Консорциум ученых из разных регионов, головной организацией которого стал Новосибирский госуниверситет (НГУ), разработает методики, которые помогут в добыче трудноизвлекаемых запасов нефти и газа.

Согласно целевому сценарию, утвержденному правительством РФ в Энергетической стратегии России до 2050 года, страна обладает значительным нераскрытым ресурсным потенциалом для поддержания добычи нефти и газового конденсата на уровне не менее 540 млн тонн в год и наращивания свободных мощностей для возможности гибкого реагирования на изменение мирового рынка. По экспертным оценкам, в России доказанных запасов нефти – 32 млрд тонн, из них 16 млрд – трудноизвлекаемые запасы. Эти запасы определят с помощью цифрового керна. В нефтедобыче керн, или проба – образец глубинных слоев для расчета добычи «черного золота» на конкретном месте, выбора способа добычи, строительства трубопроводов и т.д. Как правило, используются классические способы добычи керна с помощью спецоборудования. Цифровой керн – двойник физического – предполагает математическое моделирование запасов, рассказали в НГУ. Основу цифрового керна составляют модели, которые строятся по данным рентгеновской томографии реальных образцов.

Сама идея цифрового керна в нефтедобыче не нова, но до сих пор использовались томографы, сейчас же планируется создавать керны при помощи синхротрона – установки с вакуумной камерой, в которой частицы ускоряются до скорости, близкой к скорости света. В отличие от обычных рентгеновских установок, Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) даст более сфокусированный и мощный пучок лучей.

Новосибирский госуниверситет выступил инициатором создания консорциума по внедрению синхротронного излучения в нефтедобыче. В состав консорциума вошли вузы Томска и Казани, институты катализа, гидродинамики, нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, а также Сколтех. Ключевой инструмент консорциума – строящийся в новосибирском наукограде Кольцово проект класса «мегасайенс» с синхротроном поколения «4+».

Летом прошлого года специалисты начали испытания рентгенопрозрачного кернодержателя, который будет затем использован в проекте. Это специальная камера, в которую разместят образец керна, воссоздав условия, близкие к пласту породы. После этого ученые будут оценивать условия нефтедобычи, имитируя ее, включая геофизические и геомеханические исследования. «Благодаря таким исследованиям мы, во-первых, можем изучать в динамике, что будет с керном в реальном процессе нефтедобычи. Более того, полученные томографические изображения могут быть использованы для математического моделирования процессов в керне. В таких цифровых экспериментах мы можем менять и пластовые условия, и жидкости. Не придется тратить значительные средства на лабораторные исследования множества кернов», – пояснил Алексей Новоселов, младший научный сотрудник лаборатории моделирования гетерофазных материалов Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН.

В конце июня этого года консорциум выиграл грант в 210 млн рублей, финансирование проекта обеспечит Минобрнауки России в рамках федеральной программы по развитию синхротронных и нейтронных исследований.

По планам ученых, разработка цифрового керна займет три года. В конце минувшего года также сообщалось о запуске стартовой ступени ускорительного комплекса ЦКП «СКИФ», будущей основы керна.