Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Китая разработали технологию, которая позволяет в реальном времени наблюдать, как вода вытесняет нефть из горной породы. Новый подход сочетает заводнение керна с непрерывной рентгеновской съемкой и распознает нефть на изображениях с точностью до 89%. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Сегодня добыча нефти становится все сложнее: основные запасы сосредоточены в плотных породах — известняках и доломитах. Чтобы извлечь сырье, в скважины закачивают воду под давлением. Однако процесс долгое время оставался непрозрачным: инженеры видели только объемы закачанной и добытой жидкости, не понимая, что происходит внутри пласта. В результате вода часто уходит по трещинам, не вытесняя нефть.
Чтобы разобраться в механизме, ученые используют керн — образец породы, извлеченный из скважины. Но классические эксперименты фиксируют лишь входные и выходные параметры, а компьютерные модели не учитывают все микротрещины и сложную геометрию пор. В итоге процесс вытеснения оставался «черным ящиком».
Новая установка решает эту проблему. Образец помещают в томограф, где через него прокачивают воду с добавлением йодистого калия. Это делает жидкость заметной на рентгеновских снимках: вода выглядит светлой, нефть — темной. В результате ученые получают серию трехмерных изображений, позволяющих поэтапно наблюдать движение жидкостей внутри породы.
«Раньше мы могли только предполагать, как ведет себя вода в пласте. Теория говорила, что она движется равномерно, вытесняя нефть перед собой. Но на практике все гораздо сложнее: из-за структуры породы и капиллярных эффектов вода распространяется неравномерно. Теперь мы можем увидеть это напрямую», — рассказал профессор кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, доктор технических наук Дмитрий Мартюшев.
Снимки обрабатываются алгоритмами, которые автоматически определяют распределение нефти и воды. Это позволило существенно повысить точность расчетов: совпадение моделей с реальностью достигло 95%, а достоверность прогнозов — 98%, что на 10–15% выше традиционных методов.
Эксперименты показали, что разные породы ведут себя по-разному. В доломите вода распространяется равномерно и эффективно вытесняет нефть. В известняке же углеводород удерживается на стенках пор в виде тонкой пленки, а вода прорывается по крупным трещинам, почти не затрагивая основные запасы.
«Доломит оказался более предсказуемым: нефть в нем вытесняется относительно легко. А известняк ведет себя иначе — он нефтесмачиваемый, и вода не может эффективно удалить пленку углеводорода со стенок пор», — пояснил Дмитрий Мартюшев.
По словам исследователей, технология позволит заранее подбирать оптимальные методы добычи для конкретных пород и снизить потери нефти при разработке сложных месторождений.
Ранее были названы материалы, которые станут основой технологий будущего в России.
