Специалисты «Газпром нефти» и Санкт-Петербургского государственного университета усовершенствовали метод увеличения нефтеотдачи. Сегодня существуют различные технологии, которые помогают уменьшить потери нефти во время добычи. В одной из таких технологий вода, выталкивающая нефть на поверхность, заменяется на водный раствор полимеров и поверхностно-активных веществ (ПАВ), пишет «Коммерсант».

 

Часто, разрабатывая нефтяные месторождения, компании не могут извлечь все запасы. Первоначально нефть стремится на поверхность за счет давления самого пласта. Спустя время естественное давление падает. И тогда нефтяники закачивают воду для поддержания нужного давления. После этого уровень добываемой нефти падает.

«Это происходит потому, что вода часто прорывается вперед, - объясняет профессор факультета математики и компьютерных наук, СПБГУ Сергей ТИХОМИРОВ. - Поэтому, когда используют воду для подталкивания нефти к поверхности, часть нефтяных запасов остается прилипшей к породе или обогнутой водой. Она словно разбегается в разные стороны, прячется и застревает в породе. Сейчас нефтяники и ученые-математики пытаются решить, как улучшить добываемость нефти на месторождениях».

«Полимеры — дорогостоящие вещества, поэтому их стараются использовать как можно меньше, продолжая закачку воды, - продолжает ученый. - Основная трудность в том, что при таком додавливании вода движется неравномерно и начинает «прошивать» полимер. Когда вода проходит насквозь, эффект от технологии существенно снижается. Поэтому очень важно не допускать подобного сценария. Мы предложили закачивать полимер в несколько этапов: первый — основной этап, второй — догоняющий».

Сначала закачивается первая партия полимера, которая выталкивает нефть в скважину. Далее начинается второй этап. Снова закачивается полимер, но уже в меньшем количестве. Затем его «подгоняют» водой. Для корректного расчета концентраций и времени закачки полимера ученым понадобилось детальнее изучить сложные структуры, возникающие в процессе вытеснения полимеров. Для этого они создали математическое обоснование модели и проверили ее численным моделированием.

«Этот проект является замечательным примером, как задачи из фундаментальной математики позволяют улучшить производственные процессы, - говорит Сергей Тихомиров. - В основе процессов лежит феномен «вязких пальцев», в фундаментальной науке известный как эффект Хеле-Шоу. В тонком слое при вытеснении вязких жидкостей вода движется по причудливым фрактальным фигурам. Схожие эффекты наблюдаются во многих явлениях природы — от разряда молнии до роста кораллов».

Исследователями был разработан макет, который позволил визуализировать процессы, происходящие в пласте. В ходе эксперимента ученые заполнили жидкостью, напоминающей кисель, пространство между двумя стеклами. Затем они нагнетали жидкость, изменяя ее вязкость для каждого следующего эксперимента. Это позволило увидеть, по каким траекториям распространяются жидкости.

Предложенная методика позволяет, не уменьшая объемы добычи, ускорить ее, а также снизить расход дорогостоящих полимеров. Это позволяет уменьшить расходы компании и уменьшить воздействие на окружающую среду.

Реализовать этот проект стало возможным благодаря совместной работе ученых из лаборатории Чебышева СПбГУ, Института Эйлера и сотрудников компании «Газпром нефть». В исследовательскую группу вошли математики, химии и нефтяники, а также специалисты в области анализа данных.

В июле Информагентство «Девон» сообщало, что в Казанском федеральном университете разработали экономный катализатор окисления нефти. Он позволит повысить эффективность тепловых методов нефтедобычи.