Mokslininkai dirba, kad pagerintų atsigavimą nuo griežtų skalūnų rezervuarų

Zeitgeist: Judame Pirmyn (2011) (Birželis 2019).

Anonim

Didelė dalis JAV naftos produkcijos gaminama iš skalūnų. Iš šių netradicinių rezervuarų išgaunant alyvą ir dujas paprastai reikalaujama gręžti horizontalius šulinius ir naudoti hidraulinio trintavimo metodus. Vis dėlto prognozuojant visišką šių metodų poveikį vis dar neaišku, nes supranta, kaip skystis skystis teka vis dar vystosi.

Dr. David Schecherio tyrimų grupė sukūrė naujo tipo simuliatorių, kuris geriau iliustruoja ir prognozuoja šių metodų poveikį. Šis tvirtas simuliatorius remiasi laboratorinių eksperimentų duomenimis ir sujungia jį su žinomais geologiniais duomenimis apie lūžius. Tada jis naudoja nestruktūruotą tinklelį ir naujai sukurtą kodavimą, kad sukurtų modelius, kurie pagerintų supratimą apie:

  • kaip lūžiai veikia rezervuaro srautą
  • kaip skysčių su pridėtais paviršiaus aktyvumo medžiagomis (muilu) įtaka naftos išgavimui
  • kurie sustiprino naftos gavybos procesus, yra geriausi skirtingoms rezervuarų situacijoms

Be to, kad tobulintume supratimą, tyrimo grupė naudojo šiuos duomenis ir šiuos modelius, kad užginčytų dabartines skysčių susilaikymo teorijas rezervuaruose.

Lūžiai paveikia srautą

Schechter, docentas ir "Aghorn Energy Career Development" profesorius Texas A & M universiteto Naftos inžinerijos departamento Haroldo Vanceo departamente, nėra svetimas lūžiams. Jo moksliniai interesai apima geologinę ir petrofizinę analizę, ir jis greitai paaiškina lūžių pagrindus.

"Lūžiai nebūtinai yra chaotiški rezervuaro uolose", - sakė Schechter. "Jei žinote roko mechanikos taisykles ir studijuojate paviršiaus atodangas ir požemį su šulinių įrankiais, tuomet galite kurti lūžių tinklus, pagrįstus tam tikromis žinomomis taisyklėmis. Kai kurie lūžiai yra gerai elgiamasi dėl atstumo tarp lūžių ir ilgio, kai kurie arenai Jei mes turime pakankamai pagrindinių duomenų, jei mes suprastume roko mechaniką ir įtempimus, kurie įvyko baseine, tada susidarantys lūžių modeliai paprastai laikosi paprastų taisyklių. "

Vanduo patenka į uolienų paliekų paviršiaus lūžius. Tai pritraukia augaliją, kaip parodyta antenos nuotraukoje (mandagumo John Lorenz). Pogrindyje panašūs lūžių modeliai leidžia transportuoti ir gaminti aliejų. Geologai nukreipia roko paviršiaus atvaizdus skenuojančiomis linijomis, kurdami lūžio modelių žemėlapius skysčių kaupinimuose. Schecherio grupė šiuos žemėlapius paverčia talpyklų modeliavimo tinklais, naudojant metodą, vadinamą nestruktūruotu tinkleliu. Šioje technikoje lūžiai yra sudėtingi daugiakampiai tinkleliai, o ne paprastas tiesioginio dekoravimo režimas, daugiausia naudojamas programinėje įrangoje.

Vienas studentas, Jianlei Sun, parašė kodą, kuris lūžių modelius ir nestruktūruotus tinklus paverčia sudėtingomis imitacinių tinklelių sistemomis. Kodas turi simuliatoriaus reikalingų ypatybių, tokių kaip lūžio smūgis ir kryptis, kreko dydis ir lūžio ilgis ir aukštis.

Kiti būdai skysčių juda

Schechter'o simuliatorius viršija modeliavimo lūžių savybes, jis taip pat nagrinėja skysčių savybes. Srauto rezervuaruose esantį alyvos srautą sunku nuspėti, nes uolos mikroskopinėse porose itin mažas pralaidumas. Šios griežtos uolienos alyvos ištraukimas atliekamas transporto mechanizmais, tokiais kaip drėkinimo pakitimai, siekiant pagerinti kapiliarų įsiskverbimą.

"Schechter" laboratorijos specializuojasi tyrinėjant drėgmę ir sugerti akmenimis. Drėkinamumas yra skysčio gebėjimas palaikyti ryšį su uolos paviršiumi, todėl jis negali būti atstumtas. Įsimimas yra uolos sugebėjimas sugerti lūžių skysčius, tokius kaip vanduo, sumaišytas su paviršinio aktyvumo medžiagomis. Šie skysčiai atbaido ir išstumia alyvą uolų porose, taigi aliejus gali būti regeneruotas. Nekeičiant arba nepakeičiant drėgmės, kapiliarinis įsiuvimas gali neatsitikti.

"Jei vanduo bus atstumtas nuo paviršiaus, jis nejudės į uolą, " - sakė Schechteris. "Bet jei vanduo bus traukiamas ant paviršiaus, jis bus traukiamas vanduo, pakeisdamas naftos sočiųjų poras dėl kapiliarų įsiskverbimo. Galbūt jūs paėmėte cukraus kubą ir palietėte jį į kavą? Cukrus yra prisotintas oru (tarp cukraus kristalai), tačiau cukraus kubo paviršius pageidauja, kad jis būtų drėkinamas vandeniu ar kava, o ne oru. Kai paliesi jį kavos paviršiumi, tai susikaupia, kad kavą, tai yra kapiliarinė absorbcija. paviršiaus aktyviosioms medžiagoms, kurios priklauso nuo skysčio / skysčio absorbcijos. Todėl mes nagrinėjame kontaktinius kampus. "

Schecherio grupė tiria įvairių cheminių mišinių poveikį lūžio skysčiuose. Jie ieško mišinių, kurie pakeičia uolų drėgmę nuo drėgmės iki drėgmės, leidžiant skysčiui patekti į aliejaus užpildytą roką laboratorijoje. Eksperimentai padeda mokslininkams suprasti ir išdėstyti kontaktinių kampų rezultatus. Jie patvirtina rezultatus ir tada perkelia šią informaciją į savo treniruoklius.

Skysčių susikaupimas netradiciniuose rezervuaruose yra naudingas

"Nestandartinė revoliucija yra tokia stebina", - sakė Schechter. "Mes galime paimti įprastą akytojo akmens skaldą, pvz., Smiltainį, ir mes galime siurbiuoti jame skysčius. Esant slėgiui, mes galime lengvai sušvirkšti aliejų ar vandenį. Tokios netradicinės uolos, kurias mes mokome, pvz., Skalūnai, yra tokios tačiau mes negalime jomis siurbti nieko. Tačiau, kai mes atskiriame juos į paviršinio aktyvumo medžiagas, kurios pakeičia drėkinamumą, atsiranda spontaninė absorbcija, todėl vandens fazę į akmenį perneša stebėtinai greitai. "

Anksčiau įmonės įpurškė vandenį ir smėlį (arba proppantą) įprastuose rezervuarų šuliniuose, esant dideliam slėgiui, kad susidarytų lūžiai. Buvo manoma, kad didžioji dalis vandens (ištekėjimo) atkūrimo buvo naudinga, kad vanduo nebūtų blokuojamas išorinis naftos srautas. Schecherio eksperimentai netradicinių uolų srityje rodo, kad neporos uolienos elgiasi kitaip. Pripildytų aliejaus mėginiai buvo paveikti paviršinio aktyvumo medžiagų, įmirkytų vandeniu. Kintamosios skenavimo matavimo tankis parodė, kad mažiau tankus aliejus pakeičiamas tankesniais vandens mišiniais per absorbciją. Lūžis leido aliejui išeiti.

"Mes nustatėme, kad norėtumėte, kad rezervuaras šį vandenį laikytų", - sakė Schechteris. "Tai prieštaringa, nes tai yra senoji praktika. Darant prielaidą, kad vanduo įsiskverbtų į formavimą, jis užblokuos alyvos srautą, taip sumažindamas produktyvumą. Tai, ką mes pastebime, yra tai, ar vanduo įsiskverbia į kapiliarinę įtampą, ir jūs gaunate labai mažai vanduo atgal, implikacija yra vandens fazė įsiskverbė į uolą ir išstumia aliejų į lūžius, ir tai iš tikrųjų yra geras dalykas. "

Geresnės prognozės naudinga pramonei

Naudodamiesi chemija, matematika ir fizika, Schecherio grupė sukūrė priemonę, kuri geriau iliustruoja ir maksimaliai padidina skalūnų rezervuaro gamybą. Jų treniruoklis sukūrė patikimesnes prognozes nei dabartiniai treniruokliai, nes jis pagrįstas išsamiais duomenimis. Tai padeda pramonei sumažinti nereikalingas eksploatavimo sąnaudas, padedant inžinieriams geriau suprasti, kaip netradiciniai uolai elgiasi po specifinių lūžių gydymo procedūrų.

"Iš esmės tai, ką aš studijuoju, kad ši uola yra pilna aliejaus, bet tai nuostabu, kad iš šios uolos išgaunama alyva, nes ji taip griežta", - sakė Schechteris. "Pramonė yra suinteresuota pagerinti atsigavimą, tiek vandens fazės įpurškimu su aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis ar dujų injekcija, mes tiriame visas sustiprinto atsigavimo formas. Galime numatyti, kas vyks. Mes galime padidinti savo imitatorių į rezervuaro matmenis ir kiekybiškai įvertinti tobulinimas ".

menu
menu