Том 336 № 12 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/12/4972
Естественная гравитация пластовых систем: математизация и философские аспекты нефтепромысловой геологии
Актуальность. Взгляды исследователей на происхождение углеводородов в природных резервуарах необходимо рассматривать дифференцированно. Если в позициях на общее происхождение углеводородов существуют весьма большие разногласия, то в сфере образования тяжелых вязких нефтей достаточно четко проявляется весьма заметное единство. Общепринятой является позиция, что основная масса тяжелых вязких нефтей и битумов образуется в зонах гипергенеза (тектонически активные зоны), то есть там, где существует возможность проявления роли свободного кислорода. Именно этот элемент, совместно с другими физико-химическими компонентами горного массива, относится к природным окислителям (сера, окислы железа и др.) и обусловливает существование поверхностных и приповерхностных (неглубоко залегающих) зон распространения тяжелых и вязких нефтей. Процесс окисления и осернения нефтей также сопровождается сульфатредукцией бактерий. В результате плотность нефтей увеличивается при одновременном снижении содержания легких соединений (в том числе метановых и нафтеновых) в общем объеме углеводородных скоплений. Вязкие нефти становятся более циклическими по углеводородному составу, высокосмолистыми и, при соблюдении тенденции такой физико-химической трансформации, постепенно превращаются в практически твердые вещества – битумы (мальты, асфальты, асфальтиты, кериты, антраксолиты и т. д.). Данный процесс также сопровождается постоянным ростом обводненности продуктивных отложений горного массива при разработке и эксплуатации нефтегазовых объектов. Возникает необходимость поиска альтернативных путей движения углеводородных жидкостей с учетом изменения поля естественной гравитации пластовых систем. Цель: идентифицировать стабильные флюидопроводящие каналы в поровом пространстве полимиктовых песчаников с учетом поля естественной гравитации и его связи с антигравитацией. Объекты: продуктивные отложения покурской свиты. Методы. Исследование распределения гравитационного поля в поровом пространстве горных пород выполнено с учетом теорий Ньютона и Эйнштейна; концептуальная модель гравитационного течения углеводородных жидкостей в плотных пористых средах выполнена с учетом особенностей магнитной левитации пластовых систем; построение моделей цифровых двойников системы «пласт–гравитация» реализовано с помощью методов искусственного интеллекта. Результаты. Определены квантово-механические характеристики пластовых систем при течении углеводородных жидкостей в поле естественной гравитации. Представлен результат работы алгоритма Катанова для поиска альтернативных путей движения углеводородных жидкостей в условиях геологической неопределенности. Выявлены аномалии в распределении поля естественной гравитации и его связи с антигравитацией.
Ключевые слова:
гравитация, нефть, энергия, вещество, сила, структура, фильтрация, система, давление
Библиографические ссылки:
1. Бельский А.А., Старшая В.В., Шклярский Я.Э. Автономный комплекс электропрогрева нефтяных скважин с использованием возобновляемых источников энергии // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2023. – № 1. – С. 516–520.
2. Friebe C. Metaphysics of laws and ontology of time // Theoria: An International Journal for Theory, History and Foundations of Science. – 2018. – Vol. 33. – № 1. – P. 77–89.
3. Jansen B. The ontological indifference of rights of nature // Liverpool Law Review. – 2024. – Vol. 45. – № 1. – P. 171–178.
4. Черняк Н.А. Проблема идеологизации сознания в концепции Маркса // Вестник Омского университета. – 2018. – Т. 23. – № 3. – С. 125–129.
5. Макухин П.Г. Объективность научного знания в свете «принципа неопределенности» В. Гейзенберга как частного случая «принципа дополнительности» Н. Бора // Концепт. – 2016. – № 7. – С. 164–175.
6. Новиков И.Д. Антигравитация во Вселенной // Успехи физических наук. – 2018. – Т. 188. – № 7. – С. 773–777.
7. Гуц А.К. Об источниках антигравитации // Математические структуры и моделирование. – 2017. – № 3 (43). – С. 5–11.
8. Darcy’s law for flow in a periodic thin porous medium confined between two parallel plates / J. Fabricius, J.G.I. Hellström, T.S. Lundström, E. Miroshnikova, P. Wall // Transport in Porous Media. – 2016. – Vol. 115. – № 3. – P. 473–493.
9. Katanov Y.E., Vaganov Y.V., Listak M.V. Geological and mathematical description of the rocks strain during behaviour of the producing solid mass in compression (Tension) // Journal of Mines, Metals and Fuels. – 2020. – Vol. 68. – № 9. – P. 285–292.
10. Катанов Ю.Е., Аристов А.И., Ягафаров А.К. Цифровой керн: исследование текстурных неоднородностей в горной породе // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 12. – С. 196–208. DOI 10.18799/24131830/2023/12/4156
11. Monte-Serrat D., Cabella B.C.T., Cattani C. The Schrödinger’s cat paradox in the mind creative process // Information Sciences Letters. – 2020. – Vol. 9. – № 3. – P. 1–10.
12. McFadden J. Razor sharp: the role of Occam's razor in science // Annals of the New York Academy of Sciences. – 2023. – Vol. 1530. – № 1. – P. 8–17.
13. Гравитационное течение газожидкостных смесей в пористых средах / Ю.Е. Катанов, А.К. Ягафаров, А.И. Аристов, Г.А. Шлеин // Естественные и технические науки. – Москва: Изд-во Спутник +, 2023. – № 3. – С. 155–167.
14. Катанов Ю.Е., Ягафаров А.К., Аристов А.И. Цифровой керн: влияние температурного поля на двухфазную фильтрацию флюидов в горной породе // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 10. – С. 108–118. DOI 10.18799/24131830/2023/10/4105
15. Duerr P.M., Read J. Gravitational energy in Newtonian gravity: a response to Dewar and Weatherall // Foundations of Physics. – 2019. – Vol. 49. – P. 1086–1110.
16. Hecht E. The true story of Newtonian gravity // American Journal of Physics. – 2021. – Vol. 89. – № 7. – P. 683–692.
17. Hansen D., Hartong J., Obers N.A. Gravity between Newton and Einstein // International Journal of Modern Physics D. – 2019. – Vol. 28. – № 14. – P. 1944010.
18. Халилов Э.Н. Гравитационные волны и геодинамика. К 90-летию академика РАН, заслуженного профессора МГУ Виктора Ефимовича Хаина. – Баку; Берлин; М.: Изд-во ЭЛМ-МСНР/МАН, 2004. – 331 с.
19. Tang M. et al. Gravity displacement gas kick law in fractured carbonate formation // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. – 2022. – Vol. 12. – № 11. – P. 3165–3181.
20. Vishwakarma R.G. Einstein’s gravity under pressure // Astrophysics and Space Science. – 2009. – Vol. 321. – P. 151–156.
21. Arns C.H., Knackstedt M.A., Martys N.S. Cross-property correlations and permeability estimation in sandstone // Physical Review E-Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. – 2005. – Vol. 72. – № 4. – P. 046304.
22. Gleeson T. et al. A glimpse beneath earth's surface: GLobal HYdrogeology MaPS (GLHYMPS) of permeability and porosity // Geophysical Research Letters. – 2014. – Vol. 41. – № 11. – P. 3891–3898.
23. Капица П.Л. Сверхтекучесть гелия-II // Успехи физических наук. – 1967. – Т. 93. – № 11. – С. 481–494.
24. Кудинов Е.К. Термодинамика тока в сверхпроводящих и сверхтекучих системах // Физика твердого тела. – 2006. – Т. 48. – № 8. – С. 1366–1373.
