Математики и экономисты Уральского федерального университета и Уральского отделения РАН создали приложение, с помощью которого проектировщики нефтегазовых месторождений смогут самостоятельно рассчитать радиус растепления скважин.
 
Как сообщает пресс-служба УрФУ, алгоритм, заложенный в программы, применим для моделирования тепловых полей в приповерхностном слое грунта. Он используется при эксплуатации кустовых площадок, расположенных в зоне распространения вечной мерзлоты, которая занимает более 60 % территории России.
 
Профессор УрФУ Михаил Филимонов уверяет, что компьютерная модель поможет оперативно выполнить долгосрочный прогноз по нахождению границы растепления мерзлого грунта и минимизация теплового воздействия от различных технических систем.
 
«Скажем, сотрудник нефтяной компании вводит в смартфон широту, долготу месторождения, другие 15 параметров и отправляет их на сервер, — поясняет он. — Эти данные уходят на вычислительную машину и автоматически обрабатываются. Затем на электронную почту приходит ответ: «радиус растепления составит 10 метров за 25 лет эксплуатации скважины»».
 
Тем самым приложение позволит определиться с бурением нефтяных месторождений, которые ведутся кустовым методом. Как правило, они располагаются согласно проектной сетке от 250 м и более друг от друга, а устья скважин — в одну линию на расстоянии около 5 м. В условиях вечной мерзлоты важно располагать скважины так, чтобы при оттаивании они не мешали работе друг друга. Предложенная учеными математическая модель учитывает такие параметры, как солнечное излучение, осадки, снежный покров, температуру воздуха, литологию и теплофизические параметры грунта. Алгоритмы привязаны к конкретным географическим координатам и учитывают возможные изменения, которые произойдут с грунтом. Для этого зафиксированные параметры моделируются с учетом глобальных изменений климата, активного слоя почвы.
 
Модель прошла проверку на 12 северных нефтегазовых месторождениях. Как оказалось, граница растепления мерзлого грунта от работающей длительное время скважины с точностью до 5% совпадает с границей, рассчитанной по разработанной программе.
 
Сейчас группа исследователей под руководством профессора Михаила Филимонова разрабатывает новые математические модели и алгоритмы, с помощью которых можно определить влияние сложных технических систем (скважины по добыче, охлаждающие устройства, трубопроводы, факельные системы, которые дожигают попутный газ) на окружающую среду и составить прогноз техногенных и климатических воздействий на границы залегания вечной мерзлоты. В конце 2018 года проект получил трехлетний грант РФФИ.
 
В проект  также включены прикладные задачи, связанные с добычей геотермальной энергии на Северном Кавказе, а также с проектированием и строительством домов в условиях вечной мерзлоты на примере Салехарда.