Цифровой двойник позволит безопасно проектировать подогрев скважин
Российские исследователи создали «виртуальный двойник» вертикальной скважины, позволяющий моделировать нагрев пласта и систему подогрева без фактического оттаивания многолетнемерзлых грунтов с 95% точности.
Цель: обеспечить добычу и поддержание дебита в приарктических скважинах, не разрушая мерзлотный покров и инфраструктуру.
Модель прошла серию верификаций:
• при моделировании с нагревом до ≈273°С точность предсказаний (~по ключевым параметрам теплообмена и фильтрации) достигла ≈95%;
• при более «мягких» режимах (≈143°С) точность ниже - порядка нескольких процентов отклонения.
Такой диапазон позволяет заранее подбирать режимы нагрева, минимизируя зональную деградацию мерзлоты.
Разработку апробируют на месторождениях с вечной мерзлотой (Усинск, Тимано-Печорье).
Виртуальный двойник дает инженерный шанс:
✓ спрогнозировать работу нагревательных систем,
✓ оценить границы термальной зоны (минимизация оттаивания),
✓ предотвратить образование водопроницаемых «прослоек», которые приводят к проседаниям и разрушениям (нивелирование деградации фундаментов и трубопроводов).
Польза проекта
Оттаивание мерзлоты уже сегодня ставит под угрозу дороги, трубопроводы и шахтную инфраструктуру; оценочные затраты на устранение последствий оттаивания мерзлоты в Арктике и восстановление инфраструктуры — порядка $10^2 млрд до середины века при неблагоприятном климатическом сценарии.
В таких условиях точные цифровые модели скважин ➔ практические средства снижения рисков и затрат.