Пермские ученые создали цифровые подземные «глаза и уши» для более эффективной и экологичной добычи нефти
В середине XX века нефть добывали из пластов толщиной 20–30 метров на глубине до 1,5 километра. Для этого было достаточно вертикальной скважины и насоса. Сегодня нефтяники разрабатывают тонкие пласты толщиной до 3–5 метров, а горизонтальную скважину прокладывают на глубине 2–3 километра. Чтобы попасть в тонкий пласт на большой глубине, используют цифровые технологии.
Кроме размеров и положения пластов добычу усложняет и их «жадность»: нефть очень медленно и неохотно выходит из пор подобных пород. Поэтому сегодня применяют технологию гидравлического разрыва пласта (ГРП). С помощью комплекса мощных насосов в пласт под высоким давлением закачивают смесь жидкости и сыпучего вещества — пропанта — расклинивающего материала. Под напором этого потока в породе образуется искусственная трещина, по которой нефти или газу легче проходить к скважине.
Гидроразрыв пласта требует учета множества технологических параметров — размера, положения, направления распространения трещины. Отдельная задача — контролировать распространение трещины так, чтобы смесь не попала в подземные воды.
Ученые из Пермского Политеха предложили метод оценки пространственной ориентации трещин, создаваемых в породе при гидроразрыве. Этот метод еще на этапе планирования может повысить эффективность ГРП и поможет оптимизировать его проведение.
Чтобы протестировать метод, разработчики использовали данные о давлении в нефтяном пласте, собранные при геологоразведке. С помощью математической обработки и технологий искусственного интеллекта они построили цифровую карту распределения давления и просчитали возможные пути распространения трещин. Расчетные данные совпали с экспериментальными, собранными на Шершневском месторождении в Пермском крае.
«Разработанный коллегами метод может заменить традиционные дорогостоящие микросейсмические исследования, если проведены гидродинамические, и помочь более детально изучить положение трещины после проведения ГРП. Это может стать прорывом для всей нефтегазовой отрасли», — отметил Артем Чураков, сотрудник Научно-Технического Центра «Газпром нефти».