Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+», в Тюмени работает уникальный роботизированный комплекс «Геосфера» — первый в России центр полного цикла исследований керна и флюидов. Здесь специалисты превращают образцы горных пород в источник ценной информации о подземных запасах, помогая разрабатывать технологии для добычи трудноизвлекаемой нефти.
Транспортировка и первичная подготовка: бережный путь из скважины
Керн — это цилиндрические образцы пород, извлеченные из глубоких разведочных скважин на нефтегазовых месторождениях. Он остается единственным прямым свидетельством того, что скрывается на километровых глубинах. Чтобы сохранить его целостность, транспортировка организована с максимальной осторожностью: образцы везут на специальных машинах с усиленной подвеской, в контейнерах с виброгасящими вставками или упругой пеной. Особенно fragile экземпляры из зон многолетней мерзлоты предварительно замораживают в жидком азоте.
По прибытии в «Геосферу» керн аккуратно очищают от бурового раствора мягкими тканями вручную — любой грубый контакт может исказить структуру породы.
Первичный анализ и создание цифрового двойника
Первый этап — лаборатория первичных исследований. Здесь определяют ключевые характеристики: насыщенность нефтью, проницаемость, механическую прочность. Эти данные формируют базовое «досье» породы, которое помогает планировать разработку месторождения.
Обязательный шаг — компьютерная томография. Образец просвечивают рентгеном в вертикальном положении, получая детальные снимки внутренней структуры. Информация оцифровывается, и так рождается виртуальная модель керна. По мере дальнейших тестов она пополняется новыми слоями данных, превращаясь в полноценный цифровой двойник — инструмент для симуляции процессов в пласте без физического воздействия на образец.
Из основного керна вырезают миниатюрные пробы — цилиндры или кубики. Каждый маркируют на уникальной автоматизированной установке с машинным зрением и специальными чернилами, устойчивыми к экспериментам и не забивающими поры.
Хранение или углубленные тесты: две дороги керна
После первичного этапа керн ждет выбор. Один путь — в гигантское автоматизированное хранилище, рассчитанное на 200 километров образцов. Здесь роботы-шаттлы самостоятельно размещают контейнеры в ячейках с контролируемой температурой и влажностью, предотвращая деформацию. При необходимости автоматика быстро выдает нужный образец ученым.
Другой маршрут — специализированные лаборатории. В геомеханической определяют прочность породы на сжатие, разрыв и термическую устойчивость. Гордость — установка, воссоздающая пластовые условия глубины для реалистичных испытаний.
Подбор методов добычи: от классики к инновациям
Современная нефтедобыча часто требует «вытеснения» углеводородов из плотных пород водой или реагентами. В фильтрационной лаборатории керны насыщают флюидами и моделируют процесс в аппаратах — эксперименты длятся недели или месяцы.
Добытая с керном нефть меняет свойства на поверхности, поэтому в отдельной лаборатории ее анализируют, разбирают на компоненты и восстанавливают в «пластовом» виде. Пластовая вода alone содержит десятки элементов — настоящая научная алхимия.
Чтобы ускорить подбор реагентов без расхода ценного керна, применяют микрофлюидику. 3D-модель породы «разворачивают» в 2D-чип, печатают его и проводят тесты с минимальными объемами жидкостей. Эксперимент сокращается до часов или дней. «Специалисты «Геосферы» говорят, что скоро составы для вытеснения нефти будут подбирать в основном по этой технологии», — отмечает источник.
Взгляд в будущее: вечный цифровой керн
Ученые прогнозируют: скоро доминировать будет цифровой двойник. Он позволит проводить тысячи виртуальных экспериментов бесконечно, сохраняя физический керн в хранилище как бесценный архив геологической истории Земли. «Геосфера» уже сегодня делает недра более предсказуемыми и доступными для эффективной добычи.
фото: пресс-служба «Газпром нефть»
