Взгляд назад: как ученые спешно оценивали поток нефти из скважины Макандо платформы Deepwater Horizon
Первые две недели июня 2010 года стали суматошным временем для шести ученых из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) Министерства энергетики США. Пока мир был сосредоточен на продолжающемся кризисе в Мексиканском заливе после взрыва на скважине Макандо BP, эти ученые бросили все свои дела, чтобы оценить, сколько нефти вытекает из поврежденной устьевой арматуры. Их работа была срочно необходима для оценки экологического ущерба и разработки способов заглушить скважину, фонтанировавшую с 20 апреля.
Используя одни из самых сложных в мире инструментов численного моделирования, разработанных в Berkeley Lab за предыдущие два десятилетия, ученые в условиях неопределенности быстро оценили ежедневный выброс нефти в диапазоне от 60 000 до 100 000 баррелей в сутки. Их расчеты совпали с окончательной оценкой, полученной двумя месяцами позже на основе гораздо большего объема информации. Исследование описано в статье, опубликованной в онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Мы смогли использовать опыт Berkeley Lab в области многофазных потоков и вычислительных инструментов, чтобы быстро взяться за эту неотложную проблему», — говорит Курт Олденбург, ведущий автор статьи. Команда разработала упрощенную концептуальную модель системы, несмотря на отсутствие данных о пути потока из пласта в скважину, проницаемости коллектора и давлении в противовыбросовом превентере. Затем они создали связанную модель пласта и ствола скважины с помощью численной программы TOUGH2, моделирующей поток жидкости и тепла.
Их моделирование показало, что скорость потока сильно возрастает с увеличением длины участка скважины, контактирующего с пластом. Неожиданно они также установили, что скорость потока нефти относительно слабо зависит от давления в нижней части превентера. Ученые обнаружили, что чем ниже давление, тем больше природного газа выделяется из нефти, что препятствует потоку нефти и противодействует давлению, выталкивающему ее вверх по стволу.