Текст уведомления здесь

Российские ученые научились лучше предсказывать появление трещин в земной коре

Геофизики из МФТИ предложили новый метод математического моделирования трещин и разломов, возникающих при сейсморазведке и при разработке сланцевых месторождений гидроразрывом.
Добавить в закладки
Комментарии

Российские геофизики использовали созданные еще в СССР математические методы и смоделировали движение сейсмических волн в среде со множеством трещин. Новый подход позволит усовершенствовать разведку и разработку нефтегазовых месторождений. Об этом профессор Михаил Жданов и его коллеги из Московского физико-технического института (МФТИ) пишут в статье, опубликованной в журнале Geophysical Prospecting.

Традиционные способы разведки нефтегазовых месторождений полагаются на анализ сейсмических волн, распространяющихся сквозь толщу породы. К сожалению, универсальных алгоритмов для анализа таких данных не существует, и специалистам приходится учитывать особенности каждого конкретного геологического района, в том числе и участки резкого изменения свойств среды — скрытые на глубине разломы и трещины. Они возникают и во время использования сравнительно новых технологий гидроразрыва пласта при разработке сланцевых месторождений.

Современные методы математического моделирования в геофизике не позволяют ни корректно учитывать эффекты разломов, ни точно предсказывать их появление и свойства. Все это приводит к ошибкам в интерпретации сейсмических данных и лишним расходам, часто совсем немалым. Поэтому ученые предложили новый подход к моделированию.

В нем использовался сеточно-характеристический метод, разработанный Александром Холодовым около полувека назад. Он позволяет упростить решение сложнейших уравнений, описывающих поведение акустической или эластической волны. Проведенные в МФТИ расчеты показали, что такой подход позволяет эффективно моделировать распространение сейсмических колебаний в геологической среде, окружающей резервуар жидких углеводородов и содержащей зоны разломов.

«Результаты работы актуальны, например, для разработки нетрадиционных запасов баженовской свиты — крупнейших залежей сланцевых углеводородов в России, — сообщает пресс-релиз МФТИ, поступивший в редакцию. — Новый метод моделирования позволит эффективно проводить мониторинг создания трещин в ходе работы».

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Течь в Марианской впадине оказалась вчетверо больше, чем ожидалось

Благодаря новым сейсмическим данным геологи выяснили, что за год из впадины утекает в недра Земли свыше ста тонн воды на метр разлома

Марианская впадина находится на  стыке двух тектонических плит — Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита медленно движется в сторону Азии и подныривает под Филиппинскую, уходя в глубь низлежащего слоя, мантии. Вместе с собой плита уносит и воду, но точное количество утекающей в глубь планеты жидкости оставалось неясным. Работа исследователей, сотрудников университета штата Вашингтон и университета Стони-Брук в Нью-Йорке, позволила уточнить объемы «марианской течи».
Добавить в закладки
Комментарии

Чтобы получить картину происходящего на глубинах в десятки километров ниже самой глубокой впадины, ученые расставили на дне океана 19 сейсмометров, а еще семь аналогичных устройств разместили на островах; все вместе они регистрировали сейсмические волны, распространяющиеся внутри нашей планеты.

Сейсмические волны возникают как при землетрясениях, так и в ходе различных фоновых процессов, не сопровождающихся значимыми подземными толчками. Наблюдение за их распространением является стандартным методом изучения внутреннего строения планеты уже больше ста лет: именно благодаря отражению волн, расходящихся от землетрясения, в 1897 году немецкий исследователь Иоганн Вихерт обнаружил ядро Земли, а в наши дни «простукивание и прослушивание» недр повсеместно используется для поиска нефти. Точно так же теперь геологи смогли получить гораздо более качественные данные о строении глубинных слоев и точнее оценить содержание воды в увлекаемых внутрь мантии частях коры.

Схема расположения тектонических плит. Как правило, на месте стыков формируются либо горы, либо впадины; также в этих местах часто возникают вулканыUSGS, Bolelav1 / Wikimedia commons

Как оказалось, прошлые исследования давали число примерно в четыре раза меньшее, чем показало новое исследование. [ ... ]

Читать полностью

Эксперимент со сферическими течениями прояснит судьбу Земли

Он позволит лучше понять размах и направления текущих изменений климата планеты.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Института механики МГУ, Уральского федерального университета, Университета Хельсинки и Оксфордского университета выяснили, как случайные колебания скорости вращения вихрей влияют на режим их течения в среде. Новые данные помогут построить более точные модели природных течений, в том числе циркуляции атмосферы Земли. Что, в свою очередь, позволит лучше понять изменения земного климата сейчас и в будущем. Соответствующая статья опубликована журнале Chaos.

В гидродинамике существует понятие так называемого сферического течения Куэтта. Так называют течение жидкости в сферическом по форме слое, вызванное вращением границ этого слоя. В лабораторных условиях его изучают на установке из двух прозрачных сфер. Внешняя, как правило, остается неподвижной, а внутренняя вращается с заданной заранее скоростью. Несмотря на то что само словосочетание «сферическое течение» может показаться довольно далеким от жизни, в действительности оно, напротив, имеет большое практическое знание в изучении нашей планеты. Такая модель позволяет описывать крупномасштабные движения атмосферы, океанов и мантии Земли, вызванные вращением планеты вокруг своей оси.

Процессы, идущие в лито-, гидро- и атмосфере нашей планеты обычно являются турбулентными. Первым шагом на пути к турбулентности является потеря устойчивости стационарного течения, в результате чего в потоке жидкости или газа самопроизвольно возникают вихри. Было бы крайне полезно знать, что влияет на устойчивость этих вихрей и определяет дальнейший режим течения (например, количество вихрей). Ответив на этот вопрос, ученые смогут более точно предсказывать изменения климата на Земле, улучшить понимание процессов в ее мантии.

Режим течения Куэтта определяется предысторией его возникновения, в том числе величиной ускорения, с которым изменяется скорость вращения внутренней сферы. Именно от величины ускорения зависит количество вихрей — образуется ли их в течении три или четыре. Но в реальных природных процессах не существует ни постоянных скоростей вращения, ни постоянных ускорений — в них всегда присутствуют случайные отклонения. [ ... ]

Читать полностью

Тюменская модель похитит труднодоступную нефть из глубин

Это позволит российским нефтяникам решить проблему уменьшения количества легкодоступной нефти в России.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Тюменского государственного университета представили новый метод моделирования добычи глубоко залегающей вязкой нефти с помощью парогравитационного дренажа. Проверка модели на данных с реальных месторождений указала на ее высокую точность. Ее применение позволит упростить и удешевить добычу «труднодоступной» нефти, пишет сайт ТюмГУ.

В настоящий момент открытые в советский период западносибирские месторождения «легкой» нефти (добываемой без высоких затрат и при этом имеющей большую долю легких фракций) близки к истощению. Однако в российских недрах еще немало запасов «тяжелой» и «труднодоступной» нефти. Часто это смесь углеводородов с высокой вязкостью, поэтому для повышения отдачи подобных скважин обычные методы стимулирования выхода нефти не подходят. Например, стандартный прием — закачка горячего пара в скважину — просто не дает нужного эффекта.

Один из наиболее перспективных способов повышения отдачи месторождений вязкой нефти — это метод парогравитационного дренажа. Сегодня он применяется с двумя горизонтальными скважинами (как при добыче так называемой сланцевой нефти). Через одну скважину нагнетают пар, через другую — добывают нефть, «выталкиваемую» паром наружу. В другом сходном способе используют три скважины: две вертикальные — для закачки пара и одну горизонтальную, по которой откачивают нефть.

Физики из Тюменского государственного университета на основе серии расчетов установили, что способ с использованием одной горизонтальной добывающей скважины и двух вертикальных нагнетательных заметно упростит процесс гравитационного дренажа нефти. Это позволит увеличить количество нефти, получаемой из скважины за единицу времени. В настоящее время этот новый способ применяется лишь на очень небольшом количестве месторождений. [ ... ]

Читать полностью