ЗА МАТЕМАТИЧЕСКИТЕ МОДЕЛИ В ПЕТРОЛНАТА ИНДУСТРИЯ
Д-р Петър Попов е интересна и многостранно развита личност. Математиката е негова страст и тя е в основата на цялостната му професионална реализация. Доказан и утвърден специалист в научната сфера в САЩ, той избира да се завърне в България, където успешно продължава своята дейност. Тя е свързана с проучвания и математически разработки в областта на петролната индустрия за клиенти в чужбина.
Кратка визитка:
1995 г. – завършва Софийска математическа гимназия
1995 - 1999 г. – ФМИ – Софийски университет, специалност Приложна математика
2000 - 2005 г. - Texas A&M University – Аспирантура по Авиоинженерство
2005 - 2009 г. - Texas A&M University – Изследовател
2009 – 2011г. - БАН, Институт по научни пресмятания
2011г. - основава компанията PP Research
Петър Попов е съавтор на книга по математическо моделиране, издадена от Springer (2008). Автор е на много научни трудове, публикувани в списания и сборници на престижни международни конференции.
Как се насочихте към аспирантурата в Texas A&M University след завършването на Приложна математика в Софийския университет?
90-те години бяха доста особено време. Исках да продължавам да се развивам в научната сфера, а в България нямаше възможности (всъщност и сега няма възможности). Вариантът беше да се ориентирам към преместване в добър университет с подходяща среда.
А защо решихте да продължите с авиоинженерство?
Когато завършвах Приложна математика в СУ на един от професорите ми точно в този момент му бяха казали, че търсят хора с моя профил. Така се запознах с бъдещия ми научен ръководител. Авиоинженерството включва грубо казано три области. Едната е механика на флуидите, другата е динамични системи (примерно спътник, който се върти по някаква задача е една динамична система, която трябва да се контролира). Третата подобласт е механика на материалите и аз се занимавах с нея. Традиционно на някои места това е отделен факултет, на други не, там специално е отделен. Занимавах се с един материал, който се казва материал с памет на формата. Има различни видове сплави и моята работа беше изработването на модел на поведение на този материал. Особен е в следния смисъл – това е метална сплав, която може да си запомня формата и при определени условия да я възстановява. Например при повишаване на температурата може да запомни формата, която заема, след това да се промени и ако отново се нагрее в някакви граници си възстановява формата. Аз се занимавах с изработването на специфичен модел, който описва как се държи този материал при различни натоварвания и различни температури.
Това комерсиално се използва за няколко неща. Едното е при производство на очила, които могат да се огъват по всякакви начини без да се чупят. Друго приложение е кардиологични стенти – това е една мрежеста тръбичка, която ако човек има запушен кръвоносен съд се вкарва и го раздува, така че да се възстанови кръвообращението. Стандартният стент се вкарва в кръвоносния съд, след което с една гумена тръбичка се раздува, при което трябва много да се внимава, защото ако се раздуе прекалено много ще се скъса кръвоносния съд. Докато този материал може така да се направи, че при телесна температура да си промени формата и да заеме желаната форма за съответния кръвоносен съд без външна намеса.
Използват ли се вече стендове, изработени от този материал?
С президента Първанов
Да, това е отдавна комерсиализирано, от около десетина години. По онова време две компании се съдеха кой е измислил това приложение и научният ми ръководител беше призован за съдебен експерт. И всъщност голяма част от нашите изчисления отидоха за доказателства на първоизточника на приложението.
Този материал се казва материал с памет на формата. Материалите са различни видове, най-популярната е никелов-титаниев сплав, чието търговско наименование е Нитинол. Моята работа се състоеше в изработването на числени модели как се държи това нещо. Това е доста сложен материал с доста модели и имаше много неща, които можеше да се подобряват. В лабораторията правехме любопитни неща, които се състояха в това да изненадаме приятелките си с изписване на имената им от материала.
С какво продължихте да се занимавате след завършване на аспирантурата?
След това реших малко да сменя областта и се насочих към моделиране на течения в порести среди. Приложенията са основно в петролната индустрия. Донякъде приложение има и в медицината с изчисления при какво натоварване може да се счупи костта (костите са с пореста структура) при болни от остеопороза. Това може да се моделира, обаче трябва да се знае какъв е материала, формата и каква е точно микроструктурата. Тъй като става въпрос за живи същества това се изчислява много трудно. Основното приложение е в нефтодобива.
И аз самият се пренасочих към различни сложни процеси, които протичат при добив на нефт и от доста време се занимавам основно с това.
За разлика от широко разпространеното мнение петролът не се намира в дупки в земята. Има порести скали от типа на пясъчници и др. и той се намира в порите на скалата. Обикновено е смесен частично с вода, частично с газ, зависи от пората. И трябва да се осъществи процес на изпомпване. За по-добро разбиране можем да си представим гъба напоена с някаква вещество. Това вещество лесно може да се изкара от гъбата – като се стисне то излиза. Но тъй като нямаме достъп и не можем да изтискаме скалата, това, което трябва да направим е да изместим петрола. Започваме да пробиваме дупки, като в някои от тях инжектираме вода, тя влиза вътре и измества петрола, който излиза на повърхността. И това е сложен процес, който се моделира. Традиционно преди стотина години, когато индустрията е започнала да се развива, нещата са били прости – петролните находища са били на плитко, експлоатирали са се лесно, включва се тръба и започва да излиза. От доста време това не е така. Първичният процес е когато се направи сондаж и започва да излиза сам докато намалее налягането. Следващата стъпка е да се направят още няколко сондажа и да започне да се инжектира в единия отвор вода, а от другия излиза петрол.
Простите и лесни за експлоатиране находища свършват или поне намаляват.
Става по-сложно, трябва да се работи на по-голяма дълбочина. Петролът има свойството да полепва, като олио. Като се изкара каквото може с вода, следващото, което може да се направи е да се съберат остатъците примерно като се вкара прах за пране. За да се добива в момента петрол процесите стават все по-сложни и съответно се нуждаят от специализирани методи, за да се разбират и управляват.
Реално от 2005 година до момента се занимавам с изучаване на течения в порести среди. Първо в САЩ, а впоследствие тук в България.
По какви причини решихте да се завърнете в България през 2009 година?
Награда "Джон Атанасов"
В конкретния случай натежаха лични причини. Навсякъде професионалната реализация е сложен и труден процес и никъде не е лесно. Веднъж обаче добиеш ли представа какво искаш да правиш кариерно можеш да се развиваш където искаш. Известно време бях в БАН, там се опитвах да правя разни неща, но се оказа, че е невъзможно. БАН е нещо, което живее в друго време и друго пространство. Проблемът с БАН е следния – огромно мнозинство от хората там не правят нищо. На малко места има групи, които са активни, но това са малко места. Институтът, в който работех, е добър - активен и работещ. Но в един момент други два института бяха закъсали и за да не ги закрият ги обединиха с нашия институт. И всъщност стана голяма боза. В нормалния свят такъв тип изследвания се движат от индустрията, която има някакви цели и желания, имат задачи и тези задачи хората ги моделират, решават и т.н. А в БАН хората имат нужда да им казват колко са велики.
Това затормозява, няма нормална среда, в която човек да си върши работата.
През 2008 година цената на петрола беше паднала драстично и в продължение на две-три години индустрията беше замряла. През 2011 година започнаха да се оправят нещата, намерих инвеститор за това, с което се занимавам в момента и направих моята компания. Тогава напуснах БАН.
С какво основно се занимава компанията Ви?
В момента разработваме софтуер, който симулира процеса на течения и деформации на резервоарни пластове в нефтени находища. Когато се добива петрол се разместват разни течности, при разместването се деформира скалата, което в някои ситуации е важно, примерно ако полето е сравнително плитко и се наруши структурата на скалата над него и грубо казано се счупи скалата, може да потече в морето. Друго, което може да се случи по време на самия сондаж, е нещата да започнат да текат по неправилен начин и пак е възможно да се счупи сондажа, а това са много скъпи съоръжения, т.е. процесът на издълбаване на сондаж може да струва десетки и стотици милиони. И ако по някаква причина това устройство, което прави тръбата, която е изкопана, се счупи се губят невероятно много пари плюс петролни разливи, което е нежелателно.
Всъщност софтуера, който правим симулира по-добре процеса на деформиране на скалата по време на извършване на сондажа и експлоатацията на полето.
Това, което правим е приложимо за дълбоководни сондажи, за сондажи със сложна геология с възможност за активиране на разломи и др. В момента, след като цената на петрола падна преди повече от година, нещата станаха по-сложни, но засега се справяме добре, продължаваме да имаме клиенти и да работим. Има доста приложения и в хидроинженерството. Може да се следи поведението на подпочвени води около разни технически съоръжения от типа на язовири, мини и др. Това е пазар, който трябва да се разработи, а ние сме навлезли в петролната индустрия.
Клиентите ви в кои държави са?
Не мога да конкретизирам клиентите ни, но мога да кажа, че извършват сондажи в Западна Африка и Мексиканския залив.
А в арабския свят работите ли?
Там е сложно. В арабския свят – Саудитска Арабия, Кувейт, Ирак - полетата са все още лесни за експлоатация. Докъде точно са експлоатирани находищата никой не може да каже, защото е държавна тайна. Предположенията са, че вече са преминали етапа на първичен добив, но докъде никой не знае.
Моделът, който правите, дава ли видим резултат?
Клиентите са доволни. Даваме им нещо, което намалява риска при сондажите, дава им информация как да оптимизират експлоатацията на полето, така че да добият максимално количество петрол.
За какви заслуги Ви беше връчена наградата Джон Атанасов?
Това е награда за млади учени с постижения в областта на компютърните науки в световен мащаб. Беше ми връчена за принос в развитието на компютърните и информационни технологии.
Имате ли интерес към някаква област, в която обаче поради различни причини нямате възможност да се развивате?
Аз съм много щастлив, че се занимавам с това, което ми харесва. Имам своите ежедневни притеснения относно планиране, финансиране, също така в момента сме в преходен период на промяна на бизнес модела и това е допълнително натоварване, но ми е приятно и ме удовлетворява.
Като професионалист в областта как ще коментирате проекта, свързан с проучвания за добив на нефт в Черно море?
Никой не тръгва да прави сондажи без да има сериозни данни, че съществуват находища. Но какво точно се прави, как и докъде са задвижени нещата е конфиденциална информация, за изтичането на която може да има големи санкции за отговорните лица. Всеки договор, свързан с подобни проучвания е конфиденциален.
Трябва да се има предвид, че за да се стигне до експлоатиране на находище се прави оценка дали подобен проект би бил икономически изгоден. Имаше например голямо находище между Средиземно море и Кипър, което изглеждаше много перспективно, но не се разви именно защото беше преценено като икономически неизгодно.
Какви са Вашите бъдещи цели и амбиции?
Искам да си развия компанията и да направя продукт, който да бъде най-добрия на пазара.
Как очаквате да се развива тази област?
Средата е конкурентна и няма почивка. Нещата зависят от това какви са нуждите на клиентите, а те се променят. Допреди две години основният фокус беше върху дълбоководни резервоари, които се разработват трудно, бавно и имат голям добив. Т.е. наема се кораб, с кораба се правят сондажи, които струват стотици милиони, но ако всичко завърши успешно са налице няколко сондажа, които изхранват компанията в следващите тридесет години. Това са големи инвестиции с дълъг период на изплащане. След това се появиха фракинг технологиите, които работят по абсолютно друг начин. При тях с прости и евтини сонди се правят много сондажи на някакво поле. Докато цената е добра се експлоатира. След това цената на петрола се срина, за което най-простото обяснение е, че предлагането много надвиши търсенето. Нещата се промениха драматично. В зависимост от финансовото състояние на пазара се търсят различни технологии. Трудно е да се направи предсказание какво ще бъде важно след пет години.
Видео: Thoisoi2 - Chemical Experiments
