В Белгородском государственном университете команда исследователей под руководством профессора Анварбека Мейрманова и доцента Олега Гальцева успешно создала принципиально новый прототип гидродинамического симулятора. Эта разработка открывает уникальные возможности для повышения эффективности добычи природных ресурсов и обеспечивает значительный экономический эффект при освоении месторождений урана и углеводородов.
Новые горизонты моделирования: от пор до резервуара
Традиционные программные комплексы, используемые в горнодобывающей отрасли, базируются на макроскопических математических моделях. Обычно учет ведется на уровне метров, с помощью уравнений химии и физики, созданных на основе теоретических предположений. При отсутствии строгого математического доказательства корректности подобных моделей приходится ручным путем подбирать множество коэффициентов, чтобы результаты расчетов соответствовали опытным данным.
Симулятор, разработанный в НИУ БелГУ, отличается принципиально новым подходом. В его основу положены строгие законы механики сплошных сред и химических реакций, моделирование ведется сразу на микроскопическом — поровом — уровне, с последующим переходом к макроскопике путем усреднения уравнений. Особое внимание уделяется взаимодействию жидкой и твердой фазы на границе пор, где происходят сложные процессы растворения породы реагентом. Изменения концентрации кислоты и геометрии пористого пространства теперь учитываются максимально точно, что принципиально повышает достоверность расчетов.
Передовые математические методы и программные решения
Разработка НИУ БелГУ не ограничилась совершенствованием математической модели. Для нового симулятора ученые создали оригинальные вычислительные алгоритмы и научно-исследовательское программное обеспечение. Этот программный комплекс позволяет определять оптимальные параметры в моделировании и проводить детальные расчеты как на уровне отдельных пор, так и на масштабе всего месторождения. Такой подход особенно важен при анализе работы призабойной зоны нефтяных или урановых скважин, где требуется моделирование сложных физических процессов в твердом и пористом грунте.
Проведенные компьютерные расчеты продемонстрировали согласованность результатов между решением микроскопической задачи и исходными макроскопическими формулировками. Всё это говорит о высокой степени достоверности новых методик, благодаря чему симулятор становится надежным инструментом для разработчиков недр по всему миру.
Востребованность за рубежом: Казахстан, Франция, Эквадор и Австралия
Успех исследования сотрудников университета уже вызвал интерес у зарубежных компаний. Новый симулятор, благодаря своей точности и гибкости, окажется востребован в странах с развитой минералогической отраслью, таких как Казахстан, Франция, Эквадор, Австралия. В этих государствах особое внимание уделяется экологичности и экономичности добычи урана и нефти, а новые алгоритмы обеспечивают максимальную эффективность использования природных ресурсов.
Эксперты уверены, что внедрение новой технологии позволит значительно сократить потери при извлечении полезных ископаемых и сделать добычу более устойчивой и рентабельной. Исследование ученых НИУ БелГУ может стать толчком к дальнейшему развитию отрасли, внедрению современных компьютерных технологий и формированию новых стандартов безопасности и эффективности.
Преимущества инновационного симулятора
К ключевым достоинствам разработки относятся:
- Высочайшая точность моделирования сложных физико-химических процессов;
- Возможность проводить вычисления на различных масштабах — от порового до резервуарного;
- Практически полное исключение ошибок, связанных с ручным подбором параметров;
- Гибкое программное обеспечение, легко адаптируемое под специфику месторождения;
- Широкие перспективы внедрения на мировом рынке, в том числе в Казахстане, Франции, Эквадоре и Австралии.
В будущем этот симулятор может лечь в основу новых стандартов проектирования и эксплуатации месторождений, обеспечивая высокий уровень технологичности и экологической безопасности.
Оптимистичный взгляд в будущее
Разработка коллектива профессора Анварбека Мейрманова и доцента Олега Гальцева из НИУ БелГУ символизирует уверенный шаг России на пути интеграции в международное технологическое пространство. Новые технологии моделирования находят положительный отклик у ведущих мировых добывающих компаний. Это открывает дополнительные возможности для сотрудничества с Казахстаном, Францией, Эквадором, Австралией и другими странами, делая вклад российских ученых заметным на глобальном уровне. Применение такого симулятора позволит создать более устойчивую и инновационную горнодобывающую отрасль, способную максимально эффективно использовать потенциал природных ресурсов.
Фото: пресс-служба НИУ "БелГУ"
