«Роснефть» изучает и хранит историю недр

Заполнять новое кернохранилище будут 10-15 лет. Фото: Сергей Степин.

Приземистый параллелепипед здания находится по соседству с новым инженерно-лабораторным корпусом Томского научного института (входит в «Роснефть»). За большими витражными окнами можно разглядеть почти полтора десятка рядов стеллажей 9-метровой высоты. Коробками с упакованными в них кернами заполнена пока малая часть полок.

Керн – это цилиндрический отрезок горной породы, который с определенного интервала буровой скважины извлекается на поверхность для изучения. Те, кто думает, что нефтяные залежи – это подземные озера, могут спросить: зачем исследовать камень? На самом деле никаких подземных озер нет: нефть, как в губке, содержится в микроскопических порах и кавернах горной породы. Ответ очевиден.

Было время, когда сотрудники научного института получали керны не только из глубин земли, но и с ее поверхности. Потому что образцы породы нередко хранились прямо на месторождениях: под брезентом, в лучшем случае - в наспех сколоченных сараях. Из экспедиций томские ученые стали привозить керны в Томск. Сначала от «диких» залежей были очищены месторождения Томской области, потом пришло время и других регионов. Так к 1997 году в составе научного института сформировалось кернохранилище, которое стало пополняться образцами, поднятыми уже из свежепробуренных скважин.

Керны подвергаются многочисленным испытаниям. Фото: Сергей Степин.

В корпоративном институте «Роснефти» керны подвергаются многим испытаниям. Их фотографируют в дневном и ультрафиолетовом свете, «пробивают» ультразвуком и «давят» прессом – чтобы выяснить нефтенасыщенность породы, ее структуру и химический состав. Кстати, в зависимости от содержания углеводородов свечение в ультрафиолете варьируется от бледно-желтого до голубого цвета. Очень красивая получается мозаика! Специалисты говорят: теоретически из метрового отрезка керна диаметром 100 мм можно «выжать» в среднем пол-литра нефти.

В ультрафиолете образцы породы представляют собой яркую мозаику. Фото: Сергей Степин.

Почти за 30 лет собрано полторы сотни километров образцов с разных месторождений страны. Первое хранилище переполнилось, и вот уже новое принимает очередные партии кернов.

- Оно может вместить 122 км образцов горной породы - хватит на 10-15 лет. Ну а потом придет очередь следующих кернохранилищ, - рассказала руководитель группы хранения керна Янина Рощина.

После изучения все образцы упаковываются и отправляются на хранение. Фото: Сергей Степин.

ПОД ПРИСТАЛЬНОЙ ЦИФРОЙ

В корпоративном институте классические методы изучения керна дополняются цифровыми. Например, совместно с Томским политехническим университетом разработан уникальный микротомограф для изучения горной породы с разрешением от 3 микрон.

Новый инженерно-лабораторный корпус Томского научного института. Фото: Сергей Степин.

Во-первых, он работает в 4 раза быстрее зарубежных аналогов. Во-вторых, делая в образце очень много «срезов» при высоком разрешении, вырисовывает на экране компьютера мельчайшие поры и соединяющие их капилляры. Благодаря такой четкости картинки ученые могут точно смоделировать процесс фильтрации флюидов сквозь горную породу.

- Основная функция этого томографа - цифровая паспортизация керна. Мы из горной породы делаем «цифровой двойник», на котором можем проводить разные лабораторные эксперименты. Есть дорогие, длительные эксперименты, которые могут затянуться на несколько недель. А с цифровой копией мы можем это сделать буквально за 4-5 часов. Когда вы проводите один опыт, есть повод для сомнений. А когда проводите тысячу опытов и получаете один и тот же результат, это говорит о его достоверности, - рассказал начальник управления лабораторных исследований керна Антон Скрипкин.

Уникальный томограф помогает создать цифровой двойник керна. Фото: Сергей Степин.

На мой вопрос, зачем тогда складировать образцы, когда математически можно получить достоверный результат, он пояснил, что из множества цифровых опытов один обязательно надо провести на физическом керне - для сопоставления результатов.

Цифровое моделирование значительно повышает точность определения нефтенасыщенности пластов, отвечая на вопрос – сколько нефти в них содержится. А вместе с коллегами из Сколтеха томские ученые с помощью микротомографа разработали новую методику подбора эффективных химагентов для вытеснения нефти. Цифровые исследования позволили определить наиболее эффективный полимер для конкретных горных пород, что до двух раз увеличивает объем вытесненной из них нефти. В следующем году на одном из месторождений «Роснефть» планирует протестировать методику, закачав полимер в скважину.

ОПЫТ И МОЛОДОСТЬ

В корпоративном институте работает около 2 тысяч сотрудников. Среди них - больше 50 кандидатов и докторов наук. Как рассказал генеральный директор ТомскНИПИнефть Максим Пушкарев, 80% - выпускники томских вузов. В институте работает много молодежи. Геолог лаборатории сбора и обработки керна Юрий Павлович еще недавно был молодым специалистом – пять лет назад он пришел сюда после окончания Томского политеха. Работает на фотосканере, изучает структуру керна.

- В моих планах – обучаться работе на других видах оборудования. Здесь сложилась такая культура: каждый из нас может стать универсальным работником. И, конечно, я буду совершенствоваться в научной сфере, - рассказал Юрий.

НАУКА, ПРОИЗВОДСТВО, КАДРЫ

«Роснефть» давно взаимодействует с Томским политехом.

- Вместе с ТомскНИПИнефть университет запустил образовательную программу «Цифровые технологии в проектировании нефтегазохимических предприятий». Многие студенты получают стипендию «Роснефти». Компания выделяет средства, которые идут на развитие студенческих пространств, лабораторий и приобретение оборудования для исследований, - рассказал и.о. ректора Леонид Сухих.

По сути, в Томске развивается целая экосистема, которая объединят науку, производство и подготовку кадров.

НЕ КЕРНОМ ЕДИНЫМ

Кроме исследований керна в компетенциях Томского НИПИ - все виды проектирования, геоинформационные технологии, геотехнический мониторинг, технологии нейросетей. Например, Управление обустройства месторождения реализует проект, который позволяет представить, не только как будет выглядеть построенный объект, но и как он будет функционировать и развиваться на протяжении всего жизненного цикла.

Это 3D моделирование, основанное на полностью отечественных технологиях, с накопленной базой данных строительных элементов и узлов, технологического оборудования, которые используются при проектировании объектов разного назначения. Например, с помощью 3D моделирования построены центральный пункт сбора нефти и кустовая насосная станция Северо-Комсомольского месторождения, состоящие из более чем 170 сооружений.

Как рассказал заместитель главного инженера по проектированию обустройства месторождения Антон Саитов, такой подход к строительству сокращает время на разработку проекта и исключает нестыковки в ходе его реализации.

Сейчас в работе находятся 29 объектов. Ключевые – насосная перекачивающая станция и две кустовые площадки месторождений на Таймыре.

Кстати, этот проект на севере России - ключевой и для управления по IT и развитию бизнес-процессов. Его специалисты создали первую в России геоинформационную систему «ГИС-РН», которая полностью разработана на импортозамещающих технологиях и решает актуальные производственные задачи нефтяного сектора.

Мобильное приложение системы позволяет специалистам буквально в полевых условиях получать оперативный доступ к картам месторождений, актуализировать информацию о всей необходимой инфраструктуре и делать записи треков по маршрутам выполненных работ.

Геоинформационный модуль, созданный на основе инновационного нейросетевого алгоритма, позволяет кратно быстрее и точнее человека распознавать различные объекты местности: рельеф, водоемы, растительность, дороги, коммуникации, границы территории. Если раньше проектировщик, чтобы подготовить картографическую подложку, долго загружал из разных источников тяжелые файлы, то сейчас с помощью системы это делается в один клик. На данный момент доступна полная информация о 20 подразделениях «Роснефти». Компания - первая в России, которая успешно создает наукоемкое программное обеспечение, охватывающее все ключевые процессы нефтегазодобычи. Главное, что ПО превосходит импортные аналоги по скорости, перечню решаемых задач, применению современных алгоритмов и удобству интерфейса.

СПРАВКА

Научно-проектный комплекс «Роснефти» – крупнейший в Евразии научный нефтегазовый центр. Он объединяет 30 научно-исследовательских и проектных институтов, а также 41 центр компетенций с общей численностью сотрудников более 18,5 тысяч человек. Почти 10% из этих специалистов работают в Томске.