Найден способ облегчить добычу сланцевого газа
Добывать газ из сланцевых пород сложнее, чем из песчаников, карбонатных или угольных пластов. Все из-за тектонических особенностей породы, плотности и разнородного минерального состава.
Для добычи сланцевого газа в пласте искусственно создают дополнительные трещины, используя технологию гидроразрыва. Однако сланцевые породы отличаются сложной и непредсказуемой структурой, сильной слоистостью и хрупкостью. Поэтому важно заранее изучить, как материал поведет себя во время такой операции.
Необходимо заранее определить, в каких зонах выгоднее создавать дополнительные трещины. Ошибка в выборе места ГРП может вызвать обрушение пласта и утечку газа в атмосферу.
Лабораторные испытания керна помогают изучить механические свойства породы и понять, как она может деформироваться при ГРП. Однако для экспериментов требуется большое количество подобных образцов горной породы из скважин.
Их добыча в глубокозалегающих пластах – это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Также лабораторный анализ не учитывает неоднородность сланцев – их слоистость, пористую структуру и сложный минеральный состав. Это может неправильно сказаться на результатах анализа.
Поэтому ученые Пермского Политеха и Китайского университета нефти и газа предложили новый метод, позволяющий виртуально исследовать сланец на компьютере без дорогих лабораторных испытаний.
Данный метод позволяет на микроуровне изучить структуру минерала и с точностью до 90% предсказать, какие места лучше всего подходят для создания трещин. Исследование выполнено при поддержке Национального фонда естественных наук КНР и Правительства Пермского края.
«Путем сканирования горной породы компьютерной томографией и обработки снимков электронной микроскопией мы создали настоящий трехмерный цифровой двойник керна», – рассказывает директор Когалымского филиала ПНИПУ, кандидат технических наук Владимир ПОПЛЫГИН.
С его помощью удалось узнать точную структурную информацию о породе. Это пористость, микротрещины и минеральный состав сланца, включающий глину, кварц, полевой шпат и пирит. Сравнение с реальными образцами доказало правильность созданного 3D-образца. Погрешность составила всего 3-9%,
Далее эксперты смоделировали проведение гидроразрыва. Они рассчитали, как именно трехмерная модель керна деформируется под нагрузкой и какие параметры на это влияют.
Оказалось, что чувствительность сланцевой породы к повышению трещиноватости зависит от угла падения трещины и пласта, их плотности, твердости, длины, хрупкости минералов в составе, а также возникающих напряжений в процессе. На основе этих данных разработана комплексная модель для оценки проницаемости глубоких сланцевых резервуаров, учитываюшая все эти факторы.
Правильность прогнозирования модели оценили на практике в условиях сланцевого газового месторождения в Китае. На основе результатов модели был разработан подходящий сценарий операции и проведен ГРП на двух участках разной глубины (3580-3640 и 3660-3730 метров).
В первой зоне начальная добыча газа оказалась высокой, но коэффициент извлечения - низким. Напротив, для второй зоны характерны высокая начальная добыча и высокий коэффициент извлечения.
«Наша разработка достаточно точно предсказала эти различия, – поделился ученый. — Это подтверждает достоверность моделирования трещиноватости с помощью цифровой технологии».
Такая разработка может быть полезна при добыче углеводородов из Баженовской и Доманиковой свит на Урале и в Западной Сибири. Это комплексы нефтематеринских пород, характеризующиеся низкой проницаемостью пластов.
Ранее «Информ-Девон» сообщало, что ученые Пермского Политехнического университета разработали новую гидродинамическую модель для точного прогнозирования добычи нефти в трещинных коллекторах. Она учитывает влияние давления на свойства пласта.
Кроме того, в ПНИПУ совместно с коллегами из Китая разработали метод усиленного безводного гидроразрыва пласта.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: ПНИПУ, Газодобыча, ГРП, Китай, наука