В Казанском федеральном университете разработали модель динамической адсорбции в цифровом керне.

Созданный на основе математической модели программный алгоритм является универсальным с точки зрения типа адсорбента (поглощающего вещества) и адсорбата (поглощаемого вещества), что дает возможность моделировать и прогнозировать разнообразные процессы и явления в нефтегазовой отрасли, а именно динамическую адсорбцию катализаторов, газов, таких как метан, углекислый газ, азот, а также полимеров, ПАВ и других активных веществ. Математическая модель учитывает практически все параметры конвективно-диффузионных и реакционных процессов, а именно коэффициент диффузии, скорость фильтрации флюида, константы адсорбции и десорбции и др., а также различные кинетические модели адсорбции (Лэнгмюира и Генри). Подробности исследования были опубликованы в Journal of Petroleum Science and Engineering.

«В проведенном исследовании программный алгоритм был протестирован при решении задачи о влиянии неоднородности порового пространства цифрового керна на кривые динамической адсорбции. Результаты носят систематический характер, поскольку были проведены при различных конвективно-диффузионных (число Пекле) и реакционных (число Дамкеллера) параметрах, а также при различных фильтрационно-емкостных параметрах цифровых кернах (пористость, абсолютная проницаемость)», – сообщил старший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение», доцент кафедры математических методов в геологии Института геологии и нефтегазовых технологий Тимур Закиров.

«Разработанная модель динамической адсорбции представляет большую ценность и актуальность, поскольку при закачке различных химических агентов в пласт необходимо количественно учитывать это явление. В рамках лаборатории мирового уровня, поддержанной РНФ и АО "Зарубежнефть", речь в первую очередь идет о катализаторах акватермолиза, которые используются совместно с паротепловым воздействием. Результаты работы носят прикладной характер и делают возможным прогноз интенсивности адсорбционных процессов в пористых средах, а также дают понимание об инструментах контроля и корректировки динамической адсорбции за счет варьирования параметров закачиваемого состава», – подчеркнул заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.

К основным результатам работы можно отнести семейство карт скорости адсорбции, построенных в координатах «пористость – неоднородность порового пространства» для различных чисел Пекле, характеризующих соотношение между конвективным и диффузионным переносом адсорбируемого вещества. Показано, что эффект неоднородности порового пространства наблюдается только в условиях преобладания диффузионного переноса вещества, тогда как при усилении конвективного механизма данный эффект значительно снижается.

Проведенное исследование подтверждает важность учета неоднородности порового пространства нефтяных коллекторов для прогнозирования кривых динамической адсорбции. Полученные результаты внесут важный вклад в успешную реализацию проекта РНФ лаборатории мирового уровня Казанского университета.