Новосибирский государственный университет возглавляет консорциум, получивший грант в размере 210 миллионов рублей для разработки методов «цифрового керна» — передовой технологии, призванной оптимизировать добычу трудноизвлекаемых нефтяных и газовых ресурсов в России. Научные исследования будут проводиться с использованием современного синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ), находящегося в наукограде Кольцово.
Современные методы добычи нефти все чаще связаны с трудноизвлекаемыми запасами — нефтью, находящейся в геологических породах с очень низкой проницаемостью. Для таких пород критически важно учитывать особенности движения нефти в процессе ее извлечения. Значительную роль в этом играет изучение керна – образцов пород, взятых из глубоких слоев при бурении скважин. Применяют два основных подхода: экспериментальный (лабораторные исследования керна с использованием специализированного оборудования) и математическое моделирование, которое позволяет создать «цифровой двойник» керна. Детальные модели, формирующие основу «цифрового керна», разрабатываются на основе данных рентгеновской томографии реальных образцов. Точность методов рентгеновских исследований напрямую влияет на качество построения математических моделей.
Реализация проекта, финансируемого по выигранному гранту, станет логическим продолжением исследований в области «цифрового керна». Эти исследования начались в рамках консорциума «Синхротронное излучение для нефтегазовых технологий», созданный в августе 2023 года на международном форуме технологического развития «Технопром». В 2024 году к консорциуму присоединился «Сколтех». Финансирование подготовительных работ по данному проекту со стороны НГУ осуществлялось в рамках стратегического проекта «Научный инжиниринг» программы «Приоритет 2030».
Использование синхротронного излучения, являющегося мощным источником рентгеновских лучей, играет ключевую роль в реализации проекта. Этот источник позволяет проводить быстрый и детальный анализ непрозрачных объектов. В отличие от стандартных рентгеновских установок, используемых в лабораториях, синхротрон генерирует значительно более интенсивный и сфокусированный пучок излучения. Ожидается, что Центр коллективного пользования «СКИФ», запуск которого запланирован в ближайшее время, станет одной из передовых установок такого типа в мире.
«СКИФ позволяет наблюдать микроскопические процессы, происходящие внутри породы, в режиме реального времени. По мнению экспертов, это ознаменует собой революцию в области геологических и нефтегазовых исследований директор Научно-образовательного центра «Газпромнефть – НГУ», профессор РАН Сергей Головин .
Проект НГУ реализуется консорциумом, в который входят семь организаций, включая Томский политехнический университет, Институт гидродинамики СО РАН, Институт геологии и минералогии СО РАН, ЦКП СКИФ и НИЦ КИ. В рамках проекта выделено три ключевых направления: совершенствование методик синхротронных исследований керна, создание специализированных исследовательских ячеек и разработка образовательной программы. Предусмотрены курсы повышения квалификации, работа со студентами и образовательные мероприятия для школьников.
В рамках реализации проекта планируется разработать новые научные методики, оформить патенты, опубликовать статьи и подготовить специалистов для высокотехнологичной нефтяной отрасли. Наиболее важным результатом станет создание эффективного инструмента, который позволит ускорить применение инновационных методов добычи нефти в сложных геологических условиях.
Разработка «цифрового керна» займет три года. Средства на ее реализацию выделены Министерством науки и высшего образования РФ в рамках федеральной программы, направленной на развитие синхротронных и нейтронных исследований.