В России научились добывать арктическую нефть без вреда для вечной мерзлоты
Цифровой двойник скважины с точностью 95% определяет идеальный режим ее работы
Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали технологию, которая позволяет безопасно добывать вязкую арктическую нефть, не растапливая вечную мерзлоту. Решение основано на создании виртуального двойника скважины, который с высочайшей точностью рассчитывает распределение тепла и помогает доставить энергию точно к нефтяному пласту, минимизируя воздействие на многолетнемерзлые породы.
Новая разработка критически важна для будущего нефтедобычи в России. По оценкам Минприроды РФ, более 70% неразведанных ресурсов сосредоточены в регионах вечной мерзлоты, где традиционные методы добычи сталкиваются с фундаментальной проблемой. Арктическая нефть обладает высокой вязкостью, и чтобы поднять ее на поверхность, пласт необходимо прогревать, чаще всего — с помощью горячего пара. Однако этот процесс приводит к таянию вечной мерзлоты — природного фундамента, что грозит деформацией скважин, авариями и серьезным ущербом для хрупкой экосистемы Севера.
Ключевая задача учёных заключалась не в отказе от пара, а в том, чтобы научиться использовать его максимально эффективно. Нужно доставлять тепло целенаправленно к нефтяному пласту, уменьшая его воздействие на просадку земли. Для защиты мерзлоты уже используются теплоизолированные трубы, похожие на термосы. Однако до сих пор у инженеров не было точного инструмента, чтобы рассчитать необходимый уровень изоляции для каждой конкретной скважины. Это заставляло компании либо неоправданно перестраховываться, неся лишние затраты, либо рисковать, экономя на безопасности.
Первая в мире полноценная трёхмерная модель
Прорывное решение пермских учёных — это виртуальный двойник скважины, который представляет собой сложную 3D-модель процессов тепломассопереноса. Это первая в мире полноценная трёхмерная модель, которая одновременно просчитывает распространение тепла через все слои скважины и окружающие породы.
Испытания подтвердили высочайшую точность модели. В самом интенсивном режиме нагрева до 273°C её прогноз совпал с реальными данными на 95%.
Внедрение этой разработки позволит точно определять оптимальные параметры работы скважины: температуру и расход пара, а также подбирать трубы с нужными теплоизоляционными характеристиками. Это не только повысит экономическую эффективность добычи, но и станет важным вкладом в защиту окружающей среды.
