Специалисты Научно-исследовательского института «Роснефти» в Тюмени в кооперации с Тюменским государственным университетом создали методику анализа гелевых составов, предназначенных для повышения нефтеизвлечения из пластов.
Фото предоставлено департаментом информации и рекламы ПАО «НК «Роснефть»
Новизна подхода состоит в прямом визуальном наблюдении за движением гелевых частиц в микрофлюидных чипах, сообщает пресс-служба ПАО «НК «Роснефть». Эти чипы представляют собой пластины с искусственно воссозданной структурой порового пространства коллектора, изготовленные методом прецизионной 3D-печати на фотополимерах. Такой эксперимент даёт возможность изучить процессы фильтрации гелей непосредственно в масштабе пор.
Преимущества микрофлюидного тестирования
Тестирование на микрочипах позволяет оперативно проверить множество различных реагентов-агентов для закачки в нефтяной пласт и выбрать наиболее эффективные композиции для определённых геологических условий. Использование микрофлюидных технологий ускорит внедрение новых составов на промыслах и повысит результативность методов увеличения нефтеотдачи.
Поэтапное описание методики
Разработанная методика включает несколько последовательных этапов. Первый этап создание микрофлюидного чипа, цифровая модель которого основана на данных реального керна целевого пласта. Это обеспечивает высокую степень соответствия искусственного порового пространства природному. Затем внутрь чипа закачивается модельная жидкость, имитирующая пластовые условия, и гелевый состав. Процесс фильтрации и распределения геля в поровых каналах регистрируется с помощью высокоскоростной микроскопии в реальном времени.
Полученные видео- и изображения подвергаются комплексной цифровой обработке. Алгоритмы машинного зрения отслеживают движение отдельных гелевых частиц, вычисляют скорости, анализируют механизмы задержки в узких каналах и на структурных неоднородностях. Ключевыми выходными параметрами являются коэффициент охвата порового пространства гелем и динамика его уплотнения в процессе фильтрации. Эти данные переводятся в количественные критерии эффективности состава.
На основе этих критериев формируется база данных, где каждый испытанный гелевый реагент получает интегральный рейтинг для определенного типа поровой структуры. Это позволяет не только выбирать оптимальный состав для конкретного объекта, но и прогнозировать его поведение при изменении таких факторов, как температура, минерализация пластовой воды или наличие остаточной нефти в каналах. Таким образом, методика переходит от простого отбора к функции предсказательного моделирования.
Перспективы внедрения и развития технологии
Планируется, что внедрение данной технологии в практику НИИ «Роснефти» позволит создать цифровую библиотеку гелевых составов, соотнесённую с типами коллекторов основных нефтегазоносных провинций. Это значительно сократит цикл лабораторных исследований перед полевыми испытаниями. В перспективе методика может быть адаптирована для изучения других агентов увеличения нефтеотдачи, например, пен или дисперсий полимеров, обеспечивая универсальный инструмент для сквозного анализа эффективности реагентов на микроуровне.
Ожидается, что широкое применение микрофлюидных чипов в исследовательской практике приведет к более целенаправленному и экономичному использованию методов увеличения нефтеотдачи на действующих промыслах. Снижение рисков при внедрении новых технологий и повышение точности прогноза их результативности напрямую влияют на экономику добычи, особенно в условиях истощения легкоизвлекаемых запасов.
Ранее на страницах журнала «Химагрегаты» был детально освещён инновационный метод повышения нефтеотдачи, разработанный и внедрённый компанией «Татнефть».