В рамках программы «Приоритет 2030» Пермский Политех реализует стратегический проект «Цифровые технологии освоения недр», который нацелен на обеспечение технологического суверенитета России при разработке труднодоступных запасов углеводородов. Какие инновационные технологии были внедрены научным коллективом за текущий год? Подробно рассказываем в нашем материале.
В рамках проекта ученые Пермского Политеха ведут работу по пяти приоритетным направлениям:
Разработка интеллектуальной системы управления траекторией скважины
Совместно с компанией «ПКНРУС» политехники создали прототип интеллектуальной системы управления траекторией ствола скважин с программно-аппаратным комплексом. В этом году ученые трудились над расчетом моделирования процессов работы установки в условиях Арктики. Это поспособствует переходу к следующему этапу – проведению опытно-промысловых испытаний в крупных российских компаниях, таких как ПАО «Татнефть», ПАО «Газпромнефть», ПАО «ЛУКОЙЛ» и других.
Также коллектив начал работу по добавлению дополнительного оборудования и датчиков в систему для исследования пластов во время бурения. Такое решение поможет в разработке прототипа первой отечественной роторно-управляемой системы малого диаметра для строительства скважин в осложненных условиях.
Проект «Цифровой двойник месторождений углеводородов»
В рамках подпроекта ученые разработали технологию очистки попутно добываемой воды. Она необходима для сокращения затрат на эксплуатацию скважин, предназначенных для воздействия на пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. Технология позволяет осуществлять проточную очистку воды от нефтепродуктов и с высокой эффективностью удалять их из потока. Результативность предложенного метода доказала серия лабораторных и опытно-промысловых испытаний на промышленном объекте стратегического партнера ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».
Создание цифровой платформы «Виртуальные исследования скважин и пластов»
Научный коллектив создал и провел испытания программного модуля для мониторинга разработки месторождений. На это решение было получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. Кроме того, были заключены лицензионные договоры о сотрудничестве с компаниями «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» и «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг». В настоящее время политехники работают над процессом внесения модуля в реестр отечественного программного обеспечения.
Повышение безопасности при добыче твердых полезных ископаемых
В ходе выполнения задач по этому направлению исследователи впервые создали методику определения прочностных и деформационных свойств в горных породах возле подземных выработок. Этот метод был опробован для выявления опасных зон на Яковлевском месторождении железной руды и Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей.
Цифровая платформа для горнодобывающей промышленности
В этом году ученые работали над усовершенствованием платформы. Так, была создана цифровая модель ценозависимого управления спросом для подземных горнодобывающих предприятий, включающая предсказательные модели с цифрового двойников процесса управления проветриванием шахт.
Помимо работы над вышеперечисленными направлениями, в рамках стратегического проекта получен научный задел по следующим научным сферам:
- Разработана пространственная математическая модель, показывающая, как меняются температура и масса внутри бурящейся скважины с учетом ее слоистой структуры, свойств материалов, особенностей бурения и добычи.
- Создана математическая модель, которая описывает изменение температуры в зависимости от объемов добычи нефти и газа из разных частей скважины, и предложен способ ее использования для практических исследований и решения производственных задач.
- Собраны данные о структуре пористых пространств в 78 образцах керна, что помогает качественно оценить неравномерность пустот.
- Предложена идея проведения спектрального гамма-каротажа во время бурения горизонтальной части скважины для изучения естественной радиации горных пород. Сформулирована фундаментальная концепция технологии и обоснована ее актуальность.
На основе этих достижений для внедрения результатов в образовательный процесс и выполнения научно-исследовательских работ инициировано создание и развитие на базе ПНИПУ цифровой лаборатории, которая позволит интегрировать итоги проекта в единый программно-технологический комплекс мониторинга строительства, эксплуатации скважин и поверхностной инфраструктуры нефтяных залежей и приблизит к созданию автономного цифрового месторождения будущего.