Керн как ключ к месторождениям и нефтяному образованию
«Татнефть» создала суперсовременную научно-исследовательскую «библиотеку» горных пород в рамках отраслевой научно-образовательной вертикали.
Анвар МАЛИКОВ, ИА "Девон".
НЕОБЫЧНЫЙ ГОРОДОК.
В Альметьевске, в небольшом уютном городе, где расположена штаб-квартира «Татнефти», за пару лет возник необычный по дизайну и уникальный по внутреннему содержанию микрорайон.
Это – кампус мирового уровня, построенный в перспективном месте – с видом на долину реки Степной Зай и гряду отрогов Уральских гор. Здесь в лице Высшей школы нефти будет базироваться ядро активно создаваемого научно-образовательного кластера для нефтяной отрасли.
ВШН венчает формируемую на юго-востоке Татарстана вертикаль, олицетворяющую непрерывный образовательный процесс от детсадов до вуза.
С этой вертикалью будет тесно интегрирован научно-исследовательский центр. Его синергией станут потенциалы института «ТатНИПИнефть» и Альметьевского государственного нефтяного института (АГНИ).
В комфортных по самым современным меркам общежитиях и жилых домах кампуса уже живут, учатся, трудятся студенты, ученые, сотрудники. Строительство продолжается, и впереди – вторая очередь комплекса.
Но главное, «Татнефть» уже создала здесь мощный Лабораторно-исследовательский комплекс (ЛИК). Его задача - обеспечить тесную интеграцию всей цепочки нефтяного дела - от изучения недр, сырья в пластовых условиях и в процессе его подготовки до исследований на уровне микробиологии и генома микробиологических систем. Отдельный этаж здесь выделен и для биотехнологий (но это уже отдельная тема).
- Мы решаем несколько задач, - сказал раис (глава) Татарстана Рустам МИННИХАНОВ. - Первая - подготовка высококвалифицированных кадров. Вторая - создание мощных центров разработки. В современных условиях это приобретает особое значение. Третья - привлечь в наши образовательные центры максимальное количество талантливой молодёжи из других регионов России и из-за рубежа.
Генеральный директор «Татнефти» Наиль МАГАНОВ, в свою очередь, говорит о прямом интересе компании в развитии АГНИ:
-В планах – использование наработок на практике, задействование всего научного центра для реального применения в отрасли.
ЯДРО ИССЛЕДОВАНИЙ.
Базой для нефтяной науки называют изучение керна. В отрасли вопрос исследования, систематизации, хранения образцов породы всегда стоит на первом месте и по последовательности действий, и по значимости.
Поэтому значительную часть лабораторно-исследовательского корпуса кампуса занимает кернохранилище. Из действующих в ЛИКе полусотни лабораторий 17 специализируются на изучении керна. Этим занимаются не просто геологи, а по совместительству химики, физики, АйТи-специалисты …
Что такое керн? В переводе с немецкого Kern — это ядро, зерно, сердцевина. В геологии так называют пробы горной породы, отбираемой при бурении скважин в виде цилиндрического столбика.
Эти образцы являются уникальным геологическим первоисточником информации. Она необходима для определения промышленных запасов нефтяных залежей и прогнозирования нефтеотдачи как отдельно взятой скважины, так и месторождения в целом.
Изучая их в лабораторных условиях, можно получить информацию о строении, вещественном составе недр, условиях осадконакопления.
С помощью керна можно выделить породы-коллекторы, содержащие нефть, газ и выяснить, при каких условиях последние возможно извлечь в реальных условиях и провести апробацию специальных технологий по повышению коэффициента извлечения нефти на сложных залежах.
Таким образом, это один из ключевых этапов разработки месторождения. Поэтому крупные нефтяные компании содержат кернохранилища вкупе с исследовательскими лабораториями.
30 КИЛОМЕТРОВ ПОРОДЫ.
«Татнефть» пошла дальше: кернохранилище это теперь и архив для экспериментов ученых, и своего рода библиотека для обучения студентов.
За всю историю «Татнефти» из 5000 скважин было отобрано более 120 км кернового материала. Это огромный пласт исследовательской работы. Его изучение является одним из важнейших этапов при разработке месторождений. Поэтому к кернохранилищу и связанным с ним лабораториям в составе ЛИКа было уделено особое внимание.
Сегодня востребованы более глубокие, сложные исследования, изучение элементов и минералов пород. Связано это с усилением внимания к трудноизвлекаемым запасам, выработанным залежам.
Что представляет собой новое кернохранилище в Альметьевске? Оно способно принять образцы общей длиной в 30 км. На площади в 135 кв. метров построены стеллажи в 14 ярусов с подъемниками. Это значительно увеличило емкость хранилища и при этом позволило ему оставаться компактным.
Раньше кернохранилище и связанные с ним лаборатории были разбросаны по всей Бугульме, в достаточно неудобных местах. Теперь всё собрано в одном из зданий кампуса.
Начальник отдела экспериментальных исследований Марат РЕМЕЕВ:
- В ЛИКе созданы возможности для 122 видов лабораторных исследований. На 5 этажах идет взаимосвязанное, последовательное движение исследуемых материалов. Стремимся снимать все возможные характеристики, чтобы формировать базу данных на будущее, когда будут доступны новые исследовательские и добычные технологии.
«ГИПЕРМАРКЕТ» ДАННЫХ НА БУДУЩЕЕ.
Конструкции собственно хранилища напоминают торговые ряды современных гипермаркетов, верхние ярусы которых уставлены товаром.
Олег СОТНИКОВ, начальник отдела исследования скважин, коллекторов и углеводородов ТатНИПИнефти:
- Работа с керном – самый дорогой метод геологических исследований. Вначале мы внимательно изучили мировой опыт, побывали в некоторых из наиболее передовых иностранных кернохранилищ, а также в Сколково. Но оборудование приобрели, преимущественно, отечественное.
Теперь появилась возможность полного комплекса исследований из ныне доступных методов. Благодаря современному оборудованию появились новые для нас направления. До этого мы были ограничены в возможностях, прибегали к услугам сторонних лабораторий.
Теперь благодаря оптимальному обустройству и техническому оснащению можно быстро получить любые образцы — независимо, это только что поступившие или давно исследованные.
В день принимается до 100 метров породы. Керн маркируется и исследуется на множество различных параметров, начиная от проницаемости, пористости, содержания неснижаемой воды до коэффициентов вытеснения нефти и кривых капиллярного давления.
Что происходит с материалом в хранилище? Прежде чем уложить на стеллажи, делается описание по результатам около 30 видов исследований. Образцы фотографируют в дневном и ультрафиолетовом свете вкруговую на специальных роликах, вращающих керн. Получается плоскостная развертка поверхности керна.
Определяется его профильная газопроницаемость. Проводится спектральный гамма-каротаж (регистрация изменения гамма-излучения). Затем делают послойное литологическое описание.
Теперь каменистые или рыхловатые цилиндры готовы для долговременного хранения и доступны для изучения. При помощи специальных погрузчиков образцы стеллажируются, а данные заносятся в специальную программу. Важны и условия – температурные, влажностные, в которых без изменений хранится керновый материал.
НЕДРА ЧЕРЕЗ МИКРОСКОП.
Керном в ЛИКе занимаются 25 специалистов высокой квалификации, прошедших специальную подготовку. При приемке материала они используют такие современные средства, как машинное зрение, распознавание речи и т.д.
В целом, определяются более 100 параметров геологической среды. Например, базовые данные фильтрационно-емкостных свойств пород и свойств флюидов выявляются при помощи основных физических параметров: пористость, проницаемость и водонасыщенность.
Венцом исследований стала технология «Цифровой керн». Благодаря рентгеновской томографии создается трехмерное изображение образцов и моделируются сложные процессы, протекающие в пласте на микроуровне. Технология дополняет традиционные лабораторные исследования большими возможностями вычислительного эксперимента.
Среди них - валидация (проверка правильности выводов) экспериментальных и аналитических значений – когда они проходят систему контроля с точки зрения их физичности. В случае ввода или расчета иррациональных величин система предупреждает пользователя о возможной ошибке.
Удивительно, но электронные микроскопы, рентгеновские томографы и прочее оборудование, предназначенное для наблюдения за микромиром, используется для анализа кубических километров материала.
В мире это относительно новый метод исследования. Компании, работающие в этом направлении, демонстрируют впечатляющие успехи. В России он пока находится на начальной стадии развития.
Потребителями обработанных данных становятся все направления, связанные с добычей углеводородного сырья. Кернохранилище могут посещать и студенты АГНИ. Для них разработан ряд профильных лабораторных работ. Возможность погрузиться в производственный процесс облегчит вхождение в профессию будущих выпускников.
Так что получается, кернохранилище – не совсем точное определение, поскольку «библиотека» занимает лишь пятую часть площадей объекта. Подошло бы, может такое название: Альметьевская научная некоммерческая агрегация «Керн Татарстана», или просто «АННА Керн».
«ЗОЛОТО ДУРАКОВ» И ЧЕРВЬ-ИЛОЕД.
Есть в этом высокоинтеллектуальном учреждении и своя фишка: здесь уже появился прообраз музея, в котором представлены экспонаты, заинтересующие еще не определившихся с будущей профессией школьников. Думается, сюда будут водить их на экскурсии.
Так, представлены срезы керна, где видны останки червя-илоеда, кораллов, ракушек и т.п. артефакты допотопных времен. Все они приурочены к определенных геологическим условиям и несут важную информацию, в том числе и для палеонтологов.
Представленный здесь пирит, известный со времен конкистадоров как «золото дураков», навеял воспоминания о захватывающем и познавательном романе «Тайна реки злых духов» Владимира КОРЧАГИНА, кандидата геолого-минералогических наук. Один из «плохих» персонажей втайне от других набил этим «золотом» карманы, после чего был осмеян руководителем экспедиции.
После первого издания книги в 1963 году, говорят, число романтиков, желающих поступить на геологический факультет Казанского госуниверситета возросло чуть ли не вдесятеро. Вот пример для популяризации профессии, которую нужно проводить уже на современном уровне.
ЦИФРОВОЙ КРЕН.
Комплексная работа по цифровизации ведется в «Татнефти» на протяжении многих лет. О масштабности охвата можно судить хотя бы по таким впечатляющим цифрам. За год в компании с помощью современных технологий проектируется более 700 скважин. Для этого получают более 100 характеристик керна и нефти, ежегодно проводят более 30 тысяч исследований.
Современные лабораторные исследования керна — комплексный производственный процесс. Данные по каждому исследованию вносятся во взаимосвязанные между собой объёмные таблицы. При этом строятся графики экспериментов, проводится сравнительный анализ большого количества характеристик и формируется отчет. Это трудоёмкий процесс со множеством однотипных операций.
Поэтому для ТатНИПИнефти в результате роботизации лабораторной инфосистемы совместно с Центром нефтегазовых технологий Университета Иннополис создан уникальный комплексный продукт, объединяющий все цифровые инструменты. Его применение позволяет минимизировать ручные, рутинные операции, что позволяет специалисту сосредоточиться на анализе данных.
Автоматизация лабораторных геомеханических исследований позволяет рассчитывать прочность горных пород, формировать документы с рассчитанными параметрами.
И главное: результаты исследований хранятся в единой базе, одновременный доступ к которой есть у всех заинтересованных. Всё это не лежит мертвым грузом, а становится основой при построении геомеханических моделей месторождения и выдаче рекомендаций для бурения новых скважин, оптимизации разработки месторождений. Так, система дает возможность определять корреляционные зависимости и визуально оценивать результаты исследований на геофизическом планшете и в 3D-сцене.
Теперь это решение планируется тиражировать во всех лабораториях ЛИКа.
Думается, что использование наработок нового научного центра корпоративными рамками не ограничится, речь идет и о трансфере технологий, разработок и инжиниринговых услуг. Очевидны дальновидность и практический подход при создании ЛИКа.
- Лабораторный корпус создан гораздо в больших масштабах, чем нужно только „Татнефти“, — говорит Наиль МАГАНОВ. — Мы надеемся, что это станет работать через инновационные предприятия.
Ректор АГНИ Александр ДЬЯКОНОВ, в свою очередь, считает, что кампус Высшей школы нефти станет центром притяжения и развития новых талантов и технологий.
- Все сказанное является частью трансформационных процессов, которые происходят сегодня в Альметьевске, и интегрируются в уникальном для страны проекте – кампусе Высшей школы нефти.
В этом году введут в эксплуатацию главный учебно-лабораторный корпус. Всего же проект включает более 20 уникальных объектов. Вся инфраструктура строится, исходя из нашего базового принципа: синергия науки, образования и производства.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: АГНИ, Альметьевск, геология, Татнефть, Образование, ТатНИПИнефть, наука, IT, Иннополис
