С целью поиска источников нефти и газа глубоких слоев в Азербайджане были проведены геологоческие и геофизические исследования, позволяющие выявить научные критерии, которые могут быть основанием для будущего исследования. Было установлено, что основные месторождения нефти и газа связаны с Южным Каспием и Курским бассейном, которые подвергались интенсивному углублению во время мезокайнозойской эры.
  Высокая перспективность залежей в центральной части и в глубоких слоях пока не вызывает подозрения у исследователей, однако количественного подтверждения данного факта пока еще нет.
  Известно, что разведка, добыча и оценка потенциала нефтяных и газовых месторождений сильно зависят от собранной информации о петрофизических характеристиках слоев, встречающихся в геологическом  профиле.
  С этой точки зрения оценка должна проводиться в  нефтяных и газовых регионах Южно-Каспийской впадины, где отложения мезозоя и кайнозоя широко распространены.
Были исследованы различные геолого-геофизические и физические аспекты, которые влияют на коллекторский потенциал нефтяных, газовых и  газоконденсатных месторождений в данном районе. Проведенные исследования по палеопрофилям показывают, что вдоль антиклинальной линии Кюрдаханы-Шах-дениз на северо-западе данного района  залегают плиоценово-антропогеновые отложения небольшой мощности от 100 до 200 м.  Толщина этих отложений увеличивается в сторону Гум адасы до 3600 м, а на Шах-денизе – до 6000 м. В пределах синклинальных складок толщина упомянутых скоплений достигает 3000 м на северо-западе, а в районе Шах-дениз – 10 000 м.
  Таким образом, не имея достаточных знаний относительно коллекторских характеристик страты, невозможно оценить залежи углеводородов и объемы производства, а также поменять направление обследования. Помимо геолого-геофизических исследований, проведенных в этой области, были изучены литолого-петрографические и коллекторские характеристики для определения изменений содержания углерода, пористости, проницаемости, плотности, гранулярного состава и скорости звуковых волн вышеупомянутой страты. Соответственно, была составлена таблица, отражающая коллекторские характеристики месторождения, в которой также определены минимальные, максимальные и средние пределы физических свойств пород. Рассмотрена зависимость коллекторских свойств от глубины залегания и от других физических факторов.
  Ключевые  слова: петрофизика, плотность, распространение ультразвуковых волн, пористость, скважина, породы, глубина, нефть, газ, залежь, критерии, карбонатность, прогиб, бурение, геофизика, нефтегазонакопления.

Гурбанов Вагиф Шыхы оглы
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
vagifqurbanov@mail.ru
AZ1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

Султанов Латиф Агамирза оглы
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
latif.sultan@mail.ru
AZ1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

Валиев Самир Аламшах оглы
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности
vesgb8@bp.com
AZ1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

Бабаева Малахат Тофиг кызы
Азербайджанская государственная нефтяная академия
melahetaslanova@mail.ru
AZ1010, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

1. Геология нефтяных и газовых месторождений Азербайджана / А.А. Али-заде, Г.А. Ахмедов, А.М. Ахмедов, А.К. Алиев, М.М. Зейналов. – М.: Недра, 1966. – 390 с.
2. Юсифзаде Х.Б. Применение современных технологий в области разведки и добычи нефтегазовых месторождений в Азербайджане // Azərbaycan Neft Təsərrüfatı. – 2013. – № 7–8. – С. 3–13.
3. Бабазаде Б.Х., Путкарадзе Л.А. О поисках залежей газа и нефти в прибрежной морской зоне Апшеронского полуострова и Бакинского архипелага // Геология нефти и газа. – 1961. – № 10. – С. 7–11.
4. Методика выявления дифференциации запасов нефти / Б.А. Багиров, А.А. Нариманов, С.А. Назарова, А.М. Салманов, М.К. Гаса­налиев. – Баку: Realcom BM, 2001. – 34 с.
5. Али-Заде А.А., Салаев С.Г., Алиев А.И. Научная оценка перспектив нефтегазоносности Азербайджана и Южного Каспия и направление поисково-разведочных работ. – Баку: Элм, 1985. – 250 с.
6. Гурбанов В.Ш., Султанов Л.А., Аббасова Г.Г. Литолого-петрографические и коллекторские свойства мезокайнозойских отложений Прикаспийско-Губинского нефтегазоносного района // Геофизические новости Азербайджана. – 2014. – № 3–4. – С. 10–13.
7. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых / под ред. Н.Б. Дортман. – М.: Недра, 1976. – 527 с.
8. Составление каталога коллекторских свойств мезокайнозойских отложений месторождений нефти и газа и перспективных структур Азербайджана: отчет Научно-исследовательского института геофизики № 105-2009 / Фонды Управления геофизики и геологии. Баку, 2010.
9. Рачинский М.З., Чилингар Дж. Результаты геолого-разведочных работ 1990–2005 гг., геологические аспекты перспектив и количественная оценка // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 2007. – № 1. – С. 7–15.
10. Алиев А.И. Всё о нефти. – Баку, 2013. – 284 с.
11. Месторождения нефти и газа и перспективные структуры Азербайджанской ССР / А.И. Алиев, Ф.М. Багир-заде [и др.]. – Баку: ЭЛМ, 1985. – 107 с.
12. Багир-заде Ф.М. Формирование среднеплиоценовых залежей нефти и газа в акваториальной части Южно-Каспийской впадины. – Баку: Азернешр, 1969. – 116 с.
13. Керимов К.М., Рахманов Р.Р., Хеиров М.Б. Нефтегазоносность Южно-Каспийской мегавпадины. – Баку: Адыльоглы, 2001. – С. 317.
14. О результатах петрофизических исследований отложений продуктивной толщи нефтегазоносных площадей Бакинского архипелага / М.С. Бабаев, Л.А. Султанов, Ш.А. Ганбарова, Т.А. Алиева // Известия высших технических учебных заведений Азербайджана. – 2014. – № 2. – С. 7–12.
15. Мехтиев У.Ш., Хеиров М.Б. Литолого-петрографические особенности и коллекторские свойства пород калинской и подкирмакинской свит Апшеронской нефтегазоносной области Азербайджана. – Баку, 2007. – Ч. 1. – С. 238.

  Статистически обосновано, что в условиях неопределенности геологической информации целесообразной является разработка надежных статистических оценок коэффициентов извлечения нефти, которые могут выполняться оперативно. Особенно это представляется актуальным при проектировании и уточнении нефтеотдачи объектов разработки на стадии планирования поисковых и геолого-разведочных работ. Основой таких экспресс-оценок являются геолого-технологические условия разработки залежей.
  Для территории северо-востока Волго-Уральской нефтегазоносной провинции для визейских эксплуатационных объектов проведен анализ достоверности применения существующих моделей оценки коэффициента извлечения нефти. Рассмотрены возможности применения ряда методик в условиях разработки визейских эксплуатационных объектов с поддержанием пластового давления и на естественном режиме. В целом результаты расчетов позволяют говорить о существенных отклонениях оцененной по ним нефтеотдачи в сравнении с утвержденными проектными значениями.
  Разработана методика оценки коэффициентов извлечения нефти, адаптированная к современным условиям разработки залежей северо-востока Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Обосновано, что анализ необходимо выполнять раздельно для залежей, разрабатываемых с поддержанием пластового давления и на естественном режиме. С помощью методов статистической обработки установлены геолого-технологические информативные показатели, влияющие на конечную нефтеотдачу пластов. Прогнозная оценка нефтеотдачи выполнена на основе многомерных статистических зависимостей, аргументами в которых являются геолого-технологические показатели разработки.
  Зависимости для удобства их использования на практике в соответствии с геологической изученностью залежей построены в 2 вариантах. В первом случае в качестве исходной информации использованы только геологические показатели, что позволяет выполнять прогнозную оценку нефтеотдачи для проектов поисков месторождений нефти. Второй тип статистических моделей дополнительно включает технологические показатели разработки, что позволяет с большей достоверностью прогнозировать проекты геолого-разведочных работ.
  Полученные в работе модели в значительной степени уточняют прогноз нефтеотдачи для визейских залежей, позволяя повысить достоверность выполнения геолого-экономической оценки проектов поисковых и геолого-разведочных работ.
  Ключевые слова: визейские залежи, выработка запасов нефти, геолого-разведочные работы, геолого-технологические показатели, коэффициент извлечения нефти, эксплуатационный объект.

Кошкин Константин Александрович
АО «РИТЭК»
koshkin@uraloil.com
115035, г. Москва, Большая Ордынка, 3

Галкин Сергей Владиславович
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
doc_galkin@mail.ru
614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29

1. Методика вероятностной оценки геологических рисков при поисках нефтяных месторождений для территорий с высокой плотностью промышленных открытий / А.Р. Курчиков, В.Н. Бородкин, С.В. Галкин, В.И. Галкин, А.В. Растегаев // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2013. – № 10. – С. 4–13.
2. Rose P.R. Risk analysis and management petroleum exploration ventures. AAPG. Methods in Texas, USA, 2003. 164 p.
3. Халимов К.Э. Переход на международную классификацию запасов нефти – требование времени // Нефть, газ и бизнес. – 2002. – № 5. – С. 10–13.
4. Эддоус М., Стенсфилд Р. Методы принятия решений: пер. с англ. – М.: Аудит, 1997. – 590 с.
5. Brock W., Rothschild M., Stiglitz E. Stochastic capital theory // Joan Robinson and modern economic theory / ed. G. Ferwel. – New Jork, 1988. – 245 p.
6. Муслимов Р.Х. Методы повышения эффективности разработки нефтяных месторождений на поздней стадии // Нефтяное хозяйство. – 2008. – № 3. – С. 30–34.
7. Галкин С.В., Кошкин К.А., Поплаухина Т.Б. Анализ структуры фонда эксплуатационных объектов при оперативной оценке остаточных запасов нефти // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2009. – № 10. – С. 37–39.
8. РД 153-39-007-96. Регламент составления проектных технологических документов на разработку нефтяных и газовых месторождений. – М., 1996. – 202 с.
9. Воеводкин В.Л., Галкин С.В., Поплыгин В.В. Прогнозирование дебитов нефти при технико-экономическом обосновании проектов освоения и поисков месторождений территории ВКМКС // Нефтепромысловое дело. – 2010. – № 7. – С. 45–48.
10. Поплаухина Т.Б., Азанова С.С., Крылов Д.Ю. Использование метода кривой водонефтяного отношения WOR и характеристик вытеснения для проверки извлекаемых запасов, рассчитанных по международным стандартам // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. – 2007. – № 9. – С. 14–17.
11. Коэффициент извлечения нефти: расчет и реальность / Т.Б. Поплаухина, И.В. Якимова, Т.Н. Матвейкина, А.И. Савич // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. – 2005. – № 5–6. – С. 16–20.
12. Галкин В.И., Савич А.И., Акимов И.А. Дифференциация визейских объектов разработки для построения моделей определения коэффициентов извлечения нефти // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2007. –  № 5. – С. 9–14.
13. Permeability dependency on stiff and compliant porosities: a model and some experimental examples / S. Shapiro, G. Khizhniak, V. Plotnikov, R. Niemann, P. Ilushin, S. Galkin // Journal of Geophysics and Engineering. – 2015. – № 12. – С. 376–385. DOI: http: //dx.doi.org/10.1088/1742-2132/12/3/376.
14. Опыт применения методики оценки коэффициента нефтевытеснения при проектировании разработки нефтяных месторождений Пермского края / Г.П. Хижняк, Т.Б. Поплаухина, С.В. Галкин, А.А. Ефимов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2009. – № 8. – С. 49–54.
15. Галкин В.И., Кривощеков С.Н. Обоснование направлений поисков месторождений нефти и газа в Пермском крае // Научные исследования и инновации. – 2009. – Т. 3,  № 4. – С. 3–7.
16. Илюшин П.Ю., Галкин С.В. Возможности учета технологических показателей разработки нефтяных месторождений при прогнозе динамики обводненности продукции добывающих скважин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2012. –  № 4. – С. 64–74.

  Практика цементирования скважин с горизонтальными и наклонными участками показывает, что расслоение цементного раствора у верхней границы ствола скважины приводит к возникновению заколонных перетоков при ее эксплуатации. Это существенно снижает эффективность разработки залежи в целом. Одной из основных причин появления заколонных перетоков является применение тампонажных составов, не удовлетворяющих условиям скважины. Очевидно, что основным способом повышения качества цементирования скважин является изменение свойств тампонажного раствора путем регулирования его состава. Введение различных добавок позволяет в известной степени изменять основные характеристики цементного раствора, причем некоторые из них изменяются в диаметрально противоположном направлении, улучшение одних свойств неизбежно приводит к ухудшению других. Высокая седиментационная устойчивость и прокачиваемость тампонажного раствора как раз являются одними из таких свойств. При цементировании бокового ствола высокая степень прокачиваемости тампонажного раствора является основным требованием к его составу. В условии малого кольцевого пространства забойное давление при закачке цементного раствора может достигать значений, превышающих давления поглощения и гидроразрыва пласта, что сказывается на успешности операции по креплению бокового ствола и дальнейшей продуктивности скважины. Ввиду малого размера получаемого цементного кольца тампонажный камень также должен обладать повышенными прочностными характеристиками.
  В работе представлены результаты исследования влияния различных минеральных добавок на свойства тампонажного раствора. Предложены составы седиментационно устойчивых расширяющихся высокоподвижных тампонажных композиций для крепления наклонных и горизонтальных скважин и боковых стволов.
  Ключевые слова: цементирование горизонтальных скважин, боковые стволы, тампонажный раствор, седиментация, продуктивность скважины, гидроразрыв пласта, полимеры, расширяющиеся тампонажные материалы, обсадная колонна, призабойная зона пласта, поверхностно-активные вещества, пластификаторы, адгезия, контракция, гидратация.

Кожевников Евгений Васильевич
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
kozhevnikov_evg@mail.ru
199106, г. Санкт-Петербург, Васильевский о-в, 21-я линия, 2

1. Мелехин А.А. Тампонажные работы в нефтяных и газовых скважинах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2011. – № 1. – С. 62–67.
2. Куницких А.А., Чернышов С.Е., Крапивина Т.Н. Тампонажные составы для проведения ремонтно-изоляционных работ на нефтедобывающих скважинах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2011. – № 1. – С. 53–61.
3. Рябоконь С.А., Ашрафьян М.О., Гринько Ю.В. Седиментационно-устойчивые тампонажные составы для цементирования горизонтальных и пологих скважин // Нефтяное хозяйство. – 2003. – № 4. – С. 98–101.
4. Горонович С.Н., Цыцымушкин П.Ф., Коновалов Е.А. Тампонажные растворы для крепления наклонно направленных и горизонтальных скважин // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. – 2001. – № 2. – С. 31–32.
5. Николаев Н.И., Кожевников Е.В. Повышение качества крепления скважин с горизонтальными участками // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2014. – № 11. – С. 29–37. DOI: 10.15593/2224-9923/2014.11.3.
6. Данюшевский В.С. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. – М.: Недра, 1978. – 293 с.
7. Химия и технология специальных цементов / И.В. Кравченко, Т.В. Кузнецова, М.Т. Власова, Б.Э. Юдович. – М.: Стройиздат, 1979. – 208 с.
8. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин Л.В. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. – М.: Стройиздат, 1977. – 319 с.
9. Исследование влияния седиментации тампонажного раствора на свойства получаемого цементного камня / Е.В. Кожевников, Н.И. Николаев, О.А. Ожгибесов, Р.В. Дворецкас // Нефтяное хозяйство. – 2014. – № 6. – С. 23–25.
10. Чернышов С.Е., Турбаков М.С., Крысин Н.И. Основные направления повышения эффективности строительства боковых стволов // Нефтяное хозяйство. – 2011. – № 8. – C. 98–100.
11. Мелехин А.А., Чернышов С.Е., Турбаков М.С. Расширяющиеся тампонажные составы для ликвидации поглощений при креплении обсадных колонн добывающих скважин // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 3. – С. 50–52.
12. Лохер Ф.В. Исследование механизма гидратации цемента // 6-й Международный конгресс по химии цемента. – М.: Стройиздат, 1974. – С. 122–133.
13. Fujii K., Kondo W., Wataabe T. The hydration of portland cement immediately after mixing water // Cement-Klak-Gips. – 1970. – № 2.
14. Чернышов С.Е. Совершенствование технологии строительства дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин // Нефтяное хозяйство. – 2010. – № 6. – С. 22–24.
15. Ulm F.-J., Coussy O. Strength growth as chemo-plastic hardening in early age concrete // Journal of Engineering Mechanics. – 1996. – Vol. 122, № 12. – P. 1123–1132.

  Характерной особенностью геологического строения фаменской залежи Озерного месторождения является наличие зон распространения коллектора трещинного типа. Материалы гидродинамических исследований скважин при неустановившихся режимах, обработанные в соответствии с моделью Уоррена–Рута, позволили установить, что скважины, в областях дренирования которых по Уоррену–Руту диагностируется трещиноватость, образуют зону, направленную с юго-запада на северо-восток. Для доказательства существования зон распространения разных типов коллекторов выполнен статистический анализ; при этом дополнительно привлечены геолого-физические параметры пласта (абсолютная отметка кровли, толщина, проницаемость) и некоторые показатели эксплуатации скважин (начальный дебит, коэффициент продуктивности), а также данные литолого-фациального анализа данного объекта по керну и сейсмическим атрибутам.
  В работе определены интервальные вероятности принадлежности к классу трещинных и поровых коллекторов, а средние значения интервалов варьирования сопоставлялись с интервальными вероятностями. По этим данным высчитывались парные коэффициенты корреляции и строились уравнения регрессии по всем изучаемым показателям. Соотношения между значениями вероятностей и значениями привлеченных показателей отражены графически. Анализ данных графиков позволяет сделать вывод о вероятности наличия трещинного коллектора для различных значений используемых в работе геолого-физических показателей. Для построения наиболее оптимальной модели прогноза с помощью индивидуальных вероятностей вычислены значения обобщенной вероятности, построена схема ее изменения по площади залежи. Анализ этой схемы показывает, что принадлежность скважин к определенному классу пустотности, определенная по данным кривых восстановления давления в соответствии с моделью Уоррена–Рута, в значительной мере подтверждается данными, полученными по характеристикам пласта. Разработанная методика выделения типов коллекторов обладает рядом преимуществ, может быть реализована и на других близких по геологическому строению и нефтегазоносности месторождениях.
  Ключевые слова: Соликамская депрессия, фаменская залежь, трещинный коллектор, поровый коллектор, гидродинамические исследования, кривая восстановления давления, методы обработки, модель Уоррена–Рута, литолого-фациальные зоны, статистический анализ, вероятностный подход, вероятность принадлежности к классу, оптимальная модель прогноза, индивидуальная вероятность, схема изменения вероятности по площади залежи.

Галкин Владислав Игнатьевич
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
vgalkin@pstu.ru
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

Пономарева Инна Николаевна
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
pin79@yandex.ru
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

Черепанов Сергей Сергеевич
ООО «ЛУКОЙЛ–ПЕРМЬ»
sergej.s.cherepanov@lukoil.com
614000, г. Пермь, ул. Ленина, 62

1.  Митрофанов В.П., Злобин А.А. Остаточная нефтенасыщенность и особенности порового пространства карбонатных пород / ООО «ПермНИПИнефть». – Пермь, 2003. – 240 с.
2. Денк С.О. Проблемы трещиноватых продуктивных объектов. – Пермь: Электронные издательские системы, 2004. – 334 с.
3. Houze O., Viturat D., Fjaere O.S. Dynamic data analysis. – Paris: Kappa Engineering, 2008. – 694 p.
4. Пономарева И.Н. К обработке кривых восстановления давления низкопродуктивных скважин // Нефтяное хозяйство. – 2010. – № 6. – С. 78–79.
5. Черепанов С.С., Мартюшев Д.А., Пономарева И.Н. Оценка фильтрационно-емкостных свойств трещиноватых карбонатных коллекторов месторождений Предуральского краевого прогиба // Нефтяное хозяйство. – 2013. – № 3. – С. 62–65.
6. Тиаб Дж., Доналдсон Эрл Ч. Петрофизика: теория и практика изучения коллекторских свойств горных пород и движения пластовых флюидов: пер. с англ. – М.: Премиум Инжиниринг, 2009. – 868 с.
7. Warren J.E., Root P.J. The behavior of naturally fractured reservoirs // Soc. Petrol. Eng. J. – 1963. – Vol. 3, is. 3. – Р. 245–255. DOI: 10.2118/426-PA.
8. Tiab D. Modern core analysis. Vol. 1. Theory, core laboratories, houston. – Texas, 1993. – 200 p.
9. Определение параметров трещиноватости пород на основе комплексного анализа данных изучения керна, гидродинамических и геофизических исследований скважин / С.С. Черепанов, И.Н. Пономарева, А.А. Ерофеев, С.В. Галкин // Нефтяное хозяйство. – 2014. – № 2. – С. 94–96.
10. Черепанов С.С. Комплексное изучение трещиноватости карбонатных залежей методом Уоррена–Рута с использованием данных сейсмофациального анализа (на примере турне-фаменской залежи Озерного месторождения) // Вестник Пермского национального исследовательского университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2015. – № 14. – С. 6–12. DOI: 10.15593/2224-9923/2015.14.1
11. Галкин В.И., Галкин С.В., Воеводкин В.Л. Построение статистических моделей оценки коэффициента извлечения нефти для эксплуатационных объектов пермского Прикамья // Нефтяное хозяйство. – 2011. – № 2. – С. 86–88.
12. Путилов И.С. Разработка технологий комплексного изучения геологического строения и размещения месторождений нефти и газа. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 285 с.
13. Путилов И.С., Галкин В.И. Применение вероятностного статистического анализа для изучения фациальной зональности турне-фаменского карбонатного комплекса Сибирского месторождения // Нефтяное хозяйство. – 2007. – № 9. – С. 112–114.
14. Вилесов А.П. Разнообразие типов трещиноватости в верхнедевонских органогенных постройках Березниковской карбонатной платформы (Пермский край) // Рифы и карбонатные псефитолиты: материалы Всероссийского литологического совещания. – Сыктывкар: Геопринт, 2010. – С. 45–47.
15. Разработка модели строения Озерного месторождения на основе литобиофациального анализа и петрофизических исследований: отчет по договору № 207 / отв. исп. А.П. Вилесов. – Пермь, КамНИИКИГС, 2004.

  С использованием решеточной модели диффузионно-лимитированной агрегации Виттена–Сандера проведено моделирование роста асфальтенового кластера и определена его фрактальная размерность, равная 1,687 ед. Впервые проведено измерение фрактальной размерности асфальтенового ядра комплексов сложных структурных единиц (ССЕ) нефти различного геологического возраста, которая изменяется от 1,604 до 2,223 ед. Установлено, что фрактальная размерность ядра коррелирует с возрастом сорта нефти и монотонно увеличивается вниз по разрезу залежи. Показано, что фрактальная размерность структуры асфальтеновых агрегатов является интегральным генетическим признаком дифференциации природной нефти по степени ее «созревания». Экспериментально установлена корреляционная зависимость снижения фрактальной размерности от энергии активации дисперсионной среды и содержания асфальтенов. С использованием метода ядерного магнитного резонанса проведена оценка средней плотности асфальтенового ядра в нефти in situ без операции осаждения асфальтенов гексаном или петролейным эфиром. Установлено снижение фрактальной плотности ядра с ростом его радиуса, которая коррелирует не с геологическим возрастом, а со средней плотностью групп нефти. На основе анализа представительной выборки, включающей 353 пробы нефти Пермского края, проведен мониторинг строения ССЕ и впервые выделены характерные интервалы размеров ядра с различным механизмом агрегации асфальтеновых комплексов ССЕ. На интервале радиуса асфальтенового ядра 20–28 нм впервые установлен фазовый переход, сопровождающийся сохранением удельной поверхностной энергии на границе «сольватный слой – ядро». Увеличение толщины сольватной оболочки с ростом размеров ядра приводит к аномальному снижению динамической вязкости нефти в среднем на 37,5 % отн. Полученные результаты могут быть использованы при разработке современных методов управления свойствами нефтяных дисперсных систем при добыче нефти и ее переработке.
  Ключевые слова: метод ядерного магнитного резонанса, структура нефтяных дисперсных систем, размеры асфальтенового ядра и сольватной оболочки, агрегация асфальтенов, фрактальная размерность и плотность ядра.

Злобин Александр Аркадьевич
Пермский национальный исследовательский политехнический  университет
zlobinAA55@gmail.com
614990, г. Пермь, Комсо­мольский пр., 29

1. Злобин А.А. Экспериментальные исследования процессов агрегации и самосборки наночастиц в нефтяных дисперсных системах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтяное и горное дело. – 2015. – № 15. – С. 57–72. DOI: 10.15593/2224-9923/2015.15.7.
2. Злобин А.А. Теория и практика применения ядерного магнитного резонанса в физике нефтяного пласта. – Пермь: Издательство ПМ, 2015. – 272 с.
3. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н. Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. – 192 с.
4. Сюняев З.И., Сюняев Р.З., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. – М.: Химия, 1990. – 224 c.
5. Mandelbrot B.B. Fractals: form, chance and dimension. – San Francisco: W.H. Freeman &Co, 1977. – 365 p.
6. Федер Е. Фракталы: пер. с англ. – М.: Мир, 1991. – 260 с.
7. Смирнов Б.М. Фрактальные кластеры // Успехи физических наук. – 1986. – Т. 149, № 2. – С. 178–219.
8. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. – М.: Наука, 1991. – 136 с.
9. Ролдугин В.И. Свойства фрактальных дисперсных систем // Успехи химии. – 2003. – Т. 72, вып. 11. – С. 1027–1054.
10. Структурная организация нефтяных дисперсных систем / И.З. Мухаметзянов, И.Р. Кузеев, В.Г. Воронов, С.И. Спивак // Доклады АН СССР. – 2002. – Т. 387, № 3. – С. 353.
11. Хеерман Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике: пер. с англ. – М.: Наука, 1990. – 176 с.
12. Булавин Л.А., Выгорницкий Н.В., Лебовка Н.И. Компьютерное моделирование физических систем. – Долгопрудный: Интеллект, 2011. – 352 с.
13. Witten T.A., Sander L.M. Diffusion limited aggregation, a kinetic critical phenomenon // Physical Review Letters. – 1981. – Vol. 47, is. 19. – P. 1400–1403. DOI: 10.1103/PhysRevLett.47.1400.
14. Коблова А.З., Иванова Э.В. ИК-спектры поглощения нефтей Прикамья // Труды Камского отделения ВНИГНИ. – Пермь: Пермское книжное издательство, 1973. – Вып. 123. – С. 457–461.
15. Глущенко В.Н., Силин М.А., Герин Ю.Г. Нефтепромысловая химия. Т. V. Предупреждение и устранение асфальтеносмолопарафиновых отложений. – М.: Интерконтакт–Наука, 2009. – 475 c.
16. Ганеева Ю.М., Юсупова Т.Н., Романов Г.В. Асфальтеновые наноагрегаты: структура, фазовые превращения, влияние на свойства нефтяных систем // Успехи химии. – 2011. – Т. 80, № 10. – С. 1034–1050. DOI: 10.1070/RC2011v080n10ABEH004174.
17. Евдокимов И.Н., Елисеев Н.Ю. Особенности вязкого течения жидких сред со смолисто-асфальтеновыми веществами // Химическая технология топлив и масел. – 1999. – № 6. – С. 32–34.
18. Евдокимов И.Н., Лосев А.П. Нефтяные нанотехнологии – преодоление стереотипов // Нефтяное хозяйство. – 2008. – № 8. – С. 78–81.
19. Злобин А.А., Протопопов А.А. Структурно-энергетический метод выбора ингибиторов парафиновых отложений // Нефтяное хозяйство. – 2014. – № 6. – С. 48–51.

  Как показывает мировая практика, процесс добычи, подготовки и транспорта нефти зачастую сопровождается образованием асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутренней поверхности нефтепромыслового оборудования, которое значительно снижает полезное сечение насосно-компрессорных труб, нефтепроводов. Толщина образующихся отложений со временем увеличивается, что ведет к увеличению гидравлических сопротивлений при движении жидкостей или газожидкостных смесей, приводит к сбою в работе скважин, контрольно-измерительных приборов и трубопроводных систем сбора и транспорта нефти. Интенсивное образование АСПО может привести к полному перекрытию подъемных труб и кольцевых каналов в затрубном пространстве на определенных участках, что вызывает необходимость проведения подземных ремонтов в целях депарафинизации скважин.
  В статье проанализирован механизм образования асфальтосмолопарафиновых отложений на внутренней поверхности нефтепроводов. Показано, что такие факторы, как давление, температура, характер смачиваемости омываемых поверхностей, скорость движения нефти при транспортировке в трубопроводах, содержание смол, асфальтенов и твердых парафинов в составе пластовой нефти, играют ключевую роль в образовании асфальтосмолопарафиновых веществ.
  Предложено устройство для очистки нефтепроводов от асфальтосмолопарафиновых отложений с обоснованными преимуществами перед аналогами. С целью улучшения качества и ускорения процесса очистки внутренней поверхности трубопровода перед устройством необходимо создать маловязкий мелкодисперсный поток жидкости с частицами парафинов, ржавчины и механических примесей. Размельченная твердая фаза перед устройством смешивается с перекачиваемой жидкостью и, образуя гомогенизированный поток, уносится по направлению движения. Показано, что устройство повышает надежность работы и срок службы трубопровода, обеспечивает качественную очистку трубопровода в местах его искривлений, а также требует низких затрат на производство.
  Ключевые слова: отложения асфальтосмолопарафиновых веществ, нефтепровод, методы борьбы с отложениями парафина, очистительное устройство, повышение эффективности очистки нефтепроводов.

Турбаков Михаил Сергеевич
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
turbakov@mail.ru
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

Рябоконь Евгений Павлович
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
riabokon.evgenii@gmail.com
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

1. Creek J.L., Wang J., Buckley J.S. Verification of asphaltene-instability-trend (ASIST) predictions for low-molecular-weight alkanes // SPE Production and Operations. – 2009. – 24 (2). – P. 360–368. DOI: 10.2118/125203-PA.
2. Ali S.A., Durham D.K., Elphingstone E.A. Test identifies acidizing-fluid/crude compatibility problems // Oil and Gas Journal. – 1994. – 13. – P. 47–51.
3. Venkatesan R., Fogler H.S., Singh P. Delineating the pour point and gelation temperature of waxy crude oils // SPE Journal. – 2002. – Vol. 7, is. 4. – P. 349–352. DOI: 10.2118/72237-PA
4. Эффективность мероприятий по предупреждению образования и удалению асфальтеносмолопарафиновых отложений при эксплуатации нефтедобывающих скважин в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» / В.А. Мордвинов, М.С. Турбаков, А.В. Лекомцев, Л.В. Сергеева // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2008. – 8. – С. 78–79.
5. Truthout [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.truth-out.org/news/item/14693-when-pigs-dont-fly-trouble-on-the-trans-alaska-pipeline (дата обращения: 03.08.2015).
6. Pipeline and Gas Journal [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.pipelineandgasjournal.com/chemically-assisted-pipeline-cleaning-pigging-operations (дата обращения: 03.08.2015).
7. TRANSASIA pipeline services [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.transasiapipelines.com/experience.php (дата обращения: 03.08.2015).
8. Shana news service [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.shana.ir/en/newsagency/220643/IGAT-1-Gas-Transmission-at-8-7-bcm (дата обращения: 03.08.2015).
9. Offshore magazine [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.offshore-mag.com/articles/print/volume-63/issue-5/news/bp-taps-ldhis-for-etap-flow-assurance.html (дата обращения: 03.08.2015).
10.  Pigging operation of single production lines is deepwater fields / S. Taxy, N. Pinto, E. Ratabouil, E. Bixquert, G. Trucy // Offshore Technological Conference, Houston, Texas, USA, 4–7th of May 2009. – Houston, 2009. DOI: 10.4043/19941-MS.
11. Ashoke K.B. Analysis of the on stream pigging project of Bakhrabad-Chittagong (175 km, 24’’dia) high pressure gas transmission pipeline. Master of Petroleum Engineering / Bangladesh University of Engineering and Technology. – Bangladesh, 2011.
12. Well servicing magazine [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.wellservicingmagazine.com/featured-articles/2008/01/techniques-for-removing-wax-deposits/ (дата обращения: 03.08.2015).
13. Джолдасов С.К., Сарбасова Г.А., Бекмуратов М. Новый способ очистки нефтепроводов от примесей с большим содержанием парафина [Электронный ресурс]. – URL: http: //refio.ru/doc_97922f28a141580e20c5b69ca3dc0d92.html (дата обращения: 12.08.2014).
14. Herman J., Ivanhoe K. Paraffin, asphaltene control practices surveyed // Oil and Gas Journal. – 1999. – Vol. 97, is. 28. – P. 61–63.
15. Hunt A. Fluid properties determine flow line blockage potential // Oil and Gas Journal. – 1996. – Vol. 94, is. 29. – P. 62–66.
16. Мордвинов В.А., Турбаков М.С., Ерофеев А.А. Методика оценки глубины начала интенсивной парафинизации скважинного оборудования // Нефтяное хозяйство. – 2010. – 7. – С. 112–115.
17. Турбаков М.С. Обоснование и выбор технологий предупреждения и удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений в скважинах (на примере нефтяных месторождений пермского Прикамья): автореф. дис. … канд. техн. наук. – СПб., 2011.
18. Турбаков М.С., Чернышов С.Е., Устькачкинцев Е.Н. Анализ эффективности технологий предупреждения образования асфальтосмолопарафиновых отложений на месторождениях пермского Прикамья // Нефтяное хозяйство. – 2012. – 7. – Р. 122–123.
19. Тронов В.П. Механизм образования смолопарафиновых отложений. – М.: Недра, 1970. – 192 с.
20. McClaflin G., Whitfill D.L. Control of paraffin deposition in production operations // Journal of Petroleum Technologies. – 1984. – Vol. 36, is. 11. – P. 1965–1970. DOI: 10.2118/12204-PA.
21. Yuki E.T., Marr Jr., Andrew W. Process solves paraffin buildup in tubing // Oil and Gas Journal. – 1988. – Vol. 86, is. 32. – P. 68–70.
22. McClaflin G.G., Clark C.R., Sifferman T.R. Replacement of hydrocarbon diluents with surfactant and water for the production of heavy, viscous crude oil // Journal of Petroleum Technologies. – 1982. – Vol. 34, is. 10. – P. 2258–2264. DOI: 10.2118/10094-PA.
23. Misra S., Baruah S., Singh K. Paraffin problems in crude oil production and transportation: a review // SPE Production and Facilities. – 1995. – Vol. 10, is. 1. – P. 50–54. DOI: 10.2118/28181-PA
24. Newberry M.E. Chemical effects on crude oil pipeline pressure problems // Journal of Petroleum Technologies. – 1984. – Vol. 36, is. 5. – P. 779–786. DOI: 10.2118/11561-PA.
25. Sifferman T.R. Flow properties of difficult-to-handle waxy crude oils // Journal of Petroleum Technologies. – 1979. – Vol. 31, is. 8. – P. 1042–1050. DOI: 10.2118/7409-PA.
26. Jennings D.W., Newberry M.E. Application of paraffin inhibitor treatment programs in offshore developments // Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, 5–8 May 2008. – Houston, 2008. DOI: 10.4043/19154-MS.
27. Pisula W. Doskonalenie techniki zwalesania osadow parafiny w sanockim zakladzie gornictwa nafty i gazu // Nafta-Gas. – 1995. – 12. – P. 476–481.
28. Implementation of reagent Reapon-IK for in-tube demulsification and separator oil conditioning / A.R. Panteleeva, V.G. Lodochnikov, K.A. Popov, E.K. Dmitrieva, N.A. Kogut // Oil Industry. – 2005. – 3. – P. 93–95.
29. O’Donoghue A. Why pigs get stuck and how to avoid it [Электронный ресурс]. – URL: http: //www.apachepipe.com/assets/why-pigs-get-stuck.pdf (дата обращения: 15.07.2014).
30. By-pass pig passes test for two-phase pipelines / H.L. Wu, G. Van Sprosen, E.H. Klaus, D.M. Stewart // Oil and Gas Journal. – 1996. – 94. – P. 73–77.
31. Дытюк Л.Т. Устройство для очистки трубопроводов: Патент РФ № 2118577; заявл. 97110002/12, 16.06.1997; опубл. 10.09.1998.
32. Турбаков М.С., Гребнев В.Д., Рябоконь Е.П. Устройство для очистки трубопроводов: Патент РФ 2531396; заявл. 2013118313/05, 19.04.2013; опубл. 20.10.2014.
33. Гребнев В.Д. Устройство для очистки промысловых и магистральных нефтепроводов // Вестник Пермского государственного технического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2006. – 12. – С. 25–27.

  Развитие трубопроводного транспорта в последние годы связано с широким применением неметаллических трубопроводов, поскольку их преимущества в сравнении с металлическими трубопроводами очевидны: затраты на их обслуживание в процессе эксплуатации минимальны (не требуется коррозионной защиты, специальной химической обработки и др.). Начиная с 80-х гг. ХХ в. протяженность неметаллических трубопроводов на всей территории России превышает 35 млн км. С развитием трубопроводного транспорта требуется решать задачи определения его остаточной работоспособности. Существующая техническая диагностика связана с оценкой работоспособности металлических трубопроводов. Идентичный способ оценки состояния неметаллических трубопроводов не реализован, поскольку их физико-механические свойства значительно отличаются. Использование существующих методик (применительно к металлическим трубопроводам) невозможно. В работе рассмотрен подход к оценке технического состояния трубопровода, выполненного из полимерного материала, на основе градиентного изменения параметров волнового фронта и амплитудно-частотных характеристик спектрального сигнала, зарегистрированного на оболочке трубы. Поведение трубопроводов в процессе эксплуатации недостаточно изучено, поэтому сложно прогнозировать их остаточную работоспособность при воздействии динамических нагрузок, т.е. при условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации. Это приводит к большому количеству отказов (порывов), что крайне отрицательно влияет на состояние окружающей среды. Предотвращение и ликвидация загрязнения окружающей среды в настоящий момент являются актуальной задачей, следовательно, совершенствование волнового метода оценки технического состояния трубопроводного транспорта из полимерных материалов в процессе его эксплуатации – важная задача, позволяющая снизить риски загрязнения окружающей среды, а также усовершенствовать мониторинг и прогнозирование ее состояния.
  Ключевые слова: транспорт трубопроводный, полимерно-армированные трубы, стеклопластиковые трубы, волновой метод, диагностика, остаточная работоспособность, эксплуатация трубопроводов, временной сигнал, спектральный сигнал, амплитудно-частотные характеристики.

Щелудяков Алексей Михайлович
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
sam@pstu.ru
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

Сальников Алексей Федорович
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
af_salnikov1@mail.ru
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29

1. Analysis of pipe conveyor belt damaged by thermal wear / G. Fedorko, V. Molnar, M. Dovica, T. Toth, M. Kopas  // Engineering Failure Analysis. – 2014. – № 4. – P. 41–48. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2014.06.016.
2. Document characterization of gas-liquid two-phase flow pattern based on complexity measures analysis / F. Dong, L.-D. Fang ,  H.-L. Li, Y. Zhu // Proceedings of International Conference on Machine Learning and Cybernetics. – 2012. – Vol. 3. – P. 996–1000. DOI: 10.1109/ICMLC.2012.6359490.
3. Rastorguev G.A. Monitoring and diagnostics of pipe components // Russian Engineering Research. – 2012. – 32 (7–8). – P. 539–543. DOI: 10.3103/S1068798X12060202.
4. Impacts of ambient and ablation plasmas on short- and ultrashort-pulse laser processing of surfaces / N.M. Bulgakova, A.N. Panchenko, V.P. Zhukov, T. Mocek, A.V. Bulgakov // Micromachines. – 2014. – 5 (4). – P. 1344–1372. DOI: 10.3390/mi5041344.
5. Research on flow diagnosis of multipath ultrasonic flowmeter / D.-D. Zheng, J.-L. Zhang, S.-S. Zhao, H.-X. Wang, Z.-Q. Cui // Conference Record – IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. – 2015. – July. – P. 1353–1357. DOI: 10.1109/I2MTC.2015.7151470.
6. Потапов И.А. Акустические методы и средства неразрушающего контроля и дистанционной диагностики трубопроводов: дис. … канд. техн. наук по спец. 05.02.11. – СПб., 2007. – 229 с.
7. Щелудяков А.М., Сальников А.Ф. Применение полимерно-армированного материала в трубопроводном транспорте // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2012. – № 2. – С. 158–166.
8. Фокин М.Ф., Никитина Е.А. Особенности оценки опасности труб магистральных трубопроводов с «расслоениями», обнаруживаемыми при внутритрубной диагностике // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2008. – № 2. – С. 75–79.
9. Исраилов М.Ш. Исследование установившихся волновых процессов в системе грунт–трубопровод при различных законах взаимодействия трубопровода с грунтом // Проблемы механики. – 2013. – № 3–4. – С. 36–40.
10. Щелудяков А.М., Сальников А.Ф. Разработка методики динамического нагружения в трубопроводах на полнотелых образцах // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. – 2010. – № 30. – С. 97–109.
11. Сыпачева Е.С., Сальников А.Ф. Математическая модель полиэтиленовых армированных труб // Молодежная наука Прикамья / Перм. гос. техн. ун-т, 2004 – № 4. – С. 68–72.
12. Щелудяков А.М., Сальников А.Ф., Дутлов О.А. Волновая диагностика трубопроводов из полимерно-армированных труб // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – Т. 1. – С. 254–258.
13. Сальников А.Ф., Сальников С.А., Щелудяков А.М. Оценка влияния динамических нагрузок на остаточную работоспособность полимерно-армированных труб // Газовая промышленность. – 2014. – № 1 (701). – С. 52–55.
14. Щелудяков А.М., Сальников А.Ф. Волновой метод технической диагностики трубопроводов из композиционных материалов в процессе их эксплуатации // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013. – Т. 1. – С. 379–384.
15. Транспорт трубопроводный. Проблемы и подходы к оценке технического состояния функционирующих трубопроводов с помощью волнового метода неразрушающего контроля / А.М. Щелудяков, А.Ф. Сальников, М.А. Щелудяков, С.А. Сальников // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2014. – № 4. – С. 126–137.

  Определены факторы, вызывающие неустойчивость динамических процессов в шахтных подъемных установках. Показано, что рассмотренные процессы могут приводить к существенному снижению уровня безопасности работы систем сосуд–армировка вер­тикальных стволов.
  Установлено, что угловое отклонение оси подъемного сосуда от вертикали, вызванное искривлениями профилей проводников и/или горизонтальным смещением центра масс груза в сосуде, приводит к появлению в подъемной установке динамического эффекта влияния вертикальных колебаний головного каната на горизонтальные колебания подъемного сосуда в армировке. Рассмотрены источники интенсификации вертикальных колебаний канатов поднимающейся и опускающейся ветвей установки в рабочих режимах и режиме торможения.
  Показано, что в многоканатных подъемных установках со шкивом трения динамические усилия в поднимающейся ветви канатов за счет фрикционного взаимодействия с футеровкой передают гармонические возмущения с частотой колебаний поднимающегося сосуда на верхние концы канатов сбегающей ветви. В результате суперпозиции этих возмущений с собственными колебаниями опускающегося сосуда на каждом цикле подъема на фиксированном участке ствола, где частоты колебаний обеих ветвей становятся близкими по значению, в опускающейся ветви происходит кратковременное нарастание вертикальных колебаний опускающегося сосуда и его горизонтальная раскачка с ударными нагрузками на армировку.
  Показано, что упругость привода подъемной машины приводит к возникновению эффекта взаимосвязанности вертикальных колебаний канатов поднимающейся и опускающейся ветвей. При этом эффекте на участке ствола, где собственные частоты колебаний обеих ветвей установки становятся близкими по значению, за короткое время происходит интенсивное изменение амплитуд вертикальных колебаний обоих сосудов, которое является источником возбуждения ударных нагрузок на армировку.
  Выявлено, что на участках изменения линейной скорости работы подъемной установки в рабочих режимах и режиме предохранительного торможения происходит наибольшая по уровню интенсификация вертикальных колебаний канатов. При этом горизонтальные нагрузки на армировку могут значительно превышать уровень нагрузок при описанных выше динамических эффектах.
  В работе исследовано влияние искривления профилей проводников на уровень возникающих динамических нагрузок на армировку. Приведена графическая схема, иллюстрирующая по ярусам ствола причинно-следственную связь между уровнем запасов прочности проводников и расстрелов, уровнем их износа, кривизны профилей проводников и контактными нагрузками. Приведены рекомендации по снижению уровня аварийной опасности эксплуатации армировки за счет уменьшения контактных нагрузок в рабочих режимах и режиме предохранительного торможения подъемной установки.
  Ключевые слова: шахтный ствол, скип, клеть, армировка шахтного ствола, динамика шахтных подъемных установок, система сосуд–армировка, предохранительный башмак, коробчатый проводник.

Самуся Владимир Ильич
Национальный горный университет
vsamusya@gmail.com
49005, г. Днепропетровск, пр. К. Маркса, 19

Ильин Сергей Ростиславович
Национальный горный университет
iljin_sr@mail.ru
49005, г. Днепропетровск, пр. К. Маркса, 19

Ильина Инна Сергеевна
Национальный горный университет
iljin_sr@mail.ru
49005, г. Днепропетровск, пр. К. Маркса, 19

Ильина Светлана Сергеевна
Национальный горный университет
iljin_sr@mail.ru
49005, г. Днепропетровск, пр. К. Маркса, 19

1. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых»: Приказ Ростехнадзора от 11.12.2013 г. [Электронный ресурс]. – URL: http: //docs.cntd.ru/document/499066482 (дата обращения: 14.08.2015).
2. Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах»: Приказ Ростехнадзора от 19.11.2013 № 550 [Электронный ресурс]. – URL: http: //inoteh-prk.ru/docs/pravo/pb_um.pdf (дата обращения: 14.08.2015).
3. Ильин С.Р., Ильина С.С., Самуся В.И. Механика шахтного подъема [Электронный ресурс]. – Днепропетровск: Издательство Национального горного университета, 2014. – 247 с. – URL: http: //gm.nmu.org.ua/ru/Naukovi % 20publikazii/naukovi_publikazii.php (дата обращения: 14.08.2015).
4. Динамика канатных и гидротранспортных подъемных комплексов горных предприятий [Электронный ресурс] / В.И. Самуся, С.Р. Ильин, В.Е. Кириченко, И.С. Ильина. – Днепропетровск: Издательство Национального горного университета, 2015. – 302 с. – URL: http: //www.twirpx.com/file/1732639/ (дата обращения: 14.08.2015).
5. Прокопов А.Ю., Басакевич С.В. Влияние интенсивности подъема на формирование дополнительной лобовой нагрузки на проводники, имеющие отклонение от вертикали [Электронный ресурс] // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2006. – Прил. № 9. Перспективы развития Восточного Донбасса. – С. 101–105. – URL: http: //siurgtu.ru/actionsferas/science/sbornik/3/6.php (дата обращения: 14.08.2015).
6. Адресный контроль армировки глубоких шахтных стволов / А.Е. Гавруцкий, Н.И. Дядечкин, В.С. Рубан, А.Д. Кусковский // Горный журнал. – 2003. – № 3. – С. 21–23.
7. Смычкин А.Д., Сорокин В.А. Совершенствование армировки вертикальных шахтных стволов для новых калийных рудников // Сборник трудов международной научно-практической конференции «Рудник будущего». – Пермь, 2009. – Вып. 5. – С. 64–69.
8. Плахно М. Новые методы проектирования жесткой армировки стволов // Горнодобывающие науки 50. – 2005. – Вып. 4 – С. 465–496.
9. Хансэл Дж., Кавка Г., Плахно М. Диагностика шахтных проводников // Механика. – Краков: AGN, 1985. – Т. 4, ч. 2. – С. 115–128.
10. Самуся В.И., Ильина И.С. Методика и проведение экспериментальных исследований взаимодействия шахтных подъемных сосудов в режиме торможения с проводниками жесткой армировки вертикальных стволов в промышленных условиях // Вестник НТУ «КПИ»: Горное дело. – 2004. – Вып. 11. – С. 57–64.
11. Ильин С.Р., Трифанов Г.Д., Воробель С.В. Комплексные экспериментальные исследования динамики скипов рудоподъемного ствола // Горное оборудование и электромеханика. – 2011. – Вып. 5. – С. 30–35.
12. Ильина С.С. Исследование влияния параметров профилей проводников на динамику скипов в стволах с нарушенной геометрией // Динамика и прочность машин: сб. науч. трудов. – Харьков: ХПИ, 2011. – Вып. 52. – С. 85–93.
13. Ильина С.С. Разработка и обоснование методов и средств снижения динамических нагрузок в системах «сосуд – армировка» вертикальных стволов с нарушенной геометрией: автореф. дис. – Днепропетровск: НГУ, 2011. – 16 с.
14. Ильин С.Р., Трифанов Г.Д. Динамическая диагностика состояния систем «скип – армировка» рудоподъёмного ствола // Проблемы рационального природопользования: материалы международной научно-технической конференции. – Пермь, 2008. – С. 107–124.
15. Ильин С.Р., Ильина С.С. Влияние параметров износа жесткой армировки шахтных стволов на ее остаточную прочность // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2014. – № 11. – С. 77–87. DOI: 10.15593/2224-9923/2014.11.8.

 Приводятся результаты аналитических исследований воздействия на окружающий массив горных пород взрывных работ, производимых при проходке выработок околоствольного двора в руднике Гремячинского горно-обогатительного комбината. Определены безопасные параметры взрывных работ, обеспечивающие сплошность водозащитной толщи, представленной тремя соляными слоями с прослоями ангидритодоломитовых пород. В расчетах короткозамедленный взрыв комплекта шпуровых зарядов моделировался взрывом одиночного сосредоточенного заряда эквивалентной массы взрывчатого вещества того же типа, воздействие на массив которого интенсивнее воздействия реального шпурового взрыва. Приводятся таблица параметров взрыва, график и формулы для расчета скорости смещения частиц породы во взрывной волне (массовая скорость) в зависимости от расстояния до центра взрыва, измеряемого в метрах, в относительных и приведенных единицах расстояния. При этом геометрическое подобие взрыва моделирует воздействие на массив горных пород реального крупномасштабного взрыва скважинных или шпуровых зарядов взрывчатых веществ на расстоянии, превышающем длину скважины (шпура), действием взрыва сосредоточенного заряда меньшей (или той же) массы взрывчатого вещества. Расстояние от центра взрыва измеряется не в метрах, а в относительных или приведенных расстояниях, выражаемых в радиусах шарового заряда, в длине ребра кубического заряда той же или измененной массы взрывчатого вещества относительно реального взрыва. При этом установлены четкие правила перехода из одной системы измерения расстояний в другую для возможности сравнения результатов действия разномасштабных взрывов. При наличии этих переходных правил легко пересчитываются коэффициенты в формулах взрывных параметров, в частности для наиболее важного параметра разрушения – скорости смещения частиц породы во взрывной волне в зависимости от расстояния до центра взрыва. Размеры зон различного действия взрыва на массив горных пород также могут быть выражены в любой системе измерения расстояний.
  В статье делается допущение, что при аналогии физико-механических свойств пород соляных месторождений можно использовать экспериментальные результаты исследования Верхнекамского месторождения для аналогичных исследований на Гремячинском месторождении.
  Ключевые слова: взрывные работы, водозащитная толща, акустическая жесткость пород, радиус заряда, относительные и приведенные расстояния, шаровой и кубический заряд, массовая скорость, смещение частиц, геометрическое подобие взрыва, энергия взрыва, импульс взрыва, давление, напряжение.

Андрейко Сергей Семенович
Горный институт Уральского отделения Российской академии наук
ssa@mi-perm.ru
614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78-а

Мальцев Валентин Михайлович
Горный институт Уральского отделения Российской академии наук
rmpi@pstu.ru
614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78-а

Аникин Владимир Васильевич
Горный институт Уральского отделения Российской академии наук
anikin@mi-perm.ru
614007, г. Пермь, Сибирская 78-а

1. Садовский М.А., Костюченко В.Н. О затухании сейсмических волн взрыва в массиве горных пород // Доклады АН СССР. – 1988. – Т. 301, № 6. – С. 245–247.
2. Механический эффект подземного взрыва / В.Н. Родионов [и др.]. – М.: Недра, 1971. – 224 с.
3. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики. – М.: Недра, 1986. – 301 с.
4. Баум Ф.А., Григорян С.С., Санасарян Н.С. Определение импульса взрыва вдоль образующей скважины и оптимальных параметров скважинного заряда // Взрывное дело. – 1964. – № 54/11. – С. 53–102.
5. Кочарян Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. – М.: Академкнига, 2003. – 423 с.
6. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных подземных взрывов. – М.: Недра, 1993. – 316 с.
7. Bandis S.C., Lumsden A.C., Barton N.R. Fundamentals of rock joint deformation // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. – 1983. – Vol. 20, № 6. – Р. 248–268. DOI: 10.1016/0148-9062 (83) 90595-8.
8. Barton N., Bandis S., Bakhtar K. Strength, deformation and conductivity coupling of rock joints // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. – 1985. – Vol. 22, № 3. – Р. 121–140. DOI: 10.1016/0148-9062 (85) 93227-9.
9. Bungum H., Mykkeltveit S., Kvaerna T. Seismic noise in Fennoscandia with emphasis on hight frequencies // Bulletin of the Seismological Society of America. – 1985. – Vol. 75, № 6. – Р. 1489–1513.
10. Ханукаев А.Н. Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом. – М.: Госгортехиздат, 1962. – 200 с.
11. Fracture interface waves / B. Gu, K.T. Nihei, L.R. Myer, L.J. Pyrak-Nolte // Journal of Geophysical Research. – 1996. – Vol. 191, № 1. – Р. 827–835. DOI: 10.1029/95JB02846.
12. Pyrak-Nolte L.J., Myer L.R., Cook N.G.V. Transmission of seismic waves across single natural fractures // Journal of Geophysical Research. – 1990. – Vol. 95, № В6. – Р. 8617–8638. DOI: 10.1029/JB095iB06p08617.
13. Власов О.Е., Смирнов С.А. Основы расчета дробления горных пород взрывом. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – С. 12–20.
14. Андрейко С.С., Калугин П.А., Щерба В.Я. Газодинамические явления в калийных рудниках: генезис, прогноз и управления. – Минск: Вышэйшая школа, 2000. – 335 с.
15. Башура А.Н., Щерба В.Я., Андрейко С.С. Управление газодинамическими процессами при подземной разработке Старобинского месторождения калийных солей. – М.: Изд-во МГГУ, 2004. – 196 с.
16. Мальцев В.М. Расчет радиуса зоны трещинообразования одиночного удлиненного заряда ВВ // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. / под ред. А.А. Баряха. – Пермь: Изд-во Горного института УрО РАН, 2010. – С. 220–223.
17. Мальцев В.М., Шабловский В.П. Экспериментальные исследования трещинообразования в соляных породах при взрыве одиночного шпурового заряда ВВ на две обнаженные поверхности // Разработка соляных месторождений: межвуз. сб. науч. тр. – Пермь, 1983. – С. 95–98.
18. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при взрывных работах». – М.: Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности, 2015. – Сер. 13, вып. 14. – 332 с.

  Приводятся результаты экспериментальных исследований изменения воздухораспределения на рудниках БКПРУ-2, БКПРУ-4 и СКРУ-3 ПАО «Уралкалий» при плановом реверсировании главной вентиляторной установки. Разрабатывается методика проведения эксперимента: описаны выбор замерных станций, используемая измерительная аппаратура, порядок проведения замеров, расчетные формулы для определения аэродинамических сопротивлений и статистический анализ погрешности эксперимента. Исследуется изменение аэродинамического сопротивления отдельных участков вентиляционных сетей: канала главной вентиляторной установки, надшахтного здания, главных направлений горизонтов. Аэродинамические сопротивления каналов главной вентиляторной установки, вычисленные с помощью полученных экспериментальных данных, сравниваются с аэродинамическими сопротивлениями каналов, рассчитанными теоретически в вычислительном комплексе ANSYS. На основе сравнительного анализа делается вывод об относительной доле изменения местных аэродинамических сопротивлений и изменения сопротивления для канала в общем изменении аэродинамического сопротивления канала. Проводится анализ и классификация аэро- и термодинамических факторов, влияющих на изменение аэродинамических сопротивлений участков вентиляционных сетей рудников при реверсировании главной вентиляторной установки. Выделяется 3 группы факторов: неизмеримые, измеримые объективные и измеримые субъективные. Относительное влияние каждой из указанных 3 групп факторов индивидуально для каждого рудника и должно определяться отдельно. Первая группа факторов связана с погрешностью, вызванной ограниченностью условий и возможностей проведения эксперимента, и погрешностью экспериментального оборудования. Вторая группа факторов является предметом физического анализа с привлечением методов математического прогнозирования. Третья группа факторов не является объектом физического анализа, однако информация о влиянии субъективных измеримых факторов необходима при составлении нормативных документов по организации и проведению процедуры реверсирования главной вентиляторной установки.
  Ключевые слова: рудничная вентиляция, реверсивный режим проветривания, местные аэродинамические сопротивления, естественная тяга, теплообмен, утечки воздуха, главная вентиляторная установка, вентиляционная сеть, экспериментальные исследования, нестационарное воздухораспределение, надшахтное здание, канал вентиляторной установки, главное направление горизонта, вентиляционная сбойка.

Левин Лев Юрьевич
Горный институт Уральского отделения Российской академии наук
aerolog_lev@mail.ru
614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78-а

Семин Михаил Александрович
Горный институт Уральского отделения Российской академии наук
mishkasemin@gmail.com
614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78-а

Клюкин Юрий Андреевич
Горный институт Уральского отделения Российской академии наук
aeroyuri@gmail.com
614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78-а

1. Бодягин М.Н. Рудничная вентиляция. – М.: Недра, 1967. – 320 с.
2. Постникова М.Ю. Влияние выработанных пространств на аэрогазодинамические процессы при аварийных режимах вентиляции рудников: дис. … канд. техн. наук. – Тула, 2011. – C. 22–35.
3. Газизуллин Р.Р., Левин Л.Ю., Зайцев А.В. Влияние местных сопротивлений на воздухораспределение в рудниках при реверсивном режиме работы главной вентиляторной установки // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2012. – № 5. – C. 227–230.
4. Шалимов А.В. Теоретические основы прогнозирования, профилактики и борьбы с аварийными нарушениями проветривания рудников: дис. … д-ра техн. наук. – Пермь, 2012. – C. 32–45.
5. Hinsley F.B. A reappraisal of the problems concerned with the reversal of the ventilation flow in an emergency // Transactions of the American Institute of Mining Engineers. – 1966. – Vol. 235. – P. 124–150.
6. Kazakov B.P., Shalimov A.V., Semin M.A. Stability of natural ventilation mode after main fan shutdown // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2015. – Vol. 86. – P. 288–293. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.03.004.
7. Левин Л.Ю., Семин М.А., Газизуллин Р.Р. Разработка метода расчета местных аэродинамических сопротивлений при решении сетевых задач воздухораспределения // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2014. – № 9. – C. 200–206.
8. Levin L.Yu., Semin M.A., Zaitsev A.V. Mathematical methods of forecasting microclimate conditions in an arbitrary layout network of underground excavations // Journal of Mining Science. – 2014. – Vol. 50, is. 2. – P. 371–378. DOI: 10.1134/S1062739114020203.
9. Круглов Ю.В. Теоретические и технологические основы построения систем оптимального управления проветриванием подземных рудников: дис. … д-ра техн. наук. – Пермь, 2012. – 341 c.
10. Круглов Ю.В. Моделирование систем оптимального управления воздухораспределением в вентиляционных сетях подземных рудников: дис. … канд. техн. наук. – Пермь, 2006. – 172 c.
11. Круглов Ю.В., Левин Л.Ю., Зайцев А.В. Моделирование переходных процессов в вентиляционных сетях подземных рудников // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2011. – № 5. – C. 101–109.
12. Ксенофонтова А.И., Карпухин В.Д., Харев А.А. Вентиляционное сопротивление горных выработок. – М., Л.: Углетехиздат, 1950. – 240 с.
13. Казаков Б.П., Мальцев С.В., Семин М.А. Обоснование участков измерения аэродинамических параметров воздушного потока при определении аэродинамического сопротивления стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2015. – № 5. – С. 69–75.
14. Schlichting H. Boundary-layer theory. 8th ed. – Berlin: Springer-Verlag, 2004. – 795 p.
15. Мохирев Н.Н. Разработка современных методов и средств обеспечения высокоэффективного проветривания рудников, обладающих малыми аэродинамическими сопротивлениями: дис. … д-ра техн. наук. – Пермь, 1994. – 302 с.
16. Скопинцева О.В., Ушаков К.З. Регулирование шахтных вентиляционных сетей по фактору аэропинамического старения горных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 1997. – № 3. – C. 142–147.
17. Скочинский А.А., Комаров В.Б. Рудничная вентиляция. – М., Л.: Ухлетехиздат, 1949. – 444 с.