Библиотека Земли: как устроено одно из самых современных хранилищ горных пород

Роботы вместо лаборантов и складов

На 12 тысячах квадратных метров разместились 16 лабораторий, одно из крупнейших в отрасли кернохранилищ и образовательный кластер. Ключевая особенность — полная автоматизация рутинных процессов. Ученым больше не нужно ходить на склад за образцами или расходниками: достаточно оставить заявку в системе, и автономный робот-лаборант, напоминающий плоскую металлическую черепашку, доставит заказ на любой этаж и в любую лабораторию, следуя по специальной разметке на полу.

От сканирования до цифрового бессмертия

Исследования начинаются с экспресс-оценки керна, поступающего прямо с месторождений. За пару дней специалисты выясняют наличие и тип нефти, пористость и прочность породы. Затем образцы проходят компьютерную томографию, создающую их 3D-модели.

Особого внимания заслуживает процесс маркировки. Раньше образцы вручную подписывали сотрудницы с самым красивым почерком — тушью и пером. Теперь это делает робот с машинным зрением, нанося уникальный QR-код и номер. Разработка специальных полимерных чернил, устойчивых к агрессивным средам, заняла целый год.

После маркировки часть образцов отправляется на углубленные исследования, часть — в автоматизированное хранилище с климат-контролем. Самые ценные экземпляры получают «цифровое бессмертие»: на основе данных томографии и литологического описания создается цифровой двойник керна. «Сначала мы проводим эксперименты на двойнике, — поясняет представитель центра Николай Барковский. — Это позволяет сохранить керны для сложных испытаний, которые нельзя провести виртуально, и ускоряет процесс с недель до нескольких дней».

Микрочипы как ключ к недрам

Наиболее перспективная технология центра — микрофлюидика. В лаборатории размером с небольшую комнату на основе данных томографии создают кремниевые чипы размером 1х2 сантиметра, полностью повторяющие структуру пор реального керна. Эти чипы помещаются в настольный лабораторный комплекс, где их заполняют нефтью или газом под заданным давлением. Ученые могут проводить сотни экспериментов с различными жидкостями и составами, не разрушая драгоценные образцы породы. Как отмечает разработчик технологии Алексей Черемисин, «микрофлюидика — будущее исследований керна. Микрочипы отражают основные свойства горных пород, а эксперименты с ними в тысячи раз дешевле и быстрее традиционных».

Сейчас «Геосфера» работает в опытно-промышленном режиме: специалисты проверяют оборудование и заполняют кернохранилище, способное вместить 200 погонных километров образцов. Выход на полную мощность запланирован на конец 2024 года.

Создание подобного центра — логичный шаг в условиях, когда традиционные методы разведки и добычи нефти становятся все менее эффективными. Месторождения истощаются, а новые залежи часто находятся в сложных геологических условиях. Роботизация и цифровизация лабораторных исследований позволяют не только ускорить подбор технологий добычи, но и значительно снизить затраты, минимизируя риски дорогостоящих ошибок на реальных скважинах. В перспективе опыт «Геосферы» может стать моделью для создания аналогичных центров в других нефтедобывающих регионах, формируя новый стандарт работы с геологическими данными.