Cốt lõi của phương pháp này là cách tiếp cận toàn diện để nghiên cứu những tầng chứa của các mỏ khí phức tạp, đại diện báo chí của Quỹ Khoa học Nga chia sẻ với Sputnik.
Các mỏ khí đốt tại Bắc Cực thường được cấu tạo từ các lớp đá cát kết yếu, dễ dàng bị phá hủy trong quá trình khai thác, cán bộ Quỹ Khoa học Nga cho biết thêm. Khi rút khí gas từ giếng khoan, áp suất ở tầng sản xuất của mỏ sẽ cao hơn so với bên trong lòng giếng. Nhờ sự chênh lệch này, khí gas sẽ chảy vào giếng, nhưng đồng thời ứng suất tác động lên thành giếng cũng gia tăng. Kết quả là xảy ra tình trạng phá hủy đất đá và cuốn theo cát cùng các mảnh vụn hình thành vào trong giếng khoan. Điều này dẫn đến các sự cố, làm hao mòn thiết bị và phát sinh nhu cầu phải lọc sạch tạp chất trong khí.
Cho đến nay, việc dự báo chính xác tải trọng nào sẽ bắt đầu gây ra sự phá hủy vẫn là điều khó khăn. Để giải quyết vấn đề này, các cán bộ khoa học từ Viện Các vấn đề Cơ học mang tên A.Yu. Ishlinsky thuộc Viện Hàn lâm Khoa học LB Nga đã tái tạo trong phòng thí nghiệm sơ đồ “hình học” chính xác của các ứng suất phát sinh trên thành giếng khí. Để thực hiện việc này, họ đã dày công nghiên cứu các mẫu đá cát kết từ một mỏ ở vùng Bắc Cực của Nga với sự hỗ trợ của nhiều phương pháp khác nhau.
Đã xác định được rằng từ tầng chứa không chỉ có các hạt riêng lẻ (khoảng 0,08 milimét) bị cuốn theo, mà còn có cả các mảnh vụn đá với kích thước lên tới 0,35 milimét. Trên cơ sở những dữ liệu này, các nhà khoa học đã lựa chọn được kích thước tối ưu cho lớp vật liệu chèn của bộ lọc được lắp đặt bên trong giếng khoan, nhằm giữ lại một cách tin cậy cả các hạt riêng lẻ lẫn những mảnh vụn đá lớn hơn.
Bản chụp 3D của các mẫu vật thu được bằng máy chụp cắt lớp vi tính độ phân giải cao đã cho phép các nhà khoa học nhìn thấy cấu trúc bên trong của đá và biết được nó được cấu tạo từ những hạt nào. Việc mô phỏng vật lý cho phép xác định giá trị chênh lệch áp suất an toàn mà tại đó thành giếng vẫn duy trì được độ ổn định.
Các nhà khoa học từ Viện Các vấn đề Cơ học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học LB Nga đã mô tả cách thức biến dạng của lớp đá xung quanh các giếng khoan. Cách tiếp cận do họ phát triển cho phép dự báo “hành vi” của đất đá tại các địa điểm khai thác khí đốt ngay từ giai đoạn thiết kế, từ đó lựa chọn chế độ khai thác an toàn thích hợp và tìm ra phương tiện hiệu quả để đấu tranh chống tình trạng cát tràn vào xâm lấn giếng khoan.
Nghiên cứu này mang đóng góp vào việc giải quyết một trong những vấn đề then chốt khi khai thác các mỏ ở Bắc Cực - đó là đảm bảo độ ổn định của giếng khoan và kiểm soát tình trạng tràn cát trong các lớp đá "yếu", ông Valery Khimulya đứng đầu dự án do Quỹ Khoa học Nga hỗ trợ kinh phí, nghiên cứu viên từ Phòng thí nghiệm cơ học địa chất thuộc Viện Các vấn đề Cơ học lưu ý.
«Kết quả thu được sẽ giúp giảm thiểu rủi ro xảy ra sự cố gắn với sụp đổ thành giếng và hỏng hóc thiết bị, điều này đặc biệt quan trọng đối với các chủ thể ở vùng sâu vùng xa và khó tiếp cận, nơi việc sửa chữa đòi hỏi tốn phí khổng lồ và nhiều thời gian. Trong khuôn khổ dự án mới của Quỹ Khoa học Nga, chúng tôi đã bắt đầu phát triển cách tiếp cận đã đề xuất để trong tương lai cung cấp khuyến nghị dựa trên cơ sở khoa học thậm chí còn chính xác hơn cho nhiều điều kiện địa chất mỏ và chế độ vận hành giếng khoan khác nhau», ông kết luận.