موسكو في 18 مارس/ وام/ تمكن علماء روس في جامعة بيرم التقنية من ابتكار نموذجا رياضيا جديدا يسمح بتقييم دِقَّة الإجهاد في المنطقة القريبة من بئر النفط، ما يضمن زيادة استقرار وإنتاجية آبار النفط.

ويتضمن النموذج العددي، الذي ابتكره علماء الجامعة، عمودا غلافيا وحجارة أسمنتية وصخورا مشبعة بالنفط ، كما يأخذ في الاعتبار هندسة قنوات التثقيب، وتستخدم عناصر الاتصال لتقييم التفاعل بين عناصر الدعم، ما يجعل النموذج أكثر واقعية.

وقال الدكتور سيرغي بوبوف مدير مختبر معهد مشكلات النفط والغاز التابع لأكاديمية العلوم الروسية، إن النموذج الرياضي العددي يسمح 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 .

وأظهرت نتائج اختبار النموذج في برنامَج “ANSYS 19” باستخدام بئر عمودي بسيط من دون ثقوب أوغلاف، دِقَّة عالية، حيث بلغ انحراف النتائج عن الصيغ الكلاسيكية 3.8% فقط، ما يشير إلى الموثوقية العالية للنموذج.

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

ووفقا للعلماء يفتح هذا الابتكار فرصا جديدة لزيادة فعالية حقول النفط، وأن النمذجة الجيوميكانيكية الأكثر دِقَّة ستساعد على تحسين اختيار المُعِدَّات، وتحسين تصميم البئر، وتقليل مخاطر الحفر والتشغيل.

وتستخدم النمذجة الجيوميكانيكية على نطاق واسع في إنشاء وتطوير حقول النفط، لأنها تساعد على اختيار المُعِدَّات اللازمة للحفر في الطبقات، وتحديد مسار البئر الأمثل، وتقييم استقرار التكوينات الصخرية أثناء الحفر والإنتاج، ولكن الحلول التحليلية الحالية غالبا 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.