Синтетические керны: прорыв в исследованиях нефтеотдачи
Разработка искусственных аналогов горных пород стала ключевым направлением для нефтегазовой отрасли. Такие образцы (керны) незаменимы при изучении фильтрации, насыщения пластов и проницаемости. Натуральные керны требуют дорогостоящего извлечения и страдают от нестабильности свойств, тогда как синтетические аналоги обеспечивают структурную однородность и воспроизводимость экспериментов. Это особенно важно для геотехнической инженерии и контроля качества исследований.
Точность экспериментов через управляемые образцы
"Наша миссия — создание технологий повышения нефтедобычи, — отмечает Кирилл Герке, научный руководитель Центра вычислительной физики Физтех-школы Ландау МФТИ. — Природные образцы часто искажают данные из-за загрязнений пор или сложности воссоздания условий. Искусственные керны позволяют изолированно исследовать процессы. Сейчас мы совершенствуем методы 3D-печати для создания образцов с заданными физическими параметрами".
Технология изготовления и тестирования
Учёные использовали стереолитографию для печати полимерных кернов. Искусственные образцы прошли комплексные испытания на воспроизведение ключевых характеристик: смачиваемости, проницаемости и динамики вытеснения флюидов в условиях, имитирующих нефтяные пласты.
Уникальные свойства напечатанных образцов
Лабораторные тесты выявили нейтральную смачиваемость синтетических кернов по отношению к воде и высокую — к углеводородным жидкостям. Проницаемость образцов после оптимизации стабилизировалась на уровне 40 Дарци, обеспечивая предсказуемость экспериментов — критически важный фактор для исследований.
Успешное моделирование процессов добычи
При имитации третичного метода нефтеизвлечения (вытеснение азотом) искусственные керны продемонстрировали эффективность 88%, что соответствует природным аналогам. Дополнительные испытания подтвердили их термическую и механическую устойчивость в условиях подземных резервуаров.
Перспективы для нефтяной индустрии
Напечатанные керны открывают новые горизонты для повышения нефтеотдачи. Технология позволяет создавать образцы с настраиваемыми свойствами, обеспечивая воспроизводимость тестов и снижая затраты на разработку методов интенсификации добычи. В перспективе — масштабирование для экономичного широкомасштабного тестирования.
Исследование проведено специалистами Центра вычислительной физики Физтех-школы физики и исследований имени Ландау МФТИ, Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН и Университета Персидского залива.
Источник: naked-science.ru
