Технология улавливания и захоронения углекислого газа предполагает его закачку в изолированные подземные структуры, например, в выработанные месторождения. Главной проблемой метода остается риск утечки газа на поверхность через скважины.
Как сообщил научный сотрудник Передовой инженерной школы НГУ Александр Валов, сибирские ученые сосредоточились на самых уязвимых элементах – устойчивости скважины и околоскважинной зоны.
«Мы изучали сценарии, при которых может нарушиться целостность скважины и закачанный углекислый газ начнет выходить наружу, разрушая пространство за обсадной колонной. Наша задача – заранее смоделировать такие риски и предложить способы их предотвращения», – пояснил исследователь.
Разработанные модели описывают механизмы разрушения скважин под воздействием температуры и давления. Особое внимание уделили «слабому звену» конструкции – цементной оболочке, которая герметизирует ствол. Ученые предусмотрели сценарии отслоения цемента и образования каналов утечки.
Для обнаружения проблем на ранней стадии команда отработала методы мониторинга с использованием акустических датчиков и распределенной термометрии. Эффективность подходов проверяли на экспериментальном стенде, имитирующем процесс закачки газа в уменьшенном масштабе.
Международное сотрудничество позволило охватить разные геологические условия: китайские специалисты изучали базальтовые шельфы, а новосибирские ученые – осадочные породы, характерные для России. Результатами проекта уже заинтересовалась крупная российская нефтегазовая компания, планирующая использовать зрелые скважины как хранилища углекислого газа. Для нее были созданы инструменты, позволяющие моделировать безопасные режимы закачки под конкретные параметры месторождений.
