Новый цифровой «двойник» скважины поможет греть нефть, не растапливая мерзлоту

Министр природных ресурсов Александр Козлов ранее сообщал, что при нынешнем уровне добычи экономически рентабельных запасов нефти России хватит примерно на 26 лет. Большая часть неосвоенных ресурсов сосредоточена в Арктике и зонах вечной мерзлоты, где извлечение сырья осложняется высокой вязкостью нефти и рисками для инфраструктуры.

На севере наиболее практичным способом добычи вязкой нефти остаётся закачка перегретого пара, который прогревает пласт и снижает вязкость сырья. Однако часть тепла уходит на оттаивание многолетнемёрзлых грунтов, что ослабляет опору для скважин и может приводить к их деформации, авариям и нарушению экосистем. Для уменьшения теплопотерь применяют теплоизолированные лифтовые трубы, но до настоящего времени точный расчёт оптимальной теплоизоляции для конкретных условий был затруднён.

Учёные Пермского Политеха разработали трёхмерную математическую модель теплопереноса в таких скважинах. Цифровой «двойник» учитывает конструкцию термокейса, свойства материалов и параметры пласта, позволяя заранее просчитать, как будет распределяться тепло по длине ствола и в прилегающих породах.

Тестирование модели на данных Усинского месторождения в Республике Коми показало высокую точность: в стационарных условиях расхождение с фактическими данными не превысило 0,1%, при рабочих температурах — до 8% в режиме пропитки и около 5% при максимальном нагреве до 273 °C.

По словам разработчиков, модель помогает находить баланс между эффективным прогревом нефтяного пласта и сохранением стабильности мерзлых грунтов. На её основе можно задавать требуемую температуру и расход пара, выбирать конфигурацию и толщину теплоизоляции, а также оценивать влияние возможных дефектов труб на тепловой режим.

Ожидается, что использование такой цифровой модели позволит нефтяным компаниям снизить теплопотери и энергозатраты, продлить срок службы скважин и уменьшить вероятность аварий, связанных с просадкой грунта и повреждением оборудования. Это особенно актуально для освоения арктических месторождений и других районов с вечной мерзлотой, где соблюдение баланса между добычей и сохранением природной среды имеет ключевое значение, сообщает naked-science.ru.

Обратите внимание: Сбудется все, что только можно и нельзя вообразить: Василиса Володина обрадовала прогнозом на 2026 один счастливый знак