Тюменский государственный университет и компания «Недра-С» работают над созданием интеллектуального ИИ-помощника горного инженера и бурового мастера. Разработка позволит повысить эффективность добычи нефти и сократить негативное воздействие на окружающую среду. Исследователи объясняют, таких результатов удастся достичь за счет использования технологии накопительного волнового акустического воздействия.
Как улучшить извлечение углеводородов из продуктивного пласта — актуальный вопрос устойчивого развития нефтегазовой отрасли. Сегодня он осложняется ухудшением качества ресурсной базы и кризисом традиционных методов добычи. Добывающие компании переходят от скважин с легко извлекаемой нефтью к месторождениям с трудноизвлекаемыми запасами — их также называют низко- и малодебитными. Ресурсы извлекаются из них медленнее и требуют больших энергозатрат и усилий, что не всегда экономически оправдано. Для ускорения процесса применяются специальные технологии. Cреди них, например, традиционный гидроразрыв пласта. Его суть заключается в том, что в скважину под давлением нагнется специальная жидкость, которая способствует образованию трещин в пласте. Таким образом расширяется площадь поверхности стенок, что, соответственно, увеличивает и количество добываемого продукта.
Этот метод достаточно эффективен, но и у него есть недостатки. Многие их них связаны с возможными экологическими последствиями. В процессе гидроразрыва пласта образуется много опасных для окружающей среды отходов, которые важно правильно утилизировать. Не исключается утечка химических веществ, которые загрязняют подземные воды, а эмиссия летучих органических соединений в районах, где реализуется технология, ухудшает качество воздуха. Кроме того, гидроразрыв пласта повышает сейсмическую активность — вызванные мелкие землетрясения могут повредить расположенные рядом жилье и инфраструктуру.
Как альтернативу этой технологии тюменские разработчики вместе с индустриальным партнером предлагают метод накопительного волнового акустического воздействия. Он предполагает извлечение углеводородов без применения химических веществ.
Генератор силовых волн устанавливается на устье скважины. Процесс обработки пласта начинается с запуска акустических волн. Они проходят через волновод, заполненный технологической жидкостью, разворачиваются на отражателе и проникают в пласт, изменяя поровое давление и создавая условия для порообразования.
Под воздействием акустических волн происходит очистка перфорационных интервалов от кольматанта (вещества, используемого для закупоривания пор внутри породы, возникающих на внутренних поверхностях скважин) и удаление накопленных солей и асфальто-смоло-парафиновых образований. Энергия волн способствует раскрытию природных трещин и образованию новых. Процесс очистки скважины ускоряют за счет применения растворителей органических остатков вместе с нефтью.
Исследователи добавляют, метод снижает межфазное натяжение и уменьшает капиллярные силы, обеспечивая подвижность защитных жидкостей в пористых структурах. Так достигается критическое насыщение и подвижность в капиллярной части коллектора, что позволяет повышать коэффициент извлечения нефти.
«Метод сочетает в себе эффективность и минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Он исключает использование вредных веществ и выбросов в атмосферу, снижает объем отходов и благодаря направленному воздействию позволяет избежать разломов, мелких землетрясений и техногенных последствий, — заключает Андрей Ермаков, руководитель Центра трансфера технологий ТюмГУ. — Технология появилась в СССР, распространение получила в 2000-х годах. Сейчас ей требуется доработка в области цифровизации и автоматизации, что мы и делаем с помощью искусственного интеллекта».
Андрей Ермаков также отметил, что на данный момент идут переговоры с нефтедобывающими компаниями, собираются актуальные запросы индустрии в рамках внедрения и оптимизации технологии. Интеллектуальный ИИ-помощник бурового мастера также может использоваться для ликвидации межколонного давления, уплотнения цементного раствора, в строительстве высотных зданий и эстакад для уплотнения трубобетона.
Исследования соответствуют стратегической цели университета, заявленной в программе развития университета «Приоритет 2030», и направлены на трансфер передовых технологических решений в экономику региона и страны.
Источник:Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ
