22:07 24 Settembre 2018
Estrazione di petrolio

Scienziati russi aiutano a estrarre più efficientemente petrolio

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Scienziati dell'Accademia Russa delle Scienze, Università Statale di Mosca e diverse organizzazioni straniere hanno creato un nuovo algoritmo per calcolare il comportamento del petrolio nella roccia.

Ciò consentirà lo sfruttamento di nuovi giacimenti di idrocarburi più a lungo. La descrizione generale e i principi del funzionamento dell'algoritmo sono stati pubblicati sulla rivista Computers and Geosciences.

"Con l'ottimizzazione del nostro codice scritto in C++, e una parallelizzazione semplice utilizzando la tecnologia OpenMP, abbiamo raggiunto una buona accelerazione, e grazie ai metodi utilizzati, anche se vecchi, ma molto efficaci, siamo riusciti a fare qualcosa che sarebbe impossibile ottenere con i metodi esistenti di modellazione diretta" ha detto Kirill Gerke, fisico dell'Istituto di Dinamica della Geosfera dell'Accademia Russa delle Scienze di Mosca.

Molti grandi giacimenti petroliferi scoperti nell'URSS e in Occidente nella metà del secolo scorso ora contengono enormi riserve di idrocarburi. Ma sono di fatto inaccessibili all'umanità a causa di una strategia sbagliata nel loro sfruttamento. Di norma, il petrolio pompato dalle piattaforme petrolifere da tali pozzi consiste quasi interamente di acqua, piuttosto che di carburante, che riduce drasticamente la redditività dei vecchi depositi.

Tali problemi, come ha notato Gerke e i suoi colleghi, avrebbero potuto essere evitati se le compagnie petrolifere avessero calcolato in che maniera sarebbe cambiato il comportamento nel tempo e avessero preso in considerazione le sue proprietà fisiche durante lo sfruttamento dei giacimenti. In questo caso, sarebbe stato possibile estrarre non il 20%, ma più della metà del petrolio di Samotlor e altri importanti giacimenti della Russia, degli Stati Uniti e di altri paesi con grandi riserve di idrocarburi.

Negli ultimi due decenni, le aziende IT russe e straniere hanno creato molti strumenti per implementare questo compito, ma tutti hanno un inconveniente comune. Richiedono enormi risorse di calcolo. Dopo tutto, è importante calcolare con precisione in che modo le interazioni tra acqua iniettata, gas e petrolio influenzano il movimento dei liquidi attraverso i pori nelle rocce del deposito.

I fisici russi sono stati in grado di accelerare significativamente la soluzione di questo problema e ridurre drasticamente la quantità di risorse di calcolo. Si sono rivolti ad una idea matematica, sviluppata dagli scienziati sovietici negli anni '50 del secolo scorso, una delle varianti del metodo delle differenze finite.

Come scrivono Gerke e i suoi colleghi, il loro algoritmo divide il giacimento o il segmento del sottosuolo terrestre in cosiddetti voxel, una sorta di pixel tridimensionali. Ciò non richiede la sua divisione preliminare in una griglia di blocchi, simile alla forma originale. Ognuno di questi "pixel" ha le sue proprietà fisiche che influenzano il flusso di olio e altri liquidi attraverso di essi, il che semplifica i calcoli e consente loro di essere eseguiti in parallelo.

Il lavoro di questo algoritmo è stato testato dagli scienziati su campioni di minerali oleosi estratte da un giacimento nelle vicinanze di Tyumen. Gli esperimenti hanno dimostrato che l'algoritmo dei fisici russi di fronte a questo compito non ha lavorato peggio degli algoritmi classici, richiedendo però una frazione delle risorse di calcolo.

Secondo gli scienziati, oltre al petrolio, questo programma sarà utile a ingegneri, geologi, idrogeologi, petrofisici, scienziati del suolo e tutti coloro che potrebbero avere bisogno di definire la permeabilità delle rocce porose. Il programma è stato pubblicato sul Web in formato testo e chiunque può scaricarlo.

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