В КФУ создали геомагнитную модель восточной части Татарстана для точного бурения скважин
Сотрудники кафедры геофизики и геоинформационных технологий Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета по заказу компании ПАО «Татнефть» разработали высокоточную геомагнитную модель восточной части Республики Татарстан. Она прошла испытания и уже используется для бурения нефтяных скважин.
Магнитное поле генерируется ядром Земли и намагниченными породами земной коры. Существуют общемировые модели магнитного поля. Каждая из них представляет собой математическое описание магнитного поля планеты в невозмущенном состоянии. Эти модели, по словам одного из разработчиков, старшего преподавателя кафедры Булата Насыртдинова, очень неточные и не подходят для буровых работ.
«Для территории деятельности ПАО «Татнефть» нами была создана высокоточная цифровая модель геомагнитного поля. Она охватывает пространство, которое на юге ограничено городами Нурлат и Бавлы, на севере – городами Мамадыш и Елабуга, недалеко от ее восточной границы расположены Нефтекамск и Октябрьский, а вблизи западной – Нижнекамск и Чистополь», – пояснил он.
Исследования проводились в рамках хоздоговорного проекта «Актуализация программы для расчета магнитного склонения и секторной цифровой отечественной геомагнитной модели высокого разрешения на территории деятельности ПАО «Татнефть».
Булат Насыртдинов объяснил, почему созданная геофизиками КФУ 3D-модель магнитного поля, которая учитывает, как будут меняться его параметры от поверхности до глубины 5 километров, так важна для нефтяников.
«Управлять траекторией скважины в ходе бурения можно основываясь только на параметрах магнитного поля. Зная, как меняется склонение, наклонение и полный вектор индукции магнитного поля на конкретной территории, мы можем установить, где именно находится буровой инструмент под землей, – рассказывает он. – Особенно трудно правильно проложить в нефтяной залежи ствол горизонтальной скважины. Нефтеносный пласт может быть толщиной всего несколько метров, а буровая машина весит несколько десятков тонн, ее вести бывает очень сложно. При горизонтальном бурении требуется большая проходка вдоль пласта, а это значит, что очень плавно нужно в него попасть и очень грамотно по нему пройти, добыв как можно больше нефти. Мы не можем спустить на глубину 1,5–2 километра видеокамеру, чтобы видеть в реальном времени, что там происходит: во-первых, видимость там плохая, а во-вторых, в условиях высокой температуры и высокого давления такая техника долго не проработает».
Построить высокоточную модель магнитного поля территории республики ученые смогли, используя данные, полученные с помощью уникального магнитометра.
«Наш скалярно-векторный оверхаузеровский магнитометр POS-4 был сделан по спецзаказу в лаборатории квантовой магнитометрии Уральского федерального университета. Его отличие от всех имеющихся в нашей стране в том, что он дополнен немагнитным теодолитом. Прибор позволяет измерять три составляющие: индукцию магнитного поля Земли, а также его вертикальную и горизонтальную компоненты. Для того чтобы корректно оценивать остальные параметры магнитного поля, такие, как склонение и наклонение, нам понадобился встроенный немагнитный теодолит», – объяснил ученый.
Магнитное склонение – это угол между направлениями магнитного и географического меридианов. Магнитное наклонение – угол между направлением напряженности магнитного поля Земли в данной точке и горизонтальной плоскостью.
«Географический и магнитный полюса не совпадают, – подчеркнул он. – Многие думают, что в близи нас находится северный магнитный полюс, а на самом деле южный и он движется, причем очень быстро. С 1900 по 2000 год полюс преодолел такое же расстояние, что с 2000 по 2025 год. Поскольку магнитный полюс смещается, все параметры магнитного поля Земли тоже изменяются. Для того чтобы вести добычу углеводородов, важно знать, как параметры изменяются».
В процессе использования модели в нее будут вноситься корректировки на основе данных об изменении магнитного поля, получаемых в том числе магнитной обсерваторией Казанского университета, которая является старейшей в Европе.
«В последние несколько лет активность Солнца очень сильно возросла. Вспышки на нем становятся причиной магнитных бурь – возмущений магнитного поля Земли. Мы планируем разработать уникальную программу, с помощью которой можно будет узнавать о грядущих магнитных бурях. В это время лучше не проводить буровые работы», – резюмировал Б. Насыртдинов.
Автор : Лариса Бусиль , фото из личного архива Булата Насыртдинова
