Точная структура материала установлена по его свойствам

отметили
18
человек
в архиве

Российские ученые разработали новый метод, с помощью которого можно быстрее и точнее воссоздать структуру материала, зная лишь функцию, описывающую его свойства. Этот метод может применяться для решения задач в широком спектре дисциплин: начиная от материаловедения, пищевой индустрии и заканчивая газо- и нефтедобывающей промышленностью. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Нефть и газ широко используются в качестве моторного топлива, горючего и при производстве металлов, стекла, этилового спирта. В природе они находятся и фильтруются в пустотах коллекторов — горных пород, таких как известняки, мел и песчаники. Коллекторы имеют сложную многоуровневую структуру. Ее трудно определить, но необходимо, чтобы смоделировать процессы фильтрации и передвижения нефти и газа. В результате можно понять, где именно происходит накопление этих полезных ископаемых, и эффективно добывать их.

Авторы статьи разработали новый подход к решению задачи восстановления структуры коллектора по ее корреляционным функциям. Эти выражения описывают взаимодействия между точками системы в пространстве в определенном задаваемом диапазоне расстояний. Ученые протестировали методику на изображениях природных коллекторов (песчаник и «баженовская свита») и искусственного пористого керамического материала.

«Наш подход построен на основе иерархической оптимизации — сначала мы реконструируем самые крупные части и затем улучшаем точность за счет добавления более мелких деталей», — рассказал один из авторов статьи Кирилл Герке, ведущий научный сотрудник Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта.

Суть разработанного метода заключается в обработке корреляционных функций, описывающих систему. Поскольку происходящие в коллекторе процессы случайны, при расчетах используют метод случайных (стохастических) реконструкций. В результате получаются 2D- и 3D-изображения пористого объекта. Добиться их высокой точности ученые смогли, «сжав» по длине корреляционные функции. Анализ таких выражений позволяет относительно быстро получить приближенную модель структуры, а затем уточнить ее, добавляя новые и новые детали. Ученые планируют продолжать исследования и сделать изображения восстановленного объекта еще более четкими и детализированными.

«Как мы надеемся, особое развитие наше исследование получит в рамках совмещения многомасштабных данных и изображений, и, конечно же, в рамках развития методов реконструкции», — добавил Кирилл Герке.

Новый метод решает две большие проблемы. Во-первых, значительно увеличивает точность реконструкций: расчеты лучше описывают связность пор и строение порового пространства, а также точность приближения корреляционных функций при оптимизации. Во-вторых, он на порядок сокращает расчетное время, что делает новую методику практически применимой для решения прикладных задач. Более того, на основе разработанной методики можно решить проблему скейлинга изображения — того, как оно будет выглядеть при разных разрешениях. Авторы статьи уже работают над созданием технологии супер-разрешения на основе этого метода.

Добавил precedent precedent 11 Февраля
проблема (6)
Комментарии участников:
precedent
-1
precedent, 11 Февраля , url

По Бажену недавно информация была

Технологический центр «Бажен» успешно испытал восемь новых российских технологий бурения и внутрискважинных работ при освоении нетрадиционных запасов углеводородов баженовской свиты. С их помощью в 2018 году были построены 10 высокотехнологичных скважин, с каждой из которых получен промышленный приток нефти.

За минувший год Технологический центр «Бажен» произвел 70 стадий гидроразрыва пласта (ГРП), достигнув плотности 15 стадий на 1000 метров. Благодаря использованию новых технологий и материалов, сроки бурения высокотехнологичных скважин были сокращены с 47 до 35 суток, а срок проведения стадии ГРП уменьшен вдвое — с 48 до 24 часов (лучший результат составил 8 часов). В 2019 году число стадий ГРП будет увеличено до 30, а протяженность горизонтальных участков скважин — до 1500 метров.

В 2018 году на Пальяновской площади Красноленинского месторождения в Ханты-Мансийском автономном округе был испытан ряд новых российских технологий по разработке трудноизвлекаемых запасов нефти. Так, для промывки стволов скважин был впервые применен раствор на углеводородной основе, обладающий пониженной зависимостью от перепадов температур и давления. При обработке горизонтальных скважин был успешно опробован метод цементирования с вращением, а для обеспечения герметичности цементного ствола впервые в России были использованы эластичные цементы. Высокую эффективность показали технология многостадийного гидроразрыва пласта с высокой скоростью закачки больших объемов жидкостей, метод Pump down Plug (использование композитных пробок на кабеле для разобщения стадий ГРП и перфорации) и ряд других уникальных решений. Все они получат широкое применение при дальнейшем освоении нетрадиционных запасов нефти баженовской свиты.

В прошлом году Технологический центр «Бажен» начал промышленное использование российского программного комплекса «РОСТ МГРП», созданного «Газпром нефтью» совместно с Московским физико-техническим институтом (МФТИ). С помощью симулятора ГРП была рассчитана и смоделирована оптимальная система трещин для каждой из 10 скважин, пробуренных в 2018 году.

«Ключи к ресурсам баженовской свиты лежат в области совершенствования технологий нефтедобычи. И результаты 2018 года подтверждают, что мы движемся в верном направлении. За счет накопления компетенций, внедрения новых методов и материалов мы повысили как производственную, так и финансовую эффективность, снизив удельную стоимость добычи трудной нефти с 30 до 18 тысяч рублей за тонну. Дальнейшая разработка и тестирование новых подходов приближает нас и наших партнеров к достижению одной из стратегических целей всей отрасли — созданию рентабельной технологии освоения баженовской свиты», — отметил генеральный директор Технологического центра «Бажен» Кирилл Стрижнев.

СПРАВКА
Баженовская свита — группа нефтематеринских горных пород (свита), выявленная на территории около 1 млн кв. км в Западной Сибири. Свита залегает на глубинах 2-3 км и имеет небольшую толщину. По прогнозным оценкам объем геологических запасов углеводородов в баженовской свите достигает 18-60 млрд тонн, по оптимистичным оценкам геологов ресурсы баженовской нефти могут составлять 100-170 млрд тонн. Эффективных технологий работы с баженовской свитой на сегодня не существует.

Технологический центр «Бажен» — дочернее общество «Газпром нефти», являющееся оператором национального проекта «Создание комплекса отечественных технологий и высокотехнологичного оборудования разработки запасов баженовской свиты». Проект нацелен на объединение ресурсов научного, отраслевого и бизнес-сообщества, а также государства для создания рентабельных технологий добычи нетрадиционных и трудноизвлекаемых запасов углеводородов баженовской свиты. Производственная программа Технологического центра «Бажен» по освоению нетрадиционных запасов углеводородов реализуется на девяти лицензионных участках в ХМАО.



www.gazprom-neft.ru/press-center/news/2278765/

 А то, что предлагается учеными, бесспорно найдёт самое широкое применение помимо  ТЭК.   Уже вижу и в той же криминалистике.  Надо подсказать. 



Войдите или станьте участником, чтобы комментировать