Геологи КФУ определили оптимальное разрешение цифровых моделей нефтеносных песчаников

Казань, 7 авг - Ученые Казанского федерального университета (КФУ) в ходе серии экспериментов с образцами нефтеносных песчаников выявили уровень детализации цифровых моделей, обеспечивающий высокую точность и одновременно позволяющий быстро оценивать перспективность разработки месторождений.
Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда. Цифровые модели горных пород широко применяются геологами для оценки способности пород пропускать воду, нефть, углекислый или природный газ. Такая информация критически важна для понимания того, как движутся подземные воды через пласты, а также для прогнозирования эффективности и объема добычи полезных ископаемых или их хранения в подземных резервуарах.

Качество и скорость работы подобных компьютерных моделей напрямую зависят от разрешения, установленного при сканировании образцов. Слишком грубый снимок делает модель неточной из-за потери мелких пор, пронизывающих породу. Сканирование с чрезмерно высоким разрешением, в свою очередь, требует значительных временных затрат и вычислительных ресурсов. Это заставляет исследователей искать «золотую середину», позволяющую создавать достоверные модели с минимальными издержками времени и средств.

В рамках исследования ученые провели микротомографию образцов нефтеносного песчаника. Они просканировали их шесть раз, последовательно уменьшая размер образца и повышая разрешение - от 16,3 мкм до 1,6 мкм. Затем полученные снимки совместили, выбрали на них одну и ту же область и построили на основе этих изображений набор компьютерных моделей.

Сравнение построенных моделей показало, что рост качества моделирования прекратился после достижения разрешения в 3-4 мкм. Дальнейшее увеличение детализации не приводило к значимому улучшению нужных характеристик, но наращивало объем данных и вычислительную нагрузку. Как пояснил заведующий кафедрой математических методов в геологии Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ Т. Закиров, главный практический результат состоит в том, что теперь исследователь может заранее определить момент, когда повышение разрешения перестает улучшать расчет нужного параметра. Это позволяет сократить объем обрабатываемых данных, не усложняя цифровую модель без необходимости.

Полученные результаты помогут существенно ускорить разработку и снизить расходы на подготовку моделей для схожих месторождений. Аналогичным образом, как отмечают ученые, можно подбирать оптимальное разрешение и для других типов пород.

Микротомографическое сканирование и численное моделирование физических процессов в поровом пространстве начали активно развиваться с начала 2000-х г. Эти методы дают возможность воспроизводить внутреннюю структуру образцов керна и рассчитывать их проницаемость без проведения длительных лабораторных экспериментов, что особенно востребовано при исследовании сложнопостроенных коллекторов.