В последние десятилетия наблюдается значительное истощение запасов традиционной нефти в Западной Сибири, что стимулирует поиск новых источников углеводородов. Особое внимание уделяется разработке месторождений в суровых климатических условиях Восточной Сибири и Арктики, где добыча нефти связана с рядом технологических и экологических сложностей.
Одной из основных проблем, с которой сталкиваются специалисты, является высокая вязкость нефти, затрудняющая её подъём на поверхность без предварительного термического воздействия на пласт. Наиболее эффективным методом решения этой проблемы является технология парогравитационного воздействия (SAGD). При этом перегретый пар проникает в пласт, разогревая его до 200–300 °C и снижая вязкость нефти. Однако данный метод требует значительных энергозатрат и может оказывать негативное влияние на окружающую среду, что побуждает к поиску альтернативных решений.
Учёные Пермского Политеха создали виртуальный двойник скважины, который с высокой точностью (до 95%) прогнозирует оптимальные параметры прогрева. Это инновационное решение минимизирует тепловые потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию скважин, что особенно важно при разработке месторождений в сложных геотермальных условиях.
По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ, при текущем уровне добычи рентабельных запасов нефти в стране хватит примерно на 26 лет. Из разведанных месторождений (около 31 миллиарда тонн) экономически целесообразно разрабатывать около 13 миллиардов тонн, в основном в Западной Сибири и Поволжье. Более 70% неразведанных ресурсов (около 22 миллиардов тонн) находятся в Арктическом регионе и зонах вечной мерзлоты, освоение которых имеет стратегическое значение для поддержания стабильных объёмов добычи и сохранения важного источника доходов.
Для успешной разработки месторождений в экстремальных климатических условиях требуются инновационные технологии и методы управления тепломассопереносом. Одним из перспективных направлений является использование теплоизолированных лифтовых труб (ТЛТ), которые снижают тепловые потери и предотвращают термическое разрушение фундамента месторождений.
Исследователи Пермского Политеха разработали 3D-модель тепломассопереноса в ТЛТ, которая прогнозирует распределение тепловой энергии в скважинах с термокейсами. Эта модель оптимизирует режим прогрева и обеспечивает эффективное использование тепловой энергии, что является важным шагом в развитии технологий добычи нефти в сложных климатических условиях. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Научно-технический вестник Поволжья», подтверждая их научную значимость и актуальность, пишет Progorodsamara.ru.