علماء روس يحلون واحدة من أكبر مشاكل إنتاجية الآبار النفطية

شفق نيوز/ كشف علماء من جامعة بيرم التقنية في روسيا، عن ابتكار نموذج رياضي جديد يسمح بتقييم دقة الإجهاد في المنطقة القريبة من البئر النفطي، ما يضمن زيادة استقرار وإنتاجية الآبار.

وتُستخدم النمذجة الجيوميكانيكية على نطاق واسع في إنشاء وتطوير حقول النفط. لأنها تساعد على اختيار المعدات اللازمة للحفر في الطبقات، وتحديد مسار البئر الأمثل، وتقييم استقرار التكوينات الصخرية أثناء الحفر والإنتاج.

ولكن الحلول التحليلية الحالية غالباً ما تكون غير دقيقة لأنها لا تأخذ في الاعتبار جميع العوامل، بما في ذلك هندسة قنوات التثقيب، ما قد يؤدي إلى انخفاض إنتاجية البئر واستقراره.

أما النموذج العددي الذي ابتكره علماء جامعة بيرم فيتضمن عموداً غلافياً وحجارة أسمنتية وصخوراً مشبعة بالنفط، كما يأخذ في الاعتبار هندسة قنوات التثقيب. وتستخدم عناصر الاتصال لتقييم التفاعل بين عناصر الدعم، ما يجعل النموذج أكثر واقعية.

ويقول مدير مختبر معهد مشكلات النفط والغاز التابع لأكاديمية العلوم الروسية، سيرغي بوبوف "يسمح نموذجنا بحساب توزيع الضغوط وتقييم هامش الأمان للغلاف وحجر الأسمنت ومنطقة البئر، مع الأخذ في الاعتبار جميع ميزات التصميم. ما يجعل من الممكن التنبؤ باستقرار البئر ومنع حالات الطوارئ".

وقد أظهرت نتائج اختبار النموذج في برنامج ANSYS 19 باستخدام بئر عمودي بسيط من دون ثقوب أو غلاف، دقة عالية: حيث بلغ انحراف النتائج عن الصيغ الكلاسيكية 3.8% فقط، ما يشير إلى الموثوقية العالية للنموذج.

ومن جانبه، يقول رئيس قسم تكنولوجيا النفط والغاز في الجامعة، سيرغي تشيرنيشيف "يسمح النموذج بتقييم مدى قدرة عناصر الدعم على تحمل الأثقال. فمثلاً، كان عامل الأمان للحجر الأسمنتي 2- 3 وحدات، وللعمود الغلافي 3-4 وحدات، ما يشير إلى الاستقرار العالي للهيكل".

ووفقاً للعلماء يفتح هذا الابتكار فرصاً جديدة لزيادة فعالية حقول النفط. وأن النمذجة الجيوميكانيكية الأكثر دقة سوف تساعد على تحسين اختيار المعدات، وتحسين تصميم البئر، وتقليل مخاطر الحفر والتشغيل.