Prijeđite na glavni sadržaj

Razvijamo neutronske probe poboljšanih svojstava za istraživanje naftnih bušotina

16.2.2022.

Znanstvenici Laboratorija za nuklearne analitičke metode IRB-a su, u suradnji s norveškim kolegama te stručnjacima iz INA-Industrija nafte, d.d., razvili neutronsku probu za potrebe istraživanja naftnih bušotina koja se temelji na metodi aktivacije brzim neutronima. Rezultati istraživanja u laboratorijskim uvjetima ukazuju da bi metoda koju primjenjuje ova neutronska proba mogla omogućiti znatno efikasnije, brže i jeftinije ispitivanje naftnih bušotina.

Razvijamo neutronske probe poboljšanih svojstava za istraživanje naftnih bušotina

Do ovih rezultata znanstvenici su došli laboratorijskim mjerenjem kao i simulacijom stvarnih uvjeta iz naftnih bušotina računalnim modelima, a dodatno financiranje omogućilo bi nastavak istraživanja u realnim uvjetima i usavršavanje metode za njezinu primjenu.

Istraživanje na razvoju nove neutronske probe, koje je vodio dr. sc. Davorin Sudac s IRB-a, provedeno je u sklopu projekta Hrvatske zaklade za znanost (HrZZ) ''Nove primjene 14 MeV neutrona'', a okupio je istraživače iz INA-e, te Sveučilišta primijenjenih znanosti zapadne Norveške i Sveučilišne bolnice Haukeland u Bergenu. Rezultati istraživanja objavljeni su u specijaliziranom znanstvenom časopisu 'Fuel'.

Inovacijski potencijal neutronskih tehnika

Neutroni energije 14 MeV proizvode se u nuklearnim reakcijama deuterija i tricija pomoću akceleratora koji danas mogu biti malih dimenzija, što omogućava brojne primjene 14 MeV neutrona u medicini, industriji, sigurnosti i zaštiti okoliša. Ta ista reakcija koristi se i za dobivanje energije u fuzijskim reaktorima kao što je, primjerice, ITER, trenutno najveći i najnapredniji eksperimentalni nuklearni fuzijski reaktor u izgradnji.

Upotreba neutrona u ispitivanju naftnih bušotina je uhodana metoda koja se koristi još od četrdesetih godina prošlog stoljeća. Neutroni su se prvo upotrebljavali za mjerenje saturacije vodom u bušotinama koje su obložene metalnim cijevima, gdje nije bilo moguće upotrebljavati uobičajene električne metode mjerenja.

Danas se u industriji nafte, osim za nadzor količine voda, različite neutronske tehnika koriste i za monitoring nepoželjnih mineralnih komponenti u sirovoj nafti te mjerenja količine ugljika i kisika. Naime, omjer ugljika i kisika izuzetno je bitan u određivanju količine nafte, vode i plina u naftnim rezervoarima.

Do danas je razvijeno nekoliko različitih tehnika upotrebe neutrona u ispitivanju naftnih bušotina. Metoda razvijena na Institutu Ruđer Bošković, tzv. metoda pridružene alfa čestice (associated alpha particle method - AAP) koristi se i u detekciji transporta ilegalnih tvari kao što su eksplozivi i droga. Ova metoda je razvijena do te mjere da su izgrađena i neka pilot-postrojenja, a postoji i nekoliko komercijalno dostupnih uređaja namijenjenih prvenstveno detekciji ilegalnih tvari u ručnoj prtljazi, brodskim kontejnerima i sl., međutim ovo je prvi put da je AAP metoda primijenjena u ispitivanju naftnih bušotina.

Manje šuma, preciznija mjerenja?

Neutronska proba koju je razvio ovaj tim znanstvenika i stručnjaka služi za mjerenje relativne količine ugljika i kisika, ali je moguće mjeriti i neke druge kemijske elemente koji su važni za istraživanje formacija naftnih bušotina.

''Za potrebe našeg istraživanja kolege iz Laboratorija za istraživanje stijena i fluida INA-e, su jezgrovanjem na dva naftna polja u Središnjoj Hrvatskoj prikupili uzorke iz tri bušotine. Ukupno smo koristili preko osamdeset uzoraka, podijeljenih u različite skupine ovisno o njihovoj zasićenosti vodom i ugljikovodicima. Uzorci s kojima smo radili su primjerci klasičnih pješčenjaka, većinom homogeni, srednje zrnati, vrlo slabo vezani što je obično čest slučaj kod malih dubina zalijeganja odnosno dubina manjih od 1000 m,'' objašnjava dr. sc. Davorin Sudac, voditelj istraživanja.

Tako prikupljene uzorke znanstvenici su ispitali uz pomoć neutronske probe u laboratorijskim uvjetima.

hrzz

''Mjerenje se vrši metodom aktivacije brzim neutronima (FNAA) s pridruženom alfa česticom (AAP). Ova metoda, za razliku od konvencionalnih FNAA metoda, zasad pokazuje obećavajuću mogućnost uklanjanja šuma i posljedično, znatno efikasnije i preciznije mjerenje,'' ističe doktorand Josip Batur.

Naime, uz pomoć računalnog modela mi smo simulirali kako bi ta mjerenje izgledala u stvarnosti. Dakle, implementacijom Monte-Carlo koda i potvrdom u laboratorijskim uvjetima pokazali smo da ovakva metoda može razlučiti formacije stijena debljine od 10 cm.

Daljnjim istraživanjem planiramo se još više približiti realnoj situaciji kakvu možemo zateći u naftnim bušotinama. Ako se primijenjena AAP metoda u takvim uvjetima i dalje pokaže korisnom u uklanjanju šuma, otvara se mogućnost znatno efikasnijeg, bržeg i jeftinijeg ispitivanja naftnih bušotina,'' zaključuje dr. sc. Sudac.

Zanimljiva je činjenica da je ova neutronska proba nedavno predstavljena na ISRP-15 međunarodnoj konferenciji održanoj u Kuala Lumpuru u Maleziji gdje je autor doktorand Josip Batur nagrađen za najbolje postersko priopćenje konferencije.

Opisana istraživanja u sklopu Laboratorija za nuklearne analitičke metode, kojeg na IRB-u vodi dr. sc. Jasmina Obhođaš, predstavljaju iskorak u primjeni 14 MeV neutrona te će ovaj tim u budućim istraživanjima nastaviti razvijati inovacijski potencijal neutronskih tehnika, kao i prijenos znanja mlađim generacijama, naglasila je dr. Obhođaš.

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.