В России нашли новый способ удешевить отбор керна
Ученые усовершенствовали 3Д-печать для клонирования образцов горных пород.
Ученые Пермского Политехнического университета разработали способ клонирования образцов керна горных пород. Для этого они применили 3D-печать и использовали результаты компьютерной томографии натурального керна. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения ПНИПУ.
Комплексное изучение горной породы позволяет улучшить технологии повышения нефтеотдачи пластов. Но извлечение образцов горной породы обходится очень дорого. Каждый образец керна уникален по своим свойствам, а использовать его для тестов зачастую можно только один раз.
Поэтому ученые создают искусственные копии горной породы. Для этого керн сканируется с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Далее воспроизводится его трехмерная модель, которая используется при 3D-печати.
Трехмерная печать дает возможность масштабировать горную породу и проводить более сложные комплексные исследования, которые невозможны на оригинальном керне из скважины. Точное воспроизведение его пористой внутренней структуры в реальном масштабе – крайне сложная задача.
Обычно копирование сопровождается погрешностями и несоответствиями с оригиналом. Это зависит от точности томографов, разрешения их изображений, ошибками при создании цифровой модели и технологий 3D-печати. Несоответствие с оригиналом может привести к неверной оценке свойств образцов породы и пласта.
Поэтому в Пермском Политехе решили опробовать 3D-печать по технологии FFF на основе результатов компьютерной томографии керна песчаника. Способ заключается в создании изделия слой за слоем посредством сварки валиков термопластичного материала. Он выдавливается через горячее сопло экструдера.
«Таким методом мы изготовили более 40 образцов из пластика, постепенно улучшая стратегию печати, – объясняет кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории ПНИПУ Александр ОСКОЛКОВ. – Мы исследовали влияние различных технологических параметров на пористость и проницаемость образцов. Это позволило добиться желаемого результата».
В процессе важно было не допустить паразитного уменьшения или расширения порового пространства образцов, закупорки пор, низкой прочности соединения между слоями. Управление параметрами печати помогает избежать этих нежелательных эффектов, влиять на пористость и проницаемость образцов.
«Мы изготовили два образца, свойства которых максимально близки к показателям исходного керна с пористостью 14% и проницаемостью 271 миллидарси, – поделился доцент кафедры геологии нефти и газа ПНИПУ, к.т.н. Александр КОЧНЕВ. - Пористость образцов составила 13,5 и 12,8%, а проницаемость – 442 и 337 миллидарси».
Ученые ПНИПУ доказали, что управление параметрами 3D-печати позволяет создавать структуры с различными параметрами пористости и проницаемости. Это позволяет точно воспроизводить керн песчаника в натуральную величину. Политехники планируют реконструировать структуру и других типов горных пород (известняка, глины, сланца и других). Они также собираются создавать копии на основе натуральных материалов.
Справка ИА «Девон»:В декабре ЛУКОЙЛ открыл уникальный центр исследования керна в Перми. Он расположен на одной площадке с ПНИПУ и научным центром «Рациональное недропользование». Там изучают образцы породы с месторождений по всей стране.В центре керн фотографируют и определяют его профильную газопроницаемость. Там же проводят спектральный гамма-каротаж и делают его послойное литологическое описание. Завершающий этап — отбор образцов для исследований в лабораториях.В 2021 году «Информ-Девон» сообщал, что в «Сколково» создали систему автоматической обработки изображений керна. Это позволяет ускорить определение глубины расположения и количества полезных ископаемых.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: ПНИПУ, Аддитивные технологии, геология, наука
