Цифровые образцы горных пород начали исследовать на синхротроне

Дзен

Методики изучения образцов горной породы, основанные на математическом моделировании, предложили ученые НГУ. Разработки получили экспериментальное подтверждение на Курчатовском источнике синхротронного излучения и в дальнейшем могут применяться на СКИФе, сообщили РИА Новости в пресс-службе вуза.

Нефтегазовые компании, которые ведут разведку и добычу трудноизвлекаемых запасов углеводородов, занимаются лабораторным изучением образцов породы («кернов»), взятых из низкопроницаемых коллекторов. Это сложная задача, которая требует больших временных и финансовых затрат, отметил научный сотрудник НОЦ «Газпромнефть-НГУ» Михаил Фокин.«

"Цифровой керн — это трехмерная цифровая копия такого образца. Он точно воспроизводит внутреннюю структуру горной породы, созданной при помощи метода рентгеновской томографии. С помощью математического моделирования на цифровой копии можно проводить эксперименты, аналогичные лабораторным, значительно быстрее и дешевле. При этом ученые могут контролировать параметры эксперимента и проводить специализированные вычисления, что повышает информативность исследований," — сообщил он.

Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) поставили перед собой задачу создать цифровые копии образцов керна методами неразрушающего сканирования, а также разработать методы их упорядоченного хранения и дальнейшей компьютерной обработки.

«Накопленная информация может быть использована для проведения цифровых экспериментов и последующего анализа, в том числе методами машинного обучения. Результаты этой работы найдут применение при решении разных прикладных задач как в геологии, так и при разработке месторождений углеводородов», — пояснил Фокин.

Тестовая сборка бустерного ускорителя на строительной площадке Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) в наукограде Кольцово под Новосибирском.

Корректирующие магниты накопительного кольца синхротрона СКИФ в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН в Новосибирском Академгородке. Накопительное кольцо синхротрона Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») ключевая часть ускорительного комплекса.

Сотрудница института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) во время работы с линейным ускорителем (Линак-20), который станет частью инжекционного комплекса ЦКП «СКИФ» (Сибирский кольцевой источник фотонов). Тестовая сборка бустерного ускорителя на строительной площадке Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) в наукограде Кольцово под Новосибирском.Корректирующие магниты накопительного кольца синхротрона СКИФ в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН в Новосибирском Академгородке. Накопительное кольцо синхротрона Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») ключевая часть ускорительного комплекса. Сотрудница института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) во время работы с линейным ускорителем (Линак-20), который станет частью инжекционного комплекса ЦКП «СКИФ» (Сибирский кольцевой источник фотонов).

На сегодняшний день цифровой керн уже нашел применение в нефтегазовой отрасли. Для его создания образец керна просвечивают рентгеновским излучением со всех сторон. Но у этого метода есть определенные ограничения, считает исследователь.

«Для таких экспериментов используются обычные лабораторные промышленные томографы, но источники рентгена в них довольно слабые. Они не могут просвечивать крупные образцы при необходимом разрешении и разделять на изображениях близкие по плотности материалы, такие как нефть и вода. Мы предлагаем использовать для цифрового анализа керна синхротронное излучение. Оно обладает высокой интенсивностью, что позволяет просвечивать крупные образцы. Появляется возможность отследить процессы в динамике», — рассказал он.

Кроме того, по его словам, синхротронное излучение обладает широким энергетическим спектром, достаточным для просвечивания тяжелых материалов, и позволяет проводить исследования в модельных пластовых условиях. Также синхротронное излучение позволяет увеличивать контраст тех материалов, которые в обычном рентгене неразличимы.

Ученые НГУ провели серию экспериментов, направленных на различение воды и нефти при сканировании образцов, на Курчатовском источнике синхротронного излучения и протестировали алгоритмы обработки данных фазово-контрастной томографии.

«Результаты экспериментов подтвердили потенциал синхротронного излучения для исследования цифрового керна в нефтегазовой области. Начатая серия будет продолжена в следующем году. Также мы протестировали созданные учеными алгоритмы обработки полученных данных. В дальнейшем мы планируем использовать их в Сибирском кольцевом источнике фотонов (СКИФ). Кроме этого, мы планируем провести эксперименты по распознаванию воды и нефти в песке», — перечислил ученый.

Исследование проводится в рамках стратегического проекта НГУ «Научный инжиниринг» программы «Приоритет 2030».