Зарегистрироваться
Лаборатория «Моделирование производственных технологий и процессов» (МПТиП) НЦМУ СПбПУ
Руководитель
Кривцов Антон-Иржи Мирославович
заведующий лабораторией, доктор физико-математических наук, доцент, член-корреспондент РАН, профессор РАН
Ведущие ученые
Общая численность сотрудников – 41, из них молодых исследователей (до 39 лет) – 32, иностранных исследователей – 3.
Область научных исследований
Сфера компетенций лаборатории – цифровые технологии моделирования и управления процессами, возникающими при добыче и хранении трудноизвлекаемых запасов углеводородов (оптимизации работы скважин и планирования скважинных исследований, оптимизация технологий закачки газа в пласт); цифровое проектирование и моделирование изделий и технологических процессов, разработка и применение новых материалов (в том числе композиционных материалов, метаматериалов и др.).
Ключевые цели и задачи
Направления прикладного применения экспертизы сотрудников лаборатории:

  • моделирование процессов бурения: вибрационное бурение твердых пород, бурение под контролем давления (Managed Pressure Drilling), моделирование динамической потери устойчивости, предсказание забойного давления методами ML;
  • моделирование гидравлического разрыва пласта (ГРП): модели ГРП в традиционных коллекторах (Pseudo3D, Planar3D, Full3D), модели ГРП/МГРП в трещиноватых коллекторах, перенос проппанта, лабораторные испытания;
  • моделирование микросейсмики: моделирование микросейсмических событий при ГРП, интерпретация микросейсмических событий;
  • моделирование механических свойств керна: упругие модули, бразильский тест (прочность);
  • машинное обучение: восстановление данных каротажа методами ML, автоматическая интерпретация литологии.
Сотрудниками лаборатории МПТиП проведено гидродинамическое моделирование и интерпретация ГДИС для 43 месторождений и более 2000 скважин.

В числе заказчиков и партнеров лаборатории: ООО «Газпромнефть НТЦ», ПАО «Газпром нефть», АО НПК «Механобр-техника», ГК «Кронштадт Технологии», МФТИ, Сколковский институт науки и технологий (Сколтех), Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН (ИГиЛ СО РАН) и др.

Примеры исследований
  • Разработка симулятора гидроразрыва пласта («Кибер ГРП»). Проект реализуется совместно с МФТИ, Сколтех, ИГиЛ СО РАН при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП 1.2 (Проект «Разработка прикладных программных средств для планирования и контроля операции гидравлического разрыва пласта с целью повышения эффективности нефтегазодобычи») и ФЦП 1.4 (Проект «Разработка отраслевого симулятора ГРП»). Кибер ГРП – передовая отечественная разработка, призванная заменить зарубежное ПО, для определения оптимальных параметров проведения гидроразрыва. Индустриальный партнер проекта – Научно-технический центр «Газпромнефть».
  • Разработка математических моделей и программных средств для моделирования керна методом частиц с использованием суперЭВМ.
  • Разработка математических моделей и программных средств для решения задачи Aspect Ratio в квазистатической постановке.
  • Изучение влияния циркуляции жидкости типа бурового раствора в стволе скважины с кавернозностью.
  • Разработка комплексных геологических, геомеханических и гидродинамических моделей месторождений.
  • Увеличение продуктивности месторождений и повышение рентабельности месторождений путем интегрированного моделирования.
  • Создание инструмента для ранжирования скважин-кандидатов на ПГИ/РИР по величине ожидаемого экономического эффекта по методике оценки VOI – Value of Information.
  • Разработка технологий прокси-моделирования энергетического состояния залежи.
  • Оптимизация эксплуатации нефтяных и газовых скважин с выносом песка.
  • Восстановление забойного давления методами машинного обучения.
  • Разработка численно-аналитических алгоритмов для расчета распределения давления, производительности скважин и построения матрицы взаимных продуктивностей в неоднородных пластах на основе метода составных асимптотик, а также метода возмущений.
  • Повышение эффективности применения методов увеличения нефтеотдачи (МУН) и максимизация экономического эффекта от применения МУН.
  • Алгоритм автоматического расчета маневров безэкипажного судна и др.
Процесс ГРП заключается в создании в пласте трещины и закреплении ее стенок специальным расклинивающим агентом (проппантом). Технология позволяет существенно повысить продуктивность нефтедобычи. Для ее успешного применения и снижения технологических рисков необходимо предсказательное моделирование сопутствующих сложных физико-механических процессов.
Некоторые публикации
  • Elena A. Ivanova, Luis Eduardo Jatar Montaño. A new approach to solving the solid mechanics problems with matter supply // Continuum Mechanics and Thermodynamics (2021) (https://doi.org/10.1007/s00161-021-01014-2) (Q1).
  • Egor Starobinskii, Nikita Mushchak, Svetlana Kraeva, Sergei Khlopin, Egor Shel. On the Implementation of the Planar3D Model Using the Explicit Time Integration Scheme and the Statistical Front Tracking Method // Proceedings of International Scientific Conference on Telecommunications, Computing and Control (2021) (https://doi.org/10.1007/978-981-33-6632-9_26).
  • Nikita Mushchak, Egor Starobinskii, Sergei Hlopin, Egor Shel. Fast Fourier Transform in Planar3D Model Using an Explicit Numerical Integration Scheme // Proceedings of International Scientific Conference on Telecommunications, Computing and Control (2021) (https://doi.org/10.1007/978-981-33-6632-9_27).
  • Panchenko A.Yu., Podolskaya E.A., Berinskii I.E. Coarse-Grained Modeling with Hierarchical Deformable and Rigid Assemblages (HiDRA) // International Journal of Engineering Science (2021) (https://doi.org/doi.org/10.1016/j.ijengsci.2021.103514).
  • Gavrilov S.N., & Krivtsov A.M. Steady-state kinetic temperature distribution in a two-dimensional square harmonic scalar lattice lying in a viscous environment and subjected to a point heat source. Continuum Mechanics and Thermodynamics, 32(1), 41–61 (2020) (https://doi.org/10.1007/s00161-019-00782-2) (Scopus Q1).
  • Krivtsov A.M., Babenkov M.B., & Tsvetkov D.V. Heat propagation in a one-dimensional harmonic crystal on an elastic foundation. Physical Mesomechanics, 23(2), 109–119 (2020) (https://doi.org/10.1134/S1029959920020022) (Scopus Q1).
  • Loboda O.S., Podolskaya E.A., Tsvetkov D.V., & Krivtsov A.M. On the fundamental solution of the heat transfer problem in one-dimensional harmonic crystals. Continuum Mechanics and Thermodynamics (2020) (https://doi.org/10.1007/s00161-020-00921-0) (Scopus Q1).
  • Savin A.V., Korznikova E.A., Krivtsov A.M., & Dmitriev S.V. Longitudinal stiffness and thermal conductivity of twisted carbon nanoribbons. European Journal of Mechanics, A/Solids, 80 (2020) (https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2019.103920) (Scopus Q1).
  • Loboda O.S., Podolskaya E.A., Tsvetkov D.V., & Krivtsov A.M. On the fundamental solution of the heat transfer problem in one-dimensional harmonic crystals. Continuum Mechanics and Thermodynamics (2020) (https://doi.org/10.1007/s00161-020-00921-0) (Scopus Q1).
  • Kistanov A.A., Shcherbinin S.A., Ustiuzhanina S.V.d, Huttula M., Cao W., Nikitenko V.R., Prezhdo O.V. First-Principles Prediction of Two-Dimensional B3C2P3and B2C4P2: Structural Stability, Fundamental Properties, and Renewable Energy Applications // Journal of Physical Chemistry (2021) (https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c00411) (Q1).