшить процесс бурения и разделения нефти и газа в пласте, для снижения веса буровых платформ и контроля за работой оборудования, уменьшения коррозии при высоких давлениях и температурах. НТ позволят улучшить эксплуатационные характеристики промыслового оборудования и технологических жидкостей, а для оптимизации использования НТ в нефтегазовом комплексе необходим мониторинг разработок в области мировой наноиндустрии.
Нанотехнологии гарантируют безопасность
По мнению работников компании Shell, нефтегазовые НТ позволят максимально увеличить ценности существующих активов, обеспечить возможность разработки новых ресурсов, создать условия для интеграции различных технологий и направлений бизнеса, повысить КИН.
Отметим, что экологические достижения основаны на технологических успехах. Так, снижение обводненности нефти уменьшает количество закачиваемой и добываемой с нефтью воды. Воздействие на нанопоры угля способно снизить аварийность шахтной добычи угля. Стабилизация неустойчивых коллекторов уменьшит аварийность при добыче нефти и газа. Продажа газа в газогидратном состоянии позволит избежать опасности бытовых взрывов газовых баллонов. Регулирование состояния многолетнемерзлых пород уменьшит аварийность скважин на Севере, а регулирование глубины переработки нефти снизит необходимый объем перерабатываемой нефти. Повышение качества цементирования скважин скажется на снижении вероятности попадания рабочих жидкостей в водоносные горизонты. Колоссальная экономия электроэнергии позволит направить ее на улучшение качества жизни людей.
Таким образом, нанотехнологическая революция в нефтегазовой отрасли изменяет представления об экономических перспективах углеводородной экономики и позволяет адекватно оценить направления и эффективность вложения средств в развитие новых знаний о нефтегазовых системах.
Алексей Бобцов: Ученым уже нет смысла уезжать из России
Взгляд, 13.10.2011
Алексей Бобцов, доктор технических наук, декан факультета компьютерных технологий и управления Санкт-Петербургского госуниверситета информационных технологий, механики и оптики прокомментировал итоги «митинга ученых», прошедшего в Москве
Доктор технических наук, декан факультета компьютерных технологий и управления Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики Алексей Бобцов напоминает, что условия работы ученых, особенно молодых, в России «стали разительно лучше» по сравнению с тем, что было в 1990-х.
«Сейчас есть множество грантов, финансирование науки осуществляется в совершенном ином объеме, созданы национальные исследовательские университеты. Поэтому появилась надежда, что ситуация с каждым годом будет только улучшаться», – заявил он.
Бобцов добавил, что он, к примеру, не собирается за рубеж для занятия научной деятельностью. «Я для себя эмиграцию не рассматриваю, да и люди, с которыми я работаю, тоже к этому не склонны. Не слышал, чтобы кто-то хотел уехать», – пояснил он.
Таким образом Бобцов выразил свое несогласие с тезисами своих коллег, собиравшихся в четверг на санкционированный митинг на Пушкинской площади в Москве. Организаторами «митинга ученых» выступили профсоюз сотрудников РАН, инициативная группа молодых ученых, инициативная группа студентов, аспирантов и преподавателей МГУ, профсоюзная организация «Учитель», Российский студенческий союз (РСС).
Участники митинга требовали корректировки политики в научной сфере, в частности поправок в федеральный закон о госзакупках, который, по их мнению, тормозит финансирование научных исследований.
Руководитель профсоюза сотрудников РАН Виктор Калинушкин пояснил, что этот закон не дает возможности тратить деньги на научные эксперименты и делает бессмысленной процедуру получения грантов.
«Это закон выводит на первый план не качество работы, а ее стоимость. Цель нашего мероприятия – добиться увеличения фонда финансирования, корректировки законов, которые не позволяют нам свободно работать», – заявил он.