Для изучения горных пород. Специалисты разработали новую комплектацию мезотомографа

Ученые Томского политехнического университета совместно со специалистами Томского научно-исследовательского института нефти и газа (входит в «Роснефть») усовершенствовали мезотомограф для изучения внутренней структуры образцов горных пород (керна). Устройство оснастили новым источником излучения, улучшили мехатронные системы и обновили программное обеспечение. Это позволит томографу получать в два раза больше полезной информации об исследуемых образцах и обрабатывать данные за считанные секунды. Томограф передан заказчику – «ТомскНИПИнефть» – и проходит пуско-наладочные работы.

Мезотомограф – прибор для исследования полноразмерного керна с помощью рентгеновской томографии, позволяющий детально изучить поровую структуру разрабатываемого пласта, а также создать цифровую 3D-модель керна. Это необходимо для подбора оптимальной технологии добычи нефти. Анализ модели помогает геологам понять, как будет происходить трансфер нефти, воды и газа через пласт, и какие технологии добычи рациональнее всего использовать на конкретном месторождении.

«Нам удалось существенно усовершенствовать мезотомограф для задач «ТомскНИПИнефть». Ключевая особенность новой версии оборудования заключается в том, что теперь на нем можно проводить исследования как полноразмерных образцов керна, так и стандартных. При этом разрешение для исследований керна было увеличено вдвое, что позволит получать более точные характеристики исследуемых образцов. Это стало возможным благодаря использованию нового источника и улучшению мехатронных систем», — отмечает проректор по науке и стратегическим проектам ТПУ Алексей Гоголев.

Для получения требуемых характеристик специалисты «ТомскНИПИнефть» описали алгоритм обработки изображений и разработали схему сборки оборудования, а ученые ТПУ оснастили томограф дополнительными осями степени свободы, которые позволяют позиционировать исследуемый объект относительно источника и детектора и получать в два раза больше информации об образце. Производительность устройства – четыре метра керна в час. Это в четыре раза лучше аналогичных российских и зарубежных томографов.

«Высокая производительность лабораторных томографов сегодня необходима в первую очередь для отбора проб, которые необходимо изучить с большей точностью. Ранее по заказу «ТомскНИПИнефть» мы уже изготовили микротомограф для исследования небольших образцов кернов. Однако мезотомограф в пять раз превосходит его по производительности и позволяет переработать больший объем и найти, соответственно, больше интересных образцов, которые в дальнейшем можно исследовать предметно на микротомографе», — добавляет Алексей Гоголев.

Кроме того, в программное обеспечение усовершенствованного мезотомографа были «вшиты» алгоритмы нейронных сетей. С их помощью время на процесс обработки сырых томографических данных сократится в несколько раз: вручную процесс занимает от недели до месяца, а с улучшенным ПО, разработанным в ТПУ, – от нескольких минут до нескольких часов. Программное обеспечение и элементы модернизированного устройства запатентованы.

«Цифровые данные 3D-томографии мы используем для моделирования течения флюидов в трещиновато-кавернозном пространстве керна. За счет установленной микрофокусной рентгеновской трубки и усовершенствованного ПО, увеличивающих разрешение съемки, модернизированное оборудование повысит точность прогноза емкостных свойств пород», – уточняет начальник управления лабораторных исследований керна АО «ТомскНИПИнефть» Антон Скрипкин.

Мезотомограф уже передан лаборатории седиментологии «ТомскНИПИнефть», где проходит пуско-наладочные работы, дополнив уникальную линейку оборудования предприятия для разномасштабных исследований структуры порового пространства горных пород.

Фото на обложке: пресс-служба Томского политехнического университета