Ученые Пермского Политеха научились печатать копии нефтяного керна с точностью 95%
Чтобы оценить нефтеносность пласта и способы извлечения нефти, геологи используют керн — цилиндрический образец породы со дна скважины. Это главный, а часто и единственный источник данных о пористости, проницаемости и поведении породы в агрессивной среде. Но керна всегда мало: из многокилометровой скважины получают десятки метров, а каждое серьезное испытание (кислота, горячая вода, газ) разрушает образец. Компьютерное моделирование дает лишь приблизительные расчеты, а 3D-печатные реплики искажают структуру и свойства. Ученым Пермского Политеха впервые в России удалось разработать технологию воспроизведения фильтрационно-емкостных свойств керна, обеспечивающую точность совпадения копии с оригиналом не менее 95%.
На изобретение получен патент.
Представьте, что Земля — это гигантский многослойный пирог. Верхний слой Земли — это почва, ниже залегают пески, затем следует переслаивание различных типов пород, а на глубине нескольких километров располагаются пласты, насыщенные нефтью или газом. Когда геологи бурят скважину, им нужно не просто сделать узкое отверстие, а понять, из чего именно состоят эти глубокозалегающие слои. Для этого при бурении используют специальную трубу с полой коронкой: она вырезает из глубины цилиндрический столб породы. Такой образец называют керном — по сути, это точный срез подземного «пирога».
Для нефтяников керн — главный источник информации о пласте: только он дает прямые ответы, есть ли там нефть, в каких пустотах она находится и сможет ли вытекать. Сегодня такие образцы используют для того, чтобы понять, как поведет себя пласт в реальных условиях. На нем испытывают, с какой скоростью и под каким давлением лучше закачивать воду, чтобы эффективно вытеснить нефть. Пробуют разные химические растворы, которые помогают отделить нефть от стенок пор и повысить эффективность ее извлечения. Проверяют, не разрушится ли порода от резкого перепада давления. Все эти данные нужны, чтобы не ошибиться на настоящей скважине: ее бурение и обустройство обходятся в сотни миллионов рублей, и ошибка стоит очень дорого.