НЕФТЯНОЙ ИНЖИНИРИНГ
И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ

МАГИСТЕРСКАЯ ПРОГРАММА

Научим решать практические задачи, важные для отрасли

видео о программе

Нефтяная отрасль

Нужны новые технологии, основанные на самых передовых научных открытиях

RnD центры

Нуждаются в специалистах с широкими знаниями в области науки, которые смогут развивать существующие технологии и придумывать новые

Магистерская программа

Готовит специалистов, которые смогут решать задачи математического моделирования и создавать сложное программное обеспечение для нефтегазовой отрасли

Преимущества обучения на программе

вы научитесь

Мы приглашаем выпускников бакалавриата
или специалитета физико-математических
геологических, и технических направлений

Для кого

Варианты траектории выпускника

Трудоустроиться в нефтегазодобывающие,
сервисные и консалтинговые компании

1

2

Трудоустроиться на наукоемкие производства

3

4

Работать на научно-технологические компании

Построить карьеру в науке

01

Отправьте заявку

02

03

Заполните анкету о себе и своих достижениях. Прикрепите дипломы, сертификаты, публикации

Пройдите собеседование с руководителем

04

Поступите в магистратуру Механико-математического факультета НГУ и пройдите профессиональный отбор Передовой инженерной школы

Партнеры

Проекты

Исследования жидкостей ГРП и проппантов

Моделирование роста трещины ГРП и сопряженных процессов

Цифровой керн

Захоронение углекислого газа

Команда магистратуры

Список дисциплин по семестрам

Дисциплина
Термо-поро-упругие среды

Головин Сергей Валерьевич

Цель: ознакомление студентов с основными понятиями теории термо-поро-упругости, включая задачи пластичности и разрушения материала.

Программа курса включает вывод основных законов сохранения, получение термодинамических тождеств, вывод из них законов сохранения и формулировка уравнений термо-поро-упругого материала. Качественно исследуются свойства линейной системы уравнений на основе построения некоторых точных решений. Исследуются динамические задачи, описываются три типа волн в пороупругой среде. Обсуждаются основные понятия теория разрушена и теории пластичности пороупругих сред.

Основные разделы:
1. Лагранжев и эйлеров способ описания движения, преобразования тензоров, законы сохранения массы, импульса и энергии.
2. Термодинамика термо-пороупругих сред, виды диссипации энергии, термодинамические потенциалы, законы Дарси и Фурье.
3. Определяющие уравнения термо-поро-упругой среды, насыщенной жидкостью.
4. Система уравнений термо-поро-упругости в линейном случае.
5. Распространение волн в поро-упругом материале. Соотношения между скоростями волн и коэффициенты затухания.
6. Механизмы разрушения горных пород. Критерий Кулона-Мора.
7. Поропластичность. Условия пластичности. Принцип максимума. Критерий Друкера-Прагера. Модель Кэм-Клей с упрочнением.

Преподаватель

Директор ПИШ НГУ, директор НОЦ "Газпромнефть- НГУ", г.н.с. Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, д.ф.-м.н., профессор РАН, профессор кафедры Теоретической механики ММФ НГУ

Специалист в области математического моделирования в механике сплошных сред, автор 40 научных публикаций, лауреат премии им. 50-летия СО РАН, руководитель грантов Президента РФ, РФФИ, договоров с предприятиями.
Основные научные результаты Головина С.В. связаны с построением и исследованием классов точных решений для уравнений газовой динамики, гидродинамики и магнитогидродинамики на основе группового анализа дифференциальных уравнений, а также разработкой моделей, описывающих развитие трещины гидроразрыва пласта в пороупругих средах, и приток нефти к горизонтальной скважины с множественными гидроразрывами.

Цифровой керн

Цифровой керн («digital rock physics») – совокупность подходов, позволяющих повысить точность описания свойств системы «флюид» –«порода» методами вычислительного моделирования.

Характерным свойством этих подходов является детальное разрешение геометрической структуры порового пространства и учет в используемых математических моделях в известном смысле «первичных» (по сравнению с усредненными моделями макроуровня) физико–химических механизмов, имеющих место на «микроуровне».

Сущностью самого подхода является прямое математическое моделирование, определяющих как исход макроскопических лабораторных экспериментов, так и динамику фильтрационных процессов в масштабе месторождения. В рамках работ в указанном направлении разрабатывается комплекс средств математического моделирования (математические модели, вычислительные алгоритмы и их программная реализация) для описания течений различных жидкостей и газов в поровом пространстве горных пород.

Моделирование роста трещины ГРП и сопряженных процессов

ГРП (гидроразрыв пласта) — способ интенсификации добычи нефти или газа из скважины, при котором за счёт закачки в скважину жидкости под высоким давлением в породе создаётся трещина, которая может закрепляться расклинивающим агентом (проппантом) — мелкозернистым материалом, который смешивают с вязкой жидкостью в процессе ГРП. Созданная трещина играет роль высокопроводящего канала, который облегчает приток флюида к скважине.
Без проведения операции ГРП добыча углеводородов на многих месторождениях является нерентабельной или вовсе невозможной. При этом процесс ГРП зачастую связан с разнообразными рисками: неверный дизайн ГРП может привести к минимум к неоптимальной геометрии и низком итоговом приросте в продуктивности скважины, как максимум к поломке дорогостоящего оборудования, засорению скважины и простою команды специалистов.

В рамках данного направления ведутся работы по

• Разработке математических моделей, описывающих все стадии существования трещины ГРП: от её инициации и роста в пласте вплоть до смыкания и оценке итоговой проводимости.
• Численному моделированию отдельных или сопряженных процессов, проходящих при ГРП
• Экспериментальному моделированию ГРП на оборудовании НОЦ ГПН НГУ и ИГиЛ СО РАН
• Созданию графических интерфейсов и написанию отдельных модулей для коммерческого симулятора

Исследования жидкостей ГРП и проппантов

Важнейшим требованием, предъявляемым к технологическим жидкостям и расклинивающим агентам (проппантам), используемым для проведения гидроразрыва пласта (ГРП), является наличие структурно-реологических свойств, способных обеспечить успешное проведение ГРП.

Традиционно для придания необходимых реологических свойств жидкости разрыва используют полимеры (производные гуара, целлюлозы). Несмотря на их широкое применение, для подобных систем свойственны недостатки, связанные со снижением проницаемости как проппантной упаковки трещины, так и матрицы пласта вследствие загрязнения продуктами распада полимеров, технологическими трудностями при подготовке растворов полимеров (их гидратация), сложной (многокомпонентной) рецептурой жидкости ГРП. Последнее обусловлено необходимостью использования сшивателя, деструктора, биоцида и других компонентов, что приводит к громоздкому аппаратурному оформлению, а так же деструкции полимера при высоких скоростях сдвига (необратимому изменению реологических свойств технологической жидкости) при прохождении насосного оборудования и зон перфорации.
В связи с этим проводятся лабораторные работы по подробному изучению вышеупомянутых свойств и формированию методик повышения эффективности используемых при ГРП жидкостей и проппантов.

Захоронение углекислого газа

Принятая в октябре 2021 г. стратегия социально-экономического развития России с низким уровнем выбросов парниковых газов задает тренд на развитие национальной системы сокращения выбросов парниковых газов. Одной из наиболее перспективных технологий по снижению антропогенного воздействия на изменения климата является реализация проектов улавливания и подземного захоронения CO2.
В России на данный момент нет действующих полигонов захоронения СО2, но их создание прорабатывается в компаниях нефтегазового сектора (Газпромнефть, Лукойл, Новатэк, Татнефть и другие). Захоронение CO2 в недра связано с нарушением естественных гидрогеологического, гидродинамического и геотермического режимов и может приводить к загрязнению атмосферы или вышележащих грунтовых вод, обусловленному возможной миграцией газа через дизъюнктивные нарушения пласта или скважины. Реализация мероприятий по недопущению возможности утечек СО2 и мониторинга целостности пласта и скважинной конструкции являются критическим фактором успешности реализации проектов по захоронению СО2. Для этих целей ведется разработка математических моделей геомеханического воздействия закачиваемого СО2 на образование зон разрушения цементной оболочки скважины и окружающей горной породы; а также выработка на их основе практических рекомендаций по подбору режимов закачки углекислого газа в пласт, обеспечивающих сохранение целостности геологической ловушки и скважины.

Больше, чем магистратура

Деловая научная жизнь в центре Сибири
Вы — часть науки и лидеры перемен!

О1

Изучение передовых технологий индустрии
Летние стажировки до двух месяцев в профильных компаниях

О2

Отработка навыков в реальных бизнес-проектах
Посещение предприятий в формате 1−2-дневных практик

О3

Культурная программа и совместный досуг
Театры, музеи и спорт для крутых и одаренных передовых инженеров НГУ

О4

Забота и поддержка
Индивидуальный подход и эмоциональный комфорт. Штатный тьютор и пицца

О5