Отправить заявку
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
НЕФТЯНОЙ ИНЖИНИРИНГ
И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ
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
- Организовывать командную работу над научно-технологическими проектами
- Применять методы искусственного интеллекта в нефтегазовой отрасли
- Работать с керном, жидкостями и материалами на современном оборудовании
- Разрабатывать программные комплексы для сопровождения операций разработки месторождений
- Строить математические модели процессов при добыче нефти и газа
- Анализировать эффективность применения разных технологий
- Использовать современные технологии добычи нефти и газа
вы научитесь
Мы приглашаем выпускников бакалавриата
или специалитета физико-математических,
геологических и технических направлений
или специалитета физико-математических,
геологических и технических направлений
Для кого
Варианты траектории выпускника
Трудоустроиться в нефтегазодобывающие,
сервисные и консалтинговые компании
сервисные и консалтинговые компании
1
2
Трудоустроиться на наукоемкие производства
3
4
Работать на научно-технологические компании
Построить карьеру в науке
Как поступить
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
- Головин Сергей ВалерьевичДиректор 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
- Скопинцев Артур МарковичК.ф.-м.н. Администратор магистерской программы "Нефтяной инжиниринг и математическое моделирование" ПИШ НГУ, научный сотрудник ИГиЛ СО РАН, старший преподаватель кафедры высшей математики физического факультета НГУ
- Байкин Алексей НиколаевичК.ф.-м.н.Старший научный сотрудник Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, старший научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ", старший преподаватель на кафедре теоретической механики ММФ НГУ
- Тайлаков Дмитрий ОлеговичК.т.н. Заведующий лабораторией программных систем оптимизации добычи углеводородов (ЛабПСУ НОЦГПН НГУ). Исполнительный директор Новосибирского Научно-технического Центра (ООО "ННТЦ")
- Валов Александр ВикторовичНаучный сотрудник Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ", ассистент на кафедре теоретической механики ММФ НГУ
- Неверов Владимир ВалерьевичК.ф.-м.н. Старший преподаватель кафедры теоретической механики ММФ НГУ, научный сотрудник ИГиЛ СО РАН, младший научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ"
- Гурин Алексей МихайловичМладший научный сотрудник Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ"
Руководитель магистерской программы
Автор статей с индексацией в РИНЦ и Scopus
Аспирант направления «Физика и астрономия»
Старший преподаватель НГУ на кафедре высшей математики физического факультета
Артур Маркович Скопинцев
Научный сотрудник научно-образовательного центра «Газпромнефть-НГУ»
Выпускник Механико-математического факультета НГУ
Защитил кандидатскую диссертацию на тему «Сопряженные модели роста трещины гидроразрыва и динамики жидкостей»
Проходил обучение по программе обмена Erasmus+ в École normale supérieure в Париже
Защитил кандидатскую диссертацию на тему «Сопряженные модели роста трещины гидроразрыва и динамики жидкостей»
Проходил обучение по программе обмена Erasmus+ в École normale supérieure в Париже
Образование
Достижения
Карьерные успехи
- Работал над проектом «Кибер-ГРП» — современным программным продуктом для проектирования, сопровождения и оптимизации гидроразрыва пласта
- Участвовал в проекте «Цифровой керн» — занимался разработкой модели и созданием интерфейса для пользователя
- Консультировал зарубежных пользователей проекта Pushwoosh — сервиса для оповещения с помощью push-уведомлений
Список дисциплин по семестрам
· термо-поро-упругие среды
· теория многофазной фильтрации
· современные технологии нефтедобычи
· метод конечных элементов
· основы ООП, C++
· прикладной пакет численного счета FreeFEM++
· теория многофазной фильтрации
· современные технологии нефтедобычи
· метод конечных элементов
· основы ООП, C++
· прикладной пакет численного счета FreeFEM++
· гидроразрыв пласта
· геомеханика
· неньютоновские среды
· эксперимент в нефтяном инжиниринге
· методы конечных объёмов
· геомеханика
· неньютоновские среды
· эксперимент в нефтяном инжиниринге
· методы конечных объёмов
· методы геофизического мониторинга
· параллельное программирование
· машинное обучение в нефтяном инжиниринге
· управление проектами
· параллельное программирование
· машинное обучение в нефтяном инжиниринге
· управление проектами
· геофизические методы исследований
· системный инжиниринг
· выпускная квалификационная работа
· системный инжиниринг
· выпускная квалификационная работа
Дисциплина
Термо-поро-упругие среды
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:
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:
- Лагранжев и эйлеров способ описания движения, преобразования тензоров, законы сохранения массы, импульса и энергии.
- Термодинамика термо-пороупругих сред, виды диссипации энергии, термодинамические потенциалы, законы Дарси и Фурье.
- Определяющие уравнения термо-поро-упругой среды, насыщенной жидкостью.
- Система уравнений термо-поро-упругости в линейном случае.
- Распространение волн в поро-упругом материале. Соотношения между скоростями волн и коэффициенты затухания.
- Механизмы разрушения горных пород. Критерий Кулона-Мора.
- 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.
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.
Дисциплина
Прикладной пакет для численного счета FreeFem++
Прикладной пакет для численного счета FreeFem++
Байкин Алексей Николаевич
Метод конечных элементов (МКЭ) является одним их наиболее используемых способов численного решения задач математической физики и широко применяется в современных вычислительных пакетах (ANSYS, MSCMARC, Comsol Multiphysics и многие другие). Достоинством метода является его гибкость с точки зрения используемых математических моделей, геометрий и физических свойств описываемых объектов. Владение МКЭ входит в основной цифровой инструментарий современного инженера-механика или ученого-исследователя в области механики сплошных сред.
Пакет FreeFEM++ является одним из Open-source программных продуктов, позволяющих применять МКЭ к произвольным системам дифференциальных уравнений и геометриям областей. Гибкость пакета обеспечивает как низкий порог входа в использование, так и возможность существенной модификации вычислительного алгоритма под нужды исследователя. При этом, открытость кода и лицензия LGPL позволяют свободно использовать FreeFEM++ для научных и прикладных исследовательских работ. Все это делает пакет крайне привлекательным для широкого круга специалистов.
Дисциплина «Прикладной пакет для численного счета FreeFem++» имеет своей целью ознакомление студентов с прикладным пакетом и обучение с его помощью решению набора практических задач механики сплошных сред.
Для достижения этой цели студентами изучаются основы API (Application Programming Interface) пакета и его возможности, математические основы численных методов конечных элементов и конечных объемов для решения уравнений в частных производных, способы их дискретизации, вычислительные алгоритмы, методы ускорения и параллелизации расчетов, методы визуализации, анализа и пост-обработки численных решений. В качестве модельных задач выбраны классические задачи из механики жидкостей и газов, тео-рии упругости и пороупругости.
Перечень примеров расчетных заданий:
Пакет FreeFEM++ является одним из Open-source программных продуктов, позволяющих применять МКЭ к произвольным системам дифференциальных уравнений и геометриям областей. Гибкость пакета обеспечивает как низкий порог входа в использование, так и возможность существенной модификации вычислительного алгоритма под нужды исследователя. При этом, открытость кода и лицензия LGPL позволяют свободно использовать FreeFEM++ для научных и прикладных исследовательских работ. Все это делает пакет крайне привлекательным для широкого круга специалистов.
Дисциплина «Прикладной пакет для численного счета FreeFem++» имеет своей целью ознакомление студентов с прикладным пакетом и обучение с его помощью решению набора практических задач механики сплошных сред.
Для достижения этой цели студентами изучаются основы API (Application Programming Interface) пакета и его возможности, математические основы численных методов конечных элементов и конечных объемов для решения уравнений в частных производных, способы их дискретизации, вычислительные алгоритмы, методы ускорения и параллелизации расчетов, методы визуализации, анализа и пост-обработки численных решений. В качестве модельных задач выбраны классические задачи из механики жидкостей и газов, тео-рии упругости и пороупругости.
Перечень примеров расчетных заданий:
- Решить уравнение Пуассона в многосвязной области. Исследовать решение на численную сходимость.
- Запрограммировать метод решения СЛАУ BiCGSTAB.
- Решить задачу об ударной трубе и сравнить с точным решением.
- Решить задачу Краера и сравнить с точным решением.
- Решить задачу о стационарном течении жидкости в канале с несколькими уступами и несколькими стоками. Визуализировать решение в Paraview.
- Решить трехмерную задачу линейной теории упругости и распараллелить с помощью модуля PetSc. Визуализировать решение в Paraview.
- Написать собственный модуль, позволяющий сохранять данные в формате JSON.
- Написать собственный модуль для выделения двумерной граничной подсетки из трехмерной сетки.
Преподаватель
Старший научный сотрудник Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, старший научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ", старший преподаватель на кафедре теоретической механики ММФ НГУ.
Во время учебы в аспирантуре работал инженером по моделированию в Новосибирском технологическом центре Шлюмберже, где участвовал в разработке коммерческого симулятора гидроразрыва пласта. В 2016 году защитил кандидатскую диссертацию «Динамика трещины гидроразрыва пласта в неоднородной пороупругой среде», результаты которой были внедрены в математические модели для инженеров нефтегазовых компаний.
Во время учебы в аспирантуре работал инженером по моделированию в Новосибирском технологическом центре Шлюмберже, где участвовал в разработке коммерческого симулятора гидроразрыва пласта. В 2016 году защитил кандидатскую диссертацию «Динамика трещины гидроразрыва пласта в неоднородной пороупругой среде», результаты которой были внедрены в математические модели для инженеров нефтегазовых компаний.
В области научных интересов входит математическое моделирование процессов интенсификации добычи углеводородов, численные методы и алгоритмы в механике сплошных сред, в том числе предполагающие использование суперкомпьютера.
В настоящее время А.Н. Байкин возглавляет команду по математическому моделированию технологических процессов в нефтяном инжиниринге, руководит проектами по разработке расчетных модулей для симулятора гидроразрыва пласта «Кибер ГРП», реализации модели автоГРП на нагнетательных скважинах, моделированию скважинных исследований на газоконденсатных месторождениях.
В настоящее время А.Н. Байкин возглавляет команду по математическому моделированию технологических процессов в нефтяном инжиниринге, руководит проектами по разработке расчетных модулей для симулятора гидроразрыва пласта «Кибер ГРП», реализации модели автоГРП на нагнетательных скважинах, моделированию скважинных исследований на газоконденсатных месторождениях.
Дисциплина
Метод конечных элементов
Метод конечных элементов
Шутов Алексей Валерьевич
Цель освоения дисциплины «Метод конечных элементов» состоит в ознакомлении студентов с основными понятиями численных методов решения задач термо-поро-упругости с учетом разрушения материала и контактных взаимодействий. Механические задачи такого рода возникают при моделировании гидроразрыва пласта в различных математических постановках.
Для этого:
- рассматриваются постановки механических задач: сильные, слабые, вариационные на примере одномерной задачи о равновесии стержня, формируются основные механические принципы решения задач;
- изучается метод конечных элементов как вариант метода Бубнова-Галеркина; доказываются теоремы об оценках ошибки численного решения и об оптимальных с точки зрения метода точках определения искомых величин; формулируются и обсуждаются с практической точки зрения условия сходимости численного решения к точному, а также выбор типа элемента; в этом разрезе подробно рассматриваются одномерные конечные элементы для решения статических и динамических задач, далее дается обобщение на двумерные задачи;
- рассматриваются постановки связанных и не связанных термо-поро-упругих задач;
- изучается задача континуального разрушения как пример нелинейной модели материала;
- рассматривается метод граничных элементов в сравнении с методом конечных элементов, обосновывается математическая постановка и численная процедура на примере метода разрывных смещений в задаче о трещине;
- рассматривается постановка контактных задач и численная процедура определения контактных сил методом конечных элементов с помощью множителей Лагранжа или штрафных функций;
- кратко формулируется необходимый математический аппарат по каждой теме (обобщенные функции, пространства Соболева, обобщенные формулы Грина, тензорное исчисление и др.).
Основные разделы:
Для этого:
- рассматриваются постановки механических задач: сильные, слабые, вариационные на примере одномерной задачи о равновесии стержня, формируются основные механические принципы решения задач;
- изучается метод конечных элементов как вариант метода Бубнова-Галеркина; доказываются теоремы об оценках ошибки численного решения и об оптимальных с точки зрения метода точках определения искомых величин; формулируются и обсуждаются с практической точки зрения условия сходимости численного решения к точному, а также выбор типа элемента; в этом разрезе подробно рассматриваются одномерные конечные элементы для решения статических и динамических задач, далее дается обобщение на двумерные задачи;
- рассматриваются постановки связанных и не связанных термо-поро-упругих задач;
- изучается задача континуального разрушения как пример нелинейной модели материала;
- рассматривается метод граничных элементов в сравнении с методом конечных элементов, обосновывается математическая постановка и численная процедура на примере метода разрывных смещений в задаче о трещине;
- рассматривается постановка контактных задач и численная процедура определения контактных сил методом конечных элементов с помощью множителей Лагранжа или штрафных функций;
- кратко формулируется необходимый математический аппарат по каждой теме (обобщенные функции, пространства Соболева, обобщенные формулы Грина, тензорное исчисление и др.).
Основные разделы:
- Лагранжев и эйлеров способ описания движения, преобразования тензоров, законы сохранения массы, импульса и энергии.
- Термодинамика термо-пороупругих сред, виды диссипации энергии, термодинамические потенциалы, законы Дарси и Фурье.
- Определяющие уравнения термо-поро-упругой среды, насыщенной жидкостью.
- Система уравнений термо-поро-упругости в линейном случае.
- Распространение волн в поро-упругом материале. Соотношения между скоростями волн и коэффициенты затухания.
- Механизмы разрушения горных пород. Критерий Кулона-Мора.
- Поропластичность. Условия пластичности. Принцип максимума. Критерий Друкера-Прагера. Модель Кэм-Клей с упрочнением.
Преподаватель
д.ф.-м.н.
Кафедра теоретической механики ММФ НГУ
Дисциплина
Теория многофазной фильтрации
Теория многофазной фильтрации
Старовойтова Ботагоз Николаевна
Основной целью освоения дисциплины является знание базовых понятий теории фильтрации, результатов и методов этой теории, имеющих приложения в технологии нефте-газодобычи. Важными задачами лекционного курса является знакомство с классическими математиче-скими моделями фильтрации без учета капиллярного давления (модель Баклея-Леверетта ) и с учетом капиллярного давления (модель Маскета-Леверетта), а также, понятия слабого обобщенного решения задач многофазной фильтрации. В качестве основных приложений фильтрации рассматривается задача о вытеснении одной жидкостью другой из образца, капиллярное запирание целиков нефти, определение фильтрационно-емкостных характеристик пласта в ходе гидродинамических исследованиях скважин.
Основные разделы:
Основные разделы:
- Основные понятия математической теории фильтрации.
- Классические модели стационарной фильтрации однородной жидкости.
- Фильтрация упругой жидкости. Упругий пласт.
- Течения двухфазной жидкости в пористых средах.
- Математические вопросы теории фильтрации (модели Бакли-Леверетта, Маскета-Леверетта).
- Фильтрация газированной жидкости.
- Фильтрация газа.
- Неклассические модели фильтрации: фильтрация неньютоновских жидкостей; фильтрация в трещиновато-пористых средах.
- Математическое моделирование методов увеличения нефтеотдачи пласта.
- Приложения моделей фильтрации.
- Основы моделирования многофазной фильтрации в пласте в программном комплексе «РН-КИМ».
Преподаватель
к.ф.-м.н.
Дисциплина
Методы конечных объемов
Методы конечных объемов
Кудрявцев Алексей Николаевич
Дисциплина «Методы конечных объемов» имеет своей целью ознакомление студентов с численными методами решения задач аэрогидродинамики, основанными на современных методах сквозного счета. Для достижения цели изучаются: основы теории гиперболических систем законов сохранения, классические схемы газовой динамики, метод Годунова, TVD схемы, WENO схемы, схемы разрывного метода Галеркина (DGFEM).
Перечень обсуждаемых вопросов:
1. Нарушение гладкости решений гиперболических уравнений. Понятие слабого решения.
2. Схема Годунова.
3. Условия Рэнкина-Гюгонио для систем законов сохранения.
4. Схема Роу.
5. Задача о распаде разрыва и ее решение для линейных систем уравнений.
6. Понятие о монотонных схемах и TVD схемах.
7. Основные понятия о решении задачи Римана для нелинейных систем законов сохранения.
8. Повышение порядка точности разностных схем, ограничители наклона.
9. Понятия аппроксимации, устойчивости и сходимости.
10. Расщепление вектора потоков по Стегеру-Уормингу.
11. Консервативные схемы и теорема Лакса-Вендроффа.
12. Расщепление вектора потоков по ван Лееру.
13. Уравнения Эйлера как гиперболическая система.
14. Метод HLL (Хартена-Лакса-ван Леера) для приближенного вычисления потоков.
15. Условия Рэнкина-Гюгонио для уравнений Эйлера.
16. Понятие об ENO и WENO схемах.
17. Потеря единственности для слабых решений гиперболических систем. Энтропийное условие.
18. WENO схема 5-го порядка.
19. Ударные волны, волны разрежения и контактные разрывы.
20. Понятие о разрывных методах Галеркина.
21. TVD схемы Рунге-Кутты для интегрирования уравнений по времени.
22. Применение ограничителей в разрывных методах Галеркина.
23. Анализ устойчивости разностных схем по фон Нейману.
24. Обобщение TVD схем на многомерный случай и системы законов сохранения.
25. Анализ устойчивости разностных схем с помощью метода дифференциальных приближений
26. Конечнообъемные и конечноразностные ENO/WENO схемы.
Перечень обсуждаемых вопросов:
1. Нарушение гладкости решений гиперболических уравнений. Понятие слабого решения.
2. Схема Годунова.
3. Условия Рэнкина-Гюгонио для систем законов сохранения.
4. Схема Роу.
5. Задача о распаде разрыва и ее решение для линейных систем уравнений.
6. Понятие о монотонных схемах и TVD схемах.
7. Основные понятия о решении задачи Римана для нелинейных систем законов сохранения.
8. Повышение порядка точности разностных схем, ограничители наклона.
9. Понятия аппроксимации, устойчивости и сходимости.
10. Расщепление вектора потоков по Стегеру-Уормингу.
11. Консервативные схемы и теорема Лакса-Вендроффа.
12. Расщепление вектора потоков по ван Лееру.
13. Уравнения Эйлера как гиперболическая система.
14. Метод HLL (Хартена-Лакса-ван Леера) для приближенного вычисления потоков.
15. Условия Рэнкина-Гюгонио для уравнений Эйлера.
16. Понятие об ENO и WENO схемах.
17. Потеря единственности для слабых решений гиперболических систем. Энтропийное условие.
18. WENO схема 5-го порядка.
19. Ударные волны, волны разрежения и контактные разрывы.
20. Понятие о разрывных методах Галеркина.
21. TVD схемы Рунге-Кутты для интегрирования уравнений по времени.
22. Применение ограничителей в разрывных методах Галеркина.
23. Анализ устойчивости разностных схем по фон Нейману.
24. Обобщение TVD схем на многомерный случай и системы законов сохранения.
25. Анализ устойчивости разностных схем с помощью метода дифференциальных приближений
26. Конечнообъемные и конечноразностные ENO/WENO схемы.
Преподаватель
Старший научный сотрудник лаборатории вычислительной аэродинамики Института теоретической и прикладной механики ИТПМ СО РАН. Доктор физико-математических наук, специалист в области сверхзвуковой аэродинамики и численного моделирования.
Основные научные интересы связаны с физикой ударных волн, динамикой разреженного газа, прямым численным моделированием перехода к турбулентности, современными численными методами решения уравнений движения сжимаемых сплошных сред. Лауреат премия РАН им. А.Н. Крылова за серию работ, посвященных гистерезису перехода между регулярным и маховским отражением стационарных ударных волн.
Основные научные интересы связаны с физикой ударных волн, динамикой разреженного газа, прямым численным моделированием перехода к турбулентности, современными численными методами решения уравнений движения сжимаемых сплошных сред. Лауреат премия РАН им. А.Н. Крылова за серию работ, посвященных гистерезису перехода между регулярным и маховским отражением стационарных ударных волн.
Дисциплина
Гидроразрыв пласта
Гидроразрыв пласта
Байкин Алексей Николаевич
Дисциплина «Гидроразрыв пласта» имеет своей целью ознакомление студентов с математическими моделями технологии гидроразрыва пласта (ГРП) и взаимосвязи с сопутствующими процессами нефтяного инжиниринга.
Для достижения этой цели изучаются: математические модели распространения трещины ГРП в различных предположениях и дается их иерархия, модели гидродинамики переноса смеси жидкости ГРП с проппантом. Для полноты картины в курсе рассматриваются также смежные темы, связанные с процессами в скважине и продуктивном пласте, нахождением неизвестных параметров горной породы из нагнетательных тестов, необходимых для моделирования, обсуждаются сложные и открытые вопросы.
Основные разделы:
Для достижения этой цели изучаются: математические модели распространения трещины ГРП в различных предположениях и дается их иерархия, модели гидродинамики переноса смеси жидкости ГРП с проппантом. Для полноты картины в курсе рассматриваются также смежные темы, связанные с процессами в скважине и продуктивном пласте, нахождением неизвестных параметров горной породы из нагнетательных тестов, необходимых для моделирования, обсуждаются сложные и открытые вопросы.
Основные разделы:
- Основные физические процессы, составляющие гидроразрыв.
- Моделирование распространения плоских трещин гидроразрыва пласта.
- Моделирование трещин ГРП в пороупругой среде.
- Моделирование переноса проппанта в трещине ГРП.
- Анализ миниГРП.
- Моделирование развития трещины ГРП на симуляторе РН-ГРИД.
- Моделирование течения в скважине при ГРП, распределение потоков при МГРП.
- Продвинутые темы и сопутствующие вопросы моделирования ГРП.
Преподаватель
Старший научный сотрудник Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, старший научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ", старший преподаватель на кафедре теоретической механики ММФ НГУ.
Во время учебы в аспирантуре работал инженером по моделированию в Новосибирском технологическом центре Шлюмберже, где участвовал в разработке коммерческого симулятора гидроразрыва пласта. В 2016 году защитил кандидатскую диссертацию «Динамика трещины гидроразрыва пласта в неоднородной пороупругой среде», результаты которой были внедрены в математические модели для инженеров нефтегазовых компаний.
Во время учебы в аспирантуре работал инженером по моделированию в Новосибирском технологическом центре Шлюмберже, где участвовал в разработке коммерческого симулятора гидроразрыва пласта. В 2016 году защитил кандидатскую диссертацию «Динамика трещины гидроразрыва пласта в неоднородной пороупругой среде», результаты которой были внедрены в математические модели для инженеров нефтегазовых компаний.
В области научных интересов входит математическое моделирование процессов интенсификации добычи углеводородов, численные методы и алгоритмы в механике сплошных сред, в том числе предполагающие использование суперкомпьютера.
В настоящее время А.Н. Байкин возглавляет команду по математическому моделированию технологических процессов в нефтяном инжиниринге, руководит проектами по разработке расчетных модулей для симулятора гидроразрыва пласта «Кибер ГРП», реализации модели автоГРП на нагнетательных скважинах, моделированию скважинных исследований на газоконденсатных месторождениях.
В настоящее время А.Н. Байкин возглавляет команду по математическому моделированию технологических процессов в нефтяном инжиниринге, руководит проектами по разработке расчетных модулей для симулятора гидроразрыва пласта «Кибер ГРП», реализации модели автоГРП на нагнетательных скважинах, моделированию скважинных исследований на газоконденсатных месторождениях.
Дисциплина
Неньютоновские среды
Неньютоновские среды
Неверов Владимир Валерьевич
Дисциплина «Неньютоновские среды» имеет своей целью ознакомление студентов с современными разделами реологически сложных сред, а также формирование способностей к построению математических моделей для решения конкретных задач гидродинамики неньютоновских жидкостей.
Для достижения цели изучаются: основные реологические модели неньютоновских жидкостей, рассматриваются конкретные примеры течений неньютоновских жидкостей в трубах и каналах, отмечаются характерные отличия по сравнению с течениями ньютоновских жидкостей.
Обсуждаемые темы:
Для достижения цели изучаются: основные реологические модели неньютоновских жидкостей, рассматриваются конкретные примеры течений неньютоновских жидкостей в трубах и каналах, отмечаются характерные отличия по сравнению с течениями ньютоновских жидкостей.
Обсуждаемые темы:
- Неньютоновские жидкости с реологическими характеристиками, не зависящими от времени: бингамовские пластики, псевдопластичные жидкости, дилатантные жидкости.
- Диаграммы зависимости сдвигового напряжения от скорости сдвига. Примеры течения неньютоновской жидкости.
- Полуэмпирические модели (степенные жидкости, жидкости Бингама и Хершеля–Балкли, жидкость Каро-Ясуда).
- Неньютоновские жидкости, реологические характеристики которых зависят от времени: тиксотропные жидкости (разрушение структуры при сдвиге); реопектические жидкости (структурообразование при сдвиге).
- Вязкоупругие жидкости: жидкость Максвелла, жидкость Олдройда.
- Механические модели вязкоупругих жидкостей. Модели Фойгта и Максвелла, обобщенные модели.
- Многомерные модели вязкоупругих жидкостей.
- Возникновение сдвигового расслоения в течениях вязкоупругих жидкостей.
- Существующие методы определения реологических характеристик ньютоновских и неньютоновских жидкостей.
- Устройство вискозиметров и реометров. Измерительные системы реометров, вискозиметры с капиллярной трубкой. Реометрические течения.
- Осцилляционные тесты. Модуль накопления и модуль потерь.
- Турбулентное течение реологически стационарных жидкостей в круглых трубах. Турбулентные профили скоростей в гладких и шероховатых трубах.
- Критерии, характеризующие возникновение турбулентности.
Преподаватель
Старший преподаватель кафедры теоретической механики ММФ НГУ, научный сотрудник ИГиЛ СО РАН, младший научный сотрудник НОЦ "Газпромнефть-НГУ".
Специалист в области гидродинамики неньютоновских жидкостей.
Область научных интересов: теоретическое и экспериментальное исследование реологии и несущей способности неньютоновских жидкостей.
Специалист в области гидродинамики неньютоновских жидкостей.
Область научных интересов: теоретическое и экспериментальное исследование реологии и несущей способности неньютоновских жидкостей.
neverovvladim@gmail.com
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.
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
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.
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.
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.
Видео о магистерской программе
Отзывы наших студентов и выпускников
Больше, чем магистратура
Деловая научная жизнь в центре Сибири
Вы — часть науки и лидеры перемен!
Вы — часть науки и лидеры перемен!
О1
Изучение передовых технологий индустрии
Летние стажировки до двух месяцев в профильных компаниях
Летние стажировки до двух месяцев в профильных компаниях
О2
Отработка навыков в реальных бизнес-проектах
Посещение предприятий в формате 1−2-дневных практик
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
Театры, музеи и спорт для крутых и одаренных передовых инженеров НГУ
О4
Забота и поддержка
Индивидуальный подход и эмоциональный комфорт. Штатный тьютор и пицца
Индивидуальный подход и эмоциональный комфорт. Штатный тьютор и пицца
О5
Ответы на популярные вопросы
Для поступления на программу абитуриент должен иметь диплом бакалавра или специалиста.
Отдельного конкурса для иностранцев не предусмотрено.
Если указанное требование удовлетворено, абитуриент может быть допущен к вступительным испытаниям на Механико-математическом факультете НГУ.
Также требуется заполнить анкету, пройти процедуру ассесмента и предусмотренные вступительные испытания на факультете.
Отдельного конкурса для иностранцев не предусмотрено.
Если указанное требование удовлетворено, абитуриент может быть допущен к вступительным испытаниям на Механико-математическом факультете НГУ.
Также требуется заполнить анкету, пройти процедуру ассесмента и предусмотренные вступительные испытания на факультете.
Для поступления нужно иметь при себе:
диплом бакалавра или специалиста;
СНИЛС;
ИНН;
3 фотографии размера 3×4;
паспорт;
рекомендации и подтверждение участия в проектах и олимпиадах будет преимуществом.
диплом бакалавра или специалиста;
СНИЛС;
ИНН;
3 фотографии размера 3×4;
паспорт;
рекомендации и подтверждение участия в проектах и олимпиадах будет преимуществом.
Обучение на магистратуре доступно в рамках выделенных бюджетных мест, а также посредством получения гранта на оплату обучения (в случае превышения количества бюджетных мест и наличии крутого кандидата).
В рамках обучения на 1-ый семестр предусмотрена выплата стипендии в размере 20 000 рублей. По итогу 1-го семестра студент может претендовать на получение повышенной стипендии.
В рамках обучения на 1-ый семестр предусмотрена выплата стипендии в размере 20 000 рублей. По итогу 1-го семестра студент может претендовать на получение повышенной стипендии.
Льгот и / или квот для поступающих не предусмотрено.
После подачи заявки и заполнения анкеты вы получите обратную связь от административной команды программы, а также инструкцию, что делать дальше.
Теоретические занятия (лекции и семинары) будут проходить на базе учебных корпусов НГУ. Проектная деятельность будет осуществляться на базе одного из индустриальных партнеров передовой инженерной школы НГУ, в лабораториях с использованием современного оборудования и материалов.
