Цифровой двойник сланца укажет путь
Межвузовское партнёрство России и Китая дало прорывной результат в цифровом недропользовании: разработана технология точного моделирования сланцевых пород.
Цифровой двойник вместо лабораторных исследований
Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и Китайского университета нефти и газа (Пекин) сделали значительный шаг вперёд в геологоразведке и добыче сланцевого газа. Их инновационный метод цифрового моделирования керновых образцов сланцевых пород не только разработан, но и успешно апробирован в полевых условиях. Эта технология позволяет создавать высокоточные трёхмерные «цифровые двойники» реальных кернов и проводить на них виртуальные эксперименты по гидроразрыву пласта.
Керн, представляющий собой цельный столбик поднятой из скважины породы, в традиционных лабораторных испытаниях требует больших затрат, а результат не всегда даёт полную картину поведения пласта в реальных условиях. Новая методика цифрового моделирования преодолевает эти ограничения: с помощью сложных алгоритмов и данных компьютерной томографии учёные создают виртуальную копию керна, воспроизводящую его внутреннюю структуру, пористость, трещиноватость и минеральный состав с беспрецедентной детализацией.
Также с помощью цифровых двойников успешно моделируются гидроразрывы горных пластов. Это позволяет с точностью до 90 % предсказать наиболее перспективные участки внутри породы для образования трещин при реальном гидроразрыве пласта — критически важный параметр для эффективной добычи.
Перспективы разработки
Технология усиливает потенциал цифровизации российского ТЭК и недропользования и, без преувеличения, является прорывом в области отраслевых инженерных геоинформационных систем. В рамках Национальной технологической инициативы создаются конкурентоспособные автоматизированные модели, что открывает экспортные возможности продукта.
В масштабах России ближайшие перспективы внедрения — на Урале и в Западной Сибири (Баженовская свита, Доманиковая серия). Цифровой двойник позволит не только повысить эффективность добычи трудноизвлекаемых запасов сланцевого газа, но и сократить затраты на дорогостоящие лабораторные исследования керна.
Технология будет востребована как благодаря снижению количества «сухих» скважин в разработке, так и за счёт минимизации воздействия на пласт и потенциального снижения выбросов CO₂ за счёт оптимизации процессов.
Предсказанный успех
Начало активного внедрения методов математического моделирования для прогнозирования гидродинамики пласта пришлось на 2019–2020 годы, инициаторами процесса выступили США и Китай. В 2023 году удалось добиться значительной детализации цифровых двойников. Первые экспериментальные кейсы применения виртуального анализа кернов непосредственно в производственных процессах с точностью прогнозов до 80 % были реализованы в 2024 году.
Перспективы
Российско‑китайская разработка — значимый шаг в цифровизации нефтегазовой отрасли и геоинформатике. Технология цифрового моделирования кернов сланцевых пород переходит из разряда экспериментальных в категорию практически применимых инструментов с подтверждённой высокой точностью. Этот успех даст импульс развитию отрасли промышленного ПО в России. Дальнейшее развитие направления позволит вывести российские разработки на международные рынки, особенно в странах Глобального Юга, стремящихся к снижению зависимости от западных технологий.
Мнение эксперта
